So funktioniert kabelloses Aufladen per Qi

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Qi-Ladegerät
Bildquelle: inside-handy.de
Induktives Laden von Smartphones per Qi ist keine technische Neuheit, sondern schon seit Jahren im Einsatz. Aber durch die Nutzung in Zahnbürsten, neuen iPhone-Modellen, sowie die Integration in Möbeln von IKEA und diversen Autos, wächst die Aufmerksamkeit zum Wireless Charging. Dieser Artikel verrät, was Qi bedeutet, wie induktives Laden funktioniert, welche Smartphones kompatibel sind und wie sich nicht entsprechend ausgestattete Handys nachrüsten lassen.

Das Smartphone oder Tablet einfach ablegen und schon füllt sich der Akku, wie von Zauberhand wieder auf. Dieses Szenario ist schon lange keine Zukunftsmusik mehr, sondern wird als induktives Laden bezeichnet. Die Grundvoraussetzung dafür ist eine spezielle Ladeschale und die Kompatibilität des Smartphones oder Tablets. Die kabellose Energieübertragung kennen viele Nutzer bereits von ihrer elektrischen Zahnbürste oder dem Induktionsherd in der Küche. Jetzt erobert die Induktionstechnik mit mehr Aufmerksamkeit den Smartphone-und Tablet-Markt.

Wie funktioniert induktives Laden?

Die Induktionstechnik nutzen viele Menschen tagtäglich an ihrem Herd oder ihrer elektrischen Zahnbürste. Schon im Jahr 1831 entdeckte der Physiker Michael Faraday die elektromagnetische Energieübertragung. Der Begriff elektromagnetisch beschreibt das technische Grundprinzip hinter dem induktiven Laden, denn der Strom wird in Kombination mit der Nutzung und den Eigenschaften des Magnetismus übertragen. Dazu sind zwei Spulen notwendig, durch die Strom fließt. Dies erzeugt eine magnetische Resonanz mit der sich Strom übertragen lässt.

Da eine Kommunikation zwischen den beiden elektromagnetischen Spulen entsteht, werden diese als Sender- und Empfängerspule bezeichnet. Die Senderspule verbirgt sich in der Ladestation und besitzt zudem einen Chip der kontrolliert, ob ein zu ladendes, kompatibles Gerät aufliegt. Erhält die Senderspule eine positive Rückmeldung leitet sie den Strom an die Empfängerspule weiter und lädt den Akku des Smartphones oder Tablets auf. Ein integrierter Chip in der Empfängerspule kontrolliert den Stromfluss, stoppt bei einem vollen Akku und verhindert Fehlfunktionen.

Die magnetische Resonanz zwischen den Spulen ist schwach, deshalb funktioniert die Energieübertragung ausschließlich bei einer kurzen Distanz. Das Smartphone muss direkt auf der Ladefläche aufliegen und kann nicht nur darüber gehalten werden. Die Grundvoraussetzung für eine Kommunikation zwischen der Sender- und Empfängerspule ist, dass beide einen identischen Induktionsstandard verwenden. Der meist verbreitete Standard des induktiven Ladens ist das sogenannte Qi.

Was bedeutet Qi?

Wer sich über induktives Laden informiert stößt zwangsläufig auf den Begriff Qi. Qi klingt wie eine Abkürzung, doch dieser Rückschluss ist weit gefehlt. Vielmehr ist Qi ein chinesisches Wort, das übersetzt „Lebensenergie“ bedeutet. Qi ist ein schon seit 2010 genutzter Standard der kabellosen elektromagnetischen Energieübertragung, dem sogenannten induktiven Laden. 2008 wurde das Wireless Power Consortium, kurz WPC, gegründet. Es verfolgt das Ziel den Qi-Standard weltweit zu etablieren. Der Qi-Standard wird als proprietär bezeichnet. Proprietär bedeutet in diesem Zusammenhang, dass es sich um eine nicht öffentlich zugängliche, freie Soft- beziehungsweise Hardware handelt. Dennoch ist Qi der häufigste genutzte Standard weltweit und wird von zahlreichen Herstellern wie zum Beispiel Samsung, LG, Motorola und Apple unterstützt.

Weitere Wireless Ladestandards sind zum Beispiel die sogenannten Rezence- und die Powermat-Technik. Beim Kauf aufmerksam überprüft werden, ob der Induktionsstandard des Smartphones oder Tablets mit dem der Ladestation übereinstimmt. Der Qi-Standard sorgt allerdings dafür, dass alle kompatiblen, stromhungrigen Geräte aufgeladen werden, ganz unabhängig von den einzelnen Herstellermarken. So können zum Beispiel ein Samsung- und ein Apple-Smartphone auf der gleichen Ladestation neue Energie tanken, solange beide Modelle den Qi-Standard unterstützen.

Was sind die Vor- und Nachteile des Wireless Charging?

