Как сделать беспроводную зарядку для телефона своими руками
Индукционное зарядное устройство своими рукамиМатериалы и инструменты
Сначала посмотрим, какие материалы нам понадобятся, чтобы соорудить самодельную беспроводную зарядку для смартфона своими руками:
- Кусочек платы. Не очень большой, но достаточный для того, чтобы разместить на нём остальные элементы;
- Плёночный конденсатор. Его минимальная ёмкость должна составлять 0,33 мкФ, максимальная — 1 мкФ;
- Дроссель. Он должен иметь от 5 до 10 витков. Диаметр провода — примерно 1 мм;
- Два диода типа UF;
- 2 резистoра с номиналом до 1 Ватт;
- Два полевых высоковольтных транзистoра. Напряжение должно быть не меньше 10 Вольт;
- Припой;
- Паяльник.
Из чего состоит традиционное зарядное устройство
Прежде чем сделать зарядное устройство своими руками, рассмотрим из чего оно состоит и как действует. Есть коробочка (плата), на которой будем делать генератор. К нему присоединён передающий контур. Он воздействует на приёмный контур. На первичном контуре возникает высокочастотное поле. Это напряжение с помощью индукции передаётся на вторичный контур. Там оно выпрямляется и сглаживается конденсатором, потом стабилизируется до 5 Вольт в узле стабилизации.
Делаем передатчик (генератор) своими руками: описание схемы
Для начала — схема беспроводного зарядного устройства для телефона, которое мы будем делать своими руками.
Передающий контур имеет две полуобмотки, которые соединены со средней точкой.Средняя точка идёт через дроссель к плюсу питания. К плюсу питания подключаются также ограничительные резистеры, которые идут к базам транзистеров. Диод идёт от базы одного транзистера к коллектору противоположного транзистера. То же самое со вторым диодом.
Коллектор идёт к концам обмотки. Для сооружения своими руками есть вариант без средней точки. Для этого нужно взять два дросселя, запараллелить один из выводов каждого дросселя и подключить к плюсу питания. Свободные выводы спустить на коллекторы каждого из транзисторов. Своими руками можно собрать и этот вариант, но элементы будут сильно нагреваться.
Мощность зависит от используемых элементов. Устройство, сделанное по этой схеме, можно сделать и послабее, и посильнее. Сконструировать по этой схеме беспроводную зарядку своими руками в 2 ампера в ваших силах.
Делаем своими руками катушку
Сначала смотаем своими руками контур. Необязательно делать его очень аккуратным. Можно использовать кусок пластика диаметром 5-10 см или пальцы.
Берём один длинный провод. Складываем его пополам. Выпрямляем.
На пальцы или пластик наматываем 5 витков.
Теперь закрепляем сами витки по всей окружности с помощью клея или скотча.
У нас остаётся три кончика. Один со сгибом. Отрезаем этот сгиб. Теперь у нас 4 кончика. Чистим их.
Нам нужно будет подключить либо конец первой обмотки к началу второй, либо начало первой обмотки к концу второй. Чтобы проверить, что к чему подключать, используем мультиметр.
Мультиметр переводим в режим проверки диода. Подсоединяем мультиметр к каждому кончику одновременно с обоих концов. Мы видим, что при подключении к одним кончикам мультиметр реагирует, а при подключении к другим — нет. Эти кончики должны находиться с разных сторон. Их мы должны скрутить друг с другом и запаять. Это средняя точка. Оставшиеся кончики — две коллекторные обмотки, которые идут к транзисторам. Теперь мы готовы собрать зарядку своими руками.
Собираем всё вместе своими руками
Чтобы собрать устройство своими руками, берём припой, паяльник и плату. Припаиваем сначала два транзистора.
После этого припаиваем диоды.
К ним — резисторы. Один кончик — к диодам, другой — к плате.
Теперь припаиваем своими руками контур. Мы смотали его раньше. Теперь нужно залудить две его обмотки и присоединить к схеме.
