Zonder elektriciteit geen technologie. De ontdekking van elektriciteit en de uitvindingen die ons in staat stelden het te gebruiken, hebben ertoe geleid dat we met krachtige computers in onze broekzak rondlopen en volledig elektrische auto’s de weg op kunnen sturen. Opladen is daarbij een handeling waar we amper meer bij nadenken. Toch is het interessant om te weten hoe het precies werkt en wat we de komende jaren nog kunnen verwachten op dit gebied.

Tweehonderd jaar geleden zag de voorloper van de elektromotor het levenslicht, een apparaat uit de koker van Michael Faraday. Voor het eerst waren we voor het opwekken van elektriciteit niet meer afhankelijk van statische lading of bliksem, maar konden we zelf stroom opwekken. Met de komst van de dynamo, een paar jaar later, werd dat nog een tikkeltje makkelijker.

Als er één ontwikkeling is die in de laatste twee eeuwen een vlucht heeft genomen, is het wel die rond elektriciteit. Faradays simpele elektromotor is vervangen door enorme energie-installaties, windmolenparken en kernreactoren. We willen stroom in het vliegtuig, in de tuin en onderweg. Maar hoe werkt het? Waarom gaat je telefoon nog steeds maar anderhalve dag mee, aanmerkelijk korter dan de eerste mobiele telefoons? En gaat dat in de nabije toekomst nog veranderen?

Wat is elektriciteit?

Laten we bij het begin beginnen. Alles om ons heen bestaat uit deeltjes. Twee van die deeltjes, het proton en het elektron, hebben van nature een verschillende lading: het proton is positief geladen, het elektron negatief. Als die deeltjes zich op verschillende objecten bevinden ontstaat er een kracht tussen die objecten: ze trekken elkaar aan, of stoten elkaar af.

Leggen we echter een (geleidende) kabel tussen die twee geladen objecten, dan zorgt het verschil in lading ervoor dat er een stroom gaat lopen, tot de twee objecten weer in evenwicht zijn. Je kunt het vergelijken met twee bekers, een lege en een gevuld met water, die je aan de onderkant met een slangetje aan elkaar bevestigt. Zet de slang open, en het water stroomt net zo lang van de volle naar de lege beker tot er geen verschil in volume meer is. De beweging van elektrisch geladen deeltjes noemen we om die reden stroom.

©Артур Ничипоренко - stock.adobe.com

Elektriciteit in huis

Interessant, maar hoe werkt dat bij jou thuis? Een huis is via een kabel aangesloten op een elektriciteitsnetwerk. Aan de andere kant van de kabel, bij de leverancier van de elektriciteit, wordt een verschil in spanning gecreëerd, die in stand wordt gehouden tot en met het stopcontact bij jou in de muur.

In de vergelijking uit de vorige paragraaf: de beker wordt gevuld, maar de sluis in de slang wordt nog niet opengezet. Dat gebeurt pas als jij een stekker in het stopcontact steekt of als er een elektrisch apparaat wordt aangezet. Het apparaat maakt verbinding tussen de twee aansluitingen van het stopcontact en de deeltjes beginnen te stromen, zodat het apparaat kan werken.

©Olga Yastremska, New Africa, Africa Studio

Batterijen

Een batterij is eigenlijk een mini-versie van een elektriciteitscentrale. Binnen in de batterij zitten chemische stoffen. Die stoffen ondergaan bij gebruik van de batterij een chemische reactie, waardoor er aan de minpool elektronen worden vrijgemaakt en er aan de pluspool elektronen worden gebonden. Op die manier ontstaat er spanning in de batterij die elektrische apparaten kan aandrijven. Er zijn verschillende soorten batterijen met verschillende soorten spanning, die elk hun eigen toepassing hebben.

Een oplaadbare batterij, ook wel accu genoemd, werkt hetzelfde, maar met de toevoeging dat het proces kan worden omgekeerd: als de batterij in een oplader wordt gestopt, keren de chemische processen om en wordt er een spanningsverschil opgebouwd. Afhankelijk van het chemische proces dat wordt gebruikt en de kwaliteit van de batterij, kan dit proces zomaar duizenden keren worden herhaald zonder al te veel verlies van opslagcapaciteit.

©Andrii - stock.adobe.com

Smartphones

De mobiele telefoon die je rond de eeuwwisseling in je broekzak had zitten, kreeg zijn energie uit een zogenaamde nikkel-cadmiumbatterij (NiCd). Dat was voor die tijd en prima oplossing. NiCd-accu’s hebben weliswaar een lage capaciteit, maar dat was niet zo erg: de telefoons uit die tijd hadden nog geen zware processors, grafische kaarten en 4K-schermen om van energie te voorzien. Ja, het duurde even voor hij was opgeladen, maar als je eenmaal vier streepjes had, kon je er zo een week of twee mee door.

