Qi (standard)
क्यूई (उच्चारण; चीनी शब्द क्यूई से; पारंपरिक चीनीः) इंडक्टिव चार्जिंग का उपयोग करके वायरलेस पावर ट्रांसफर के लिए एक इंटरफेस मानक है। मानक संगत उपकरणों, जैसे कि स्मार्टफोन, को क्यूई चार्जिंग पैड पर रखे जाने पर अपनी बैटरियों को चार्ज करने की अनुमति देता है, जो लंबी दूरी तक प्रभावी हो सकते हैं। क्यूई मानक को वायरलेस पावर कंसोर्टियम द्वारा विकसित किया गया है। एक सार्वभौमिक के रूप में, खुले मानक क्यूई-सक्षम उपकरण किसी भी निर्माता के क्यूई चार्जर से जुड़ने में सक्षम हैं। क्यूई को पहली बार 2008 में जारी किया गया था, और 2017 तक 200 से अधिक स्मार्टफोन, टैबलेट और अन्य उपकरणों में शामिल किया गया था। एप्पल, एसस, गूगल, हुआवेई, एलजी इलेक्ट्रॉनिक्स, सैमसंग, शाओमी और सोनी सहित 488 निर्माता मानक के साथ काम कर रहे हैं। जनवरी 2023 में, संघ ने क्यूई2 की घोषणा की, जो मौजूदा मानक को अद्यतन करेगा और इसमें ऐप्पल की मैगसेफ तकनीक पर आधारित एक चुंबकीय कनेक्शन शामिल होगा। 19 अप्रैल, 2023 को वायरलेस पावर कंसोर्टियम ने क्यूई2 मानक जारी किया। क्यूई मानक का उपयोग करके काम करने वाले डिजाइन उपकरण समतल कुंडल के बीच विद्युत चुम्बकीय प्रेरण पर निर्भर करते हैं। एक क्यूई प्रणाली में दो प्रकार के उपकरण होते हैं-बेस स्टेशन, जो एक बिजली स्रोत से जुड़ा होता है और प्रेरक शक्ति प्रदान करता है, और मोबाइल उपकरण, जो प्रेरक शक्ति का उपभोग करते हैं। बेस स्टेशन में एक पावर ट्रांसमीटर होता है जिसमें एक संचारित कुंडल होता है जो एक दोलनशील चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है; मोबाइल उपकरण में एक प्राप्तकर्ता कुंडल धारण करने वाला एक पावर रिसीवर होता है। फैराडे के प्रेरण के नियम द्वारा प्राप्त करने वाली कुंडल में चुंबकीय क्षेत्र एक प्रत्यावर्ती धारा को प्रेरित करता है। दो कुंडलियों के बीच की दूरी के साथ-साथ उनकी सतहों पर परिरक्षण, यह सुनिश्चित करता है कि प्रेरक शक्ति हस्तांतरण कुशल है। बेस स्टेशनों में आम तौर पर एक सपाट सतह होती है-जिसे इंटरफेस सतह के रूप में जाना जाता है-जिसके ऊपर एक उपयोगकर्ता एक या अधिक मोबाइल उपकरण रख सकता है। बिजली हस्तांतरण होने के लिए संचरण कुंडल (आधार स्टेशन का हिस्सा) और प्राप्त कुंडल (मोबाइल उपकरण का हिस्सा) को संरेखित करने के लिए दो तरीके हैं। पहली अवधारणा में-जिसे निर्देशित स्थिति कहा जाता है-एक उपयोगकर्ता को मोबाइल उपकरण को बेस स्टेशन की सतह के एक निश्चित स्थान पर रखना चाहिए। इस उद्देश्य के लिए, मोबाइल उपकरण एक संरेखण सहायता प्रदान करता है जो इसके आकार, आकार और कार्य के लिए उपयुक्त है। दूसरी अवधारणा-जिसे मुक्त स्थिति के रूप में संदर्भित किया जाता है-उपयोगकर्ता को संचारित कुंडल के साथ सीधे संरेखण में मोबाइल उपकरण