BR112020019517A2

BR112020019517A2 - Estação de carregamento sem fio, armação de estação de carregamento sem fio, e, método para carregar automaticamente uma bateria recarregável em um dispositivo de jogo usando uma estação de carregamento sem fio

Info

Publication number: BR112020019517A2
Application number: BR112020019517-0A
Authority: BR
Inventors: Thomas J. Keeley; Bruce C. Ianni; Davyeon D. Ross; Clint A. Kahler; Michael Maziarz; Patrick M. Herron
Original assignee: Ddsports, Inc.
Priority date: 2018-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2021-01-05
Also published as: EP4156458A1; CN112189294A; US20190305567A1; RS64363B1; AU2019244111B2; EP3756269B1; CN113381522A; WO2019191315A1; ES2952374T3; EP3756269A4; US11495401B2; AU2019244111A1; BR112020019517B8; US10862350B2; US20210099024A1; EP3756269A1; BR112020019517B1; CN112189294B

Abstract

uma estação de carregamento sem fio e armação de estação de carregamento para equipamento esportivo e dispositivos de jogo, que automaticamente detecta dispositivos de jogo autorizados próximos com baterias recarregáveis, e inicia automaticamente e gerencia operações de carregamento para dispositivos de jogo autorizados, e desativa automaticamente as operações de carregamento quando as baterias recarregáveis estão completamente carregadas, ou os dispositivos de jogo autorizados são movidos para fora do alcance de carregamento sem fio.

Description

1 / 56 ESTAÇÃO DE CARREGAMENTO SEM FIO, ARMAÇÃO DE ESTAÇÃO DE CARREGAMENTO SEM FIO, E, MÉTODO PARA CARREGAR

AUTOMATICAMENTE UMA BATERIA RECARREGÁVEL EM UM DISPOSITIVO DE JOGO USANDO UMA ESTAÇÃO DE CARREGAMENTO SEM FIO

[001] As modalidades da presente invenção proveem uma estação de carregamento sem fio e uma armação de estação de carregamento para dispositivos de jogo, tal como bolas de basquete eletronicamente equipadas, bolas de futebol americano, bolas de futebol, discos de hóquei, etc., que contêm uma ou mais baterias recarregáveis. Fundamentos

[002] Avanços recentes em eletrônicos em miniatura e tecnologia de comunicações de dados sem fio deram origem ao mercado de rápido crescimento na indústria de esportes para dispositivos de jogo e equipamento (tal como bolas de basquete, tênis de basquete, bolas de futebol americano, ombreiras de futebol americano, capacetes de futebol americano, bolas de futebol, chuteiras, discos de hóquei, ombreiras de hóquei, patins de gelo, bolas de basebol, dardos (javelins), e semelhantes) contendo sensores, placas de circuito impressos, transmissores, receptores e outros eletrônicos. Os eletrônicos integrados cooperam juntos para produzir e transmitir para sistemas de computador próximos ou redes de dados extremamente detalhados sobre a localização atual, movimento, trajetória e estado do dispositivo de jogo ou equipamento durante jogos e sessões de treino. Os sensores, transmissores, receptores e outros eletrônicos são tipicamente alimentados por pequenas, baterias recarregáveis, que são afixadas às placas de circuito impressos embutidas dentro do equipamento esportivo. As baterias recarregáveis devem ser recarregadas periodicamente acoplando o objeto esportivo com um dispositivo de carregamento de bateria. Para conveniência do usuário ideal, os fabricantes estão mais e mais frequentemente incluindo

2 / 56 no equipamento esportivo circuitos de recepção de carregamento de bateria sem fio, de modo que as baterias recarregáveis podem ser carregadas movendo o dispositivo esportivo ou equipamento em contato físico com, ou em proximidade a, um carregador de bateria sem fio.

[003] Nos Estados Unidos, a Comissão de Comunicações Federais (“FCC”) estabelece limites para níveis de emissão eletromagnética em várias frequências, que limita efetivamente a distância durante e de transmissão para o carregador de bateria sem fio. Portanto, deixar um carregador de bateria sem fio em um estado de transmissão ativo enquanto ele não está realmente entregando uma carga a um dispositivo com uma bateria recarregável, tal como uma bola de jogo ou outro dispositivo de esporte, tal como uma bola de basquete, bola de futebol americano ou bola de futebol, com uma bateria recarregável total ou parcialmente esgotada, não somente desperdiça energia (maior eficiência é importante para uma modalidade de um carregador alimentado por bateria), mas poderia possivelmente ir contra os regulamentos presentes ou futuros da FCC. Os carregadores de bateria sem fio para dispositivos de jogo também precisam evitar o carregamento acidental (ou sobrecarga) de dispositivos não autorizados (tal como um celular), devido ao risco potencial de incêndio.

[004] Por outro lado, é tanto complicado quanto inconveniente para os usuários terem que ativar e desativar manualmente carregadores sem fio para bolas e equipamento com baterias recarregáveis. A ativação manual de carregadores sem fio para equipamento esportivo é também propensa a erro porque usuários frequentemente não sabem quanto tempo uma carga levará para ser concluída, e pode remover o dispositivo de esporte do carregador prematuramente, pode esquecer de desativar o carregador, ou caso contrário não estar por perto para desativar o carregador quando a carregamento de bateria for concluído. Em outras palavras, ativar e desativar manualmente carregadores sem fio pode envolver muita suposição, o que frequentemente

3 / 56 resulta em um quantidade considerável de energia desperdiçada, assim como em baterias recarregáveis danificadas ou degradadas. Além disso, enquanto é possível usar um comutador mecânico ou óptico para detectar a presença de um dispositivo de jogo, e somente ativar o carregador apenas enquanto o comutador mecânico ou óptico estiver engatado, tais sistemas são geralmente dispendiosos para fabricar e manter, e não processam a fidelidade, confiabilidade e durabilidade requeridas para muitos ambientes esportivos universitários, semiprofissionais e profissionais.

[005] Assim, há uma necessidade considerável na indústria de esportes para um dispositivo confiável e durável, e um método, para automaticamente iniciar, monitorar e completar operações de carregamento sem fio em dispositivos de carregamento sem fio primários e secundários para equipamento esportivo, com base em vários fatores, tal como se um dispositivo de esporte (por exemplo, uma bola) com uma bateria recarregável está dentro do alcance do carregador, se a bateria recarregável já está substancialmente carregada com sua capacidade total, e por quanto tempo o carregador primário foi ativado sem ser acoplado a uma bateria recarregável.

SUMÁRIO E DESCRIÇÃO DA PRESENTE INVENÇÃO

[006] As modalidades da presente invenção proveem uma estação de carregamento sem fio e uma armação de estação de carregamento sem fio para equipamento esportivo, que lida automaticamente com as operações de carregamento de um dispositivo de jogo autorizado com uma bateria recarregável ao alcance de um circuito transmissor de carregamento sem fio, e desativa automaticamente o circuito transmissor de carregamento sem fio quando o dispositivo de jogo autorizado com a bateria recarregável se move para fora de alcance do circuito transmissor de carregamento sem fio. Os dispositivos de carregamento sem fio da presente invenção são tipicamente configurados para realizar um ou mais do seguintes funções em conexão com o carregamento de um dispositivo recarregável próximo: (1) usar

4 / 56 transceptores de frequência de rádio para automaticamente detectar e confirmar a presença e alcance de um dispositivo de jogo autorizado com uma bateria recarregável, (2) automaticamente determinar o estado de carregamento atual da bateria recarregável, (3) automaticamente ativar e desativar um circuito de carregamento para carregar a bateria recarregável no dispositivo de jogo, (4) automaticamente determinar o fim de uma carga (condição de bateria cheia) para a bateria recarregável, (5) automaticamente determinar quando o dispositivo de jogo foi removido do alcance de carregamento, e (6) automaticamente trocar outras mensagens de dados relevantes relacionadas à carga, antes, durante e após uma sessão de carregamento. Breve Descrição Dos Desenhos

[007] As várias vantagens das modalidades da presente invenção se tornarão aparentes para uma pessoa versada na técnica ao ler o seguinte relatório descritivo e reivindicações anexas, com referência aos desenhos anexos, em que: as FIGs. 1A, 1B e 1C mostram, respectivamente, uma vista isométrica de uma armação de estação de carregamento, uma vista isométrica de perto de uma porção da armação de estação de carregamento, e uma vista lateral da armação de estação de carregamento de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[008] A FIG. 2 mostra uma vista frontal de uma armação de estação de carregamento de bola retendo um total de vinte (20) bolas de basquete em quatro fileiras de barras horizontais paralelas.

[009] A FIG. 3 mostra uma vista de perto de uma porção da armação de estação de carregamento de bola mostrada na FIG. 2.

[0010] As FIGs. 4A, 4B e 4C mostram, respectivamente, uma vista isométrica, uma vista de topo e uma vista lateral de uma estação de carregamento sem fio de acordo com uma modalidade da presente invenção.

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[0011] As FIGs. 5A, 5B e 5C mostram, respectivamente, uma vista lateral, uma vista de topo e uma vista frontal de uma prateleira de montagem, que pode ser usada em certas modalidades da presente invenção para montar a estação de carregamento sem fio nas barras horizontais paralelas 120 de uma armação de estação de carregamento compatível, tal como a armação de estação de carregamento mostrada na FIG. 1.

[0012] A FIG. 6A mostra uma vista isométrica de um conjunto de estação de carregamento sem fio, compreendendo uma estação de carregamento sem fio, uma prateleira de montagem e um fio de alimentação 120V AC.

[0013] As FIGs. 6B e 6C mostram diagramas ilustrando como um dispositivo esportivo (nesse caso uma bola de basquete 650) deve ser colocado em cima do receptáculo 630 do conjunto de estação de carregamento a fim de começar a recarregar a bateria recarregável dentro da bola de basquete.

[0014] A FIG. 7A mostra um diagrama de seção transversal de estação de carregamento sem fio e uma bola de basquete, em que a bola de basquete 705 está apoiada no receptáculo de bola 710 da estação de carregamento sem fio.

[0015] A FIG. 7B mostra uma placa de circuito impresso exemplificativa 750 que pode ser usada dentro de uma estação de carregamento sem fio, tal como a estação de carregamento sem fio mostrada na FIG. 7A, em algumas modalidades da presente invenção.

[0016] A FIG. 8 mostra um diagrama em bloco ilustrando, a título de exemplo, os componentes físicos e lógicos de uma estação de carregamento sem fio organizados e configurados para operar de acordo com uma modalidade da presente invenção, assim como um diagrama em bloco de um dispositivo de jogo próximo contendo uma bateria recarregável e um circuito de recepção de carregamento sem fio.

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[0017] A FIG. 9 mostra um diagrama em fluxo ilustrando, a título de exemplo, as etapas realizadas pela estação de carregamento sem fio para controlar as operações de recarga para um dispositivo de jogo próximo de acordo com algumas modalidades da presente invenção.

[0018] A FIG. 10 mostra um diagrama em fluxo para um algoritmo contendo etapas que são substancialmente as mesmas que as etapas no algoritmo representadas pelo diagrama em fluxo da FIG. 9, exceto que o algoritmo representado pelo diagrama em fluxo da FIG. 10 adiciona duas etapas adicionais para determinar se o dispositivo de jogo está alinhado apropriadamente no receptáculo da estação de carregamento sem fio.

[0019] A FIG. 11 mostra um diagrama em fluxo ilustrando, a título de exemplo, as etapas realizadas por um programa de controle de carga funcionando no dispositivo de jogo para controlar a comunicação e relatório de estado pelo dispositivo de jogo durante operações de carregamento de acordo com algumas modalidades da presente invenção.

[0020] A FIG. 12 mostra um diagrama em fluxo ilustrando, a título de exemplo, as etapas de um algoritmo alternativo que podem ser realizadas por um programa de controle de carga, tal como o programa de controle de carga 838 na FIG. 8, funcionando na estação de carregamento sem fio, para lidar com as operações de carregamento e comunicações da estação de carregamento sem fio.

[0021] A FIG. 13 mostra um diagrama ilustrando, a título de exemplo, os conteúdos de uma Tabela de Estado de Dispositivo Próximo (Tabela de Estado de Dispositivo Próximo), armazenados na memória da estação de carregamento sem fio, que podem ser usados para monitorar e rastrear números de identificação única (UUIDs), endereços MAC, valores de RSSI, tempo esgotado e indicadores de validade associados aos dispositivos de jogo, tais como bolas de basquete, de acordo com certas modalidades da presente invenção.

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[0022] As FIGs. 14 mostram um diagrama em fluxo ilustrando, a título de exemplo, as etapas de um algoritmo que podem ser realizadas por um programa de controle de carga, tal como o programa de controle de carga na FIG. 8, para determinar automaticamente se um objeto, tal como uma bola de basquete com uma bateria recarregável, está em cima do receptáculo da estação de carregamento sem fio, e para determinar automaticamente se o deslocamento do sensor de proximidade precisa de recalibração.

[0023] A FIG. 15 mostra um diagrama em fluxo ilustrando, a título de exemplo, as etapas de um algoritmo que podem ser usadas para recalibrar automaticamente o deslocamento do sensor de proximidade em algumas modalidades da presente invenção. Tipicamente, todas as etapas serão realizadas por uma unidade de microprocessador MCU operando sob o controle de um programa de aplicação compreendendo instruções de programa arranjadas para fazer com que a MCU ative o sensor de proximidade para tirar amostras e processar os dados associados a essas amostras.

[0024] A FIG. 16A mostra um diagrama em fluxo exemplificativo ilustrando, a título de exemplo, as etapas de um algoritmo que podem ser usadas para definir a sinalização de calibração de força em algumas modalidades da presente invenção quando o canal de comunicações de dados entre a estação de carregamento sem fio e o dispositivo de jogo foi perdido.

[0025] As FIGs. 16B mostram um diagrama em fluxo exemplificativo ilustrando, a título de exemplo, as etapas de um algoritmo que podem ser usadas para definir a sinalização de calibração de força em algumas modalidades da presente invenção quando a ligação de comunicações de dados L1 está intacta, mas o RSSI para o dispositivo de jogo cai abaixo do limite de RSSI. Descrição Detalhada Das Modalidades Exemplificativas

[0026] Um problema na técnica convencional é que a capacidade de

8 / 56 enviar mensagens de estado entre um carregador e um dispositivo sem fio com uma bobina de carregamento e bateria recarregável através do canal de transmissão usado para carregar a bateria sem fio é significativamente restringida pela distância entre o dispositivo de carregamento e o dispositivo sem fio. Em alguns casos, a comunicação através do canal de carregamento se torna menos e menos prática e confiável, e eventualmente se torna impossível, como a distância entre o dispositivo de carregamento e o dispositivo recarregável aumenta mais além do que um alguns centímetros. De fato, os tamanhos tipicamente pequenos das bobinas de recepção e transmissão, assim como as distâncias relativamente grandes que às vezes existem entre elas, frequentemente tornam impossível usar o canal de carregamento para comunicar quaisquer dados entre a bobina transmissora de carregamento e a bobina receptora de carregamento.

[0027] Uma solução potencial é deixar a bobina de transmissão de carregador ligada o tempo todo. No entanto, deixar o transmissor de carregamento ligado o tempo todo é indesejável de um ponto de vista de regulação e consumo de potência, especialmente quando há muitos dispositivos carregáveis e muitos carregadores em proximidade uns dos outros e associados a uma única saída de alimentação. Os sistemas fortemente acoplados lidam com bobinas receptoras e transmissoras de aproximadamente o mesmo tamanho e geralmente estão a curtas distâncias uma da outra. Em sistemas fortemente acoplados, as bobinas de recepção e transmissão podem detectar a presença uma da outra e podem modular sinais/dados em banda. Em sistemas fracamente acoplados, a bobina transmissora pode não ser capaz de detectar o receptor, e a comunicação entre os dois deve ocorrer fora de banda.

[0028] Tipicamente, a frequência de carregamento para um transmissor de carregamento sem fio ressoante é cerca de 6,78 MHz. O transmissor de carregamento gera um campo eletromagnético de corrente

9 / 56 alternada. O campo eletromagnético liga e desliga rapidamente, e liga e desliga novamente durante uma operação de carregamento. Os dados podem ser enviados usando o circuito de transmissão de carregamento sem fio e o circuito de recepção de carregamento sem fio SOMENTE quando o circuito de transmissão e o circuito de recepção estão a uma distância muito curta um do outro. Quando a distância é maior do que cerca de treze (13) milímetros, então os circuitos de carregamento não podem ser usados para enviar mensagens de dados, ativar e desativar a operação de carregamento, ou detectar a mensagem de fim de carga produzida pela bola de modo que o transmissor de carga pode ser desligado.