Hoe groter en krachtiger onze smartphones werden, des te meer behoefte er kwam aan een stevigere accu. Die werd gevonden in de lithium-ion-batterij, ook wel Li-ion genoemd. Li-ion heeft als voordeel dat er veel meer spanning kan worden opgewekt, en bovendien kan die spanning veel sneller worden gegenereerd via een oplader. Daardoor laadt je telefoon dus veel sneller op dan je oude Nokia deed. Het is dus niet dat je accu minder goed is geworden; je telefoon is tegenwoordig gewoon een stuk krachtiger dan vroeger, waardoor de batterij sneller wordt leeggetrokken.

©ET.

©Steve Heap

Usb-c

Los van de capaciteit, techniek en kwaliteit van de accu is ook de aansluiting waarmee wordt opgeladen van groot belang. Het stopcontact is daarbij nooit het probleem: dat is krachtig genoeg om een wasmachine van stroom te voorzien, dus een smartphone gaat voorlopig ook wel lukken. De aansluiting op het apparaat zelf is een ander verhaal. Tot een aantal jaar geleden was micro-usb nog de gouden standaard (Apple-smartphones hadden een eigen oplaadsysteem).

Tegenwoordig is usb-c verreweg de beste keuze. Usb-c kan tot wel tien keer zoveel stroom genereren als micro-usb – ideaal dus voor de grotere accu’s die we tegenwoordig gebruiken. Het is niet voor niets dat usb-c vanaf eind 2024 verplicht wordt op alle mobiele apparaten die in de EU worden verkocht. Dat heeft als extra voordeel dat je niet voor ieder apparaat een andere stekker nodig hebt, dus de belasting van het milieu wordt ook een beetje kleiner. Zelfs de komende generatie iPhones wordt uitgerust met usb-c als oplaadstandaard.

©Todd - stock.adobe.com

Snelladen

Alsof usb-c nog niet snel genoeg was, hebben veel duurdere telefoons tegenwoordig een snellaadfunctie. Snelladen is uitermate geschikt om in weinig tijd een flink deel van je accu te vullen, al is het effect beperkt als je batterij voor meer dan de helft vol zit. Dat komt door de extra beveiliging die bij het snelladen is ingebouwd. De eerste helft van het oplaadproces gaat razendsnel, maar oververhitting en overlading te voorkomen, wordt de snelheid van het opladen na verloop van tijd teruggeschroefd. Snelladen is daarom het effectiefst bij een vrijwel lege batterij: binnen een kwartiertje zit je weer op de helft van je accucapaciteit. Het tweede deel gaat dus veel langzamer om je accu te beschermen.

©Paulus N. Rusyanto

Lees ook: Zo kun je zien of je USB-kabel snelladen ondersteunt

Adapters

De oplader die je vroeger vaak standaard bij je telefoon geleverd kreeg (tegenwoordig gebeurt dat steeds minder), bestaat uit een kabel, al dan niet usb-c, en het bekende blokje. Dat blokje is een adapter die de netspanning van 230 volt omzet naar de gewenste laadspanning.

Op de oplader staat aangegeven hoeveel volt en hoeveel ampère er geleverd kan worden. Voor een gemiddelde usb-adapter is dat bijvoorbeeld 5 volt en 1,0 ampère. Netspanning komt doorgaans met 230 volt en 16 ampère uit de muur, dus de adapter gebruikt maar een fractie. Dat is prima, want een smartphone-accu heeft helemaal niet zoveel nodig. Als onze accu’s in de komende jaren nog groter worden en nog meer energie kunnen opslaan, zal het vermogen van adapters ook omhooggaan om dezelfde snelheden te behouden.

Een gloednieuwe smartphone zal met een oude adapter toch relatief langzaam opladen. Andersom is het zo dat een oudere telefoon best met een nieuwe adapter kan worden opgeladen, al zit je wel vast aan de laadsnelheden die de telefoon aankan, hoe groot de adapter ook is.

©Olga Yastremska, New Africa, Africa Studio

Lees ook: Openbaar oplaadpunt? Pas op, je smartphone kan gehackt worden!

©Maksym - stock.adobe.com

 Draadloos opladen

Toegegeven, écht draadloos opladen bestaat niet. Je hebt nog steeds een apparaat nodig dat je in het stopcontact steekt. Om uit te leggen hoe draadloos opladen precies werkt, gaan we terug naar de elektromotor van Faraday. Faraday wist al dat een magnetisch veld rond een spoel een elektrische stroom genereerde, maar hij wist ook dat dat andersom net zo het geval was: een elektrische stroom door een spoel genereert een magnetisch veld rond die spoel. Dat is precies wat er gebeurt in de elektrische oplader: de stroom uit het stopcontact wordt door de spoel gestuurd, en een magnetisch veld ontwikkelt zich rond de lader.