रखने की आवश्यकता नहीं होती है। मुक्त स्थिति प्राप्त करने के कई तरीके हैं। एक उदाहरण में संचारित कॉइल के एक बंडल का उपयोग केवल प्राप्त करने वाले कॉइल के स्थान पर एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। एक अन्य उदाहरण प्राप्त करने वाले कुंडल के नीचे एक एकल संचारक कुंडल को स्थानांतरित करने के लिए यांत्रिक साधनों का उपयोग करता है। तीसरा विकल्प मल्टीपल कोऑपरेटिव फ्लक्स जनरेटर नामक तकनीक का उपयोग करना है। चित्र 1-1 मूल प्रणाली विन्यास को दर्शाता है। जैसा कि दिखाया गया है, एक पावर ट्रांसमीटर में दो मुख्य कार्यात्मक इकाइयाँ शामिल होती हैं-एक बिजली रूपांतरण इकाई और एक संचार और नियंत्रण इकाई। आरेख शक्ति रूपांतरण इकाई के हिस्से के रूप में चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने वाले संचारित कुंडल (सरणी) को दर्शाता है। नियंत्रण और संचार इकाई हस्तांतरित शक्ति को उस स्तर तक नियंत्रित करती है जो बिजली प्राप्तकर्ता अनुरोध करता है। आरेख से यह भी पता चलता है कि एक बेस स्टेशन में कई ट्रांसमीटर हो सकते हैं, जिससे एक ही बेस स्टेशन पर कई मोबाइल उपकरणों को रखा जा सकता है और जब तक इसकी प्रत्येक बैटरी पूरी तरह से चार्ज नहीं हो जाती, तब तक प्रेरक रूप से चार्ज किया जा सकता है। अंत में, आरेख में प्रणाली इकाई में बेस स्टेशन की अन्य सभी कार्यात्मकताएं शामिल हैं, जैसे कि इनपुट पावर प्रावधान, कई पावर ट्रांसमीटरों का नियंत्रण और उपयोगकर्ता इंटरफेस। एक पावर रिसीवर में एक पावर पिक-अप यूनिट के साथ-साथ एक संचार और नियंत्रण इकाई भी होती है। ट्रांसमीटर की बिजली रूपांतरण इकाई के समान, चित्र 1-1 प्राप्त करने वाली कुंडल को बिजली लेने वाली इकाई के चुंबकीय क्षेत्र को पकड़ने के रूप में दर्शाता है। एक पावर पिक-अप इकाई में आम तौर पर केवल एक प्राप्त करने वाली कुंडल होती है। इसके अलावा, एक मोबाइल उपकरण में आमतौर पर एक ही पावर रिसीवर होता है। संचार और नियंत्रण इकाई हस्तांतरित शक्ति को उस स्तर तक नियंत्रित करती है जो बिजली प्राप्तकर्ता के उत्पादन से जुड़े उप-प्रणालियों (जैसे, बैटरी) के लिए उपयुक्त है। ये उप-प्रणालियाँ मोबाइल उपकरण की मुख्य कार्यक्षमता का प्रतिनिधित्व करती हैं। पारेषक क्यूई विनिर्देशन (ऊपर संदर्भित) के 2017 संस्करण 1.2.2 के एक उदाहरण के रूप में, ए2 संदर्भ क्यूई लो-पावर ट्रांसमीटर में एक सपाट कुंडल में 20 मोड़ (दो परतों में) की कुंडल होती है, जिसे 19 मिमी आंतरिक व्यास और 40 मिमी बाहरी व्यास के साथ एक रूप में घाव किया जाता है, जिसमें कम से कम 4 मिमी बड़े व्यास वाले नरम लोहे की नीचे-कुंडल ढाल होती है जो 24 ± 1 माइक्रोहेनरी का प्रेरण देती है। इस कुंडल को एक श्रृंखला अनुनाद परिपथ में रखा जाता है। इस श्रृंखला अनुनाद परिपथ को