[0029] Em geral, modalidades da presente invenção usam um segundo canal de comunicação, tal como um canal Bluetooth BLE, para comunicar mensagens relacionadas à localização, ao alinhamento e ao estado entre o dispositivo esportivo e a estação de carregamento sem fio em uma armação de estações de carregamento sem fio. Um transceptor de frequência de rádio no dispositivo esportivo difunde um identificador único universal (UUID) para o transceptor de rádio na estação de carregamento sem fio. Quando o UUID difundido é recebido pela estação de carregamento sem fio, um processador na estação de carregamento sem fio é configurado para determinar e salvar um indicador de intensidade de sinal recebido (RSSI) para a bola, com base na intensidade de sinal do sinal de difusão. Quando o RSSI excede um limite especificado, a estação de carregamento sem fio inicia um aperto de mão (handshake) para estabelecer o canal Bluetooth BLE, e então o transceptor na bola envia eventos para “Fim de Carga”, “Tensão de Bobina Rx” e “Carregador Detectado” sempre que a tensão de bobina ou estados de carga/fim-de-carga mudam. O transceptor na estação de carregamento sem fio escutas os eventos e reage de acordo, habilitando/desabilitando o campo de carga ou piscando os LEDs para indicar estado de alinhamento ou estado de carga (como descrito em mais detalhes abaixo).

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[0030] As FIGs. 1A, 1B e 1C mostram, respectivamente, uma vista isométrica de uma armação de estação de carregamento 100, uma vista isométrica de perto de uma porção da armação de estação de carregamento 100, e uma vista lateral da armação de estação de carregamento 100 de acordo com uma modalidade da presente invenção. Como mostrado nessas figuras, a armação de estação de carregamento 100 é configurada para reter e recarregar as baterias internas (não mostradas) de uma pluralidade de bolas de basquete

110. Como melhor mostrado nas FIGs. 1A e 1B, a armação de estação de carregamento 100 pode compreender uma pluralidade de polos verticais 115 e painéis verticais 117 arranjados para reter e suportar uma pluralidade de barras horizontais paralelas 120 conectadas aos polos verticais 115 espaçados e arranjados para reter uma pluralidade de estações de carregamento sem fio removíveis 125. Na modalidade mostrada na FIG. 1A, cada uma das três fileiras do topo das barras horizontais paralelas 120 retém um total de cinco estações de carregamento sem fio 125, para um total de até quinze estações de carregamento sem fio 125, que por sua vez podem ser usadas para carregar as baterias recarregáveis em até quinze bolas de basquete 110. No exemplo mostrado na FIG. 1A, a fileira inferior de barras horizontais paralelas 120 não contém quaisquer estações de carregamento sem fio removíveis 125. Deve ser entendido, no entanto, que cinco (5) estações de carregamento sem fio removíveis adicionais (não mostradas) podem ser colocadas nas duas barras horizontais paralelas 120 da fileira inferior para trazer o número total de estações de carregamento sem fio removíveis 125 para vinte (20) de modo que a armação de estação de carregamento 100 possa ser usada para carregar simultaneamente as baterias recarregáveis em até vinte (20) bolas de basquete. Um cabo de potência 130 120V AC conectado à armação de estação de carregamento 100 provê potência elétrica para a armação de estação de carregamento 100, que por sua vez provê potência elétrica para cada uma das estações de carregamento sem fio 125 por meio de uma série de fios de

11 / 56 suprimento de potência elétrica e conectores acoplados eletricamente as estações de carregamento sem fio 125 diretamente entre si ou diretamente para os fios de suprimento de potência funcionando através das barras horizontais paralelas 120.

[0031] A FIG. 2 mostra uma vista frontal de uma armação de estação de carregamento de bola 200 retendo um total de vinte (20) bolas de basquete em quatro fileiras de barras horizontais paralelas 220. A FIG. 3 mostra uma vista de perto de uma porção da armação de estação de carregamento de bola 205 mostrada na FIG. 2.

[0032] As FIGs. 4A, 4B e 4C mostram, respectivamente, uma vista isométrica, uma vista de topo e uma vista lateral de uma estação de carregamento sem fio 405 de acordo com uma modalidade da presente invenção. Como melhor mostrado nas FIGs. 4A e 4B, a estação de carregamento sem fio 400 compreende um corpo substancialmente plano 405 com um receptáculo de bola côncavo substancialmente hemisférico 410 no topo da lateral do corpo 405. O receptáculo de bola 410 é configurado para receber e reter a parte inferior de uma bola de basquete (não mostrada), que contém uma bateria recarregável (também não mostrada) para ser carregada pela estação de carregamento sem fio 400, como será explicado em mais detalhes abaixo. O formato côncavo do receptáculo de bola 410 é adaptado para encaixar o fundo de uma bola de basquete típica, de modo a trazer uma bobina de carregamento de recepção localizada dentro da bola de basquete o mais perto possível de uma bobina de carregamento de transmissão localizada dentro da estação de carregamento sem fio 400. Circundando o receptáculo de bola 410 está uma série de quatro diodos emissores de luz (LEDs) 415 configurados, por exemplo, para ligar (isto é, iluminar), desligar, piscar e/ou lampejar (flash) de acordo com uma série de cores predeterminadas ou padrões para prover uma indicação a um usuário de que a bateria recarregável dentro de uma bola de basquete apoiada no receptáculo de bola 410 da

12 / 56 estação de carregamento sem fio 400 está sendo atualmente carregada, completamente carregada, etc. Os LEDs 415 podem também ser configurados para prover uma indicação ao usuário se componentes de comunicação sem fio (tal como um transceptor sem fio) localizados dentro da estação de carregamento sem fio 400 estão ou não atualmente se comunicando com componentes de comunicação sem fio localizados na bola de basquete. Os LEDs 415 podem também ser configurados para prover uma indicação ao usuário (por meio de cores, iluminação ou padrões de lampejo) se a bobina de carregamento de recepção dentro da bola de basquete está alinhada ou não apropriadamente com a bobina de carregamento transmissora dentro da estação de carregamento sem fio 400. É entendido que a estação de carregamento sem fio 400 pode compreender poucos ou mais LEDs sem se afastar do escopo da invenção reivindicada, e esses LEDs podem ser posicionados em variedade de locais diferentes na estação de carregamento sem fio 400. A estação de carregamento sem fio 400 pode também incluir dois conectores de entrada/saída de alimentação 420 e 422, que permitem a estação de carregamento sem fio 400 a ser usada individualmente com um fio de potência, ou daisy chained junta com outras estações de carregamento sem fio, como ilustrado nas FIGs. 2 e 3 descritas acima.

[0033] As FIGs. 5A, 5B e 5C mostram, respectivamente, uma vista lateral, uma vista de topo e uma vista frontal de uma prateleira de montagem 500, que pode ser usada em certas modalidades da presente invenção para montar a estação de carregamento sem fio 500 nas barras horizontais paralelas 120 (não mostradas nas FIGs. 5A, 5B e 5C) de uma armação de estação de carregamento compatível, tal como a armação de estação de carregamento 100 mostrada na FIG. 1. Como melhor ilustrado na FIG. 5A, a prateleira de montagem 500 preferivelmente inclui uma área base 510 que é conectada a um par de braços em formato de U invertido 520 e 522 localizados na lateral oposta da área base 510. A área base 510 e os braços 520 e 522 são adaptados

13 / 56 juntos para receber e reter as laterais e o fundo da estação de carregamento sem fio 500, de modo que a estação de carregamento sem fio 500 seja segura e removivelmente suspensa entre duas barras paralelas (mostradas na FIG. 5B) na armação de estação de carregamento de bola 100. Em algumas modalidades, os braços 520 e 522 podem também incluir um par de pinos 530 e 532 configurados para serem inseridos nos furos de recepção localizados no topo das laterais das barras horizontais paralelas 120 da armação de estação de carregamento de bola 100.

[0034] A FIG. 6A mostra uma vista isométrica de um conjunto de estação de carregamento sem fio 605, compreendendo uma estação de carregamento sem fio 600, uma prateleira de montagem 610 e um fio de potência 120V AC 615. Um receptáculo em formato côncavo 630 é provido para ajudar a reter um dispositivo de jogo em formato esférico, tal como bola de basquete, bola de futebol ou bola de beisebol, em cima do conjunto de estação de carregamento sem fio 605. As FIGs. 6B e 6C mostram diagramas ilustrando como um dispositivo esportivo (nesse caso uma bola de basquete 650) deve ser colocado em cima do receptáculo 630 do conjunto de estação de carregamento 605 a fim de começar a recarregar a bateria recarregável dentro da bola de basquete 650. Como ilustrado nas FIGs. 6A, 6B e 6C, quatro LEDs 640 são providos em torno do receptáculo 630 para indicar ao usuário o estado de carregamento atual do conjunto de estação de carregamento 605 e/ou bola de basquete 650 quando o conjunto de estação de carregamento 605 é encaixado em uma fonte de alimentação, tal como uma saída de alimentação 120V, e uma bola de basquete autorizada é colocada em cima do receptáculo

630. As cores e os padrões de luz emitida pelos LEDs podem ser selecionados para transmitir informações úteis sobre o estado da operação de carregamento.

[0035] Por exemplo, em algumas modalidades, os LEDs podem ser configurados para emitir: uma luz âmbar constante (isto é, sem piscar) se a bola de

14 / 56 basquete 650 apoiada no receptáculo 630 do conjunto de estação de carregamento sem fio 600 estiver alinhada apropriadamente e ativamente recarregando sua bateria; uma luz vermelha pulsante se o dispositivo de jogo estiver apoiado no receptáculo 630, mas estiver desalinhado a ponto de não recarregar a bateria; uma luz vermelha sólida se houver erro crítico na operação de carregamento que requeira que a estação de carregamento 600 seja reajustada removendo a bola de basquete 650 do receptáculo 630, esperando por um número específico de segundos (por exemplo, 5 segundos), e então substituir a bola de basquete 650 no receptáculo 630; uma luz verde sólida se a bateria recarregável na bola de basquete 605 estiver completamente recarregada; e um luz azul sólida se a estação de carregamento sem fio 600 estiver pronta para receber e carregar uma bola de basquete 650.

[0036] A FIG. 7A mostra um diagrama de seção transversal de estação de carregamento sem fio 700 e uma bola de basquete 705, em que a bola de basquete 705 está apoiada no receptáculo de bola 710 da estação de carregamento sem fio 700. Embutido dentro da bola de basquete 705 está um conjunto 707 que contém, entre outras coisas, um sensor, uma bobina de recepção de carga e uma bateria recarregável (o sensor, a bobina de recepção de carga e a bateria não são mostradas em detalhes). O receptáculo 710 é configurado para receber e reter a bola de basquete 705 de modo que a bobina de recepção de carga (não mostrada) na bola de basquete 710 esteja alinhada apropriadamente com o, e portanto dentro do alcance do fluxo eletromagnético (não mostrado) produzido pela ativação de uma bobina de transmissão de carga localizada dentro da estação de carregamento sem fio

700.

[0037] A FIG. 7B mostra uma placa de circuito impresso

15 / 56 exemplificativa 750 que pode ser usada dentro de uma estação de carregamento sem fio, tal como a estação de carregamento sem fio 700 mostrada na FIG. 7A, em algumas modalidades da presente invenção. Como ilustrado pela FIG. 7B, a placa de circuito 750 preferivelmente inclui uma corrente contínua (CC) no conector 760, um circuito direto (DC) conector de saída de potência 762, vários circuitos de potência 765, uma bobina de transmissão de carga 773, quatro (ou mais) indicadores de LED 770, um circuito Bluetooth 775 e um conjunto de placa de circuito impresso (PCB) de potência sem fio 780.

[0038] Notavelmente, ao contrário das placas de circuito impressos de dispositivos de carregamento sem fio convencionais, a placa de circuito impresso 750 da presente invenção inclui um furo relativamente grande 768 nela, que é configurado para acomodar o formato semiesférico da superfície externa da bola de basquete 705 sempre que a bola de basquete 705 é colocada no receptáculo de bola de basquete de estação de carregamento 700. A bobina de transmissão de carga 773 na placa de circuito impresso 750 circunda o furo 768 na placa de circuito impresso 750, que permite que pelo menos uma porção de uma bola de basquete 705 seja assentada abaixo do plano da placa de circuito impresso 750 e bobina de transmissão de carga 773, e portanto diminui a distância entre a bobina de recepção de carga (não mostrada em detalhes na FIG. 7) localizada na bola de basquete 705 e a bobina de transmissão de carga 773 localizada na estação de carregamento

700.

[0039] Reduzir a distância entre a bobina de transmissão de carga 773 e a bobina de recepção de carga expande o volume do envelope no espaço onde a bobina de recepção de carga na bola de basquete 705 pode ser localizada e ainda estar dentro de bom alcance do campo eletromagnético produzido pela bobina de transmissão de carga 773 da estação de carregamento sem fio 700. Assim, cortar um furo 768 no plano da placa de

16 / 56 circuito impresso 750 expande o tamanho do carregamento “ponto ideal” para a posição e orientação da bobina de recepção de carga da bola de basquete 705, que significativamente reduz o tempo de carregamento, assim como o número e probabilidade de erros de carregamento e falhas causados por pequenos desalinhamentos entre a estação de carregamento sem fio 700 e a bola de basquete 705. Adequadamente, a receptáculo de bola de basquete localizado em cima da estação de carregamento 700 pode incluir uma concavidade que se estende pelo menos parcialmente através do furo 768 na placa de circuito impresso 750 para acomodar ainda mais garantindo que pelo menos uma porção do formato esférico da bola de basquete 705 possa cair abaixo do plano da placa de circuito impresso 750 e da bobina de transmissão de carga 773 na estação de carregamento sem fio 700. Embora o furo 768 mostrado na FIG. 7 seja de formato circular, será entendido que o furo (ou corte) também pode ser configurado para acomodar uma variedade de diferentes formatos associados a dispositivos não esféricos de jogo, tal como uma bola de futebol americano ou disco de hóquei, a fim de permitir que as bobinas de recepção de carga em tais dispositivos não esféricos sejam posicionadas mais perto da bobina de transmissão de carga 773 na estação de carregamento sem fio 700.

[0040] A FIG. 8 mostra um diagrama em bloco ilustrando, a título de exemplo, os componentes físicos e lógicos de uma estação de carregamento sem fio 800 organizada e configurada para operar de acordo com uma modalidade da presente invenção. A FIG. 8 também mostra um diagrama em bloco de um dispositivo de jogo próximo GD-1 que contém uma bateria recarregável RBT-1 e um circuito de recepção de carregamento sem fio WRC-1, em que o circuito de recepção de carregamento sem fio WRC-1 no dispositivo de jogo GD-1 é configurado para carregar a bateria recarregável RBT-1 quando a corrente elétrica é feita para fluir através do circuito de recepção de carregamento sem fio WRC-1 por indução eletromagnética. Para

17 / 56 os propósitos da discussão que se segue, o dispositivo de jogo GD-1 pode compreender qualquer um de muitos tipos diferentes de dispositivos, ferramentas ou equipamentos esportivos ou de jogos que incluem baterias recarregáveis que requerem recarga periódica. O dispositivo de jogo GD-1 pode compreender, por exemplo, uma bola de futebol americano, uma bola de vôlei, uma bola de futebol, uma raquete ou bola de tênis, uma bola de boliche, um bola de beisebol ou um disco ou taco de hóquei, uma bola ou taco de lacrosse, uma raquete de tênis, para citar apenas alguns exemplos de dispositivos de jogo que podem ser construídos com eletrônicos internos e baterias recarregáveis. O dispositivo de jogo GD-1 pode também compreender quaisquer artigos de roupa, artigos para cabeça ou calçados tipicamente utilizados durante jogos de esporte, tal como uniformes, chuteiras, tênis, ombreiras, faixas, chapéus e capacetes utilizados ou usados para basquete, beisebol, futebol americano, futebol, etc.

[0041] As estações de carregamento sem fio 400, 500, 600, 700 e 800 mostrada nas FIGs. 4, 5, 6, 7 e 8, respectivamente, podem às vezes ser referidas na prática como um “carregador de bateria sem fio”, ou um “carregador de bola sem fio”, ou um “dispositivo de carregamento”, ou mais simplesmente como, um “carregador”. Uma estação de carregamento sem fio individual da presente invenção pode ser usada para carregar um único dispositivo de jogo, um dispositivo de cada vez. Mas a estação de carregamento sem fio 800 pode ser uma de uma pluralidade de estações de carregamento sem fio que são conectadas eletronicamente e fisicamente uns aos outros ou afixadas a uma armação ou outro aparelho de carregamento de dispositivo de jogo múltiplo, de modo que uma pluralidade de dispositivos de jogo podem ser recarregados simultaneamente por uma pluralidade de estações de carregamento sem fio respectivas na mesma armação ou aparelho. Como será descrito em mais detalhes abaixo, quando dois ou mais dispositivos de jogo estão dentro do alcance de uma estação de carregamento

18 / 56 sem fio 800 particular, os programas e algoritmos de algumas modalidades da presente invenção podem vantajosamente incluir processadores, instruções de programação, e/ou comutadores configurados para determinar automaticamente que um dos dispositivos de jogo próximos está em contato direto com (ou mais perto de) a estação de carregamento sem fio 800, e para selecionar automaticamente e realizarem emparelhamento sem fio ao dispositivo de jogo correto, e para automaticamente ativar e desativar os circuitos de carregamento no tempos apropriados de modo que o dispositivo de jogo correto GD-1 seja recarregado. Assim, as modalidades da presente invenção podem ser beneficamente configuradas para evitar situações onde energia e esforço são desperdiçados e operações de carregamento falham, porque uma estação de carregamento sem fio particular, tal como estação de carregamento sem fio 800, tenta erroneamente conectar a e carregar os dispositivos de jogo próximos que estão localizados em (e, portanto, devem ser recarregados por) uma estação de carregamento sem fio diferente. As estações de carregamento sem fio configuradas para operar de acordo com as modalidades da presente invenção também incluem processadores, tabelas de dados e indicadores que podem ser usados para automaticamente evitar tentativas de recarregar dispositivos sem fio recarregáveis que entram em seu alcance de recarregamento sem fio se esses dispositivos sem fio não forem especificamente autorizados para carregamento pela estação de carregamento sem fio.

