С повышением количества мобильных устройств на руках жителей планеты, как никогда встает вопрос обеспечения приборов питанием. Конечно, самый простой способ – зарядка аккумуляторных батарей, с последующим использованием накопленного тока. Вот только, бесконечное подключение или отсоединение зарядного кабеля к устройству приводит со временем к разбалтыванию и выходу разъемов из строя. Вариантом решения служит беспроводная зарядка, сделанная своими руками или приобретенная в магазине.
Содержание
- Принцип работы беспроводной зарядки для телефона
- Состав беспроводной зарядки для телефона
- Преимущества и недостатки самодельной беспроводной зарядки
- Инструкция по созданию беспроводной зарядки своими руками
- Инструменты и материалы для изготовления беспроводной зарядки
- Изготовление передатчика
- Изготовление приёмника
- Соединение элементов
- Особенности процесса сборки и подключения
- Модели телефонов, поддерживающие беспроводную зарядку
- Советы по выбору комплектующих
Принцип работы беспроводной зарядки для телефона
К сожалению, современные модели представленных устройств передачи тока по эфиру имеют некоторые недостатки. Но удобство применения такого оборудования позволяет закрыть глаза на его минусы. Собственно, весь процесс зарядки заключается в помещении мобильного устройства рядом или на специальную платформу – передатчик. Конечно же, телефон, планшет, смарт–часы, ноутбук или иное конечное перемещаемое устройство должны быть оборудованы соответствующим клиентским получателем тока по воздуху.
Топовый ценовой сегмент устройств уже, скорее всего, содержит в своей конструкции встроенный приемник индукционных сигналов одного из распространенных стандартов – Qi, PMA и AirFuel, а соответствующий передатчик можно приобрести уже в сборе, или отдельно, а также он, бывает, что поставляется вместе с мобильным оборудованием. Есть и проприетарные, закрытые стандарты беспроводной зарядки, которые используются, к примеру, фирмой Samsung для своих продуктов.
Но основная разница состоит не в принципе передачи – используется всегда физический эффект электромагнитной индукции, – а в частоте переменного тока на выходе передатчика. Стандарт Qi, который разрабатывается концерном компаний по использованию беспроводной энергии WPC, характерен этим параметром излучателей в пределах 100-205 кГц. PMA, производимый одноименной компанией, применяет для передачи тока диапазон 277-357 кГц.
Хоть он и проиграл конкурентную борьбу с QI, многие производители оставляют возможность его использования в своих устройствах беспроводной зарядки, или гибридным образом оба стандарта, или конкретно одного PMA.
После падения технологии PMA фирма, его ранее производящая, объединила свои усилия с более чем 200 компаниями, входящими в концерн WPC. Результатом стала разработка нового стандарта AirFuel, который подразумевает подключение передающих катушек, выполняющих роль антенн, на резонансных частотах, что позволило увеличить расстояние приема и общий КПД системы зарядки.
Вопросом, как сделать беспроводную зарядку или передачу питания различным устройствам по воздуху, задавались люди еще более 200 лет назад. Конечно, тогда не было аккумуляторов, но существовали их прообразы – лейденские банки. Поэтому и вопрос их подзарядки или непосредственного снабжения энергией устройств-потребителей без использования проводов и поднимался.
Еще в XIX веке, родоначальник всей электрической физики – Андре Ампер, от имени которого и получала название единица измерения силы тока, открыл физическое явление электромагнитной индукции.
Основные его труды в этом направлении связаны с наблюдением за опытами. Им было замечено, что есть взаимосвязь, при возникновении электромагнитного поля в двух рядом расположенных проволочных катушках. Если подать ток в одну, то и во второй будет наблюдаться возникновение тока на концах ее проводников и общего магнитного эффекта. Было установлено, путем проведенных экспериментов, что мощность электромагнитной индукции сильно падает при увеличении расстояния между обмотками.
Спустя почти 100 лет, работы Ампера были продолжены гением своего времени – Николой Тесла, который изучал передачу высокочастотных токов по воздуху и проектировал различные устройства их приема, с использованием такой технологии.
Постепенно физические принципы, лежащие в основе приборов обмена питанием через эфир, были подзабыты и не использовались. Слишком высоки затраты мощности передаваемого тока, малы расстояния, сложно производство принимающего и передающего оборудования на большие дистанции.