Wie jede andere Technik hat das Wireless Charging seine Vor- und Nachteile. Der wohl größte Vorteil des induktiven Ladens ist der Komfortaspekt. Das Handy wird einfach abgelegt und lädt sich wie von Zauberhand auf. Es entfällt das Gefummel an Ladekabel und Steckdose, sowie der Verschleiß an eben diesen und dem Steckkontakt des Smartphones. Außerdem lassen sich durch die Standardisierung des Wireless Chargings unterschiedliche Modelle auf einer Ladestation mit neuer Energie versorgen, sodass zum Beispiel ein iPhone X und ein Samsung Galaxy S8 die gleiche Ladestation benutzen können. Daraus entsteht theoretisch ein geringerer Bedarf an Ladegeräten. Zudem bietet das induktive Laden den optischen Vorteil, dass der lästige Kabelsalat verschwindet.

Ein induktives Ladegerät kostet meist mehr, als das klassische Ladekabel. Beim Kauf sollte vor allem auf die unterschiedlichen Standards geachtet werden, damit das Smartphone mit der Ladestation kompatibel ist. Zudem funktioniert das magische Aufladen nur über eine kurze Distanz, was dazu führt, dass das Handy im Ladezeitraum nicht nutzbar ist. Dies ist zum Beispiel beim Autofahren unerheblich, denn dabei soll das Smartphone sowieso nicht verwendet werden, aber abends auf dem Sofa greift man schließlich immer wieder zu seinem Alltagsbegleiter.

Ein weiterer Nachteil des Ladens ohne Kabel: Das induktive Aufladen schwächt den Wirkungsgrad. Das bedeutet, dass mehr Energie verbraucht wird um das Handy ohne Kabel zu laden und sich gleichzeitig die Ladedauer verlängert. Beim Aufladen des ausgelaugten Smartphones über Nacht stellt dies kein Problem dar, doch wer nur schnell ein bisschen Akkukapazität braucht, greift besser zum Hersteller-Ladekabel. Die Verschlechterung des Wirkungsgrades soll sich jedoch in Zukunft durch neue Technologien wahrscheinlich verringern, damit die induktiven Ladegeräte den Standardladekabeln in nichts mehr nachstehen.

Welche Handys lassen sich ohne Kabel laden?

So wie der Induktionsherd nur mit bestimmen Töpfen und Pfannen die Zubereitung einer leckeren Mahlzeit zulässt, können nur spezielle Smartphones per Induktion kabellos aufgeladen werden. Erstmals kam die kabellose Ladetechnik per Induktion 2009 im Palm Pre Smartphone zum Einsatz. Doch bis 2012 geriet das Wireless Charging wieder in Vergessenheit. Im Jahre 2012 feierte es sein Comeback mit dem Nokia Lumia 920.

Samsung verbaut die kabellose Ladetechnik mit dem Qi-Standard schon seit dem Samsung Galaxy S6 in all seinen Flaggschiff-Smartphone-Modellen. Apple hingegen bietet mit den iOS-Geräten iPhone 8 und iPhone X erstmals 2017 die Möglichkeit das Smartphone ohne Kabel zu laden und steigerte damit wieder das Interesse am Wireless Charging. Zahlreiche weitere Hersteller wie zum Beispiel LG, Microsoft, Motorola, HTC und HP bieten einige induktiv aufladbare Smartphone-Modelle an. Die Redaktion von inside-handy.de hat bereits eine Liste aller derzeit induktionsfähigen Smartphone-Modelle unterschiedlicher Hersteller zusammengestellt.

Wie lassen sich Smartphones für das drahtlose Laden nachrüsten?

Wenn ein Smartphone nicht von Haus aus fähig zum induktiven Laden ist, kann es für das Wireless Charging jedoch nachgerüstet werden. Der Grund dafür, dass diese Smartphones nicht per Induktion geladen werden können, ist in der Regel die metallische Rückseite. Es fehlt die Empfängerspule. So sind zum Beispiel alle iPhone-Modelle von Apple, die vor dem iPhone 8, 8 Plus und iPhone X in den Handel kamen, nicht zum kabellosen Laden geeignet. Wer jedoch sein älteres iPhone oder ein anderes nicht kompatibles Handy kabellos laden möchte, muss sich einem Trick bedienen.

Ein Aufsatz in Form einer Handyhülle oder einem anderen Ansteckmodul mit einer integrierten Empfängerspule ermöglicht es, ältere nicht induktionsfähige Modelle zu erweitern. Um jedoch den entstehenden Energiefluss an das Handy zu übertragen, muss wieder das Kabel des ergänzten Zubehörs an den USB- oder Lightning-Anschluss angeschlossen werden. Daraus resultieren einige Nachteile. Zum einen verliert das induktive Laden damit seinen Komfortaspekt, denn es ist nicht gänzlich kabellos. Zum anderen verschleißt der Steckkontakt genauso wie beim Einsatz eines klassischen Ladekabels und wird zum Beispiel für den Anschluss am PC oder Laptop blockiert. Ein weiterer Nachteil entsteht beispielsweise beim iPhone 7 bei dem der Lightning-Anschluss gleichzeitig den Kopfhöreranschluss integriert. Durch die Kabelverbindung kann während des Ladevorgangs somit keine Musik über die Kopfhörer wiedergegeben werden. Nutzer müssen daher selbst entscheiden, wie sinnvoll das Nachrüsten ihrer Geräte auf Wireless Charging wirklich ist.

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