Приёмник
Приемник беспроводной зарядки своими руками делать, как правило, не решаются, так как здесь уже нужно лезть в телефон. Довольно грубый отдельный приёмник можно сделать своими руками только для того, чтобы проверить, работает ли передатчик. В приёмнике, сделанном своими руками, диод желательно использовать тоже UF.
Конденсатор ёмкостью 47-100 мкФ. Рабочее напряжение — 25 вольт. Второй конденсатор можно использовать на 10-16 Вольт. Ёмкость — 47 мкФ. Контур у приёмника, сделанного своими руками, — также 10 витков. Диаметр провода — 0,75 мм.
В написанной инструкции разобраться сложнее, чем следовать показанным действиям. Мы прилагаем видео о том, как сделать беспроводную зарядку для телефона своими руками.
Развитие
Развитием беспроводной зарядки занимаются в мире две большие группы Wireless Power Consortium
и AirFuel Alliance
(объединение A4WP и PMA), есть еще несколько групп малоизвестных в мире, стремящихся продвигать свои собственные более уникальные технологии.
На сегодня основным стал стандарт, разработанный консорциумом Wireless Power Consortium (WPC). Этот стандарт носит название Qi
(на русском произносится как “ци”).
Многие производители смартфонов поддерживают этот стандарт. Так что покупая передатчик Qi нужно что бы и приемник в телефоне так же его поддерживал, а сам передающий модуль может быть и сторонней фирмы.
Стандарт Qi обеспечивает зарядку мощностью до 5 Вт и силой тока 1 или 2 А, при напряжении 5 В. Такие же параметры имеют и проводные зарядки с интерфейсом USB.
Qi так же позволяет приемнику и передатчику обмениваться информацией по своему протоколу. Передатчик запрашивает приемный модуль о поддерживаемых стандартах, уровне зарядки, что позволяет регулировать силу заряда и отключение передающего устройства, если аккумулятор полностью зарядится. Последняя версия Qi имеет КПД около 80% и допускает расстояние между приемником и передатчиком до 45 мм.
На сайте Wireless Power Consortium указано, что сертификацию Qi получили около 1080 устройств.
А вот AirFuel продвигает свой стандарт РМА
. Он меньше распространен, но некоторые производители мобильной техники поддерживают и его. А в отдельных устройствах есть поддержка сразу двух стандартов и РМА, и Qi.
Различиями между стандартами Qi и РМА являются частота передачи и протокол соединения.
Вредность и безопасность
Техника беспроводной передачи методом электромагнитной индукции использует ближнее электромагнитное поле на расстояниях около одной шестой длины волны. Энергия ближнего поля сама по себе не является излучающей. Сила электромагнитного поля быстро падает с увеличением расстояния от источника больше 5 см.
Так что существующие беспроводные зарядки для телефонов можно считать безвредными и безопасными для человека.
Достоинства и недостатки
Главные преимущества, которые можно увидеть в конструкции и методе передачи энергии:
- Отсутствие проводов, подключаемых к мобильнику. Не расшатывается разъем USB на телефоне, никто случайно не зацепит. Хотя сам передатчик подключается к розетке проводом.
- Возможность использовать несколько передатчиков в здании и переходя из комнаты в комнату не нужно носить с собой зарядку. Можно просто перейдя в другую комнату положить смартфон на передатчик и зарядка продолжится.
- Большее время зарядки, чем от штатного блока питания.
- Большая стоимость самого устройства беспроводной зарядки по сравнению с обычным зарядным.
Беспроводная зарядка для телефона своими руками
Если нужное устройство не поддерживает стандарт беспроводной зарядки, то можно сделать такую зарядку и своими руками.
Самый простой способ сделать беспроводную зарядку – это купить передатчик и для телефона приобрести специальный чехол или насадку, которые имеют приемный модуль. Такой приемник подключается к смартфону через обычный зарядный разъем.
Беспроводные зарядные устройства для мобильных телефонов в видеообзоре:
Статья описывает, как работает беспроводное мобильное устройство.
Навигация
Цифровые технологии в нашу эпоху развиваются очень стремительно, и трудно сказать, какое же чудо будет изобретено уже завтра. Сначала мобильные телефоны, которыми мог бы обладать практически каждый человек на Земле, представлялись лишь элементом фантастики, либо атрибутом далекого фантастического будущего.