Второе дыхание технология получила с развитием носимых гаджетов и необходимостью их постоянной подзарядки. Аккумуляторы мобильных устройств имеют конечную емкость, весьма невеликую из-за своего размера, в то же время, внутренняя начинка сотовых телефонов, планшетов, «умных» часов и прочих мобильных устройств становится все более «жадной» к потреблению, что и приводит к необходимости постоянного подключения источника тока.
Состав беспроводной зарядки для телефона
Прежде чем изготавливать индукционную беспроводную зарядку для телефона своими руками, необходимо разобраться, какие компоненты относятся к приемнику, а что входит в состав передатчика. Индукционная токовая связь подразумевает генератор частоты сигнала. Можно использовать как самый простой – на одном транзисторе, так и более сложный – применяя сборку на микросхемах.
Минус первого способа – его относительно низкие частоты работы. А от этого параметра прибора как раз зависит дальность расстояния передачи, возникновение вихревых, паразитных токов в рядом расположенных металлических предметах, общая сложность монтажа антенны, – она должна состоять из двух взаимосвязанных обмоток. Схемы второго типа лишены этих недостатков.
В сущности, излучатель в системах индукционной связи и состоит из самого блока питания, выдающего напряжение, генератора, превращающего постоянный ток в последовательность импульсов, и передающей антенны – в роли которой используется намотанная проволокой своеобразная катушка.
Схема приемника еще проще. Обмотка-антенна через диод и конденсатор, преобразующий импульсы в постоянный ток, подключены к входам потребителя, в качестве которых может выступать зарядный штекер мобильного устройства или его аккумуляторная батарея напрямую.
В существующих схемах используемые токи малы, происходит передача энергии мощностью не более 5В.
Преимущества и недостатки самодельной беспроводной зарядки
Прежде чем перейти к тому, как сделать беспроводную зарядку для телефона, планшета или иного мобильного устройства, желательно быть уверенным в необходимости ее использования, учитывая все плюсы и минусы существующих систем питания без проводов.
Итак, плюсы, если изготовить схему беспроводной зарядки своими руками:
- стоимость конструкции на порядок ниже, чем у покупных вариантов;
- удобство применения – нет необходимости бесконечно вставлять или вынимать штекер зарядного устройства, достаточно просто положить телефон рядом с передающей частью;
- из предыдущего пункта проистекает уменьшение износа разъемов;
- ну, и конечно же, повышение своего ЧСВ и профессионализма в результате самостоятельного изготовления устройства.
Есть у конструкции и несколько минусов:
- необходимость доставания/покупки деталей;
- умение паять или представление о процедуре монтажа схемы;
- медленная зарядка устройств при передачах энергии по воздуху, которая происходит в несколько раз дольше. Это характерно и для промышленных вариантов исполнения беспроводных зарядок.
- малое расстояние, на котором работает технология.
- относительная сложность сборки без гарантии успеха.
- наличие индукционных токов при работе беспроводной зарядки. Они, конечно, микроскопические, тем не менее, могут вызывать нагрев металлических поверхностей, электронных компонентов, отрицательно сказываться на здоровье. Кроме того, они вносят помехи в работу радиооборудования и оказывают общее негативное влияние на электронику.
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.
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.
Лучше использовать специальную панельку, для размещения на ней микросхемы таймера.
Инструменты и материалы для изготовления беспроводной зарядки
Для изготовления схемы беспроводной зарядки понадобятся:
- стабилизатор напряжения 7805;
Расположение пинов стабилизатора
- диод M4, для схемы приемника;
- конденсаторы – два по 10n, и по одному 100n и 10µ;
- резисторы – 10 Ом и 1 кОм;
- медная, лакированная проволока для антенны – сечением 1 мм и 0,35-0,4 мм.
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.
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.
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.
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.
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.
В обоих случаях обязательна проверка полярности и допустимых токов! Цена упущения – последующая функциональность мобильного устройства.
Модели телефонов, поддерживающие беспроводную зарядку
Собственно говоря, весь топовый сегмент мобильного оборудования от известных производителей обладает приемниками индукционных токов. Среди них аппараты Apple, Blackerry, Sony, Yota, Kyosera, Motorola, LG, Samsung, Asus, Google, HTC, Nokia.