[0042] Como mostrado na FIG. 8, a estação de carregamento sem fio 800 compreende um circuito de transmissão de carregamento sem fio WTC-1 810, uma unidade de microcontrolador MCU-2 812, uma conector de entrada de potência 806, um conector de saída de potência 808, um sensor de proximidade 804 e uma memória 816. Tipicamente, a memória 816 armazena um programa de controle de carga 818, um limite de RSSI 820, e uma Tabela de Estado de Dispositivo Próximo 822. O dispositivo de jogo GD-1 840 inclui

19 / 56 uma unidade de microcontrolador MCU-1 830 diferente, um circuito de recepção de carregamento sem fio WRC-1 834, uma bateria recarregável RBT-1 838, um programa de controle de carga 838 e um ou mais sensores

832. Outro hardware ou componentes lógicos, não mostrados na FIG. 8, tal como antenas, conjuntos e sensores de proximidade, podem também ser incluídos na estação de carregamento sem fio 800, no dispositivo de jogo GD- 1 840, ou em ambos.

[0043] O dispositivo de jogo GD-1 840 e a estação de carregamento sem fio 800 incluem transceptores de frequência de rádio, que são rotulados na FIG. 8 como RFT-1 e RFT-2, respectivamente. Tipicamente, mas não necessariamente, os rádios de frequência de rádio RFT-1 e RFT-2 se comunicam usando um protocolo de rádio frequência Bluetooth. O transceptor de rádio de frequência de rádio RFT-1 no dispositivo de jogo GD-1 840 envia periodicamente um sinal de anúncio para anunciar sua presença para outros transceptores de rádio na área. O anúncio inclui um identificador de usuário único (UUID) ou endereço de controle de acesso à mídia (MAC), no qual a estação de carregamento sem fio 800, opera sob o controle do programa de controle de carga 818, busca o UUID em uma tabela de identificação de dispositivo autorizado (ID) 821 na memória 816 para confirmar que o dispositivo de jogo GD-1 que envia o anúncio está autorizado para carregamento pela estação de carregamento sem fio 800. Se o UUID ou endereço MAC não for encontrado na Tabela de Identificação de Dispositivo Autorizado 821, então a estação de carregamento sem fio pode ser configurada para ignorar o anúncio e o dispositivo de jogo GD-1 840.

[0044] Por outro lado, se o UUID for encontrado na Tabela de Identificação de Dispositivo Autorizado 821, então a estação de carregamento sem fio 800 recebe o sinal de anúncio de um dispositivo de jogo autorizado GD-1, a unidade de microcontrolador MCU-2 810 na estação de carregamento sem fio 800, opera sob o controle do programa de controle de

20 / 56 carga 818, calcula uma intensidade de sinal do sinal recebido e o armazena na Tabela de Estado de Dispositivo Próximo 822 da memória 818 como um indicador de intensidade de sinal recebido (RSSI). A magnitude do RSSI é proporcional à distância entre o dispositivo de jogo GD-1 840 e a estação de carregamento sem fio 800. As medidas de RSSI representam a qualidade relativa de um sinal recebido em um dispositivo. O RSSI indica o nível de potência sendo recebido após qualquer perda possível no nível da antena e do cabo. Quanto maior o valor de RSSI, mais forte o sinal. Quando medido em números negativos, o número que está mais perto de zero geralmente significa um sinal melhor, e portanto comunicação mais confiável. Como um exemplo, -25dB é considerado um sinal forte, -50dB é considerado um bom sinal, - 61dB - é considerado um sinal confiável, e -100dB é nenhum sinal. Em algumas modalidades, o programa de controle de carga 818 é configurado para usar dados contidos no anúncio para determinar a magnitude do RSSI chamando um ou mais sub-rotinas incluídas em uma ou mais bibliotecas de software Bluetooth padrão.

[0045] Quando o RSSI do anúncio é igual a ou maior do que um limite predeterminado, o programa de controle de carga 818 é configurado para fazer com que a unidade de microcontrolador MCU-2 e o transceptor de frequência de rádio RFT-2 na estação de carregamento sem fio 800 automaticamente estabeleça uma primeira ligação de comunicações de dados L1 (por exemplo, uma conexão Bluetooth emparelhada) entre o transceptor de frequência de rádio RFT-1 no dispositivo de jogo GD-1 e o transceptor de frequência de rádio RFT-2 na estação de carregamento sem fio 800. O valor selecionado para usar como o limite de RSSI é uma questão de escolha para o programador do sistema ou fabricante da estação de carregamento sem fio

800. Valores típicos para o RSSI são -35dB a -20dB quando o dispositivo de jogo GD-1 está perto o suficiente da estação de carregamento sem fio 800 para ativar o emparelhamento e a operação de carregamento, e -90dB ou

21 / 56 menos quando o dispositivo de jogo GD-1 está muito distante da estação de carregamento sem fio 800 que tenta emparelhar com e recarregar o dispositivo de jogo GD-1 não seria desejável ou eficiente.

[0046] A unidade de microcontrolador MCU-1 no dispositivo de jogo GD-1 é comunicativamente conectada a um circuito de recepção de carregamento sem fio WRC-1 no dispositivo de jogo GD-1 e ao transceptor de frequência de rádio RFT-1 no dispositivo de jogo GD-1. Após os transceptores de frequência de rádio RFT-1 e RFT-2 serem emparelhados e se comunicarem entre si, uma unidade de microcontrolador MCU-2 conectada ao transceptor de frequência de rádio RFT-2 na estação de carregamento sem fio 800 monitora o RSSI do sinal vindo do transceptor de frequência de rádio RFT-1 no dispositivo de jogo GD-1 para determinar quando a intensidade de sinal vindo do transceptor de frequência de rádio RFT-1 no dispositivo de jogo GD-1 excede um limite de intensidade de sinal predeterminado (tal como -35db, por exemplo). Quando o limite de intensidade de sinal predeterminado é excedido, isso significa que o dispositivo de jogo GD-1 está perto o suficiente da estação de carregamento sem fio 800 para energizar de forma confiável um circuito de recepção de carregamento sem fio WRC-1 conectado à bateria recarregável RBT-1 no dispositivo de jogo GD-1 usando o circuito de transmissão de carregamento sem fio WTC-1 na estação de carregamento sem fio 800. Assim, a unidade de microcontrolador MCU-2 na estação de carregamento sem fio 800 ativa o circuito de transmissão de carregamento sem fio WTC-1 na estação de carregamento sem fio 800, de modo que o circuito de transmissão de carregamento sem fio WTC-1 começa a produzir um campo eletromagnético EF-1 para energizar a bobina de recepção e circuito de recepção de carregamento sem fio WRC-1 no dispositivo de jogo GD-1, e portanto começar o recarregamento da bateria recarregável RBT-1 no dispositivo de jogo GD-1.

[0047] Operando sob o controle do programa de controle de carga 838

22 / 56 no dispositivo de jogo GD-1, a unidade de microcontrolador MCU-1 no dispositivo de jogo GD-1, junto com o circuito de recepção de carregamento sem fio WRC-1, detecta quando o circuito de recepção de carregamento sem fio WRC-1 no dispositivo de jogo GD-1 começa a receber energia de carga (pulsos eletromagnéticos) gerada pelo circuito de transmissão de carregamento sem fio WTC-1 na estação de carregamento sem fio 800 e, responde à detecção da energia de carregamento, gera e envia uma mensagem através da primeira ligação de comunicações de dados L1 (tipicamente um canal Bluetooth) para o transceptor de frequência de rádio RFT-2 na estação de carregamento sem fio 800, a mensagem indicando que a bateria recarregável RBT-1 no dispositivo de jogo GD-1 está atualmente sendo recarregada. Quando a bateria recarregável RBT-1 no dispositivo de jogo GD- 1 está completamente carregada, a unidade de microcontrolador MCU-1, operando sob o controle do programa de controle de carga 838, gera e envia para a estação de carregamento sem fio 800 uma mensagem indicando que a bateria recarregável RBT-1 no dispositivo de jogo GD-1 está completamente recarregada. Após receber a mensagem de “atualmente carregando” do dispositivo de jogo GD-1, o programa de controle de carga 818 na estação de carregamento sem fio 800 é configurado para manter o circuito de transmissão de carregamento sem fio WTC-1 na estação de carregamento sem fio 800 ligado (e transmitindo energia) até receber a mensagem do dispositivo de jogo GD-1 indicando que a bateria recarregável RBT-1 no dispositivo de jogo GD-1 está completamente carregada.

[0048] Por exemplo, quando a unidade de microcontrolador MCU-2 no dispositivo de jogo GD-1, operando sob o controle do programa de controle de carga 838, detecta que a bateria recarregável RBT-1 no dispositivo de jogo GD-1 está completamente recarregada, a unidade de microcontrolador MCU-1 gera e transmite através da primeira ligação de comunicações de dados L1 entre os transceptores de frequência de rádio RFT-

23 / 56 1 e RFT-2 uma mensagem de “fim de carga” (ou sinal). Ao receber a mensagem de fim de carga ou sinal do transceptor de frequência de rádio RFT-1 do dispositivo de jogo GD-1, a unidade de microcontrolador MCU-2 na estação de carregamento sem fio 800, operando sob o controle do programa de controle de carga 818 na estação de carregamento sem fio 800, é configurada para fazer com que a unidade de microcontrolador MCU-2 desative o circuito de transmissão de carregamento sem fio WTC-1 na estação de carregamento sem fio 800 para desativar o circuito de transmissão de carregamento sem fio WTC-1 na estação de carregamento sem fio 800. Isso finaliza o fluxo eletromagnético energizando o circuito de recepção de carregamento sem fio WRC-1 no dispositivo de jogo GD-1, que faz com que a bateria recarregável RBT-1 no dispositivo de jogo GD-1 pare de recarregar.

[0049] Se a unidade de microcontrolador MCU-2 na estação de carregamento sem fio 800 ativa o circuito de transmissão de carregamento sem fio WTC-1 na estação de carregamento sem fio 800 e não recebe subsequentemente uma mensagem através da primeira ligação de comunicações de dados L1 confirmando que o campo eletromagnético EF-1 produzido pelo circuito de transmissão de carregamento sem fio WTC-1 foi detectado pelo circuito de recepção de carregamento sem fio WRC-1 no dispositivo de jogo GD-1, essa condição geralmente significa uma de duas coisas. A primeira possibilidade é que o dispositivo de jogo GD-1 está fora do alcance do circuito de transmissão de carregamento sem fio WTC-1 (apesar do fato de que o limite de RSSI foi excedido). A segunda possibilidade é que o dispositivo de jogo GD-1 não está posicionado ou orientado corretamente (isto é, desalinhado) no receptáculo R1 828 da estação de carregamento sem fio 800. Quando qualquer uma dessas condições ocorre, a unidade de microcontrolador MCU-2 na estação de carregamento sem fio 800 desativa o circuito de transmissão de carregamento sem fio WTC-1 de modo que nenhuma energia é desperdiçada gerando um campo eletromagnético EF-1

24 / 56 que não está sendo recebido e usado pelo dispositivo de jogo GD-1 para recarregar bateria recarregável RBT-1. Se o problema é um desalinhamento, então a unidade de microcontrolador MCU-2 na estação de carregamento sem fio 800 preferivelmente ativa o controlador de indicadores de LED 814 para fazer com que os indicadores de LED (não mostrados na FIG. 8) lampejem ou mudem de cores para prover um sinal para o usuário de que o dispositivo de jogo GD-1 precisa ser realinhado. Veja os diagramas em fluxo e descrições anexas para as FIGs. 10 e 12 (algoritmos de estação de carregamento sem fio) e FIG. 11 (algoritmo de dispositivo de jogo).

[0050] A distância entre a bobina de transmissão de carga no circuito de transmissão de carregamento sem fio WTC-1 810 da estação de carregamento sem fio 800 e a bobina de recepção no circuito de recepção de carregamento sem fio WRC-1 834 do dispositivo de jogo GD-1 tipicamente precisa ser de cerca de 2,54 centímetros (1 polegada) para o dispositivo de jogo GD-1 recarregar de maneira eficiente e oportuna. No entanto, em alguns ambientes, o processo para medir a intensidade de sinal (RSSI) do sinal de Bluetooth emanando do dispositivo de jogo GD-1 pode somente ser capaz de discriminar a distância até cerca de 30,48 centímetros (1 pé). Então, o procedimento de medição de RSSI pode não ser exato o suficiente para confirmar que as bobinas nos circuitos de carregamento sem fio estão a um centímetro (uma polegada) uma da outra. Essa é a razão pela qual o dispositivo de jogo GD-1 é preferivelmente configurado para detectar que a bateria recarregável está recarregando e, se sim, envia periodicamente o sinal de confirmação de “atualmente carregando” através do canal de frequência de rádio L1 (por exemplo, Bluetooth), e a estação de carregamento sem fio 800 verifica novamente periodicamente para confirmar que a mensagem de confirmação de “atualmente carregando” ainda está sendo recebida no canal de comunicação de dados L1 para garantir que o dispositivo de jogo GD-1 detectou o campo eletromagnético produzido pelo circuito de carregamento

25 / 56 na armação e está carregando. Note que essa etapa pode ser realizada de forma assíncrona.

[0051] No caso do dispositivo de jogo GD-1 ser removido do receptáculo R1 828 e tirado de alcance da estação de carregamento sem fio 800, ou o dispositivo de jogo GD-1 de alguma forma ser rotado no receptáculo R1 828 de modo que o circuito de recepção de carregamento sem fio WRC-1 834 no dispositivo de jogo GD-1 esteja muito distante do circuito de transmissão de carregamento sem fio WTC-1 810 na estação de carregamento sem fio 800, a estação de carregamento sem fio 800 também verifica novamente periodicamente o RSSI. Se o RSSI cai abaixo do limite predeterminado de RSSI 820 na memória 816, então a unidade de microcontrolador MCU-2 812, operando sob controle do programa de controle de carga 818 na estação de carregamento sem fio 800, desativa o circuito de transmissão de carregamento sem fio WTC-1.

[0052] Tipicamente, a estação de carregamento sem fio 800 monitora o RSSI de dispositivos de jogo múltiplos em sua vizinhança, e então estabelece uma ligação de comunicações Bluetooth para os dispositivos de jogo se o dispositivo de jogo estiver autorizado a ser carregado pela estação de carregamento sem fio 800 e o limite de RSSI é atendido ou excedido. Isso permite estações de carregamento sem fio múltiplas para monitorar os mesmos dispositivos de jogo. Geralmente, e especialmente em dispositivos com restrição de memória ou recurso, uma vez que uma ligação de comunicações Bluetooth é estabelecida entre uma estação de carregamento sem fio particular e um dispositivo de jogo particular, nenhuma outra estação de carregamento sem fio na rede pode se conectar a esse dispositivo de jogo particular e começar a carregá-lo.