Но фантастика стала реальностью довольно быстро. А возможность заряжать мобильный телефон зарядкой без проводов можно ли считать фантастикой? Думаю, большинство пользователей так и посчитает, но мы поспешим их удивить – беспроводная зарядка не просто реальность, но уже становится обыденностью.
Сегодня мы в нашем обзоре будем говорить о беспроводных зарядных устройствах. Мы узнаем, как выглядит работа беспроводного заряжающего устройства, и как её нужно устанавливать для сотовых телефонов. Если вы устали путаться в проводах, если вы часто меняли зарядку из-за протёртого кабеля и хотите познакомиться с альтернативными источниками энергии, то наша статья посвящена вам.
Инструкция по созданию беспроводной зарядки своими руками
Описываться будет достаточно простая схема беспроводной зарядки. Передатчик в ней выполнен на микросхеме таймере – формирователе одиночных импульсов и полевом транзисторе, а приемник на диоде и стабилизаторе.
Схема беспроводной зарядки
Простота конструкции дает возможность произвести ее даже навесным монтажом. Необходимо только помнить о том, что микросхемы и вообще полупроводниковые элементы не любят перегрева, поэтому сборку нужно выполнять придерживая пинцетом ножки критических компонентов схемы между их корпусом и местом пайки. Это позволит уменьшить температуру чувствительной части – пинцет будет работать, как радиатор.
Изготовление передатчика
Как уже говорилось, монтаж схемы передатчика можно сделать, как навесной, так и на макетной или самостоятельно травленой плате. Здесь его размеры особого значения не имеют. Единственное замечание – антенна должна быть расположена ближе к подложке, на которую впоследствии помещается приемник.
Сама форма катушки также влияния на представленную схему большого не имеет, но рекомендуется выполнить ее спиральной формой, как на фотографии. Это улучшит характеристики передачи энергии, позволит повысить расстояние между приемником и излучателем.
Передатчик на травленной плате и с антенной хорошей формы
Намотку рекомендуется проводить внутри какого-либо корпуса круглой формы – к примеру, в коробке от CD диска – в том месте, где он сам находился. Туда укладывается провод, с оставлением кончика, к которому будет припаян один из контактов самого передатчика, и потом витками, оборачивая вокруг предыдущих, укладывается проволока. Нужно сделать 25 таких оборотов.
После окончания намотки рекомендуется залить всю конструкцию универсальным клеем или эпоксидной смолой, оставив только конечные выходы проволоки. Которые в свою очередь необходимо залудить, а впоследствии и подсоединить к выходам излучателя.
Схема излучателя
Изготовление приёмника
Приемник собрать еще проще. В нем минимум элементов. Вот только в его случае лучше всего осуществлять намотку антенны спиральным способом, для уменьшения размера схемы. Хотя самодельное приемное устройство, с высокой вероятностью, все равно не поместится в корпус телефона. А вот для планшетов есть реальный шанс его встроенного использования, так-как обычно в корпусе подобных устройств есть еще много свободного места.
Элементы схемы скрепляются пайкой. В идеале желательно использовать SMD компоненты, но можно обойтись и обычными радиодеталями. Намотка катушки антенны производится проволокой или проводом сечения 0,35-0,4 мм. Для уверенного приема индуцированных токов необходимо сделать 30 витков.
Схема приемника
Соединение элементов
Хотелось бы заметить, что, как и для любой передающей и принимающей аппаратуры – в случае индукционной также необходима аккуратность выполнения. Просто смотать в кучу присоединенные элементы не получится – будут возникать паразитные электрические связи, которые сведут на нет весь толк от собранного прибора.
Для исполнения схемы все же рекомендуется вытравить их из заготовок, или же в случае недоступности фольгированного текстолита – использовать макетную плату. Все соединения – пайка, никаких скруток. Слишком ненадежно и мало того, что будет плохой контакт, так еще и в случае его возникновения будет трудно найти источник проблемы.