Je telefoon, of een ander apparaat dat draadloos kan worden opgeladen (denk aan de elektrische tandenborstel, een van de eerste toepassingen), heeft ook een spoel aan boord. Breng je die spoel bij het magnetische veld in de buurt, dan begint er in de spoel van je telefoon een stroom te lopen die de accu oplaadt. Beide toepassingen van Faradays uitvinding zorgen er dus tegelijkertijd voor dat je je apparaten tegenwoordig draadloos kunt opladen, al moet die techniek natuurlijk wel in je telefoon zijn ingebouwd.

©Maksym - stock.adobe.com

De toekomst

Dat de technologie van het opladen in een stroomversnelling zit, komt mede doordat verschillende branches baat hebben bij snelladende accu’s met hoge capaciteit. Niet alleen voor je smartphone is het fijn, maar fabrikanten van elektrische auto’s en fietsen kampen al sinds het eerste uur met klachten over traag opladen en een lage actieradius. Ruimtevaartbedrijven doen er alles aan om hun accu’s zo efficiënt mogelijk te maken. Nieuwe ontwikkelingen hoeven dus niet alleen van Apple en Samsung te komen, en dat komt de snelheid van de processen ten goede.

Wat we zeker weten, is dat zowel de makers van apparaten als die van hun opladers met elkaar in de pas moeten blijven lopen. Je kunt nog zo’n snelle oplader hebben, als je telefoon die snelheid niet aankan, heb je er niets aan, en andersom is dat ook het geval. Het lijkt echter een kwestie van tijd voor we laadvermogens van ver boven de 100 watt gaan aantikken, waardoor je smartphone-accu met de huidige capaciteit in amper een kwartier volledig kan worden opgeladen. Wat we natuurlijk het liefst zouden zien, is dat je telefoon niet meer elke avond in de lader hoeft, maar daar zullen we nog wel een paar jaar op moeten wachten.

©VICHIZH - stock.adobe.com

Met de introductie van een nieuwe Home-architectuur heeft Apple de ondersteuning voor de iPad als centrale woninghub stopgezet. Gebruikers moeten nu overstappen op een Apple TV of HomePod om hun slimme apparaten op afstand te bedienen en automatiseringen uit te voeren.

Het idee was altijd zo handig: die oude tablet die toch maar in de kast lag te verstoffen kreeg een tweede leven als het brein van je woning. Je plakte hem tegen de muur of zette hem op een standaard in de keuken, en plotseling kon je overal ter wereld je lampen bedienen. Toch merkten veel gebruikers dat de betrouwbaarheid vaak te wensen overliet, met apparaten die niet reageerden of automatiseringen die simpelweg weigerden te starten. Apple heeft nu de knoop doorgehakt en de tablet officieel uit de lijst van ondersteunde hubs geschrapt. In dit artikel leggen we uit waarom deze besluitvorming logisch is en wat dat voor jouw huidige opstelling betekent.

Overstap naar een stabiele architectuur

De reden dat de tablet niet langer als hub fungeert, ligt diep in de softwarematige fundering van de Woning-app verborgen. Met de komst van de nieuwe architectuur in iOS 16.2 heeft Apple de manier waarop apparaten met elkaar communiceren volledig herzien. Waar de iPad voorheen als een soort tussenstation fungeerde dat af en toe signalen doorgaf, vereist het nieuwe systeem een apparaat dat altijd aan de stroom hangt en een constante, bekabelde of zeer stabiele draadloze verbinding heeft.

We hebben in onze tests gemerkt dat een iPad die in de slaapstand gaat of waarvan de batterij net onder een bepaald percentage zakt, de communicatie met de rest van het huis direct verstoort. Bovendien ontbreekt in de iPad de hardware voor Thread, een netwerkprotocol dat zorgt dat apparaten razendsnel en zonder vertraging op elkaar reageren. Wanneer je nu op een knop drukt, hoor je bij een moderne hub direct de klik van de schakelaar, terwijl de iPad daar voorheen merkbare seconden over kon doen.

©PHILIPPE RAMAKERS

Soms werkte het wel...

In een heel specifieke context kon de iPad nog wel dienstdoen, mits je geen behoefte had aan de nieuwste snufjes. Voor een simpel huishouden met slechts een paar lampen die alleen via bluetooth of een eigen bridge werkten, was de tablet een prima interface. Het gaf toch een gevoel van controle om een visueel overzicht te hebben op een groot scherm in de woonkamer. Je kon de iPad inzetten als een soort veredelde afstandsbediening die ook toevallig de automatiseringen draaide wanneer je zelf niet thuis was.