फिर डीसी स्रोत से एच-ब्रिज स्विचिंग व्यवस्था द्वारा संचालित किया जाता है; पूर्ण शक्ति पर, संधारित्र में वोल्टेज 50 वोल्ट तक पहुंच सकता है। बिजली नियंत्रण स्वचालित है; क्यूई विनिर्देशन के लिए आवश्यक है कि लागू किए गए वास्तविक वोल्टेज को कम से कम 50 मिलीवोल्ट के रूप में छोटे चरणों में नियंत्रित किया जा सके। उपकरण में चार्जिंग वोल्टेज को कम करने के बजाय, ए2 संदर्भ को पूरा करने वाले क्यूई चार्जर प्राथमिक सेल वोल्टेज के अनुसार वितरित शक्ति को संशोधित करने के लिए एक पी. आई. डी. (आनुपातिक-एकीकृत-व्युत्पन्न) नियंत्रक का उपयोग करते हैं। अन्य क्यूई चार्ज ट्रांसमीटर 140 किलोहर्ट्ज़ पर अपने कनेक्शन शुरू करते हैं, लेकिन एक बेहतर मिलान के साथ आवृत्ति खोजने के लिए आवृत्तियों को बदल सकते हैं, क्योंकि ट्रांसमीटर और रिसीवर कॉइल के बीच पारस्परिक प्रेरण ट्रांसमीटर और रिसीवर कॉइल के बीच गतिरोध दूरी के अनुसार भिन्न होगा, और इस प्रकार प्राकृतिक अनुनाद आवृत्ति भिन्न होगी। विभिन्न क्यूई संदर्भ डिजाइनों में अंडाकार कुंडल और बहु-कुंडल प्रणालियों के साथ-साथ कई प्रेरक और संधारित्रों के साथ अधिक जटिल अनुनाद नेटवर्क सहित अलग-अलग कुंडल व्यवस्था होती है। ये डिज़ाइन 105 से 205 किलोहर्ट्ज़ तक की आवृत्तियों पर और 200 वोल्ट तक के अधिकतम अनुनाद सर्किट वोल्टेज के साथ आवृत्ति-फुर्तीले संचालन की अनुमति देते हैं। प्राप्तकर्ता क्यूई पावर रिसीवर हार्डवेयर संदर्भ डिजाइन 1, क्यूई विनिर्देशन के संस्करण 1.2.2 से भी, 44 मिमी × 30 मिमी बाहरी आकार के तार के आयताकार कुंडल के साथ शुरू होता है, तार के 14 मोड़ के साथ, और एक ऊपर-कुंडल चुंबकीय कवच के साथ। इस कुंडल को संधारित्रों की एक जोड़ी (श्रृंखला में 127 नैनोफैरेड और समानांतर में 1.6 नैनोफैरेड) के साथ एक समानांतर अनुनाद परिपथ में तारबद्ध किया जाता है। बिजली उत्पादन को 1.6-nanofarad संधारित्र में लिया जाता है। पावर ट्रांसमीटर को एक डिजिटल संचार चैनल वापस प्रदान करने के लिए, एक अनुनाद मॉड्यूलेटर जिसमें 22-नैनोफैराड कैपेसिटर की एक जोड़ी और एक टी कॉन्फ़िगरेशन में 10 के. ओ. एम. प्रतिरोधक होता है, को 1.6-nanofarad कैपेसिटर में बदला जा सकता है। 1.6-nanofarad संधारित्र में टी नेटवर्क को बदलने से युग्मित प्रणाली की अनुनाद आवृत्ति में महत्वपूर्ण परिवर्तन होता है जिसका पता बिजली संचारक द्वारा वितरित शक्ति में परिवर्तन के रूप में लगाया जाता है। पोर्टेबल उपकरण के लिए बिजली उत्पादन एक पूर्ण-तरंग पुल के माध्यम से होता है जो 1.6-nanofarad संधारित्र के पार तार से जुड़ा होता है; बिजली को आम तौर पर चार्ज नियंत्रक को देने से पहले 20-माइक्रोफैराड संधारित्र के साथ फ़िल्टर किया जाता है। अन्य क्यूई पावर रिसीवर वैकल्पिक अनुनाद मॉड्यूलेटर का उपयोग