Советы по выбору комплектующих
Многие элементы схемы индуктивного передатчика и приемника тока имеют как российские, так и зарубежные аналоги. К примеру, таймер NE555 можно безболезненно заменить на его полные аналоги (для некоторых необходимо будет проверить калибровку ножек и рабочее напряжение) – 1006ВИ1, 1006ВИ2, AN1555(N), GL555, LB8555(D|P), LM555(CN|N), MC1455(P|P1), NJM555D, RC555, TA7555P, UPC1555(C), UPC617C, KP1006ВИ1(А), KФ1006ВИ1, 142EH6, ICM7555(CBA-T|IPA)), LM555(CM|N), MC1455(D|U|G|P1), NE555(D|M|P|N), TA7555(F|S), UA555(TC(-8)|PC), ECG955M, M51841P.
В качестве полевого транзистора подойдут его варианты MTP50N05, КП723А, MTP50N06V, STP45NE06, STP50N06, MTB50N06V, STB45NF06T4, HUF75329(P3|S3(S)), STP45NF06, STP60NF06, STB60NF06(T4|L|LT4) или близкие по характеристикам.
Диод М4 в приемном контуре – заменяется любым с допустимыми токами 1А/400В. Можно чуть менее мощным, так как сила приходящего питания намного меньше.
Стабилизатор напряжения также можно заменить любым с выходным током 5В. Полные аналоги: L7805CV, MC7805CTG, русский КР142ЕН5А.
Как сделать беспроводную зарядку для телефона?
Содержание
- 1 Как работает беспроводная зарядка для телефона?
- 2 Плюсы и минусы самодельной беспроводной зарядки
- 3 Как сделать беспроводную зарядку своими руками?
- 3.1 Изготовление передатчика
- 3.2 Изготовление приёмника
- 3.3 Подключение элементов
- 4 Беспроводная зарядка своими руками — видео
- 5 Подводим итоги
Продвинутый владелец смартфона, знающий, как делается восстановление данных с флешки или microSD, и умеющий настроить программные приложения так, чтобы они не отнимали слишком много оперативной памяти, скорее всего, слышал и о беспроводной зарядке. Эта технология, как ясно из названия, позволяет восполнять энергию в аккумуляторе, не путаясь в проводах и USB-шнурах. Как сделать устройство для беспроводной зарядки своими руками — попробуем разобраться.
Как работает беспроводная зарядка для телефона?
Принцип действия беспроводной зарядки для телефона или любого другого устройства, работающего от стандартного аккумулятора, можно описать двумя словами: электромагнитная индукция.
В начале XIX века великий французский физик Андре Ампер, вплотную занимавшийся изучением особенностей и законов действия электрического тока, открыл, что вместе с движением электронов возникает другое, напрямую связанное с первым явление: магнитное поле, сила которого, как стало ясно в результате нескольких опытов, связана простым соотношением с силой тока. Чем больше вторая, тем больше первая, и наоборот; как только прекращался ток, исчезало и магнитное поле.
Для того времени этого открытия было более чем достаточно. Век спустя другой гениальный учёный Никола Тесла смог использовать электромагнитную индукцию, естественным образом сопровождающую возникновение токов высокой частоты, для дистанционного питания электрических приборов — что, собственно, и стало теоретической основой для создания беспроводной зарядки.
Вряд ли французский и сербский исследователи в момент открытия думали о зарядке устройств для обмена сообщениями и фотографирования окружающего мира; тем не менее обнаруженные ими взаимосвязи сегодня используются в первую очередь для этого — как крупнейшими производителями, так и домашними умельцами, не желающими тратить деньги на заводское устройство.
Исследования продолжались, и в конце XX века Консорциум беспроводной энергии (Wireless Power Consortium), одна из крупнейших работающих в этой области некоммерческих организаций, создала первый опробованный и полностью рабочий стандарт подзарядки аккумуляторов без использования проводов, названный Qi. Изначально он предназначался для передачи токов малой мощности; позже — средней и большой.
Поскольку и описание технологии, и конкретные требования к устройствам беспроводной зарядки относятся к открытой, предназначенной для свободного использования информацией, пользоваться наработками WPC (так же называется и сам стандарт) может любой желающий — разумеется, без какой-либо гарантии со стороны исследовательского центра.
Важно: в настоящее время разрабатываются методики передачи электрического тока без проводов посредством сети Wi-Fi. Полноценных продуктов на рынке пока не представлено, однако через год или два владельцы мобильных телефонов, возможно, откажутся и от сегодняшних устройств беспроводной зарядки в пользу более практичного и менее опасного для здоровья решения.