Dit werkte vooral goed in kleine appartementen waar de afstand tussen de tablet en de slimme verlichting minimaal was, waardoor de bluetooth-verbinding stabiel bleef. De koopintentie voor een iPad was in die tijd vaak gebaseerd op deze multifunctionaliteit, maar die vlieger gaat met de huidige eisen voor een modern slim huis niet meer op.

Mobiliteit is niet goed voor een hub

Een centraal zenuwstelsel van een woning hoort niet verplaatsbaar te zijn, en dat is precies waar het in de praktijk misging met de iPad. Zodra iemand de tablet van de lader haalde om even op de bank een video te kijken, liep de verbinding met de beveiligingscamera buiten gevaar. We zien vaak dat een hub die op wifi werkt in plaats van via een ethernetkabel, kwetsbaar is voor storingen van andere apparaten in de buurt.

De iPad is ontworpen als een persoonlijk apparaat dat energie bespaart zodra het scherm uitgaat, wat natuurlijk haaks staat op de rol van een server die 24 uur per dag paraat moet staan. In grotere woningen merkten we bovendien dat de iPad simpelweg het bereik niet had om apparaten op de bovenverdieping aan te sturen, iets wat een systeem met meerdere verdeelde hubs veel beter oplost.

©IHAR ULASHCHYK

Signalen om over te stappen

Er zijn een paar duidelijke situaties waarin je de iPad als hub direct moet vervangen door een volwaardige slimme speaker of mediaspeler. Als je van plan bent om apparaten aan te schaffen die met de Matter-standaard werken, heb je eigenlijk geen keuze meer, aangezien de iPad dit protocol niet ondersteunt als hub. Ook wanneer je merkt dat je automatiseringen vaker niet dan wel werken zodra je de voordeur achter je dichttrekt, is dat een teken dat de iPad de verbinding niet stabiel kan houden.

Een ander breekpunt is de behoefte aan beveiligde video-opslag in iCloud. Voor het streamen en analyseren van beelden van je deurbel is simpelweg meer rekenkracht en een constantere verbinding nodig dan een (vaak oudere) tablet kan bieden. Tot slot is het onmogelijk om de woning te upgraden naar de nieuwste softwareversies zonder een ondersteunde hub, waardoor je bijvoorbeeld nieuwe functies en beveiligingsupdates misloopt.

De juiste opvolger kiezen

Het toetsen van je eigen woonsituatie begint bij de vraag hoeveel apparaten je wilt aansturen en of je ook behoefte hebt aan een fysieke interface. Voor de meeste mensen is een mediaspeler zoals de Apple TV de beste keuze, omdat deze (de duurdere versies in elk geval) met een kabel aan je router verbonden kan worden voor de meest betrouwbare verbinding.

Heb je echter geen televisie in de buurt van je slimme apparaten, dan is een compacte speaker die ook als hub fungeert een slimmer alternatief. Je plaatst deze eenvoudig op een centrale plek in huis waar de microfoons ook je stemcommando's kunnen opvangen. Kijk hierbij goed naar de ruimte die je hebt; een kleine speaker past op elk nachtkastje, terwijl een volwaardige mediaspeler vaak een vaste plek in het tv-meubel vereist.

Nee, de iPad is definitief geen woninghub meer

De iPad kan officieel niet meer als hub worden ingesteld in de vernieuwde Woning-app van Apple omdat de hardware niet voldoet aan de eisen van de nieuwe woningarchitectuur. Voor het bedienen van je huis op afstand en het configureren van automatiseringen heb je nu minimaal een HomePod of een Apple TV nodig (mocht je wel bij Apple willen blijven). Deze apparaten bieden ondersteuning voor Thread en Matter, wat zorgt voor een snellere en betrouwbaardere communicatie tussen je slimme apparaten. Hoewel de iPad een handig bedieningspaneel blijft voor op de muur, vinden de processen achter de schermen nu plaats op hardware die altijd met het stroomnetwerk en internet is verbonden.

We hebben een bom-volle aflevering met de review van Mario Tennis Fever en Dwayne's previews van Pokémon Pokopia, Resident Evil Requiem, Pragmata en de Super Mario Bros. Wonder-dlc!

Kom bij onze Discord. Via ⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠deze link⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠ ⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠kan je met ons en andere luisteraars kletsen over games, deals, nieuws en meer.

Wil je zelf ook een vraag insturen of heb je iets leuks om te melden? Dat kan! Stuur een mailtje naar bonuslevelcast@gmail.com (of bonuslevelkast@gmail.com of bonuslevelqast@gmail.com) en wellicht hoor je jezelf terug in de volgende aflevering!