Особенности процесса сборки и подключения
Тут нужно помнить о том, что приемник будет присоединен к реальному, достаточно дорогому устройству–потребителю. Поэтому, перед присоединением нужно мультиметром проверить полярность на выходах приемника и наличие необходимого напряжения при работе собранной схемы – оно должно быть в пределах 4-5В.
Стрелочный мультиметр – удобен для определения полярности
Также нужно определиться, как подключать потребителя. Здесь два варианта – или напрямую к аккумулятору, но в этом случае не будет видно, заряжен он уже или нет при выключенном устройстве, или в штатный разъем питания.
О недостатках беспроводной системы зарядки
Эксперты установили, что столь удобное на первый взгляд устройство обладает некоторыми существенными недостатками. К числу таковых можно отнести:
- отсутствие данных относительно степени негативного воздействия высокочастотных импульсов на человеческий организм;
- низкий уровень эффективности транслирования энергии;
- увеличение времени для полного восстановления заряда батареи как минимум на два часа;
- риск уменьшения рабочей ёмкости аккумулятора, возникающий из-за соединения с зарядным устройством до полного обнуления батареи;
- при неправильной сборке устройства или при использовании неподходящих комплектующих для беспроводной зарядки возможен перегрев аккумулятора, чреватый его быстрым износом.
Недостатки
Минимальная стоимость подобной зарядки — около 700 рублей. Совсем недорого, скажете вы. Но учтите, что скорость при этом намного меньше, чем у стандартной модели. За высокую скорость приходится доплачивать. В результате одно беспроводное зарядное устройство для телефона обойдётся в 2,5 тысячи как минимум.
Кроме того, что энергоэффективность меньше, часть её будет просто уходить в виде тепла.
При этом такой способ подходит не для всех телефонов. Те же айфоны, например, нуждаются в дополнительном приспособлении.
Выше мы рассказали, как сделать зарядку своими руками и какую лучше купить. Теперь осталось прояснить некоторые моменты. Эта технология достаточно новая, поэтому далеко не все знают, что это такое и как пользоваться беспроводной зарядкой. Здесь мы отвечаем на наиболее популярные вопросы.
Как называется беспроводная зарядка для телефона?
Беспроводная зарядка — это, конечно, название «для масс». Немногие знают, как называется беспроводная зарядка для телефона. А название у неё такое: индукционная катушка стандарта Qi. В названии отражается принцип её работы. В зарядных устройствах для телефонов этого типа помещается передатчик индукционного тока, который и заряжает телефон. А маленькое словечко Qi также имеет свою историю, весьма древнюю — это энергия Ци, так оно пишется латиницей. Понятие взято из традиционной китайской медицины.
Как работает беспроводная зарядка?
Основной принцип работы беспроводной зарядки для телефона — магнитная индукция. Электрический ток создаёт магнитное поле в зарядном устройстве, которое и передаёт напряжение аккумулятору в телефоне или планшете. На Консорциуме беспроводной э/м энергии специально для таких устройств был разработан свой стандарт Qi, по которому можно оценивать устройства вне зависимости от производителя. Стандартом определена мощность тока, подаваемого в катушку — 5 Ватт.
Как работает беспроводная зарядка? Магнитное поле действует на расстоянии 4 см. Оно начинает образовываться, когда подаётся сигнал — в зоне действия появилось совместимое устройство. Чаще всего этот сигнал подаёт сам смартфон. В этом им помогает функция NFC. Она расшифровывается как Near Field Communication — коммуникация ближнего поля. Под воздействием напряжения этого поля в катушке, встроенной в телефон, также появляется ток, который подаётся в аккумулятор.
Какие телефоны поддерживают беспроводные зарядки?
В предыдущем пункте мы описали принцип действия беспроводной зарядки телефона. Прочитав его, мы понимаем, что по стандарту Qi беспроводная зарядка будет работать, если в смартфон встроен приёмник-ресивер. Этот приёмник сможет принять энергию от того магнитного поля, которое создаётся в катушке зарядного устройства. Какие телефоны поддерживают беспроводную зарядку? Почти все современные смартфоны и планшеты созданы с учётом этой технологии. Это такие фирмы как Yota, Sony, Nokia, Samsung, Kyosera, Motorola, LG, Asus, Google, HTC и Blackerry.