Существуют и другие, помимо Qi, стандарты подзарядки аккумуляторов токами средней мощности, однако все они уступают исходному: часть из них — закрытые коммерческие разработки, делающие сборку устройства своими руками невозможной, а другие позволяют получить на выходе более стабильный, но слишком слабый ток, «растягивающий» процесс восполнения энергии на несколько часов — вплоть до суток.
Вне зависимости от изготовителя и модели мобильного аппарата беспроводная зарядка стандарта Qi работает одинаково:
- На медной катушке, подключённой к бытовой электросети со стандартными напряжением и частотой, генерируется мощное магнитное поле.
- Оно передаётся на катушку-приёмник, располагающуюся на расстоянии нескольких сантиметров от первой, и преобразуется посредством дополнительного элемента в электрическую энергию, после чего поступает или на разъём телефона, или непосредственно на контакты аккумулятора.
Совет: изготовление устройства для беспроводной зарядки своими руками связано с определёнными рисками и сложностями, о которых будет рассказано ниже. Чтобы не превратить дорогой смартфон в набор бесполезных деталей, рекомендуется экспериментировать на аппарате попроще — таком, который в случае неудачи не жалко будет выбросить.
Нередки случаи, когда после первой «зарядки» не включается Wi-Fi на телефоне; единственное, что может сделать неудачливый владелец устройства, — обратиться в сервисный центр или ремонтную мастерскую.
Плюсы и минусы самодельной беспроводной зарядки
Устройство для восполнения заряда телефона или планшета без проводов, изготовленное своими руками, при условии соблюдения следующей инструкции и аккуратности домашнего мастера имеет свои достоинства и недостатки. Чтобы понять, имеет ли смысл вообще приступать к сборке, нужно внимательно ознакомиться с первыми и вторыми — и решить, насколько возможность обойтись без шнура компенсирует затраченные время и усилия.
Преимущества самодельной беспроводной зарядки:
- Дешевизна. Если приличное заводское устройство стоит от 40 долларов, то на запчасти, необходимые для сборки передатчика и приёмника своими руками, придётся потратить в минимальной комплектации вдвое меньше. Совсем обойтись без расходов, само собой, не получится: пользователь вынужден будет приобрести медную проволоку, транзистор и диод — с большой вероятностью дома у него их не сыщется.
- Удобство. Зарядка батареи телефона с помощью стандартного проводного устройства всё ещё остаётся самым надёжным и безопасным вариантом, однако многих владельцев мобильных устройств раздражает само наличие шнура. С беспроводной зарядкой, как несложно догадаться, такой проблемы не возникнет — кабель нужен будет только для подключения катушки-передатчика.
- Возможность поэкспериментировать. Если обладателю мобильного телефона не терпится проверить свои навыки намотки и пайки, а просто заменить вышедший из строй разъём в телефоне кажется скучным, самое время приступить к работе — создание беспроводной зарядки поможет занять один-два вечера и гарантированно избавит от скуки.
Недостатки беспроводной зарядки, сделанной своими руками:
- Малая «зона покрытия». Самое лучшее самодельное устройство сможет заряжать телефон, находящийся на расстоянии четырёх-пяти сантиметров от катушки-индуктора. Даже для заводских моделей «диапазон» не превышает двадцати сантиметров — и уже поэтому стандартный зарядник с проводом, имеющим длину до полутора метров, гораздо более удобен.
- Электромагнитные помехи. Это явление действительно существует и, поскольку беспроводная зарядка неминуемо создаёт сильное магнитное поле, негативно сказывается на окружающих устройствах. Конечно, оно не «убьёт» флешку и не приведёт в негодность оптический диск, а вот существенно ухудшить качество звука, выдаваемого чувствительными динамиками, может легко. Кроме того, нельзя исключать индивидуального воздействия на человеческий организм, самым часто проявляющимся признаком которого является головная боль.
- Сложность сборки. Сделать беспроводную зарядку своими руками — это не наклеить защитное стекло: владельцу телефона придётся повозиться, не имея никаких гарантий, что в итоге получится рабочее и безопасное для аппарата устройство. При несоблюдении приведённой ниже инструкции, использовании «неправильных» элементов и просто несчастливой случайности в лучшем случае не будет работать зарядка; в худшем — и сам аппарат.