[0053] A estação de carregamento sem fio 800 (ou a armação à qual a estação de carregamento sem fio 800 pode ser afixada) preferivelmente inclui um tela de exibição digital e/ou uma série de LEDs, por exemplo, que podem

26 / 56 ser configurados para exibir mensagens de erro para os usuários. Por exemplo, se a estação de carregamento sem fio 800 ligar o circuito de transmissão de carregamento sem fio WTC-1 810 porque o RSSI de um dispositivo de jogo próximo GD-1 atende ou excede o limite especificado de RSSI 820, mas depois falha em receber uma mensagem de confirmação de “atualmente carregando” do dispositivo de jogo GD-1, então uma mensagem pode ser exibida na tela de exibição digital, ou os LEDs podem ser configurados para lampejar ou ficarem vermelhos, por exemplo, informando ao usuário que o dispositivo de jogo não está alinhado apropriadamente no receptáculo R1 826. Isso pode ocorrer, por exemplo, se o usuário colocar o dispositivo de jogo GD-1 no receptáculo R1 826 de cabeça para baixo, de modo que o circuito de recepção de carregamento sem fio WRC-1 no dispositivo de jogo GD-1 esteja na lateral oposta do dispositivo de jogo GD-1 do receptáculo R1 826 da estação de carregamento sem fio 800. Por outro lado, se o usuário coloca o dispositivo de jogo GD-1 no receptáculo R1 826 de modo que esteja alinhado apropriadamente e a estação de carregamento sem fio 800 receber o mensagem de “atualmente carregando” do dispositivo de jogo GD-1, então a tela de exibição pode ser configurada para exibir uma mensagem de “carregamento” ao usuário. Alternativamente, ou adicionalmente, os LEDs no receptáculo R1 826 podem ser configurados para ficarem azul ou âmbar e/ou lampejar para indicar que o dispositivo está atualmente carregando. Adequadamente, os LEDs podem também ser configurados para mudar a cor para verde quando a bateria recarregável RBT- 1 está completamente carregada e o dispositivo está pronto para uso em um jogo de esporte. Situações de Bateria Completamente Esgotada

[0054] Se a bateria recarregável RBT-1 no dispositivo de jogo GD-1 estiver completamente esgotada, ela será incapaz de enviar anúncios de Bluetooth para serem recebidos pela estação de carregamento sem fio 800.

27 / 56 Quando isso acontece, a estação de carregamento sem fio 800 não será capaz de detectar através do canal de frequência de rádio L1 que o dispositivo de jogo GD-1 está presente, e portanto não irá ativar o circuito de carregamento sem fio WTC-1 para produzir o campo eletromagnético para energizar o circuito de recepção de carregamento sem fio WTC-1 e começar a recarregar a bateria recarregável RBT-1. Para abordar essa situação, modalidades da presente invenção podem ser opcionalmente configuradas para automaticamente ligar o circuito de transmissão de carregamento sem fio WTC-1 por alguns segundos a cada poucos minutes (por exemplo, por 10 segundos a cada 1000 segundos), mesmo quando a estação de carregamento sem fio 800 não recebeu um anúncio para informar a estação de carregamento sem fio 800 que o dispositivo recarregável de jogo GD-1 está próximo e em necessidade de uma recarga. Esses pulsos periódicos de 10 segundos do circuito de transmissão de carregamento sem fio WTC-1 serão tipicamente suficiente para energizar o circuito de recepção de carregamento sem fio WRC-1 do dispositivo de jogo GD-1, de modo que a bateria recarregável RBT-1 do dispositivo de jogo GD-1 irá adquirir uma quantidade suficiente de energia armazenada para retomar o envio dos sinais de anúncio através da primeira ligação de comunicações de dados L1, assim como as mensagens de confirmação de carregamento requeridas para manter o circuito de transmissão de carregamento sem fio WTC-1 da estação de carregamento sem fio 800 continuamente ativada (em oposição a periodicamente ativada) até o dispositivo de jogo estar completamente carregado, ou caso contrário removido do alcance do circuito de transmissão de carregamento sem fio WTC-1 da estação de carregamento sem fio 800.

[0055] Em outras modalidades, e como mostrado na FIG. 8, a estação de carregamento sem fio 800 pode ser adicionalmente equipada com um comutador mecânico ou sensor de pressão, localizado no ou associado ao receptáculo, que é configurado para detectar a presença do dispositivo de jogo

28 / 56 GD-1, apesar do fator de que o dispositivo de jogo GD-1 não está anunciando sua presença por meio do transceptor de frequência de rádio RFT-1. Quando o comutador mecânico ou o sensor de pressão é engatado, a unidade de microcontrolador MCU-1, operando sob o controle do programa de controle de carga 818, pode ser configurada para ativar periodicamente o circuito de transmissão de carregamento sem fio WTC-1 para um período de tempo predeterminado (por exemplo, para 5 segundos). Por exemplo, se o comutador mecânico ou o sensor de pressão for ativado indicando que alguma coisa está apoiada no receptáculo R1, a estação de carregamento sem fio 800 pode ser configurada para ligar o circuito de transmissão de carregamento sem fio WTC-1 por cinco (5) segundos a cada minuto até que o comutador mecânico ou o sensor de pressão não esteja mais engatado.

[0056] Em ainda outras modalidades, uma placa de circuito impresso (PCB) dentro da estação de carregamento sem fio 800 pode ser equipada com um sensor de proximidade 804 que usa tecnologia óptica para detectar que um objeto está no (ou muito perto do) topo do receptáculo R1 826. Quando o sensor de proximidade 804 é ativado, a estação de carregamento sem fio 800 pode ser configurada para ativar periodicamente o circuito de transmissão de carregamento sem fio WTC-1 para um período predeterminado (por exemplo, por 2 segundos a cada minute) até que o comutador de proximidade não esteja mais ativado ou até que a bateria recarregável RBT-1 no dispositivo de jogo GD-1 esteja suficientemente recarregada para permitir que o dispositivo de jogo retome a difusão periódica de anúncios que podem ser detectados e usados pela estação de carregamento sem fio 800 para estabelecer comunicação através da primeira ligação de comunicações de dados L1 (por exemplo, uma conexão Bluetooth confiável). Algoritmo Nº 1 para Controlar Operações de Carga na Estação de Carregamento Sem Fio

[0057] A FIG. 9 mostra um diagrama em fluxo ilustrando, a título de

29 / 56 exemplo, algumas das etapas realizadas pela estação de carregamento sem fio para controlar operações de recarga para um dispositivo de jogo próximo de acordo com algumas modalidades da presente invenção. Tipicamente, essas etapas são realizadas pela unidade de microprocessador na estação de carregamento sem fio, a unidade de microprocessador, operando sob o controle de instruções de programa em um programa de controle de carga, tal como o programa de controle de carga 818 na FIG. 8, executado em um área de memória volátil na estação de carregamento sem fio.

[0058] Como mostrado na FIG. 9, o programa de controle inicia na etapa 905 alimentando a estação de carregamento sem fio. Em seguida, na etapa 910, o programa verifica se recebeu, por meio de seu transceptor de frequência de rádio, um sinal de anúncio de Bluetooth de baixo consumo (Bluetooth low energy (BLE)) de um dispositivo de jogo próximo, tal como uma bola de basquete. Caso contrário, então o programa procede para a etapa 915, onde ele verifica se uma bola é detectada no receptáculo de carregamento. Se um anúncio de BLE não foi recebido, mas uma bola de basquete foi detectada no receptáculo, então a bola de basquete no receptáculo provavelmente tem uma bateria recarregável que foi completamente esgotada de energia, o que explicaria porque a bola de basquete não está difundindo um sinal de anúncio de BLE. Para prover a bateria na bola de basquete detectada com potência suficiente para retomar a difusão de anúncios de BLE, o programa de controle ativa o circuito de carregamento na estação de carregamento sem fio por 2 segundos (ver etapa 920) antes de retornar para a etapa 910 para verificar novamente se recebeu um sinal de anúncio de BLE. Caso contrário, e uma bola ainda estiver sendo detectada no receptáculo, então o programa de controle continuará em repetição através das etapas 910, 915 e 920 para ativar periodicamente o circuito de carregamento por 2 segundos repetidamente até que a bola de basquete detectada finalmente adquira potência suficiente para retomar a difusão de anúncios de BLE.

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[0059] Se é determinado na etapa 910 que um anúncio de BLE foi recebido, então o programa de controle em seguida calcula o indicador de intensidade de sinal recebido (RSSI) para o anúncio e então determina se o valor calculado do RSSI é maior do que um limite especificado de RSSI, tal como -35dB. Etapa 925. Se o limite de RSSI é excedido, então o programa de controle irá em seguida determinar, na etapa 930, se um identificador único universal (UUID) embutido no anúncio de BLE corresponde a qualquer um dos UUIDs armazenados em uma tabela armazenada na memória da estação de carregamento sem fio. Se o UUID não for encontrado na tabela, então o dispositivo de jogo próximo (bola de basquete) que proveu o UUID não é autorizado a recarregar por essa estação de carregamento, em que nesse caso a bola de basquete será ignorada, e o controle é passado de volta para a etapa 910, onde a estação de carregamento começa a ouvir outros anúncios de BLE novamente.

[0060] Por outro lado, se o UUID no anúncio de BLE não corresponder a um UUID na tabela de memória da estação de carregamento sem fio, então o programa de controle irá estabelecer uma conexão Bluetooth com a bola de basquete (etapa 935), ativar o circuito de carregamento, habilitar notificações e esperar um intervalo de tempo específico para a bola de basquete entregar uma mensagem através da conexão Bluetooth confirmando que a bola de basquete está detectando e usando o campo eletromagnético produzido pelo circuito de carregamento para recarregar a bateria na bola de basquete (etapas 940 e 945). Se a confirmação nunca for recebida da bola de basquete, então o programa de controle de carga irá desativar o circuito de carregamento para evitar o desperdício de energia (etapa 950), desconectar o canal de comunicação de BLE (etapa 955), e retornar novamente para a etapa 910 para começar o processo de monitoração de ondas de ar para anúncios de BLE todo de novo.

[0061] Se for determinado na etapa 945 que uma confirmação foi

31 / 56 recebida da bola de basquete, e a bola de basquete estiver recarregando devido à ativação do circuito de carregamento pelo programa de controle, então o programa de controle de carga irá novamente comparar o RSSI corrente para a bola de basquete com o limite de RSSI para garantir que o RSSI ainda exceda o limite de RSSI (indicando que a bola de basquete ainda está no alcance do campo eletromagnético). Se o RSSI corrente não exceder o limite de RSSI, então a bola de basquete foi provavelmente movida para fora de alcance do circuito de carregamento e o programa de controle de carga irá desativar o circuito de carregamento para evitar o desperdício de energia (etapa 950), desconectar o canal de comunicação de BLE (etapa 955), e retornar novamente para a etapa 910 para começar o processo de monitoração de ondas de ar de Bluetooth para anúncios de BLE todo de novo.

[0062] Se o RSSI corrente para a bola de basquete ainda exceder o limite de RSSI, então o programa de controle em seguida verifica se uma mensagem de “carga completa” foi recebida da bola de basquete. Caso contrário, então o programa repete a etapa 945, onde o sistema determina de novo, com base em mensagens recebidas (ou não recebidas) da bola de basquete, se a bateria na bola de basquete está atualmente recarregando. Quando a mensagem de “carga completa” é recebida na etapa 965, o programa desativa o circuito de carregamento (ver etapa 970) e então entra um repetição onde consulta repetidamente a bola de basquete através da conexão Bluetooth para determinar quando a carga na bateria da bola de basquete cai abaixo de 98% (etapa 975) e também tenta verificar que o RSSI corrente para a bola de basquete permanece maior do que o limite de RSS (indicando a bola de basquete ainda está dentro do alcance). O programa de controle irá continuamente se repetir entre etapas 975 e 980 até que a bateria não esteja mais pelo menos 98% cheia ou o RSSI caia abaixo do limite de RSSI. Quando a potência de bateria cai abaixo de 98%, o programa de controle irá retornar para a etapa 940, onde irá realizar novamente as etapas

32 / 56 de ativar o circuito de carregamento, procurando por uma confirmação de que a bateria está sendo carregada pelo campo eletromagnético produzido pelo campo eletromagnético ativado, e então, enquanto o circuito de carregamento permanece ligado, periodicamente confirmando que o RSSI corrente permanece acima do limite especificado de RSSI (a bola está perto o suficiente para o carregador ser recarregado) e a bateria estar pelo menos 98% cheia até a capacidade. Lidando com Alinhamentos e Desalinhamentos do Dispositivo de Jogo na Estação de Carregamento Sem Fio

[0063] Porque os componentes do circuito de recepção de carga no dispositivo de jogo podem ser orientados em diferentes ângulos em relação aos componentes do circuito de transmissão de carga (dependendo de como o dispositivo de jogo é posicionado e rotado em cima do receptáculo), e as distâncias entre os componentes da bobina de recepção de carga e os componentes do sistema de bobina de transmissão de carga podem variar consideravelmente, é importante garantir que o dispositivo de jogo esteja alinhado apropriadamente no receptáculo antes de iniciar uma operação de carregamento. A FIG. 10 mostra um versão modificada do algoritmo representado na FIG. 9, em que a versão modificada do algoritmo inclui etapas para garantir que o dispositivo de jogo, e portanto os componentes do circuito de recepção de carga no dispositivo de jogo, estejam alinhados apropriadamente no receptáculo da estação de carregamento sem fio.

[0064] Em algumas modalidades da presente invenção, a MCU no dispositivo de jogo é configurada para medir e monitora a magnitude da tensão gerada em sua bobina de carregamento e transmite essa magnitude de tensão através da ligação de comunicações de dados (por exemplo, a ligação de comunicações de dados Bluetooth L1) para a estação de carregamento sem fio de modo que a estação de carregamento sem fio possa determinar o quão bem a bobina de recepção do dispositivo de jogo está alinhada com a bobina

33 / 56 de recepção no receptáculo de carregamento. A estação de carregamento sem fio pode ser configurada para exibir uma indicação do grau de alinhamento para o usuário mudando a cor e/ou taxa de pulso de LEDs localizados no ou próximo do receptáculo. Em algumas modalidades, a estação de carregamento sem fio pode também ser configurada para transmitir uma mensagem sobre o estado atual do alinhamento para um outro dispositivo.

[0065] A magnitude da tensão gerada na bobina de recepção de carga do dispositivo de jogo durante uma operação de carregamento varia em proporção a quão bem a bobina de recepção de carga está alinhada com a bobina de transmissão de carga na estação de carregamento sem fio. A magnitude da tensão será maior quando a bobina de recepção de carga estiver diretamente acima da bobina de transmissão de carga, e irá gradualmente diminuir a medida que o dispositivo de jogo for rotado e/ou transladado para posições diferentes no receptáculo e a bobina de recepção de carga for movida para fora do centro em relação a bobina de transmissão de carga. Para garantir o alinhamento satisfatório entre as bobinas de recepção e transmissão antes e durante uma operação de carregamento (ou uma tentativa de operação de carregamento), as modalidades da presente invenção são configuradas para ativar e/ou desativar o circuito de transmissão de carga e prover avisos e/ou indicações de estado sobre a qualidade do alinhamento para o usuário dependendo se a distância e ângulo entre a bobina de recepção de carga e a bobina de transmissão de carga cai dentro de ou fora de uma janela de alinhamento predeterminado definida por um limite “desalinhado” especificado e um limite “alinhado” especificado.

[0066] As etapas no algoritmo representadas pelo diagrama em fluxo na FIG. 10 são substancialmente as mesmas que as etapas no algoritmo representadas pelo diagrama em fluxo da FIG. 9, exceto que o algoritmo representado pelo diagrama em fluxo da FIG. 10 adiciona duas etapas adicionais (correspondendo duas caixas de decisão adicionais 1045 e 1050). A

34 / 56 primeira etapa adicional, representada na FIG. 10 pela caixa de decisão 1045, determina se a magnitude da tensão gerada na bobina de recepção de carga da bola é menos do que um limite “desalinhado” predeterminado especificado. A segunda etapa adicional, representada na FIG. 10 pelo bloco de decisão 1050, determina se a magnitude da tensão gerada na bobina de recepção de carga da bola excede um limite “alinhado” predeterminado especificado. A razão para adicionar duas etapas adicionais, ao invés de adicionar somente uma única etapa adicional, é porque a taxa de carga de dispositivo de jogo varia com quão bem a bobina de recepção de carga está alinhada com a bobina de transmissão de carga. Por exemplo, se a bobina de recepção de carga no dispositivo de jogo mal estiver alinhada com a bobina de transmissão de carga na estação de carregamento sem fio, então a bateria recarregável no dispositivo de jogo pode carregar, mas irá carregar a uma taxa reduzida, e pode levar várias horas ou dias para carregar com sua capacidade total. Se a bobina de recepção de carga no dispositivo de jogo estiver bem alinhada com a bobina de transmissão de carga na estação de carregamento sem fio, então a bateria recarregável no dispositivo de jogo irá carregar a uma taxa muito mais rápida. Os limites separados alinhados e desalinhados (e as etapas separadas no algoritmo contabilizam para os dois limites) representam os dois cenários diferentes. Valores exemplificativos (típicos) para as duas tensões de alinhamento de limite são 8-10 V para o limite alinhado e 5 V para o limite desalinhado.