Как узнать, поддерживает телефон беспроводную зарядку или нет?
Как узнать, что ваш телефон поддерживает беспроводную зарядку? Это зависит от конкретной модели. Например, Samsung Galaxy Note Edge поддерживает, а Sasung Galaxy Note 3 — нет.Можно спросить у продавца-консультанта или посмотреть на сайте Консорциума. На этой странице есть форма. Введя название бренда в строку Brand name и название телефона в строку Product name, вы и узнаете, есть ваш аппарат в списке или нет. Если нет — нестрашно. Для тех моделей, которые не оснащены нужной технологией, производят специальные адаптеры. И их нелишним будет купить, ведь беспроводные зарядные устройства постепенно появляются в общественных местах вроде кофеен или аэропортов. Даже в икеевскую мебель их собираются встраивать.
Как заряжать беспроводную зарядку
Как заряжать беспроводную зарядку? Как это ни парадоксально, делать это нужно с помощью провода. Если на телефон напряжение подаётся по воздуху, то в само зарядное устройство ток проходит стандартным способом. Сначала собираем адаптер питания и подключаем к устройству. Потом адаптер подключаем к розетке. Некоторые модели имеют провода микро-USB, что позволяет заряжать их от ноутбуков, например.
Как подключить и заряжать телефон беспроводной зарядкой
Как подключить и заряжать телефон беспроводной зарядкой? Проще простого. Подключив устройство к источнику энергии, нужно поставить его на ровную поверхность, а телефон положить сверху. Расположить его нужно так, чтобы аккумулятор попал в зону действия, то есть серединой спинки.
Импульсный преобразователь напряжения MC34063
Долго выбирать драйвер для преобразователя напряжения не пришлось, так как выбирать то было особенно не из чего. На местном радиорынке по разумной цене (0,4$) я нашёл только популярную микросхему MC34063. Сразу купил парочку, чтобы выяснить, возможно ли как-либо принудительно отключить преобразователь, так как в даташите на данный чип такая функция не предусмотрена. Оказалось, что сделать это возможно, если подать на вывод 3, предназначенный для подключения частотозадающей цепи, напряжение питания.
На картинке типовая схема понижающего импульсного преобразователя. Красным отмечена цепь принудительного отключения, которая может понадобиться для автоматизации.
В принципе, собрав такую схему, уже можно запитать телефон или плеер, если, например, питание будет осуществляться от обычных элементов питания (батареек).
Я не буду подробно описывать работу этой микросхемы, но из «Дополнительных материалов» вы можете скачать и подробное описание на русском языке, и небольшую портативную программу для быстрого расчёта элементов повышающего или понижающего преобразователя, собранного на этой микросхеме.
Какой смартфон подойдет для самодельной подзарядки
В целом любому смартфону безразлично, откуда поступает зарядный ток в аккумулятор. Поэтому в теории на беспроводной способ можно переделать любой гаджет. По факту встает проблема, где расположить приемную часть – места внутри мобильного телефона крайне мало. Придется в первую очередь решать эту задачу, создавая очень тонкую антенну и применяя небольшие по размерам электронные компоненты.
Можно, конечно, приемник сделать съемным и подключать его через штатный разъем смартфона, но в этом очень мало практического смысла. Ведь имея все недостатки беспроводного подключения, воспользоваться преимуществами не получится. Гораздо проще найти место для размещения антенны и электронных компонентов в корпусе планшета.
Если имеется смартфон с «родной» приемной частью (например, если док-станция для беспроводной зарядки утеряна или безнадежно вышла из строя), то проблема приемника отпадает сама собой. Его делать не надо.
Беспроводная зарядка для смартфона КАЖДОМУ по силам
Беспроводная зарядка для смартфона КАЖДОМУ по силам. Решил я однажды сделать на свой смартфон беспроводную зарядку по стандарту Qi. Предыдущая попытка была года 3 назад, но что-то пошло не так, и проект встал на паузу. А, тот смартфон украли.