करते हैं, जिसमें ब्रिज रेक्टिफायर से पहले और बाद में रिसीवर अनुनाद संधारित्र के पार एक अवरोधक या प्रतिरोधकों की जोड़ी को बदलना शामिल है। विशेषताएँ और विनिर्देश डब्ल्यू. पी. सी. ने अगस्त 2009 में क्यू. आई. लो-पावर विनिर्देश प्रकाशित किया। क्यूई विनिर्देश को पंजीकरण के बाद स्वतंत्र रूप से डाउनलोड किया जा सकता है। क्यूई विनिर्देशन के तहत, "कम शक्ति" प्रेरक स्थानान्तरण दो समतल कुंडलियों के बीच प्रेरक युग्मन का उपयोग करके 5 डब्ल्यू से कम शक्ति प्रदान करते हैं। ये कुंडलियाँ आम तौर पर 5 मिमी की दूरी पर होती हैं लेकिन 40 मिमी तक और संभवतः आगे की दूरी पर हो सकती हैं। क्यूई लो-पावर विनिर्देश का नाम बदलकर क्यूई बेसलाइन पावर प्रोफाइल (बी. पी. पी.) कर दिया गया है। आउटपुट वोल्टेज का विनियमन एक डिजिटल नियंत्रण लूप द्वारा प्रदान किया जाता है जहां बिजली रिसीवर बिजली ट्रांसमीटर के साथ संवाद करता है और कम या ज्यादा बिजली का अनुरोध करता है। बैकस्कैटर मॉड्यूलेशन के माध्यम से पावर रिसीवर से पावर ट्रांसमीटर तक संचार एक दिशात्मक है। बैकस्कैटर मॉड्यूलेशन में, पावर-रिसीवर कॉइल को लोड किया जाता है, जिससे पावर ट्रांसमीटर पर करंट ड्रॉ बदल जाता है। इन वर्तमान परिवर्तनों की निगरानी की जाती है और दोनों उपकरणों को एक साथ काम करने के लिए आवश्यक जानकारी में डिमॉड्यूलेट किया जाता है। 2011 में, वायरलेस पावर कंसोर्टियम ने मध्यम शक्ति के लिए क्यूई विनिर्देश का विस्तार करना शुरू किया। 2019 तक, मध्यम बिजली मानक वर्तमान में 30 से 65 डब्ल्यू प्रदान करता है। इसके अंततः 200 डब्ल्यू (आमतौर पर पोर्टेबल बिजली उपकरण, रोबोटिक वैक्यूम क्लीनर, ड्रोन और ई-बाइक के लिए उपयोग किया जाता है) तक का समर्थन करने की उम्मीद है। 2015 में, डब्ल्यूपीसी ने एक उच्च-शक्ति विनिर्देश का भी प्रदर्शन किया, जिसे "की" कहा जाता है, जो 1 किलोवाट तक वितरित करेगा, जिससे अन्य उच्च-शक्ति उपयोगिताओं के बीच रसोई उपकरणों को शक्ति प्रदान करने की अनुमति मिलेगी। 2015 में, डब्ल्यू. पी. सी. ने क्यू. आई. एक्सटेंडेड पावर प्रोफाइल (ई. पी. पी.) विनिर्देश पेश किया जो 15 डब्ल्यू. तक का समर्थन करता है। ई. पी. पी. का उपयोग आमतौर पर बी. पी. पी. जैसे मोबाइल उपकरणों को चार्ज करने के लिए भी किया जाता है। ई. पी. पी. का समर्थन करने वाली फोन कंपनियों में एल. जी., सोनी, शाओमी और शार्प शामिल हैं। डब्ल्यू. पी. सी. ने फोन ओ. ई. एम. को बेसलाइन पावर प्रोफाइल के 5 डब्ल्यू या एक्सटेंडेड पावर प्रोफाइल के 15 डब्ल्यू से अधिक देने की अनुमति देने के लिए प्रोपराइटरी पावर डिलीवरी एक्सटेंशन (पी. पी. डी. ई.) पेश किया। वर्तमान में, केवल सैमसंग ने अपना अनुपालन परीक्षण प्रकाशित किया है। तेज वायरलेस चार्जिंग के लिए स्वामित्व मानकों का उपयोग