- Необходимость искать запчасти. Если с приобретением медной проволоки (а стальная не подойдёт) проблем не предвидится, то за транзистором и диодом придётся обращаться в специализированный магазин, а то и выписывать их через Интернет. Пользователь, которого не пугают сложности, может действовать именно так; если же главное — комфорт и безопасность любимого телефона, разумнее будет приобрести беспроводную зарядку от любого производителя.
Важно: поскольку конструкция беспроводной зарядки принципиально проста, «перепаять» приобретённое устройство проще, чем собирать его с нуля.
Как сделать беспроводную зарядку своими руками?
Ниже будет приведена инструкция по изготовлению в домашних условиях самого простого беспроводного зарядного устройства. Оно будет рассчитано на работу только с одним аппаратом, практически не подлежит настройке и представляет определённую опасность для работоспособности мобильного аппарата. Если описанный процесс не удовлетворит обладателя телефона или покажется ему чрезмерно сложным, самым разумным решением будет приобрести заводскую модель — или продолжать пользоваться «проводами».
Для сборки беспроводного зарядника своими руками понадобятся:
- паяльник;
- кусачки для проволоки (можно обойтись ножницами);
- мгновенный или суперклей;
- оправа для проволоки диаметром 50–70 миллиметров;
- резисторы: 10 Ом и 1К — по одной штуке;
- конденсаторы: 10n (две штуки), 100n и 10µ — по одной штуке;
- транзистор IRF-Z44 или аналогичный полевой;
- диод VD1-M4;
- стабилизатор 7805 (5 вольт);
- медная проволока (провод) сечением 1 миллиметр;
- медная проволока (провод) сечением 0,35–0,4 миллиметра;
- блок питания от стандартного зарядного устройства.
Прежде чем приступать к работе, следует внимательно ознакомиться с пошаговыми инструкциями для каждого технологического блока.
Изготовление передатчика
Чтобы сделать передающее устройство, нужно:
- Взять ранее подготовленную оправу, оставить свободный конец 1-миллиметровой проволоки длиной 10–15 миллиметров, а остальную намотать кольцом к кольцу, пока не наберётся 25 витков, время от времени проклеивая суперклеем или другим доступным изолирующим и скрепляющим материалом. Чем быстрее он будет высыхать, тем лучше; особого влияния на силу магнитного поля качество клея не оказывает.
- Пока катушка сохнет, собрать подводящую часть по представленной ниже схеме. Отказываться ради упрощения от сопротивлений не стоит: невозможно предсказать, сколько прослужит такое «неполноценное» устройство и насколько оно будет безопасно для техники.
- Припаять катушку, используя в качестве «плюса» внутренний свободный отрезок, а «минуса» — оставшийся снаружи.
Свёрнутую кольцами проволоку можно поместить в любой футляр или изготовить для неё красивую ёмкость — на качестве работы это никак не отразится. Главное, чтобы катушка-приёмник находилась как можно ближе к передатчику — это требование непременно должно отражаться в конструкции держателя.
Совет: не стоит использовать в качестве блока питания дешёвый зарядник — он с большой вероятностью скоро выйдет из строя, из-за чего владельцу телефона придётся перепаивать часть схемы. Лучше приобрести вариант подороже, возможно — с защитой от скачков напряжения и другими полезными функциями.
Изготовление приёмника
Порядок изготовления приёмника:
- Уже известным образом намотать, как можно компактнее, 30 витков 0,35–0,4-миллиметровой проволоки, не забывая время от времени скреплять «кольца» клеем. Если в качестве материала для катушки используется неизолированная проволока, её следует покрыть защитным лаком и оставить сохнуть.
- Собрать устройство из микродеталей, ориентируясь на схему. Преимущество использования SMD — возможность минимизировать занимаемое внутренней катушкой место, а значит — не менять конструкцию защитного кожуха телефона.
- Подсоединить катушку и скомпоновать детали приёмника, чтобы ни одна из них не «высовывалась» в сторону. При необходимости их также можно покрыть защитным материалом.
- Теперь остаётся последний этап — подключение установки беспроводной зарядки к сети и проверка на мобильном аппарате.
