Беспроводная зарядка своими руками 2 ампера

1Изготовление передатчика зарядки

Именно для таких случаев и придуманы так называемые беспроводные зарядные устройства. Стоят они немало, если речь идёт о действительно качественной зарядке для девайса. Так почему бы не схитрить и не сделать свою собственную? Обойдётся она гораздо дешевле, если ссылаться на материалы для неё

Как понятно по названию, это зарядное устройство передаёт энергию в телефон без всяких лишних проводов, для него не нужна розетка, что значительно упрощает задачу
В любой момент можно достать его из кармана и «подкормить» своего незаменимого «друга». Это очень удобно, как вы могли заметить. Никакой паники и надоедания другим людям с просьбой поделиться зарядкой или подсказать где ближайшая розетка. Все сообщения получены, все важные звонки приняты, проблема решена

Сейчас вы подумаете, что для того, чтобы создать зарядное устройство для своего девайса нужно быть невероятно умным. Но тут, вы не угадали. Итак, беспроводная зарядка. Как её сделать своими руками и не напортачить?

Всего в этом процессе 2 этапа:

Мы изготавливаем передатчик. Без него никак
Собственно, сам приёмник. Должна же энергия куда-то передаваться, верно

Изготовление передатчика:

Для начала нам понадобится оправа. Её диаметр может быть около 8 см, но можно и тот, который выберете вы
Второй предмет, без которого не обойтись, это медная проволока. Её диаметр должен быть около 0.5 мм
Берём нашу проволоку и начинаем наматывать её на вышеупомянутую оправу. Нам нужно сделать 20 витков в одну сторону (в какую пожелаете), и столько же в другую, предварительно сделав отвод
Следующий шаг – транзистор. Без него никуда. Его мы подключаем к отводу и катушке
Аккуратненько скрепляем всё это дело скотчем – изоляцию никто не отменял. Можете использовать изоленту, тоже хорошая вещь
После этого берём адаптер питания (5 Вольт) и подключаем его к контуру

Беспроводная зарядка для телефона: как сделать своими руками

Передатчик готов, половина работы выполнена.

Наиболее популярные модели беспроводных зарядок

Не каждый имеет возможность самостоятельно создать зарядное устройство. На сегодняшний день это не является проблемой, так как в продаже имеется множество модификаций подобных аксессуаров, выпускаемых под разными брендами.

Обзор характеристик наиболее популярных моделей беспроводных зарядок:

прибор Samsung PG920 разработан специально для таких моделей смартфонов, как S6 Edge и Galaxy S6. Имеется также совместимость гаджета с прочими устройствами. Он отличается быстрой зарядкой. Батарея может восполнить емкость до 100% в течение 2 часов;
RAVPower Wireless Charging Pad – это зарядка, являющаяся беспроводной в полном смысле этого слова. Она оснащена мощной батареей на 5 тыс. мА/ч. Такой ресурс достаточен для восполнения емкости аккумулятора нескольких девайсов, имеющих поддержку Qi-стандарта;
Woodpuck FAST Edition Bamboo Qi Wireless Charging Pad – это модель девайса, которая отличается быстротой заряда аккумулятора. Её корпус выполнен из нескольких материалов, одним из которых является бамбук. Прибор не имеет светодиодов, оповещающих о процессе заряда. Их заменяет звуковой сигнал. Благодаря своей уникальности, изделие стоит не дешево. Его цена колеблется в пределах $40. В этой ценовой категории это лучшая зарядка, поддерживающая Qi-стандарт;
Wireless Charger PowerPort Qi Wireless Charging Pad от компании Anker – это надежное беспроводное устройство, имеющее стильный дизайн. Оно оснащено температурным датчиком, защищающим механизм от перегревания в процессе зарядки. Еще одним преимуществом модели является предохранение от перезарядки аккумуляторной батареи. В таком случае происходит экономия электроэнергии, а приспособление переключается в «спящий» режим. Стоимость аксессуара равна примерно $17;
QI Wireless Charger от компании Aukey, выпускающей множество аксессуаров для мобильных устройств, входит в перечень наиболее востребованных беспроводных девайсов. Стоимость этой модели доступна для широкого круга потребителей. Отличительной её чертой стал материал корпуса, защищающий от скольжения;
Tylt Vu отличается от аналогов возможностью взаимодействия со смартфоном в почти вертикальном положении. Это позволяет пользоваться устройством, не прерывая при этом процесса «подпитки». Аксессуар выполнен в форме подставки, на которой может разместиться не только смартфон, но и планшет. Высокая цена гаджета оправдана его современным дизайном и удобством использования;
Qi Wireless Charging Station – это еще один прибор от компании Samsung. Он стоит недорого. Цена колеблется в пределах $12. Процесс зарядки с помощью такого аксессуара длится не так быстро, как, например, в предыдущей модели. Однако компания производитель обладает огромным опытом в выпуске различных устройств, поэтому присутствует доверие к качеству представленной модели;
Nokia DT-903 – модель, отличающаяся своим минимализмом. Она имеет стильную подсветку, а в сочетании со смартфонами линейки Lumia выполняет дополнительные функции. Например, модель DT-903 оснащена датчиком пропущенных звонков и СМС.

