Table Intelligente a Charge Sans Fil pour PC Portable

[Audio] La présentation d'aujourd'hui concerne un projet éducatif innovant : la Table Intelligente à Charge Sans Fil pour Ordinateur Portable. Cette table de bureau ordinaire a été modifiée pour qu'elle puisse se charger automatiquement son ordinateur portable sans aucun câble ni prise. Le projet s'inscrit dans le domaine des Technologies de l'Information et de la Communication — les TIC — et il mobilise plusieurs disciplines à la fois : la physique électromagnétique, l'électronique de puissance, l'informatique embarquée, et même la conception mécanique. La technologie clé utilisée est le WPT — Wireless Power Transfer — combiné à la résonance magnétique, le tout compatible avec le standard USB-C Power Delivery 3.1, qui est le standard universel de charge des laptops modernes. Le principal objectif du projet est de fournir une solution pratique et efficace pour la charge des ordinateurs portables, en minimisant les coûts et les complexités associés à la mise en place d'un système de recharge..

[Audio] La présentation est organisée en 9 grandes parties. Elle commence par le contexte et l'innovation du projet. Le contexte explique pourquoi cette idée est originale et ce qu'elle apporte. Les fondements physiques sont ensuite abordés. Ils concernent la manière dont fonctionne réellement la charge sans fil et la physique derrière tout cela. La suite de la présentation se concentre sur l'architecture du système complet. Cela inclut la conception mécanique de la table. Les schémas électroniques et les composants clés sont également examinés. L'algorithme de contrôle intelligent du microcontrôleur est décrit. Les normes de sécurité sont discutées. Le budget détaillé est présenté. Enfin, le planning du projet et les perspectives d'évolution sont présentés..

[Audio] La table détecte automatiquement la présence de votre ordinateur portable, identifie qu'il s'agit bien d'un laptop et pas d'une clé ou d'une pièce de monnaie, puis démarre la charge sans fil de manière totalement transparente. Les trois étapes sont les suivantes : - Étape 1 — "POSE" : vous posez simplement le PC sur la table. - Étape 2 — "DÉTECTION" : la table détecte automatiquement le PC grâce à des capteurs capacitifs, une analyse magnétique FOD, et une puce NFC. - Étape 3 — "CHARGE" : la charge démarre toute seule, à 65 à 100 Watts, sans aucun câble. Le projet est innovant parce qu'il répond à un besoin non satisfait dans le marché : la charge sans fil pour ordinateurs portables. Cela ne concerne pas seulement les smartphones, car même si la charge sans fil pour smartphones existe depuis quelques années, celle-ci n'est pas adaptée aux besoins élevés des ordinateurs portables. Notre solution permettra donc de combler ce vide et de proposer une nouvelle option de charge pour les utilisateurs de ces appareils..

[Audio] La durée recommandée pour cette présentation est de 2 minutes. Les chiffres clés du projet sont présentés en haut de cette slide. Ces six spécifications principales de notre système sont : - 65 à 100 Watts de puissance transmise sans fil - Une efficacité énergétique de 85 à 92% - Une épaisseur de plateau de seulement 22 mm - 9 bobines disposées en réseau matriciel 3 par 3 - Un coût de prototype de 508 euros - Et une détection automatique en moins de 500 millisecondes Le marché mondial du WPT est représenté en bas à gauche. En 2022, ce marché pesait 12 milliards de dollars. La projection pour 2033 est de 83,8 milliards de dollars selon le rapport ResearchAndMarkets de janvier 2026. Cette croissance annuelle de plus de 20% nous permet de nous positionner dans ce marché en pleine expansion, sur un segment encore non couvert : la charge sans fil haute puissance pour laptops intégrée dans le mobilier de bureau..

[Audio] La physique repose sur deux lois fondamentales. La première, c'est la loi de Faraday. Elle stipule que si on fait varier un champ magnétique près d'un conducteur, on crée automatiquement une tension électrique dans ce conducteur. Cela signifie que le champ magnétique peut créer une tension électrique. La deuxième loi clé est celle de la résonance LC. Elle stipule que si on ajuste la fréquence de travail sur la fréquence de résonance du circuit, on maximise le transfert d'énergie..

[Audio] La durée recommandée pour cette présentation est de 2 minutes. L'évolution historique des standards de charge sans fil est montrée ici. En 2010, le consortium WPC a lancé le standard Qi 1.0 à 5 Watts. Ce standard était suffisant pour les premiers smartphones. En 2015, le standard Qi 1.2 montait à 15 Watts. En 2023, le standard Qi 2.0 arrivait avec l'alignement magnétique, toujours à 15 Watts. En juillet 2025, le standard Qi 2.2 atteignait 25 Watts avec un alignement magnétique amélioré. Notre projet utilise ces standards et nous sommes en avance sur la standardisation industrielle. Le tableau résume clairement les différences entre les standards Qi et nos capacités. Le standard Qi 2.2 ne peut pas délivrer plus de 25 Watts, tandis que notre projet peut délivrer jusqu'à 100 Watts pour les laptops. Cela représente un facteur 4 à 5 fois supérieur..