[0067] Em algumas modalidades da presente invenção, o alinhamento (ou desalinhamento) do dispositivo de jogo pode ser determinado e/ou relatado ao usuário medindo e monitorando a magnitude da corrente fluindo através da bobina de recepção de carga ao invés de medir e monitorar a tensão gerada na bobina de recepção de carga, e então ativar e desativar o circuito de transmissão de carga e/ou prover notificações e avisos de alinhamento/desalinhamento se e quando a magnitude da corrente medida e

35 / 56 monitorada sobe acima de um limite de amperagem mínimo especificado para bom alinhamento ou cai abaixo de um limite de amperagem máximo especificado para alinhamento ruim. Algoritmo para o Programa de Controle de Carga Funcionando no Dispositivo de Jogo

[0068] A FIG. 11 mostra um diagrama em fluxo ilustrando, a título de exemplo, algumas das etapas realizadas por um programa de controle de carga funcionando no dispositivo de jogo para controlar a comunicação e relatório de estado pelo dispositivo de jogo durante operações de carregamento de acordo com algumas modalidades da presente invenção. Como mostrado na FIG. 11, o programa de controle de carga no dispositivo de jogo (tal como uma bola de basquete com uma bateria recarregável) inclui instruções de programa que periodicamente difunde um anúncio de Bluetooth até que o anúncio seja reconhecido por uma estação de carregamento sem fio e que uma ligação de comunicações de dados Bluetooth seja estabelecida entre o dispositivo de jogo e a estação de carregamento sem fio (ver etapas 1105 e 1110 na FIG. 11). Os anúncios de Bluetooth tipicamente incluem um identificador único universal (UUID) para o dispositivo de jogo, que identifica unicamente o dispositivo individual fabricado ou vendido por uma certa empresa, e/ou um endereço MAC, que identifica unicamente todos os dispositivos Bluetooth, independente do fabricante. A estação de carregamento sem fio usa o UUID e/ou endereço MAC para determinar se o dispositivo de jogo está autorizado para carregamento por essa estação de carregamento sem fio. Embora não mostrado na FIG. 11, o programa de controle de carga funcionando no dispositivo de jogo fará com que o dispositivo de jogo pare a difusão de anúncios de Bluetooth sempre que uma ligação de comunicações Bluetooth for estabelecida entre o dispositivo de jogo e uma estação de carregamento sem fio.

[0069] Então, na etapa 1115, o programa de controle de carga do

36 / 56 dispositivo de jogo determina se está detectando um campo eletromagnético (EF) gerado pela estação de carregamento sem fio medido se há qualquer tensão ou corrente sendo gerada na bobina de recepção de carga. Se a resposta for não, então o programa de controle de carga envia um alerta para a estação de carregamento sem fio (na etapa 1135) que o EF sendo gerado pela estação de carregamento sem fio não está sendo detectado pelo dispositivo de jogo. Se o EF não for detectado pelo dispositivo de jogo com um limite de tempo específico, a tentativa para prover o campo eletromagnético para energizar a bobina de recepção de carga no dispositivo de jogo irá se esgotar e a estação de carregamento sem fio irá desativar o circuito de transmissão de carga (para não desperdiçar energia) e desconectar a ligação de comunicações Bluetooth. Assim, na etapa 1130, o programa de controle de carga funcionando no dispositivo de jogo irá verificar se a ligação de comunicações Bluetooth foi desconectada. Se sim, então o programa de controle de carga no dispositivo de jogo irá retornar para a etapa 1105 e retomar a difusão de anúncios de Bluetooth.

[0070] Se o campo eletromagnético for detectado na etapa 1115, então o programa de controle de carga funcionando no dispositivo de jogo envia periodicamente uma confirmação de “carregamento” para a estação de carregamento sem fio e começa a recarregar a bateria recarregável (ver etapa 1120). Enquanto a bateria está recarregando, o programa de controle de carga determina periodicamente, na etapa 1125, se a bateria está completamente carregada. Se sim, então o programa de controle de carga usa a ligação de comunicações Bluetooth para enviar um alerta de “bateria cheia” para a estação de carregamento sem fio antes de proceder para a etapa 1130, onde verifica de novo o estado da ligação de comunicações Bluetooth. Se, por outro lado, a bateria não estiver cheia, então o programa de controle de carga procede diretamente para a etapa 1130, sem enviar o alerta de “bateria cheia” para a estação de carregamento sem fio. Se o programa de controle de carga

37 / 56 determina na etapa 1130 determina que a ligação de comunicações de dados Bluetooth não está desconectada pela estação de carregamento sem fio, então o programa de controle de carga retorna para as etapas 1115 e 1120, onde verifica de novo para confirmar que o dispositivo de jogo ainda está detectando o campo eletromagnético produzido pela estação de carregamento sem fio e recarregando a bateria recarregável. Algoritmo Alternativo para Controlar Operações de Carga e Detectar Desalinhamentos na Estação de Carregamento Sem Fio Usando Estado de Lógica de Máquina

[0071] A FIG. 12 mostra um diagrama em fluxo ilustrando, a título de exemplo, as etapas de um algoritmo alternativo que podem ser realizadas por um programa de controle de carga, tal como o programa de controle de carga 838 na FIG. 8, funcionando na estação de carregamento sem fio, para lidar com as operações de carregamento e comunicações da estação de carregamento sem fio. Nessa modalidade, o programa de controle de carga transita através de doze estados de operação diferentes, dependendo da ocorrência (ou não ocorrência) de certos eventos. Os doze estados são como segue (números de referência para FIG. 12 são listados em parênteses após o nome de cada estado): ATRASO DE INICIALIZAÇÃO ALEATÓRIO (1205) OCIOSO (1210) OBJETO DESCONHECIDO DETECTADO (1215) ALINHAMENTO (1220) ERRO DE ALINHAMENTO (1225) OBJETO ESTRANHO DESABILITADO (1230) ATRAZO DE CARGA DE ZERO POR CENTO (1235) VERIFICANDO DESLIGAMENTO (1240) VERIFICANDO REABILITAÇÃO (1245) CARREGAMENTO (1250)

38 / 56 CARGA COMPLETA (1255) RECARGA DE CARGA COMPLETA (1260)

[0072] Em modalidades preferidas, estações de carregamento sem fio múltiplas são daisy chained juntas e afixadas às prateleiras de montagens, que são por sua vez afixadas a uma coleção adequadamente estável de estruturas e suportes verticais e horizontais para prover um armação de estação de carregamento sem fio portável que pode carregar um grande número (por exemplo, 20 ou 25) de dispositivos de jogo com baterias recarregáveis, tal como bolas de basquete, simultaneamente. Porque uma multiplicidade de bolas de basquete estão potencialmente dentro do alcance de comunicações Bluetooth de cada uma das estações de carregamento sem fio na armação de estação de carregamento sem fio a qualquer dado momento, deve-se tomar cuidado para garantir que cada estação de carregamento sem fio se conecte, comunique e carregue somente com a bola de basquete que está atualmente localizada nessa estação de carregamento sem fio particular, ao invés de se conectar, comunicar com e tentar erroneamente carregar uma bola de basquete que está localizada em uma estação de carregamento sem fio próxima.

[0073] Quando a potência é provida para a estação de carregamento sem fio, primeiro entra em um estado de Atraso de Inicialização Aleatório, durante o qual o programa de controle de carga na estação de carregamento sem fio faz com que a estação de carregamento sem fio espere um número aleatório de segundos, tal como qualquer momento entre 0 e 7 segundos, por exemplo, para retirar toda a potência de operação que ela requer da fonte de alimentação para habilitar funcionalidade total e/ou começar a inicialização de registros e variáveis de memória em preparação para gerar e receber mensagens, processar eventos e ativar e desativar sua circuito de transmissão de carga para recarregar uma bateria recarregável em um dispositivo próximo, tal como uma bola de basquete. Esse atraso de inicialização aleatório, que

39 / 56 seria executado por cada estação de carregamento em uma armação de vinte ou vinte-cinco estações de carregamento, praticamente elimina a possibilidade de causar dano elétrico à fonte de alimentação ou a uma ou mais das estações de carregamento sem fio se todas as vinte ou vinte-cinco estações de carregamento sem fio em uma armação de estação de carregamento sem fio retendo vinte ou vinte-cinco bolas de basquete tentarem repentinamente retirar a potência que elas requerem de uma única fonte de alimentação precisamente no mesmo momento, tal como quando a armação de estação de carregamento sem fio é encaixada em uma saída de alimentação 120V. Quando o atraso de tempo de inicialização aleatório expira, o programa de controle de carga então transita do estado de Atraso de Inicialização Aleatório para o estado Ocioso.

[0074] Ao entrar no estado Ocioso, as modalidades da presente invenção podem ser configuradas para retirar toda potência que elas precisam para operação normal da fonte de alimentação, reajusta e/ou inicializar quaisquer registros, variáveis ou rotinas requeridas para operação normal, e/ou recalibrar seus sensores, tal como o sensor de proximidade (um algoritmo para automaticamente recalibrar o sensor de proximidade é descrito em mais detalhes abaixo). O programa de controle de carga pode também ser configurado para ativar o controlador de LED para ligar os LEDs localizados no receptáculo da estação de carregamento sem fio para azul, que provê uma indicação para o usuário de que a estação de carregamento sem fio está inicializada, recalibrada e pronta para detectar e começar a recarregar as baterias recarregáveis em uma bola de basquete colocada em cima do receptáculo da estação de carregamento sem fio.

[0075] É importante ressaltar que, enquanto o programa de controle de carga está no estado Ocioso, o programa ativa um sensor de proximidade que usa um feixe refletido de luz infravermelha para determinar periodicamente se o sensor de proximidade detecta um objeto apoiado no

40 / 56 receptáculo da estação de carregamento sem fio. Por exemplo, em algumas modalidades, o programa de controle e sensor de proximidade cooperam para verificar o campo de vista do sensor de proximidade aproximadamente 100 vezes por segundo para determinar se as leituras coletadas pelo sensor de proximidade atendem ou excedem um limite de “objeto detectado” especificado, tal como 3,75 lux, por um período de tempo especificado ou número de leituras. Por exemplo, se o sensor de proximidade recebe 100 ou mais leituras consecutivas (durante um período de 1 segundo) que todas atendem ou excedem o limite detectado de objeto especificado de 3,75 lux, o programa de controle irá interpretar essa situação como uma indicação muito forte de que o feixe de luz infravermelho refletido está ricocheteando em um objeto que está apoiado no ou extremamente perto do receptáculo. Por outro lado, se o sensor de proximidade fizer 100 ou mais leituras consecutivas que todas falham em atender ou exceder um limite de “nenhum objeto detectado” especificado, tal como 3,0 lux, o programa de controle irá interpretar essa situação como um indicador muito forte de que não há objeto apoiado no receptáculo.

[0076] O sistema ficará no estado Ocioso enquanto o detector proximidade não detectar um objeto no receptáculo. Adequadamente, o sistema também retornará ao estado Ocioso de qualquer outro estado se um objeto previamente detectado for removido do receptáculo (de modo que o sensor de proximidade não “o vê” mais) ou o RSSI corrente para um objeto de comunicação e/ou carregamento cai abaixo de um limite especificado de RSSI armazenado na memória da estação de carregamento sem fio. Para preservar o consumo de potência e largura de banda, as modalidades da presente invenção podem também ser configuradas para desligar o monitoramento de anúncio de Bluetooth sempre que o sistema entrar no estado Ocioso, e portanto somente usar o transceptor de frequência de rádio Bluetooth quando o sensor de proximidade detecta um objeto no receptáculo. Em outras modalidades,

41 / 56 continuar a monitorar a rede para anúncios de BLE enquanto o programa de controle está no estado Ocioso pode não apresentar um problema sério de processamento ou largura de banda, dependendo do ambiente, da potência de processamento dos microprocessadores utilizados, e/ou o número de dispositivos Bluetooth esperados na vizinhança da estação de carregamento.

[0077] Se um objeto é detectado pelo sensor de proximidade, o programa de controle na estação de carregamento sem fio irá transitar para o estado de Objeto Desconhecido Detectado 1215, comutar para ligado seu transceptor de frequência de rádio Bluetooth (se já não estiver comutado para ligado) e começar a monitorar a rede sem fio para quaisquer anúncios de BLE difundidos por quaisquer dispositivos de jogo (bolas de basquete) dentro do alcance de difusão de BLE da estação de carregamento sem fio. O programa de controle de carga irá também começar a comutar para ligado periodicamente o circuito de transmissão de carga no dispositivo de carregamento sem fio por períodos de tempo muito curtos (por exemplo, por 1 segundo a cada 10 segundos) para gerar os pulsos de campo eletromagnético a cada 10 segundos ou mais apenas em caso de a bola de basquete mais perto atualmente não tenha carga suficiente para difundir anúncios de BLE. Isso ajuda bolas com bateria arriada a coletarem carga apenas suficiente para retomar a difusão de anúncios de BLE.

[0078] Enquanto no estado de Objeto Desconhecido Detectado, se o programa de controle recebe quaisquer anúncios de BLE, ele irá primeiro verificar a Tabela de Estado de Dispositivo Próximo in memória para ver se o UUID e/ou endereço MAC contido(s) no anúncio de BLE do objeto desconhecido corresponde a um UUID ou endereço MAC de um dispositivo autorizado listado na Tabela de Estado de Dispositivo Próximo. Se não houver correspondência na Tabela de Estado de Dispositivo Próximo, ou se a tabela indicar que o dispositivo de jogo não está mais autorizado para carregamento porque um período de tempo específico passou, um evento de

42 / 56 tempo esgotado ocorre, que faz com que a estação de carregamento sem fio transite do estado de Objeto Desconhecido Detectado 1215 para o estado de Objeto Estranho Desabilitado 1230 na FIG. 12, que adicionalmente faz com que a estação de carregamento sem fio comute para desligado o campo de carregamento eletromagnético, e portanto evite continuar a carregar um objeto estranho e possivelmente criar um risco de segurança.

[0079] Se um UUID ou endereço MAC correspondente for encontrado na Tabela de Estado de Dispositivo Próximo, significa que o objeto detectado é um “dispositivo conhecido” que está autorizado a recarregar por essa estação de carregamento sem fio. Se o objeto for determinado como um dispositivo conhecido e autorizado, o programa de controle calculará em seguida o RSSI para o anúncio de BLE e somente tentará estabelecer comunicações com o dispositivo conhecido se ele tiver um RSSI que atenda ou exceda um limite especificado de RSSI, tal como -52dB. Qualquer dispositivo autorizado que é difundido com um sinal que tem um valor de RSSI de menos do que o limite de RSSI, tal como do que -65dB, será ignorado até que ele se mova para mais perto da estação de carregamento sem fio, levantando portanto seu valor de RSSI para maior do que -52dB.

[0080] Se a estação de carregamento sem fio determina que há mais do que um dispositivo autorizado próximo que é difundido com um RSSI que atende ou excede o limite de RSSI, então o programa de controle é configurado para tentar se conectar ao dispositivo conhecido que tem o valor de RSSI mais forte. Isso se dá porque, como entre dois ou mais dispositivos autorizados detectados, o objetivo é estabelecer uma ligação de comunicações de frequência de rádio Bluetooth com e recarregar o dispositivo autorizado detectado que é mais provável de estar disposto em cima do receptáculo da estação de carregamento sem fio. Uma vez que o dispositivo autorizado disposto em cima do receptáculo provavelmente tem o RSSI mais forte, o programa de controle de carga é configurado para estabelecer uma ligação de

43 / 56 comunicação Bluetooth (isto é, “conectar”) com o dispositivo autorizado detectado com o RSSI mais forte. Assim, quando a estação de carregamento sem fio identificou o dispositivo autorizado com o RSSI mais forte, é considerado um evento de “deve conectar”, que faz com que o sistema transite para fora do estado de Objeto Desconhecido Detectado e para dentro do estado de Alinhamento 1220 da FIG. 12.

[0081] Em geral, o estado de Alinhamento funciona como segue. O carregador entra no estado de alinhamento quando uma bola é colocada na estação de carregamento sem fio e o carregador se conecta a ele com sucesso por Bluetooth. A bola pode informar se está ou não em um campo de carga e é capaz de informar quão bem alinhada está dentro do campo. A quantidade de tempo que leva para carregar a bola é depende de quão bem alinhada a bola está. O carregador pode receber a informação de alinhamento através da conexão Bluetooth. O carregador permite ao usuário 15 segundos para alinhar apropriadamente a bola e relata o grau de alinhamento pulsando os LEDs. Quanto mais rápido o pulso, melhor o alinhamento. LEDs sólidos indicam que a bola está alinhada com sucesso.

[0082] A FIG. 13 mostra um diagrama ilustrando, a título de exemplo, os conteúdos de uma Tabela de Estado de Dispositivo Próximo 1300, armazenados na memória da estação de carregamento sem fio, que poderiam ser usados para monitorar e rastrear números de identificação única (UUIDs) 1305, endereços MAC 1310, valores de RSSI 1312, tempo esgotado 1315, idades 1320 e indicadores de validade 1325 associados a dispositivos de jogo, tal como bolas de basquete, de acordo com certas modalidades da presente invenção. A Tabela de Estado de Dispositivo Próximo está inicialmente vazia. Sempre que a estação de carregamento sem fio é alimentada, ela monitora constantemente a rede Bluetooth BLE procurando por anúncios de BLE. Toda vez que a estação de carregamento sem fio recebe um anúncio de BLE contendo um novo UUID autorizado, ela escreve uma novo registro na Tabela

44 / 56 de Estado de Dispositivo Próximo 1300, o novo registro contendo o UUID 1305 e o endereço MAC 1310 da bola que difunde o anúncio de BLE. O programa também calcula e/ou atualiza constantemente o valor de RSSI 1312, a idade 1320 e os campos de validade 1325 para cada registro. Dependendo do número de dispositivos de jogo (por exemplo, bolas de basquete) que vêm dentro do alcance de anúncio de Bluetooth da estação de carregamento sem fio, a Tabela de Estado de Dispositivo Próximo 1300 pode conter de zero a centenas, ou mesmo milhares de registros.