Подключение элементов
Прежде чем включать катушку-передатчик, нужно определить, куда будут подсоединены выходы приёмника. Варианта два:
- непосредственно к аккумулятору — особенно удобно, если перестал функционировать стандартный microUSB-разъём или пользователь планирует «закрыть» его от внешней среды;
- к соответствующему разъёму — тогда заряжать устройство можно будет как от собранной катушки, так и стандартным способом от сети.
В первом случае достаточно продумать, как будет батарея с «довесками» располагаться внутри корпуса, и подсоединить контакты. Во втором владелец устройства должен обратить внимание на два крайних разъёма — обычно левый из них, смотря от основания «трапеции», «плюсовой», а правый — «минусовой».
Устройство готово к работе. Теперь нужно «упаковать» приёмник в корпус, закрыть его крышкой, подключить передатчик к сети и поднести телефон ближе чем на пять сантиметров к катушке-передатчику — если сработал индикатор зарядки, схемотехник-любитель всё сделал правильно. Если нет — следует поискать слабые места сборки, проверить наличие тока и при необходимости перепаять контакты.
Важно: магнитное поле, как любое другое излучение, ослабевает по закону обратных квадратов — чем больше расстояние, тем незаметнее индукция. Чтобы «обезопасить» окружающие приборы, достаточно отставить от них беспроводную зарядку на 20–25 сантиметров — большего отдаления для устройства, собранного своими руками, не требуется.
Беспроводная зарядка своими руками — видео
Подводим итоги
Беспроводное зарядное устройство позволяет восполнять энергию в аккумуляторах телефонов и планшетов, не используя стандартные приспособления. Для сборки катушек потребуются два мотка медной проволоки разного сечения, резисторы, конденсаторы, транзисторы и диоды. Чтобы зарядка началась, необходимо поднести телефон с приёмником к передатчику на расстояние, не превышающее пяти сантиметров.
Сделать беспроводную зарядку для сотового телефона самому довольно просто. Такое зарядное устройство подойдет для любых моделей смартфонов с такой функцией. Если в вашем смартфоне нет такой функции, то как ее туда просто добавить смотрите тут — https://sdelaysam-svoimirukami.ru/6082-kak-nadelit-ljuboj-telefon-funkciej-besprovodnoj-zarjadki.html
Корпус устройства будет полностью изготовлен своими руками из ПВХ трубы.
Понадобится
- Кусок тонкостенной ПВХ трубы.
- Модуль беспроводной зарядки — http://alii.pub/5×4636
- Мини USB — http://alii.pub/5x466v
Изготовление беспроводной зарядки своими руками
Кусок тонкой ПВХ трубы разрезаем вдоль. Разогреваем строительным феном до размягчения.
Распрямляем при помощи прямоугольного металлического или деревянного предмета. Размечаем на получившейся заготовке прямоугольник 10,5х6,5 см и вырезаем ножницами. Необходимо две таких заготовки.
При помощи циркуля размечаем углы под скругление.
Стачиваем углы при помощи наждачной бумаги.
Из тонкого пластика вырезаем полоски сторон.
Загибаем по окружности углов и приклеиваем к основанию при помощи суперклея.
Острым канцелярским ножом делаем прорезь под мини USB. Вклеиваем розетку в корпус.
Приклеиваем катушку модуля беспроводной зарядки ко второй пластиковой заготовке.
Припаиваем контакты от модуля зарядки к разъему мини USB, изолируем термоусадкой.
Закрываем корпус, фиксируем клеем.
Подключаем блок питания 5 В к модулю беспроводной зарядки.
Беспроводная зарядка готова. Теперь, если на нее положить телефон обладающей функцией беспроводной зарядки, то он начнет заряжаться.
Смотрите видео
На чтение 8 мин Просмотров 1.3к. Опубликовано 28.06.2022 Обновлено 15.01.2023
Содержание
- Cхема и принцип работы беспроводной зарядки
- Какой смартфон подойдет для самодельной подзарядки
- Что понадобится для сборки
- Процесс изготовления
- Проверка и первое включение
- Видео
Зарядка телефона без непосредственного подключения к источнику энергии (беспроводная зарядка), имея определенные минусы, все же удобна. Не надо подключать разъем, изнашивая его, а кроме этого, решена проблема совместимости. Сделать беспроводную зарядку своими руками можно в домашних условиях.