[Audio] The architecture of the system is composed of two main parts: the upper part, which contains the TX side, and the lower part, which contains the RX side. The TX side consists of a table with a network connection of 220 Volts. A power conversion block converts this 220V AC into a stabilized continuous current of approximately 325 Volts. An onduleur Full-Bridge à transistors SiC then converts this continuous current into an alternating current high-frequency at 100-150 kHz. This high-frequency current then passes through a compensation network consisting of inductors and capacitors (LCC-S) that optimize the transfer. The current then supplies the integrated Tx coils located on the table. On the RX side, the current induces a voltage in the Rx coil located in a pad under the laptop. The pad contains a rectifier, a DC-DC converter, and a USB-C PD 3.1 controller that negotiates the power with the PC and charges its battery. At the center of it all is the microcontroller STM32, which continuously monitors the sensors FOD, NFC, temperature, and capacitive for safe and automatic charging..

[Audio] ## Step 1: Réseau matriciel de bobines Le réseau matriciel de bobines est conçu pour permettre aux ordinateurs portables de fonctionner sur toute la surface de la table sans nécessiter un placement précis. ## Step 2: Disposition des bobines Les bobines sont disposées en matrice 3 par 3, avec 9 bobines en total, chacune mesurant environ 200 mm de long et de large, et ayant une inductance de 120 microhenrys. ## Step 3: Fonctionnement du système Le système détecte automatiquement la position du laptop et active uniquement les bobines situées sous lui, minimisant ainsi les pertes d'énergie et les risques de sécurité. ## Step 4: Avantages du système Le système offre plusieurs avantages, notamment une meilleure efficacité énergétique, car il ne gaspille pas d'énergie sur les zones vides, et une meilleure sécurité, car il ne génère pas de champ magnétique dans les zones non utilisées. ## Step 5: Caractéristiques techniques Les caractéristiques techniques du système incluent une durée de détection de la position du laptop inférieure à 200 millisecondes, et une inductance de 120 microhenrys pour chaque bobine. The final answer is:.

[Audio] La partie mécanique de la table est intégrée de manière très efficace. La table possède une structure de base simple, mais elle contient toute l'électronique nécessaire pour fonctionner. Le système de bobines est composé de deux types de bobines : la bobine Rx et la bobine Tx. La bobine Rx est utilisée pour recevoir les signaux radio et la bobine Tx est utilisée pour envoyer les signaux radio. Les deux bobines sont entourées par une feuille de ferrite magnétique qui concentre le champ magnétique vers le haut en direction du PC. La surface du plateau est complètement plate et lisse comme une table ordinaire..

[Audio] The electronic heart of the system is shown here. The first thing that catches one's eye is a fuse of 3 amps, followed by a voltage surge protector (MOV) to protect against power surges from the grid, and an electromagnetic interference filter (CEM). Then comes a Schottky diode bridge converter that converts the 230V AC into a continuous voltage. A capacitor filter of 470 microfarads and 400 volts smooths out this voltage to approximately 325 volts DC — which is our Vbus. The most critical stage is the full-bridge inverter with four transistors..

[Audio] The resonance frequency of a coil is determined by its inductance (L) and capacitance (C). The formula for the resonance frequency is: f zero = 1 / (2π√(LC)). With an inductance of 120 μH and a capacitance of 21 nF, we get f zero = 100 kHz. The current in the transmitter coil is calculated as: I = V / (2πf × L), where V is the voltage, f is the frequency, and L is the inductance. In this case, with a voltage of 325 V and a frequency of 100 kHz, we get I = 4.3 A RMS. The efficiency of the system is also affected by the distance between the coils. The efficiency decreases as the distance increases. To calculate the efficiency, we need to know the losses at each stage of the electronic components. The losses are usually measured in decibels (dB). The formula for the total efficiency is: η = (η1 × η2 ×... × ηn), where ηi is the efficiency of each component. For example, if the efficiency of the first stage is 80%, the efficiency of the second stage is 70%, and so on, then the total efficiency would be: η = 0.8 × 0.7 ×... × 0.5 = 0.32 or 32%..

[Audio] L'orateur explique l'importance de cette piste, mettant en évidence la efficacité énergétique du système. Il présente ensuite le graphique montrant la cascade des puissances, détaillant les pertes à chaque étape. L'orateur note que le système perd environ 24 watts de puissance, ce qui entraîne une efficacité globale de 76 à 85 %. Pour mettre cela dans un contexte, il compare cela à un chargeur USB-C traditionnel, qui a une efficacité de 87 à 92 %. L'orateur conclut en soulignant que la principale perte se produit en raison du magnéto de couplage lui-même, qui est inévitable pour un système sans contact..