करने वाली अन्य फोन कंपनियों में ऐप्पल, हुआवेई और गूगल शामिल हैं। गोद लेने वाली नोकिया ने पहली बार 2012 में अपने लूमिया 920 में क्यूई को अपनाया, और गैलेक्सी एस3 पर सैमसंग मोबाइल (एक रेट्रोफिटेबल आधिकारिक सैमसंग बैक कवर एक्सेसरी के माध्यम से समर्थित), गूगल/एलजी नेक्सस 4 ने उस वर्ष बाद में अपनाया। टोयोटा ने अपने 2013 एवलॉन लिमिटेड पर एक कारखाने के विकल्प के रूप में एक क्यूई चार्जिंग क्रैडल की पेशकश शुरू की, जिसमें सांगयोंग 2013 में भी क्यूई विकल्प की पेशकश करने वाला दूसरा कार निर्माता था। 2015 में, एक सर्वेक्षण में पाया गया कि संयुक्त राज्य अमेरिका और चीन में सर्वेक्षण किए गए 76 प्रतिशत लोगों को वायरलेस चार्जिंग के बारे में पता था (पिछले वर्ष 36 प्रतिशत से वृद्धि), और 20 प्रतिशत इसका उपयोग कर रहे थे-हालाँकि, उनमें से केवल 16 प्रतिशत इसका दैनिक उपयोग कर रहे थे। फर्नीचर खुदरा विक्रेता आई. के. ई. ए. ने 2015 में बिक्री के लिए एकीकृत वायरलेस चार्जर के साथ लैंप और टेबल पेश किए, और लेक्सस एन. एक्स. ने केंद्र कंसोल में एक वैकल्पिक क्यू. आई. चार्जिंग पैड प्राप्त किया। उस वर्ष अनुमानित 12 करोड़ वायरलेस चार्जिंग फोन बेचे गए, विशेष रूप से सैमसंग गैलेक्सी एस6, जो क्यूई और प्रतिस्पर्धी पावर मैटर्स एलायंस मानकों दोनों का समर्थन करता था। हालांकि, कई प्रतिस्पर्धी वायरलेस चार्जिंग मानकों के अस्तित्व को अभी भी अपनाने में बाधा के रूप में देखा गया था। 2017 की शुरुआत तक, क्यूई ने रेज़ेंस जैसे अन्य प्रतिस्पर्धी मानकों को विस्थापित कर दिया था। 12 सितंबर, 2017 को एप्पल ने घोषणा की कि उनके नए स्मार्टफोन, आईफोन 8, आईफोन 8 प्लस और आईफोन एक्स, क्यूई मानक का समर्थन करेंगे। तब से, हर नए आईफोन संस्करण ने क्यूई वायरलेस चार्जिंग मानक का समर्थन किया है। ऐप्पल ने एयरपॉवर नामक एक नए प्रोटोकॉल के साथ मानक का विस्तार करने की योजना की भी घोषणा की, जिसने एक बार में कई उपकरणों को चार्ज करने की क्षमता को जोड़ा होगा; हालाँकि, इसे 29 मार्च, 2019 को रद्द कर दिया गया था। जैसे-जैसे क्यूई मानक लोकप्रियता हासिल करता है, यह उम्मीद की जाती है कि क्यूई हॉटस्पॉट कॉफी की दुकानों, हवाई अड्डों, खेल के मैदानों आदि जैसी जगहों पर उभरने लगेंगे। कॉफी बीन और टी लीफ, एक प्रमुख अमेरिकी कॉफी श्रृंखला, यूनाइटेड किंगडम के लंदन हीथ्रो हवाई अड्डे और न्यूयॉर्क शहर के जॉन एफ कैनेडी अंतर्राष्ट्रीय हवाई अड्डे के लिए चुनिंदा प्रमुख महानगरीय शहरों के साथ-साथ वर्जिन अटलांटिक में प्रेरक चार्जिंग स्टेशन स्थापित करेगी। संस्करण का इतिहास भी देखें निकट-क्षेत्र संचार वाई-पावर ओपन डॉट्स मैगसेफ संदर्भ बाहरी लिंक 2009 में वायरलेस ऊर्जा हस्तांतरण कंप्यूटर से संबंधित परिचय ओपन स्टैंडर्ड वायरलेस पावर कंसोर्टियम