[0083] Em redes preferidas, dispositivos de jogo, tal como bolas de basquete, são configurados para hibernar até serem quicados. Um quique da bola faz com que a bola difunda anúncios de BLE por até 30 segundos antes de voltar a hibernar (parar de difundir). As bolas também param de anunciar sempre que estão conectadas a uma estação de carregamento sem fio através do canal de comunicação Bluetooth e recarregando. Portanto, sempre que uma bola está conectada e carregando, tal como quando a estação está no estado de Alinhamento, a entrada para tal bola é removida da Tabela de Estado de Dispositivo Próximo, que significa que a bola efetivamente “desaparece” da vista de todas as outras estações de carregamento sem fio na rede.

[0084] Quando o sensor de proximidade detecta um objeto, ele envia um alerta para o programa de controle de carga na estação de carregamento sem fio. O programa de controle de carga responde para o alerta de sensor de proximidade verificando os registros na Tabela de Estado de Dispositivo Próximo 1300 para determinar qual bola próxima tem o valor mais forte de RSSI (isto é, mais positivo), porque a bola com o valor de RSSI mais forte é a bola mais próxima, e a bola mais próxima é provavelmente a bola que agora está disposta no receptáculo da estação de carregamento sem fio, que é o que causou o alerta de proximidade. Quando a bola mais próxima é identificada com base em seu valor de RSSI corrente, o programa de controle de carga usa o endereço MAC da bola mais próxima para iniciar e completar o processo de

45 / 56 conexão Bluetooth.

[0085] Retornando agora à FIG. 12, ao entrar no estado de Alinhamento 1220 da FIG. 12, o programa de controle de carga estabelece primeiro uma ligação de comunicação de dados através de Bluetooth com o dispositivo autorizado tendo o RSSI mais forte, e então tenta determinar o estado de alinhamento do dispositivo conhecido conectado. Como declarado anteriormente, dispositivos de jogo, tal como bolas de basquete, são configurados para monitorar a tensão e ou corrente em suas bobinas de recepção de carga. Assim, o dispositivo de jogo é capaz de relatar através da conexão Bluetooth se o dispositivo de jogo está atualmente detectando o campo eletromagnético produzido pela ativação da bobina de transmissão de carga na bobina de carregamento sem fio. No estado de Alinhamento, a estação de carregamento sem fio envia uma mensagem para o dispositivo de jogo (bola de basquete) através da ligação de Bluetooth solicitando que o dispositivo de jogo confirme que ele detecta atualmente o campo eletromagnético que a estação de carregamento sem fio ligou quando o sensor de proximidade detectou o dispositivo de jogo.

[0086] A estação pode também consultar o dispositivo de jogo no nível do tensão (ou corrente) existente no circuito de recepção de carga. Quanto mais bem alinhado o sensor é, maior será a tensão naquela linha. Por exemplo, uma medida de 15V significa que o dispositivo de jogo é perfeitamente alinhado. Em torno de 8V, a bola de basquete está desalinhada a ponto de não ser capaz de carregar eficientemente e, portanto, demorará muito mais para carregar. Abaixo de 4V significa que o alinhamento é tão ruim que não haverá aumento de rede no nível de carga de bateria porque a bola estará usando toda a carga adicional provida pela estação de carregamento sem fio apenas para ser capaz de manter sua conexão com a estação de carregamento sem fio. Portanto, o “ponto ideal” para alinhamento e carregamento mais eficiente do dispositivo de jogo pode ser qualquer lugar

46 / 56 de 8V a 15V. Se, em resposta a uma consulta, o dispositivo de jogo informa à estação de carregamento sem fio que o alinhamento está abaixo de um limite especificado, o programa de controle de carga pode ser configurado para ativar os LEDs para iluminar, mudar a cor ou lampejar em uma certa taxa ou em um certo padrão para indicar ao usuário que a bola precisa ser realinhada rotando levemente ou reorientando a bola no receptáculo. Preferivelmente, o controlador de LED é configurado para fazer com que os LEDs aumentem a taxa de lampejo ao passo que a qualidade do alinhamento aumenta, e para ir para uma iluminação sólida (sem lampejar) quando um posição de alinhamento aceitável for alcançada. Se o problema de alinhamento não puder ser remediado pelo usuário em um número específico de segundos (por exemplo, cerca de 15 segundos, por exemplo), é considerado um evento de “falha de alinhamento”, que faz com que a estação de carregamento sem fio transite do estado de Alinhamento 1220 para o estado de Erro de Alinhamento 1225 na FIG. 12.

[0087] No estado de Erro de Alinhamento 1225, a estação de carregamento sem fio “lista de forma negativa” a bola na Tabela de Estado de Dispositivo Próximo mudando um campo na tabela para indicar que a bola com os problemas de alinhamento agora é considerada “inválida”. Isso impedirá a bola anteriormente conectada de ser reconectada por pelo menos 30 segundos ao entrar nos estados de Erro de Alinhamento e Objeto Estranho Desabilitado. Então a estação tenta se conectar ao dispositivo de jogo com o segundo RSSI mais forte. Se isso for bem-sucedido, um evento de “deve conectar” ocorre, e o sistema transita de volta ao estado de Alinhamento 1220 da FIG. 12. Se a bola não alinhada for removida do receptáculo enquanto a estação de carregamento sem fio estiver no estado de Erro de Alinhamento 1225 ou no estado de Objeto Estranho Desabilitado 1230, um evento de “bola removida” ocorre, que faz com que a estação de carregamento sem fio desconecte a conexão Bluetooth, desative o campo de carregamento

47 / 56 eletromagnético, e transite de volta para o estado Ocioso 1210 na FIG. 12 para esperar por um outro alerta de proximidade.

[0088] Se a estação de carregamento sem fio da presente invenção estiver no estado de Alinhamento, e em resposta a uma consulta, o dispositivo de jogo informa a estação de carregamento sem fio através da conexão Bluetooth que a bateria no dispositivo de jogo tem 0% de carga, um evento de carga de 0% ocorre, que faz com que a estação de carregamento sem fio transite do estado de Alinhamento para o estado de Atraso de Carga de 0% 1235 na FIG. 12, onde ficará até a bateria no dispositivo de jogo contenha pelo menos um 1% de carga, que fará com que a estação de carregamento sem fio transite para o estado de Verificar o Desligamento 1240 e o estado de Verificar Habilitação representado na FIG. 12. Nesses dois estados, a estação de carregamento sem fio executa dois testes rápidos para confirmar que a conexão Bluetooth estabelecida pela estação de carregamento sem fio e o campo eletromagnético produzido pela ativação da bobina de transmissão de carregamento na estação de carregamento sem fio estão de fato sendo recebidos e detectados pelo mesmo dispositivo de jogo. Em uma outra modalidade, também é possível para a bobina de carregamento comutar para ligado e desligado em um padrão pré-especificado ou aleatório, e então garantir que o padrão idêntico seja recebido e relatado pela bobina de recepção. Isso aumenta ainda mais o nível de confiança da estação de carregamento que foi conectada à bola que foi colocada em sua bobina de carregamento.

[0089] Isso é alcançado primeiro comutando para desligado a bobina de transmissão de carregamento na estação de carregamento sem fio e perguntando ao dispositivo de jogo conectado por Bluetooth através da ligação Bluetooth se ele notou que o campo eletromagnético acabou de ser comutado para desligado. Se o dispositivo de jogo confirmar que não está mais detectando o campo eletromagnético, a estação de carregamento sem fio

48 / 56 então entra no estado de Verificar Reabilitação 1245, em que comuta para ligado o campo eletromagnético novamente e pergunta ao dispositivo de jogo através da ligação Bluetooth se ele detectou o fato de que o campo eletromagnético foi restaurado. Se ambos testes forem bem-sucedidos, então o sistema “sabe” que a estação de carregamento sem fio está se comunicando através da ligação Bluetooth com o mesmo dispositivo de jogo que está sendo recarregado por essa estação de carregamento sem fio. Em outras palavras, se ambos testes forem bem-sucedidos, então não há possibilidade de que a estação de carregamento sem fio esteja se comunicando através da ligação Bluetooth com um dispositivo de jogo enquanto carrega um dispositivo de jogo diferente com o campo eletromagnético. Isso também ajuda a reduzir a possibilidade de sobrecarregar um dispositivo de jogo e, portanto, criar um incêndio ou outro risco de segurança. Se um dos testes falhar, ocorre um evento de falha, que novamente envia a estação de carregamento sem fio de volta para o estado de Objeto Desconhecido Detectado 1215 da FIG. 12. Mas se ambos testes forem bem-sucedidos, então a estação de carregamento transita para o estado de Carregamento 1250 na FIG. 12.

[0090] O programa de controle de carga da estação de carregamento sem fio permanecerá no estado de Carregamento de bateria no dispositivo de jogo está 100 por cento carregado (que é um evento 100% carregado que transita o sistema para o estado de Carga Completa 1225 na FIG. 12) ou até a bola de basquete ficar não alinhada devido ao movimento da bola no receptáculo (que constitui um evento “desalinhado devido ao movimento”, e que faz com que o programa de controle de carga transite de volta para o estado de Alinhamento 1220 da FIG. 12).

[0091] Quando ele entra no estado de Carga Completa 1255, o programa de controle de carga desligará a bobina de transmissão de carga, removendo, portanto, o campo eletromagnético e terminando a operação de carregamento na bateria recarregável da bola de basquete. A estação de

49 / 56 carregamento sem fio ficará no estado de Carga Completa até que a carga na bateria caia para 98%, que faz com que o programa de controle de carga entre no estado de Recarga de Carga Completa 1260, ou até a bola de basquete ser removida do receptáculo ou RSSI para a bola cair abaixo do limite especificado de RSSI. Se o evento de carga de 98% ocorre e o sistema entra no estado de Recarga de Carga Completa 1260 antes da bola ser removida do receptáculo ou o RSSI cair abaixo do limite de RSSI, então o programa de controle de carga na estação de carregamento sem fio reativará o circuito de transmissão de carga na estação de carregamento sem fio para restabelecer o campo eletromagnético e, portanto, completar a bateria até que esteja 100% carregada novamente. Em uma outra modalidade, a bobina de carregamento pode ser deixada ligada constantemente para garantir a bola esteja sempre em 100% de capacidade de carga. Algoritmos para Detectar Objetos Automaticamente no Receptáculo Usando um Sensor de Proximidade

[0092] Tipicamente, um sensor de proximidade irá requerer um uso de um deslocamento que leve em consideração leituras de proximidade imperfeitas ou imprecisas causadas por limitações e pequenos defeitos no processo de fabricação, assim como leituras de proximidade imperfeitas resultantes de desvios ao longo do tempo de uso normal, tal como imperfeições causadas por tampas de lentes protetoras através de sensores infravermelhos que coletam poeira e outras partículas ao longo do tempo e portanto não são perfeitamente transparentes. Ao recalibrar periodicamente o deslocamento para um sensor de proximidade, pequenas discrepâncias e imprecisões nas leituras do sensor de proximidade podem ser substancialmente reduzidas ou eliminadas para melhorar a precisão das leituras do sensor de proximidade e estender a vida útil do sensor de proximidade. O deslocamento do sensor de proximidade recalibrado é tipicamente armazenado em memória flash na placa de circuito impresso da

50 / 56 estação de carregamento sem fio e retirado se necessário e usado pelo sistema para determinar se há um objeto no receptáculo da estação de carregamento sem fio.

[0093] A FIG. 14 mostra um diagrama em fluxo ilustrando, a título de exemplo, as etapas de um algoritmo que podem ser realizadas por um programa de controle de carga, tal como o programa de controle de carga 818 na FIG. 8, para determinar automaticamente se um objeto, tal como uma bola de basquete com uma bateria recarregável, está em cima do receptáculo da estação de carregamento sem fio, e para determinar automaticamente se o deslocamento do sensor de proximidade precisa de recalibração. A FIG. 15 mostra um diagrama em fluxo ilustrando, a título de exemplo, as etapas de um algoritmo que podem ser usadas para recalibrar automaticamente o deslocamento do sensor de proximidade em algumas modalidades da presente invenção. Tipicamente, todas as etapas serão realizadas por uma unidade de microprocessador MCU operando sob o controle de um programa de aplicação compreendendo instruções de programa arranjadas para fazer com que a MCU ative o sensor de proximidade para tirar amostras e processar os dados associados a essas amostras.

[0094] Em geral, os dois algoritmos ilustrados pelas FIGs. 14 e 15 operam como a seguir. O algoritmo ilustrado pelo diagrama em fluxo mostrado na FIG. 14, mostra como a estação de carregamento sem fio da presente invenção usa um sensor de proximidade para determinar se um objeto (por exemplo, uma bola de basquete) está presente no receptáculo dentro da visão do sensor de proximidade. O algoritmo ilustrado pelo diagrama em fluxo mostrado na FIG. 15 pode ser chamado, se necessário, na etapa 1480 do diagrama em fluxo na FIG. 14 a fim de recalibrar automaticamente o deslocamento do sensor de proximidade. Notavelmente, em modalidades preferidas, o limite de “bola presente” usado para determinar se uma bola está presente é diferente do limite de “bola não presente” para

51 / 56 detectar se uma bola não está presente. Isso é para evitar a mudança rápida entre a conclusão de que a bola está presente um segundo e a conclusão de que a bola não está presente no próximo segundo com base em pequenas diferenças nas leituras do sensor de proximidade. Em uma modalidade, por exemplo, o sistema usa um valor de limite de bola presente de 300 (que é na verdade 3,75 lux porque o sensor faz leituras em unidades de 0,0125 lux) e um valor de limite de bola não presente de 240 (que é na verdade 240 lux levando em consideração o multiplicador de unidade de 0,0125). A propagação de 60 pontos entre os dois valores de limite evita uma situação em que o sistema comuta rapidamente de forma alternada entre determinar que a bola está presente e a bola não está presente. Esses valores de limite podem, é claro, variar consideravelmente dependendo do sensor de proximidade sendo usado.

[0095] Como mostrado na FIG. 14, o algoritmo de detecção de objeto começa na etapa 1405 lendo o deslocamento de calibração de sensor de proximidade atual CO da memória da estação de carregamento sem fio. Se nenhum deslocamento de calibração for armazenado na memória, o deslocamento de calibração é inicialmente ajustado para zero (não mostrado no diagrama em fluxo). Em seguida, a MCU na estação de carregamento sem fio, operando sob o controle de um programa de aplicação, faz com que o sensor de proximidade faça uma leitura de amostra X. Ver etapa 1410 na FIG.

14. Então, na etapa 1415, uma leitura de amostra de calibração XC é calculada subtraindo o deslocamento de calibração da leitura de amostra X. Na etapa 1420, a leitura de amostra de calibração XC é armazenada em um buffer circular configurado para armazenar as últimas leituras de amostra 128 X1 através de X128.

[0096] Na etapa 1425, o sistema determina se a amostra calibrada XC é maior do que um limite de bola presente predeterminado especificado e a sinalização de bola não presente foi ajustada para “verdadeira”. Se ambas

52 / 56 afirmações forem verdadeiras, um contador “ACIMA DO LIMITE”, que é usado para contar o número de vezes que a leitura de amostra está acima do limite, é incrementado em 1 na etapa 1430. Em seguida, na etapa 1435, o programa compara o valor do contador “ACIMA DO LIMITE” a 100 (ou algum outro número escolhido, dependendo da escolha do programador) para determinar se os valores amostrados do sensor de proximidade excedem o valor do limite de bola presente pelas últimas 100 vezes consecutivas. Se a resposta for “SIM”, então isso é considerado uma confirmação de que um evento de “BOLA PRESENTE” ocorreu (isto é, uma confirmação de que uma bola está presente no receptáculo). Assim, uma sinalização de bola presente é ajustada para “VERDADEIRA” (etapa 1440) e o contador “ACIMA DO LIMITE” é reajustado para zero (etapa 1445). A sinalização de bola presente pode então ser usada por outras rotinas no sistema, tal como a rotina representada pelo diagrama em fluxo da FIG. 12, para determinar como a estação de carregamento sem fio responderá ao fato de que uma bola foi detectada no receptáculo. Por outro lado, se for determinado na etapa 1435 que os valores de amostragens do sensor de proximidade não excederam o valor do limite de bola presente pelas últimas 100 vezes consecutivas, o processamento continua nas etapas 1450, onde o programa verifica se a amostra calibrada XC é menor do que um limite de “BOLA NÃO PRESENTE”.