Cхема и принцип работы беспроводной зарядки
Принцип действия беспроводной системы зарядки гаджетов основан на явлении электромагнитной индукции. Известно, что если по катушке индуктивности протекает ток, он создает магнитное поле. Если это поле пересекает витки другой катушки, то оно создает магнитный поток. Если поле порождается переменным током, то и магнитный поток будет переменным, а это значит, что во второй катушке возникнет электродвижущая сила (ЭДС), которая может инициировать ток. Этот ток можно использовать для зарядки мобильных устройств.
По этому же принципу устроен и обычный трансформатор. Его отличие – наличие сердечника. Сердечник упорядочивает магнитный поток и увеличивает связь между обмотками. В зарядке сердечника нет, поэтому КПД передачи энергии невысок. Например, из-за того, что часть силовых магнитных линий поля не пересекает витки вторичной катушки (на рисунке обозначено голубыми пунктирными линиями).
На практике беспроводное зарядное устройство оснащается приемной и передающей катушками плоской конструкции. Это позволяет по максимуму использовать первичный магнитный поток, расположив катушки как можно ближе друг к другу.
Для того, чтобы эффективно передавать энергию посредством магнитного поля, в первичной катушке надо создать большие по амплитуде импульсы тока. Для этого служит мощный источник питания. Импульсы формируются с помощью задающего генератора, работающего на частоте несколько десятков или сотен килогерц. Генератор управляет мощным ключом (обычно на полевом транзисторе).
Магнитный поток, созданный первичной катушкой, посредством магнитного поля наводит ЭДС во вторичной (приемной) катушке. Эта ЭДС выпрямляется, фильтруется и стабилизируется. Напряжение подается на аккумулятор для зарядки.
Можно подавать ток, инициированный этой ЭДС непосредственно на аккумулятор телефона или планшета, а можно через штатный контроллер зарядки. В первом случае окончание подзаряда придется отслеживать самостоятельно.
Мнение эксперта
Становой Алексей
Инженер-электроник. Работаю в мастерской по ремонту бытовых приборов. Увлекаюсь схемотехникой.
Задать вопрос
Если ток подается на батарею помимо контроллера, штатный индикатор уровня заряда может показывать неверное значение.
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.
Что понадобится для сборки
В первую очередь понадобится выбрать схему приемной и передающей части. Несмотря на небольшое количество узлов, входящих в систему, исполнение может быть различным. Например, для построения самодельной беспроводной зарядки по схеме, приведенной на рисунке, потребуются:
- микросхема-таймер 555 (NE555, отечественный КР1006ВИ1);
- мощный полевой транзистор IRFZ44 или другой;
- интегральный стабилизатор напряжения на 5 вольт (можно 7805 или 78L05 (второй вариант меньше размерами, это важно), но лучше подобрать какой-нибудь Low Drop с низким падением напряжения между входом и выходом);
- маломощный диод (лучше германиевый или диод Шоттки).
Еще понадобится источник питания постоянного тока на напряжение 5 вольт (например, сетевой адаптер от ненужного гаджета), несколько резисторов и конденсаторов с номиналами, указанными на схеме, а также соединительные провода и материалы для изготовления катушек связи. Из приборов нужен будет мультиметр как минимум, но не помешает и осциллограф. Не обойтись и без паяльника с набором расходников, а также без определенной квалификации и полного понимания процессов, происходящих в устройстве.
В передатчике первичным генератором импульсов служит интегральный таймер, частота следования импульсов задается номиналами резисторов и конденсатора. Чтобы увеличить генерируемую частоту, емкость и (или) сопротивление надо уменьшить и наоборот. Сформированные импульсы управляют ключом, через который напряжение источника 5 VDC подается в передающую катушку, в которой возникают мощные импульсы тока. Посредством магнитного поля в приемной катушке возникает ЭДС. Катушка и первый конденсатор образуют колебательный контур, собственная частота которого равна частоте передатчика. Возникшие в контуре импульсы выпрямляются диодом VD, сглаживаются вторым конденсатором. Выходное напряжение стабилизируется микросхемой 7805 и подается на аккумулятор гаджета.
Рекомендуем ознакомиться: Как разобрать смартфон с несъемным аккумулятором
Процесс изготовления
Начать изготовление самодельного устройства лучше с передающей части. Таймер с обвязкой можно разместить на кусочке монтажной платы, а если есть навыки – можно изготовить печатную плату. Там же надо расположить транзистор, но лучше сразу предусмотреть для него место под небольшой радиатор. В процессе работы ключевой элемент может заметно нагреваться.