В общем, немного теории. Обычный трансформатор, по сути. Зарядник (база) это катушка на ферритовом сердечнике, но намотанная не вокруг, а сверху сердечника, что не мешает образованию вихревых токов. Это первичная обмотка трансформатора. Очевидно, что если в магнитное поле поместить катушку, то в ней будет наводиться ЭДС, читай появится напряжение. Остаётся его выпрямить и стабилизировать. Это делает приёмный модуль, читай Ресивер. В некоторых смартфонах этот модуль вмонтирован на заводе, такие телефоны сразу поддерживают функции БЗ (беспроводной зарядки). Бывают также телефоны Qi-ready, то есть готовые к БЗ.
К ним надо докупить ресивер за неприличные деньги, того же производителя, что и телефон. Видимо, эта дороговизна и тормозила развитие этой прекрасной технологии. А не так давно я узнал, что в продаже появились комплектующие для БЗ по вполне доступным ценам.
Видео о том, как оно работает:
Ресивер можно купить за 100-200 рублей, причём в виде вкладыша, который можно вмонтировать почти в любой смартфон, включая айфоны. Этот вкладыш вставляется под чехол, а пипка питания, соответственно, вставляется в гнездо питания телефона. Собрать это под силу любой блондинке.
Базы отдельнолежащие в Связном я купил по 135 рублей, а вот БЗ для автомобиля пришлось заказывать на Али, цены самые разные. Я задался целью собрать всё максимально дёшево, и купил рублей за 330 авто держатель с БЗ гравитационного типа (это когда в него вставляешь смартфон, он своим весом сдвигает боковые держатели. Так же по сути устроен пусковой стол первых советских космических кораблей). Дочь мне купила автокомплект тут, 330 руб. вкладыш был в комплекте Беспроводная зарядка
По приезду держателя обнаружилось, что мой Сяоми Редми 6А в серьёзном противоударном чехле не влазит в этот гаджет, пришлось держатель доработать паяльником и напильником, нагревал и гнул пластик, чтобы мой телефон в чехле туда влез. Получилось, все отлично заработало.
Так что я навсегда забыл про разряженный смартфон. На очереди доработка второго телефона, влагостойкого и антиударного, там будет сложнее, но я буду стараться.
И во всём этом проекте самодельной переделки есть всё-таки ложка дёгтя – я навсегда стал заложником Qi зарядки, поскольку зарядное гнездо занято вкладышем, но это меня не сильно огорчает, я накупил баз по 135 рублей и разложил их по всей квартире, так что где бы я ни был, всюду могу подзарядить телефон.
Источник
Шаг 7: План А — установка катушки под заднюю крышку
План А подразумевает, что есть план Б. Действительно, он есть.
Я решил показать вам эту неудачную попытку установить зарядную катушку и ее схему под крышкой аккумулятора, поскольку она может быть установлена на другие устройства и даже на ту самую крышку для расширенной батареи.
Кажется, что между батареей и крышкой просто нет места, даже для схемы катушек.
Размещение зарядной катушки не так сложно, просто убедитесь, что есть место, куда вы её установите, и что вы не замыкаете никаких цепей (катушка и ее схема полностью открыты).
Более сложная часть — правильное размещение маленьких металлических дисков — я придумал легкое решение:
Возьмите крышку и катушку и поместите их на магнитную док-станцию.
Катушка может слабо магнититься, но этого должно быть достаточно, чтобы она не двигалась слишком сильно.
Теперь возьмите металлические диски и поместите их на четыре угла вокруг катушки, они встанут на место благодаря магнитам в док-станции.
Передвиньте крышку так, чтобы все было правильно выровнено — диски должны скользить по крышке и оставаться в одном месте относительно док-станции. Отцентрируйте катушку между дисками.
Возьмите металлическую наклейку, которая идет с катушкой, и поместите ее поверх катушки (это важно для ее работы)
Зафиксируйте диски на месте изолентой.
Теперь можно снять заднюю панель с док-станции и использовать медную фольгу, чтобы закрыть контур и установить контакты.