[0097] Notavelmente, o limite de “BOLA PRESENTE” e o limite de “BOLA NÃO PRESENTE” não são necessariamente o mesmo. Em modalidades preferidas há uma propagação entre esses dois limites para evitar uma situação onde o sistema comuta rapidamente de forma alternada entre determinar que uma bola está presente e que uma bola não está presente por causa de pequenas flutuações nas leituras do sensor de proximidade. Se a amostra calibrada for menor do que o limite de “BOLA NÃO PRESENTE” , então o processamento continua nas etapas 1455 e 1460, onde o programa

53 / 56 determina se a amostra calibrada XC esteve abaixo do limite de “BOLA NÃO PRESENTE” pelas últimas 100 vezes consecutivas, e se sim, estabelece a “SINALIZAÇÃO DE BOLA PRESENTE” pala “FALSA” na etapa 1465. O programa então reajusta o contador de “LIMITE ABAIXO” (na etapa 1470) antes de proceder para a etapa 1475.

[0098] Nesse ponto, independentemente do número de vezes que a amostra calibrada XC esteve acima ou abaixo de um dos dois limites. Na etapa 1475, o sistema determina se é aconselhável recalibrar o deslocamento do sensor de proximidade. Em modalidades preferidas da presente invenção, há um número de condições que podem levar a uma recalibração do deslocamento do sensor de proximidade. Essas condições podem ser classificadas como desencadeamentos de recalibração não forçada e desencadeamentos de recalibração não forçada. Desencadeamentos De Recalibração Não Forçada

[0099] Uma recalibração não forçada do deslocamento do sensor de proximidade pode ser desencadeada, por exemplo, se a soma das amostras mais recentes no buffer circular de amostra recente for menor do que um limite de recalibração negativa especificada (digamos, por exemplo, -6400). Isso é uma indicação de que a estação de carregamento sem fio recalibrou anteriormente o sensor enquanto uma bola estava presente, e agora a bola foi removida, resultando em uma grande soma negativa.

[00100] Uma recalibração não forçada do deslocamento do sensor de proximidade pode também ser desencadeada quando o sensor de proximidade não detecta mais a presença de uma bola, e a estação de carregamento sem fio também não está no estado de alinhamento (durante o alinhamento a bola pode ser erguida e movida/rotada, então é melhor não tentar recalibrar o deslocamento do sensor de proximidade durante esse tempo. Desencadeamentos De Calibração Forçada

[00101] Uma recalibração forçada do deslocamento do sensor de

54 / 56 proximidade pode ser desencadeada, por exemplo, se a estação de carregamento sem fio desconecta o canal de comunicação Bluetooth para uma bola completamente carregada, mas o algoritmo de detecção de objeto representado pelo diagrama em fluxo da FIG. 14 ainda conclui que a bola está presente. Essa é uma forte indicação de que o deslocamento do sensor de proximidade precisa de recalibração porque a bola mais provavelmente foi removida do carregador. A FIG. 16A mostra um diagrama em fluxo exemplificativo ilustrando, a título de exemplo, as etapas de um algoritmo que podem ser usadas para definir a sinalização de calibração de força em algumas modalidades da presente invenção quando o canal de comunicações de dados entre a estação de carregamento sem fio e o dispositivo de jogo foi perdido.

[00102] Uma recalibração forçada do deslocamento do sensor de proximidade pode ser desencadeada, por exemplo, se o RSSI de uma bola carregada recentemente cai abaixo de um limite de remoção (por exemplo, - 70dB), mas o algoritmo de detecção de objeto ainda pensa que uma bola está presente. Isso é uma forte indicação de que o deslocamento do sensor de proximidade para a estação de carregamento sem fio precisa de recalibração porque o valor de RSSI muito baixo sugere que a bola mais provavelmente foi removida e levada para longe do carregador, e ainda a leitura do sensor de proximidade diz que a bola ainda está presente. As FIGs. 16B mostram um diagrama em fluxo exemplificativo ilustrando, a título de exemplo, as etapas de um algoritmo que podem ser usadas para definir a sinalização de calibração de força em algumas modalidades da presente invenção quando a ligação de comunicações de dados L1 está intacta, mas o RSSI para o dispositivo de jogo cai abaixo do limite de RSSI.

[00103] Retornando novamente para a etapa 1475 da FIG. 14, a estação de carregamento sem fio determina se chama a rotina de recalibração e deixa a rotina de recalibração determinar se recalibrar o deslocamento do sensor de

55 / 56 proximidade é necessário. Isso é alcançado primeiro calculando a soma de todas as últimas 128 amostras calibradas no buffer circular preenchido pela etapa 1420 do diagrama em fluxo da FIG. 14. O resultado é então comparado a um limite de recalibração predefinido, tal como -6400. Se a soma da série finita de 128 amostras calibradas for menor do que o limite de recalibração predefinido (por exemplo, -6400), ou se a sinalização de calibração de força for ajustada para “VERDADEIRA”, então a estação de carregamento sem fio da presente invenção lembrará, como mostrado na etapa 1480 da FIG. 14, a sub-rotina de recalibração ilustrada pelo diagrama em fluxo mostrado na FIG.

15. Mas se a soma não for menor do que o limite de recalibração predefinido, o processamento do algoritmo retorna para a etapa 1405 sem chamar a sub- rotina de recalibração representada pelo diagrama em fluxo mostrado na FIG.

15.

[00104] A sub-rotina de recalibração mostrada na FIG. 15 tem uma única entrada, a saber, a sinalização de calibração de força, que determina se o programa executando o algoritmo deve considerar como estável os dados de amostra recente estão. Se os dados de amostra recente não estão estáveis, então é provável que a bola tenha se movido no receptáculo da estação e provavelmente ainda esteja presente. Muitas vezes não é uma boa ideia tentar recalibrar o deslocamento do sensor de proximidade enquanto ainda há uma bola no carregador. Como mostrado na FIG. 15, para recalibrar o deslocamento, o programa executando o algoritmo da FIG. 15 computa primeiro a média das últimas 128 amostras calibradas (etapa 1505). Então, na etapa 1510, a rotina determina se a média é maior do que 20 lux ou menor do que 20 lux negativos. Se não for maior do que 20 ou menor do que 20 negativos, a rotina para de executar e retorna para o programa principal mostrado na FIG. 14 sem calcular um novo deslocamento do sensor de proximidade. Mas se a média for maior do que 20 ou menor do que 20 negativos, então a rotina computará a soma dos quadrados dos erros a partir

56 / 56 da média dos últimos 128 valores de amostra calibrada (etapa 1515). Se a soma dos quadrados dos erros for menor do que o limite de recalibração predefinido, ou a sinalização de calibração de força for ajustada para “VERDADEIRO”, então o programa executando essa rotina calculará um novo deslocamento de calibração adicionando a média Xm das últimas 128 amostras calibradas para o antigo deslocamento de calibração CO, sobreporá o antigo deslocamento de calibração na memória com o novo deslocamento de calibração, reajustará os contadores e indicadores, e então retornará para a etapa 1405 do algoritmo ilustrado pela FIG. 14. Ver etapas 1525, 1530 e 1535 da FIG. 15.

[00105] Embora as modalidades exemplificativas, usos e vantagens da invenção tenham sido descritas acima com um certo grau de particularidade, será evidente para aqueles versado na técnica após a consideração desse relatório descritivo e prática da invenção, como descrita aqui, que alterações e modificações podem ser feitas sem se afastar do espírito ou do escopo da invenção, que se destina a ser limitada somente pelas seguintes reivindicações e equivalentes das mesmas.

Claims

1 / 16 REIVINDICAÇÕES

1. Estação de carregamento sem fio para carregar automaticamente uma bateria recarregável em um dispositivo de jogo, caracterizada pelo fato de que compreende: a) um receptáculo de dispositivo configurado para reter o dispositivo de jogo; b) um sensor de proximidade configurado para detectar continuamente se um objeto está no ou próximo do receptáculo; c) uma memória para armazenar um programa de controle de carga, um limite de intensidade de sinal de recepção (RSST) e uma tabela de estado de dispositivo próximo; d) um circuito de transmissão de carregamento sem fio; e) um transceptor de frequência de rádio; e f) um microcontrolador; g) em que o programa de controle de carga inclui instruções de programa que, quando executadas pelo microcontrolador, farão com que o microcontrolador (i) ative o transceptor de frequência de rádio para receber e detectar continuamente uma pluralidade de pacotes de anúncios difundidos por uma pluralidade de dispositivos de jogo dentro do alcance do transceptor de frequência de rádio, cada pacote de anúncio incluindo um identificador único universal (UUID) e um endereço de controle de acesso à mídia (MAC), (ii) para cada pacote de anúncio recebido de um dispositivo de jogo, determine com base no UUID que o dispositivo de jogo está autorizado a recarregar, calcular um indicador de intensidade de sinal recebido (RSSI) corrente para o dispositivo de jogo, e armazenar o endereço MAC e o RSSI corrente para o dispositivo de jogo na tabela de estado de dispositivo próximo, (iii) responda a uma detecção pelo sensor de proximidade de

2 / 16 que um objeto está no ou próximo do receptáculo, automaticamente identifica um dispositivo de jogo mais próximo com base no RSSI corrente gravado na tabela de estado de dispositivo próximo para dito dispositivo de jogo mais próximo, (iv) ative o transceptor de frequência de rádio para usar o endereço MAC gravado na tabela de estado de dispositivo próximo para dito dispositivo de jogo mais próximo para estabelecer uma ligação de comunicações de dados de frequência de rádio um para um com dito dispositivo de jogo mais próximo; e (v) ative o circuito de transmissão de carregamento sem fio para produzir um campo eletromagnético em uma zona adjacente ao receptáculo; h) por meio do qual o campo eletromagnético energiza um circuito de recepção de carregamento sem fio correspondente no dispositivo de jogo mais próximo para começar a recarregar a bateria recarregável em dito dispositivo de jogo interno.

2. Estação de carregamento sem fio de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente: a) um limite de intensidade de sinal de recepção (RSST) armazenado na memória; e b) em que as instruções de programa no programa de controle de carga não permitirão que o microcontrolador e transceptor de frequência de rádio estabeleça a ligação de comunicações de dados de frequência de rádio um para um com o dispositivo de jogo interno, a menos que o indicador de intensidade de sinal recebido (RSSI) corrente para dito dispositivo de jogo mais próximo atenda ou exceda o limite de intensidade de sinal recebido (RSST) na memória.

3. Estação de carregamento sem fio de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente:

3 / 16 a) um limite de intensidade de sinal de recepção (RSST) armazenado na memória; e b) em que as instruções de programa no programa de controle de carga não permitirão que o microcontrolador ative o circuito de transmissão de carregamento sem fio para começar a recarregar a bateria recarregável em dito dispositivo de jogo mais próximo a menos que o indicador de intensidade de sinal recebido (RSSI) corrente para dito dispositivo de jogo mais próximo atenda ou exceda o limite de intensidade de sinal recebido (RSST) na memória.

4. Estação de carregamento sem fio de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o programa de controle de carga compreende adicionalmente instruções de programa configuradas para fazer com que o microcontrolador: a) receba, por meio da ligação de comunicações de frequência de rádio um para um, uma mensagem de confirmação de carregamento transmitida por dito dispositivo de jogo mais próximo, a mensagem de confirmação de carregamento indicando que dito dispositivo de jogo mais próximo está detectando dito campo eletromagnético; e b) desative o circuito de transmissão de carregamento sem fio se a mensagem de confirmação de carregamento não for recebida de dito dispositivo de jogo mais próximo através de dita ligação de comunicações de dados de frequência de rádio um para um.

5. Estação de carregamento sem fio de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o programa de controle de carga compreende adicionalmente instruções de programa configuradas para fazer com que o microcontrolador: a) desative o circuito de transmissão de carregamento sem fio; b) receba, por meio da ligação de comunicações de frequência de rádio um para um, uma mensagem de verificação de desativação

4 / 16 transmitida por dito dispositivo de jogo mais próximo, a mensagem de verificação de desativação indicando que dito dispositivo de jogo mais próximo detectou a desativação do campo eletromagnético; e c) reative o circuito de transmissão de carregamento sem fio se a mensagem de verificação de desativação for recebida de dito dispositivo de jogo mais próximo através de dita ligação de comunicações de dados de frequência de rádio um para um após o circuito de transmissão de carregamento sem fio ser desativada.

6. Estação de carregamento sem fio de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o programa de controle de carga compreende adicionalmente instruções de programa configuradas para fazer com que o microcontrolador: a) receba, por meio da ligação de comunicações de frequência de rádio um para um, uma mensagem de estado de alinhamento transmitida por dito dispositivo de jogo mais próximo, a mensagem de estado de alinhamento indicando uma medida de alinhamento entre o circuito de transmissão de carregamento sem fio e o circuito de recepção de carregamento sem fio de dito dispositivo de jogo mais próximo; b) retire um limite de alinhamento da memória; e c) desative o circuito de transmissão de carregamento sem fio se a medida de alinhamento recebida do dispositivo de jogo através da ligação de comunicações de dados de frequência de rádio um para um não atender ou exceder o limite de alinhamento.

7. Estação de carregamento sem fio de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o programa de controle de carga compreende adicionalmente instruções de programa configuradas para fazer com que o microprocessador: a) receba, através da ligação de comunicações de frequência de rádio um para um, uma mensagem de confirmação de bateria cheia

5 / 16 transmitida por dito dispositivo de jogo mais próximo, a mensagem de confirmação de bateria cheia indicando que o nível de carga na bateria recarregável de dito dispositivo de jogo mais próximo está em 100% de capacidade de carga; b) desative o circuito de transmissão de carregamento sem fio se a mensagem de confirmação de bateria cheia for recebida de dito dispositivo de jogo mais próximo através de dita ligação de comunicações de dados de frequência de rádio um para um.

8. Estação de carregamento sem fio de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente: a) uma concavidade em uma superfície superior do receptáculo, a concavidade sendo configurada para receber e suportar uma superfície inferior em formato semiesférico em dito dispositivo de jogo mais próximo enquanto dito dispositivo de jogo mais próximo é localizado no receptáculo; b) uma placa de circuito impresso localizado abaixo da superfície superior do receptáculo, a placa de circuito impresso tendo um furo de tamanho e formato suficientes de modo que pelo menos uma porção da concavidade na superfície superior do receptáculo se estenda através do furo na placa de circuito impresso; e c) uma bobina de transmissão de carga localizada na placa de circuito impresso e circundando a circunferência do furo na placa de circuito impresso, a bobina de transmissão de carga sendo conectada ao circuito de transmissão de carregamento sem fio na estação de carregamento sem fio; d) em que a concavidade no receptáculo, o furo na placa de circuito impresso e a bobina de transmissão de carga na placa de circuito impresso são arranjados para permitir que pelo menos uma porção de dito dispositivo de jogo mais próximo seja assentada abaixo do plano de furo na placa de circuito impresso, e portanto diminui a distância entre a bobina de

6 / 16 transmissão de carga e uma bobina de recepção de carga localizada no dispositivo de jogo mais próximo.

9. Estação de carregamento sem fio para um dispositivo de jogo GD-1, o dispositivo de jogo GD-1 tendo uma bateria recarregável RBT, uma primeira unidade de microcontrolador MCU-1, um primeiro transceptor de frequência de rádio RFT-1 e um circuito de recepção de carregamento sem fio WCRC-1 eletricamente acoplado à bateria recarregável RBT de modo que energizar o circuito de recepção de carregamento sem fio RC-1 aumentará uma carga V armazenada na bateria recarregável RBT, a estação de carregamento sem fio, caracterizada pelo fato de que compreende: a) uma memória; b) um limite de intensidade de sinal de recepção (RSST) armazenado na memória; c) um receptáculo de dispositivo R1 configurado para reter o dispositivo de jogo GD-1; d) um circuito de transmissão de carregamento sem fio WCTC-1, conectado ao receptáculo de dispositivo R1, que produz um campo eletromagnético EF-1 que irá energizar o circuito de recepção de carregamento sem fio WCRC-1 se o circuito de transmissão de carregamento sem fio WCTC-1 for ativado enquanto o circuito de recepção de carregamento sem fio WCRC-1 estiver dentro do alcance do campo eletromagnético EF-1; e) um segundo transceptor de frequência de rádio RFT-2 configurado para (A) estabelecer uma primeira ligação de comunicações de dados L1 para trocar mensagens com o primeiro transceptor de frequência de rádio RFT-1 no dispositivo de jogo GD-1, e (B) receber, por meio da primeira ligação de comunicações de dados L1, uma primeira mensagem M1 transmitida pelo primeiro transceptor de frequência de rádio RFT-1 no dispositivo de jogo GD-1;

7 / 16 f) uma segunda unidade de microcontrolador MCU-2 que controla a ativação e desativação do circuito de transmissão de carregamento sem fio WCTC-1; e g) um programa de controle de carga na memória, o programa de controle de carga contendo instruções de programa que, quando executadas pela segunda unidade de microcontrolador MCU-2, fazem com que a segunda unidade de microcontrolador MCU-2 (vi) envie um sinal para o segundo transceptor de frequência de rádio RFT-2 que faz com que o segundo transceptor de frequência de rádio RFT-2 (A) estabeleça uma primeira ligação de comunicações de dados L1 para trocar mensagens com o primeiro transceptor de frequência de rádio RFT-1 no dispositivo de jogo GD-1, e (B) receba, por meio da primeira ligação de comunicações de dados L1, uma primeira mensagem M1 transmitida pelo primeiro transceptor de frequência de rádio RFT-1 no dispositivo de jogo GD-1; (vii) determine um indicador de intensidade de sinal recebido (RSSI) para a primeira ligação de comunicações de dados L1 com base na primeira mensagem M1, (viii) compare o indicador de intensidade de sinal recebido (RSSI) ao limite de intensidade de sinal de recepção (RSST), e (ix) ative o circuito de transmissão de carregamento sem fio WCTC-1 conectado ao primeiro receptáculo R1 quando o indicador de intensidade de sinal recebido (RSSI) for maior do que ou igual ao limite de intensidade de sinal de recepção (RSST); h) por meio do qual o campo eletromagnético EF-1 produzido pela ativação do circuito de transmissão de carregamento sem fio WCTC-1 energiza o circuito de recepção de carregamento sem fio WCRC-1, aumentando portanto a carga V armazenada na bateria recarregável RBT conectada ao dispositivo de jogo GD-1.