Передающую катушку лучше сделать плоской – это лучше с точки зрения КПД передачи энергии. Для ее изготовления потребуется медный провод в лаковой изоляции. Ориентироваться надо на толщину около 1 мм. Чем толще провод, тем меньше потери, но тем больше габариты катушки при том же количестве витков. А их надо намотать около 25. Витки катушки укладывают на плоскость (удобно использовать коробочку для компьютерного компакт-диска) и заливают эпоксидным компаундом (хотя это не обязательно, но заливка придаст конструкции прочность).
При заливке не надо забывать вывести наружу выводы катушки.
Выводы зачищаются и припаиваются согласно схеме. На этом сборка передатчика закончена.
Перед сборкой приемной части надо определить, уместится ли узел внутри телефона или планшета, а если уместится – то как его там расположить и закрепить.
Если возникнут неразрешимые проблемы, можно собрать приемник по упрощенной схеме, но в этом случае имеется недостаток – выходное напряжение не будет стабилизировано. Это может быть вредно для аккумулятора. Лучше добавить к такой схеме стабилитрон (параллельно выходу) на напряжение около 5 вольт, если позволит место.
Катушка приемника содержит те же 25 витков, но более тонкого провода. Его толщина должна быть 0,3..0,4 мм, иначе катушку в корпус не уместить. Конструкция приемной катушки также должна быть плоской.
Подключать выход приемника к аккумулятору или контроллеру зарядки надо после окончания проверки работоспособности самоделки.
Проверка и первое включение
Сначала включается передающая часть. Если при этом отсутствует дым и запах горелой изоляции, значит, первый этап прошел удачно. Далее при наличии осциллографа надо проверить наличие импульсов на передающей катушке. Если осциллографа нет, можно приложить катушку приемной части к включенному передатчику и проверить напряжение на выходе. Если приемник выполнялся по первой схеме, надо подобрать конденсатор колебательного контура так, чтобы напряжение на входе стабилизатора было наибольшим. Потом надо замерить напряжение на выходе приемной части. Если оно равно 5 вольтам для первого варианта приемника или составляет от 3,7 до 5 для второго варианта, можно подключать выход приемной части к телефону или напрямую к аккумулятору и проверять работу зарядки.
Очевидно, что сделать сделать беспроводную зарядку самому не так сложно. Если задача стоит в познавательных целях, то ее решение позволит прокачать навыки электронщика. Если в практических – есть смысл подумать о реальных преимуществах такого устройства перед тем, как приступить к его изготовлению.
Видео
Сборка беспроводной зарядки из обычного ЗУ, без использования транзисторов
Купил себе телефончик с уже встроенным беспроводным модулем заряда, а вот на внешнюю часть денег не осталось. Да и не стоит «фирма» 10-15долл.
Посему был заказан сей модуль с целью порукожопить (люблю я это дело)
Заготовка -обрезок ламината. Обвел тел по контуру и вырезал лобзиком.
Далее фрезером выбрал нишу на глубину катушки (2мм) У кого нет фрезера -аккуратно стамесочкой;)
С другой стороны выбираем паз под плату.
Садим катушку на термопасту -клей. На всяк случай.
Внимание!!! Экспериментальным путем было обнаружено, что наличие любой металлической детали в области катушки вызывает ее сильный нагрев! ( по подобию СВЧ) Поэтому все сделано из дерева;)
С низу поперек корпуса на уровне светодиодов сделал паз для пластины «световода» (можна и леску положить)
Т.к. если зарядка плотно лежит на столе, то не видно идет зарядка или нет.
Далее на ПВА приклеивается днище из бальзы (авиамоделисты знают) можна заменить на резину, кожу и т.п.
Катушку тоже закрываем любым декором.
Вот и все малята.))
Думаю за 3 долл (с учетом трудо-время затрат) конкурентов рукожопству -нет! 
ПС 3х дневные тесты показали… Температура поднималась не выше 40град, Катушка слаботочная максимум, что с нее удалось выжать- 0.8А, с понижением тока заряда в конце. Заряд останавливается на 98%, (но это вопросы уже к плате…)
Да, долго, но так и батарея целее и разьем, да и удобнее… пришел-положил-зарядил;)
UPD После замены Юсби провода на более качественный (тряпичный) и короче, ток заряда вырос до 1,2А.
Добавить в избранное
Понравилось
+54
+88