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10. Estação de carregamento sem fio de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que o programa de controle de carga compreende adicionalmente instruções de programa que, quando executadas pela segunda unidade de microcontrolador MCU-2 na estação de carregamento sem fio, impedem a ativação do circuito de transmissão de carregamento sem fio WCTC-1 conectado ao receptáculo R1 quando a segunda unidade de microcontrolador MCU-2 determina que que o indicador de intensidade de sinal recebido RSSI para a primeira ligação de comunicações de dados L1 é menor do que o limite de intensidade de sinal de recepção RSST.

11. Estação de carregamento sem fio de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que: a) a memória na estação de carregamento sem fio armazena um identificador de dispositivo autorizado; b) a primeira mensagem M1 recebida pelo segundo transceptor de frequência de rádio RFT-2 inclui adicionalmente um identificador de usuário único (UUID) para o dispositivo de jogo GD-1; e c) o programa de controle de carga compreende adicionalmente instruções de programa que, quando executadas pela segunda unidade de microcontrolador MCU-2 na estação de carregamento sem fio, fazem com que a segunda unidade de microcontrolador MCU-2 (i) compare o identificador de usuário único (UUID) ao código de dispositivo autorizado, e (ii) ative o circuito de transmissão de carregamento sem fio WCTC-1 conectado ao receptáculo R1 somente quando o identificador de usuário único (UUID) corresponder ao identificador de dispositivo autorizado.

12. Estação de carregamento sem fio de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que: a) o segundo transceptor de frequência de rádio RFT-2 recebe e armazena na memória uma mensagem de fim de carga transmitida através

9 / 16 da primeira ligação de comunicações de dados L1 pelo primeiro transceptor de frequência de rádio RFT-1; e b) o programa de controle de carga compreende adicionalmente instruções de programa que, quando executadas pela segunda unidade de microcontrolador MCU-2 na estação de carregamento sem fio, farão com que a segunda unidade de microcontrolador MCU-2 desative o circuito de transmissão de carregamento sem fio WCTC-1 conectado ao receptáculo R1 em resposta à recepção da mensagem de fim de carga, c) por meio do qual a desativação do circuito de transmissão de carregamento sem fio WCTC-1 pela segunda unidade de microcontrolador MCU-2 remove o campo eletromagnético energizando o circuito de recepção de carregamento sem fio, e portanto interrompe o aumento da carga V armazenada na bateria recarregável RB conectada ao dispositivo de jogo GD-

1.

13. Estação de carregamento sem fio de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que: a) o segundo transceptor de frequência de rádio RFT-2 é configurado para receber periodicamente, por meio da primeira ligação de comunicações de dados L1, uma indicação de estado de carregamento transmitida pelo primeiro transceptor de frequência de rádio RFT-1; e b) o programa de controle de carga compreende adicionalmente instruções de programa que, quando executadas pela segunda unidade de microcontrolador MCU-2 na estação de carregamento sem fio, farão com que a segunda unidade de microcontrolador MCU-2 (ii) monitore a indicação de estado de carregamento recebida periodicamente enquanto o segundo circuito de carregamento sem fio é ativado, e (ii) desative o segundo circuito de carregamento sem fio conectado ao receptáculo quando a indicação de estado de carregamento recebida periodicamente indica que a bateria recarregável RBT conectada ao dispositivo de jogo GD-1 não está

10 / 16 carregando; c) por meio do qual a desativação do circuito de transmissão de carregamento sem fio WCTC-1 elimina o campo eletromagnético EF-1 produzido pelo circuito de transmissão de carregamento sem fio WCTC-1 e interrompe o aumento da carga V armazenada na bateria recarregável RBT conectada ao dispositivo de jogo GD-1.

14. Estação de carregamento sem fio de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que: a) o segundo transceptor de frequência de rádio RFT-2 é adicionalmente configurado para receber, por meio da primeira ligação de comunicações de dados L1, uma segunda mensagem M2 transmitida pelo primeiro transceptor de frequência de rádio RFT-1 no dispositivo de jogo GD- 1; e b) o programa de controle de carga compreende adicionalmente instruções de programa que, quando executadas pela segunda unidade de microcontrolador na estação de carregamento sem fio, farão com que a segunda unidade de microcontrolador MCU-2 (i) calcule um indicador de intensidade de sinal recebido atualizado URSSI com base na segunda mensagem M2 recebida do dispositivo de jogo GD-1, (ii) compare o indicador de intensidade de sinal recebido atualizado URSSI ao limite de intensidade de sinal de recepção RSST, e (iii) desative o circuito de transmissão de carregamento sem fio WCTC-1 conectado ao receptáculo R1 quando o indicador de intensidade de sinal recebido atualizado URSSI for menor do que o limite de intensidade de sinal de recepção RSST; c) por meio do qual a desativação do circuito de transmissão de carregamento sem fio WCTC-1 elimina o campo eletromagnético EF-1 produzido pelo circuito de transmissão de carregamento sem fio WCTC-1 e

11 / 16 interrompe o aumento da carga V armazenada na bateria recarregável RBT conectada ao dispositivo de jogo GD-1.

15. Armação de estação de carregamento sem fio para dois ou mais dispositivos de jogo, os dois ou mais dispositivos de jogo cada tendo uma bateria recarregável RBT, um dispositivo unidade de microcontrolador DMCU, um dispositivo transceptor de frequência de rádio DRFT e um circuito de recepção de carregamento sem fio WCRC eletricamente acoplado à bateria recarregável RB de modo que energizar o circuito de recepção de carregamento sem fio WCRC aumentará uma carga V armazenada na bateria recarregável RBT, a armação de estação de carregamento sem fio caracterizada pelo fato de que compreende: a) uma primeira estação de carregamento sem fio compreendendo uma primeira memória, um primeiro limite de intensidade de sinal de recepção (RSST-1) armazenado na primeira memória, e um primeiro receptáculo R1 configurado para reter um primeiro dispositivo de jogo GD-1; b) um primeiro circuito de transmissão de carregamento sem fio WCTC-1, conectado ao primeiro receptáculo de dispositivo R1, que produz um primeiro campo eletromagnético EF-1 que irá energizar um primeiro circuito de recepção de carregamento sem fio WCRC-1 do primeiro dispositivo de jogo GD-1 se o primeiro circuito de transmissão de carregamento sem fio WCTC-1 for ativado enquanto o primeiro circuito de recepção de carregamento sem fio WCRC-1 do primeiro dispositivo de jogo GD-1 estiver dentro do alcance do primeiro campo eletromagnético EF-1; c) um primeiro transceptor de frequência de rádio RFT-1, conectado à primeira estação de carregamento sem fio, configurado para (A) estabelecer uma primeira ligação de comunicações de dados L1 para trocar mensagens com um primeiro dispositivo transceptor de frequência de rádio DRFT-1 no primeiro dispositivo de jogo GD-1, e (B) receber, por meio da primeira ligação de comunicações de dados L1, uma primeira mensagem M1

12 / 16 transmitida pelo primeiro dispositivo de jogo GD-1; d) uma primeira unidade de microcontrolador MCU-1 que controla a ativação e desativação do primeiro circuito de transmissão de carregamento sem fio WCTC-1 do primeiro receptáculo R1; e) uma segunda estação de carregamento sem fio compreendendo uma segunda memória, um segundo limite de intensidade de sinal de recepção (RSST-2) armazenado na segunda memória, um segundo receptáculo R2 configurado para reter um segundo dispositivo de jogo GD-2; f) um segundo circuito de transmissão de carregamento sem fio WCTC-2, conectado ao segundo receptáculo de bola R2, que produz um segundo campo eletromagnético EF-2 que irá energizar um segundo circuito de recepção de carregamento sem fio WCRC-2 do segundo dispositivo de jogo GD-2 se o segundo circuito de transmissão de carregamento sem fio WCTC-2 for ativado enquanto o segundo circuito de recepção de carregamento sem fio WCRC-2 do segundo dispositivo de jogo GD-2 estiver dentro do alcance do segundo campo eletromagnético EF-2; g) um segundo transceptor de frequência de rádio RFT-2, conectado à segunda estação de carregamento sem fio, configurado para (A) estabelecer uma segunda ligação de comunicações de dados L2 para trocar mensagens com um segundo dispositivo transceptor de frequência de rádio DRFT-2 no segundo dispositivo de jogo GD-2, e (B) receber, por meio da segunda ligação de comunicações de dados L2, uma segunda mensagem M2 transmitida pelo segundo dispositivo de jogo GD-2; h) uma segunda unidade de microcontrolador MCU-2 que controla a ativação e desativação do segundo circuito de transmissão de carregamento sem fio WCTC-2 conectado ao segundo receptáculo R2; i) um primeiro programa de controle de carga na primeira memória, o primeiro programa de controle de carga compreendendo instruções de programa que, quando executadas pela primeira unidade de

13 / 16 microcontrolador MCU-1 unidade, fazem com que a primeira unidade de microcontrolador MCU-1 (i) determine um primeiro indicador de intensidade de sinal recebido RSSI-1 para a primeira ligação de comunicações de dados L1 com base na primeira mensagem M1, (ii) compare o primeiro indicador de intensidade de sinal recebido RSSI-1 ao primeiro limite de intensidade de sinal de recepção RSST-1, e (iii) ative o primeiro circuito de transmissão de carregamento sem fio WCTC-1 conectado ao primeiro receptáculo R1 quando o primeiro indicador de intensidade de sinal recebido RSSI-1 for maior do que ou igual ao primeiro limite de intensidade de sinal de recepção RSST-1; e j) um segundo programa de controle de carga na segunda memória, o segundo programa de controle de carga compreendendo instruções de programa que, quando executadas pela segunda unidade de microcontrolador MCU-2 unidade ou a segunda unidade de microcontrolador MCU-2, fazem com que a segunda unidade de microcontrolador MCU-2 (i) determine um segundo indicador de intensidade de sinal recebido RSSI-2 para a segunda ligação de comunicações de dados L2 com base na segunda mensagem M2, (ii) compare o segundo indicador de intensidade de sinal recebido RSSI-2 ao segundo limite de intensidade de sinal de recepção RSST- 2, e (iii) ative o segundo circuito de transmissão de carregamento sem fio WCTC-2 conectado ao segundo receptáculo R2 quando o segundo indicador de intensidade de sinal recebido RSSI-2 for maior do que ou igual ao segundo limite de intensidade de sinal de recepção RSST-2; k) por meio do qual (i) o primeiro circuito de recepção de carregamento sem fio

14 / 16 WCRC-1 do dispositivo de jogo GD-1 é energizado pelo primeiro campo eletromagnético EF-1 produzido pelo primeiro circuito de transmissão de carregamento sem fio WCTC-1 da primeira estação de carregamento sem fio, aumentando portanto uma carga V1 armazenada em uma primeira bateria recarregável RBT-1 conectada ao primeiro dispositivo de jogo GD-1, e (ii) o segundo circuito de recepção de carregamento sem fio WCRC-2 do segundo dispositivo de jogo GD-2 é energizado pelo segundo campo eletromagnético EF-2 produzido pelo segundo circuito de transmissão de carregamento sem fio WCTC-2 da segunda estação de carregamento sem fio, aumentando portanto uma carga V2 armazenada em uma segunda bateria recarregável RBT-2 conectada ao segundo dispositivo de jogo GD-2.

16. Armação de estação de carregamento sem fio de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que o primeiro limite de intensidade de sinal de recepção RSST-1 e o segundo limite de intensidade de sinal de recepção RSST-2 são de valores iguais.

17. Armação de estação de carregamento sem fio de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que: a) o primeiro campo eletromagnético EF-1 irá energizar o segundo circuito de recepção de carregamento sem fio WCRC-2 do segundo dispositivo de jogo GD-2 se o primeiro circuito de transmissão de carregamento sem fio WCTC-1 for ativado enquanto o segundo circuito de recepção de carregamento sem fio WCRC-2 do segundo dispositivo de jogo GD-2 estiver dentro do alcance do primeiro campo eletromagnético EF-1; e b) o segundo campo eletromagnético EF-2 irá energizar o primeiro circuito de recepção de carregamento sem fio WCRC-1 do primeiro dispositivo de jogo GD-1 se o segundo circuito de transmissão de carregamento sem fio WCTC-2 for ativado enquanto o primeiro circuito de recepção de carregamento sem fio WCRC-1 do primeiro dispositivo de jogo GD-1 estiver dentro do alcance do segundo campo eletromagnético EF-2.

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18. Armação de estação de carregamento sem fio de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que o primeiro programa de controle de carga compreende adicionalmente instruções de programa que, quando executadas pela primeira unidade de microcontrolador MCU-1 na primeira estação de carregamento sem fio, impedem a ativação do primeiro circuito de carregamento sem fio WCTC-1 conectado ao primeiro receptáculo R1 quando a primeira unidade de microcontrolador MCU-1 determina que o primeiro indicador de intensidade de sinal recebido RSSI-1 para a primeira ligação de comunicações de dados L1 é menor do que o primeiro limite de intensidade de sinal de recepção RSST-1.

19. Armação de estação de carregamento sem fio de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que o segundo programa de controle de carga compreende adicionalmente instruções de programa que, quando executadas pela segunda unidade de microcontrolador MCU-2 na segunda estação de carregamento sem fio, impedem a ativação do segundo circuito de transmissão de carregamento sem fio WCTC-2 conectado ao segundo receptáculo R2 quando a segunda unidade de microcontrolador MCU-2 determina que que o segundo indicador de intensidade de sinal recebido RSSI-2 para a segunda ligação de comunicações de dados L2 é menor do que o segundo limite de intensidade de sinal de recepção RSST-2.

20. Método para carregar automaticamente uma bateria recarregável em um dispositivo de jogo usando uma estação de carregamento sem fio, o método caracterizado pelo fato de que compreende: a) ativar um transceptor de frequência de rádio na estação de carregamento sem fio para receber e detectar continuamente uma pluralidade de pacotes de anúncios difundidos por uma pluralidade de dispositivos de jogo dentro do alcance do transceptor de frequência de rádio, cada pacote de anúncio incluindo um identificador único universal (UUID) e um endereço de controle de acesso à mídia (MAC),

16 / 16 b) para cada pacote de anúncio recebido de um dispositivo de jogo, determinar com base no UUID que o dispositivo de jogo está autorizado a recarregar, calcular um indicador de intensidade de sinal recebido (RSSI) corrente para o dispositivo de jogo; c) armazenar o endereço MAC e o RSSI corrente para o dispositivo de jogo em uma tabela de estado de dispositivo próximo em uma memória da estação de carregamento sem fio; d) detectar com um sensor de proximidade na estação de carregamento sem fio que um objeto está no ou próximo de um receptáculo na estação de carregamento sem fio, o receptáculo sendo configurado para reter e suportar o dispositivo de jogo; e) responder à dita detecção do objeto pelo sensor de proximidade, identificando automaticamente um dispositivo de jogo mais próximo com base no RSSI corrente armazenado na tabela de estado de dispositivo próximo para dito dispositivo de jogo mais próximo; f) fazer com que um transceptor de frequência de rádio na estação de carregamento sem fio use o endereço MAC gravado na tabela de estado de dispositivo próximo para dito dispositivo de jogo mais próximo estabelecer uma ligação de comunicações de dados de frequência de rádio um para um com dito dispositivo de jogo mais próximo; e g) ativar um circuito de transmissão de carregamento sem fio na estação de carregamento sem fio para produzir um campo eletromagnético em uma zona adjacente ao receptáculo; h) por meio do qual o campo eletromagnético energiza um circuito de recepção de carregamento sem fio correspondente no dispositivo de jogo mais próximo para começar a recarregar a bateria recarregável em dito dispositivo de jogo interno.