Простая технология модификации мобильного телефона «кнопочника»

Чтобы усовершенствовать мобильник, необходимо выполнить ряд простых действий. После обновления гаджета такие проблемы, как выход из строя гнезда для зарядки, путающиеся провода и прочее, станут несущественными.

Для реализации беспроводной зарядки потребуется пара метров медной проволоки тонкого сечения. Проводник необходимо смотать в катушку. Оптимальное количество витков 15 шт. Спираль желательно закрепить посредством клея или двухстороннего скотча, чтобы сохранить её форму. При этом для пайки контактов оставляется несколько сантиметров проволоки. Для соединения с гнездом зарядного устройства применяется импульсный диод и конденсатор, прикрепляемые к разным концам.

С целью создания передающего контура беспроводной зарядки формируются витки размером 1,5 см. Диаметр катушки после скручивания должен составлять 10 см. Оба конца должны быть свободными. Остальная конструкция скрепляется при помощи изоленты или скотча.

Далее наматывается 30 витков более тонкого медного проводника для передатчика. Для замыкания контура применяются транзистор и конденсатор. Положив устройство, оснащённое под крышкой приёмника, в зоне передающего кольца вверх дисплеем, можно добиться беспроводной зарядки телефона.

Беспроводная зарядка для телефона: как сделать своими руками

Видео: как сделать беспроводную зарядку для телефона

Беспроводная зарядка своими руками — новости высоких технологий на 1DriveNews.ru»

Обзоры и статьи о новинках в категориях: авто, бизнес и аналитика, видео игры, гаджеты, железо, загадки энергии, звук и акустика, игровые консоли, интернет, исследования, камеры, компьютеры, космос, медицина, мультимедиа, навигация, наука, ноутбуки, обзоры игр, оружие, особое мнение, периферия, планшеты, пресс-релизы, развлечения, реклама, роботы, слухи, софт, телевизоры, телефоны, технологии, это интересно.

Все, что интересует людей, близких к науке и технике, а также получающих плоды первых двух в виде полезных устройств и гаджетов, мы собираем здесь и выкладываем в доступном виде. Хотите узнать, как образовалась Вселенная или какой смартфон удовлетворит все ваши потребности — заходите и будьте в курсе. Каждый день на сайте появляется интереснейшее чтиво, собираются и анализируются новости и байки из мира виртуальной сети, технологий, космоса, автомобилей — всё, что заставляет планету вращаться, а воображение — работать. Достаточно начать читать любую из статей, и доказано: зачитаетесь!

FAQ

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 работает беспроводная зарядка для телефона

Работа станции для подзарядки без проводов заключается в том, что она пропускает ток через магнитную катушку, сделанную из меди. Ток достаточно быстро меняет свое направление из-за того, что он колеблется. В связи с этим создается локальное магнитное поле, часто меняющее полярность. Сила магнитного поля зависит от силы тока: чем сильнее ток, тем сильнее поле.

Внутри устройства, которое принимает заряд, находится такая же катушка. Когда эти два устройства находятся рядом друг с другом, магнитное поле начинает индуцировать электрический ток внутри катушки. Ток через выпрямитель, обеспечивающий требования батареи, передается и начинает работать, заряжая гаджет.

Беспроводная зарядка для телефона: как сделать своими руками

Магнитно-индукционные станции

Такие беспроводные станции передают энергию на расстоянии 1 см, используя ток силой 100-357 кГц. У магнитно-индукционных станций есть одна особенность: не получится зарядить устройство, которое сделано из металла, так как магнитное поле не сможет пройти.

Использование такого устройства возможно только на устройствах, задняя панель которых изготовлена из стекла или пластика, также стоит снимать чехол, чтобы он не мешал процессу.

Магнитно-резонансные станции

Этот стандарт беспроводной станции работает на расстоянии 4-5 см и передает ток с частотой до 6,78 МГц. В данном случае используют две катушки, которые находятся не напротив друг друга. По такому принципу работают гаджеты, имеющие стандарт Rezence или AIrFuel.

Rezence. Этот тип разрабатывается с 2012 года. Благодаря увеличению расстояния зарядки его считают более удобным, в сравнении с магнитно-индукционными станциями.
AirFuel. Данное устройство можно спрятать под любую поверхность и работать одновременно с разными устройствами. Однако, оно еще не вышло в массовое производство.

О режиме заряда

Заряд батареи в любом гаджете происходит под управлением специального контроллера, который вначале определяет, насколько аккумулятор разряжен. Если более чем на 75%, то сразу подается усиленный ток быстрого (форсированного) заряда, равный примерно току 3-часового разряда, если зарядное устройство его обеспечивает. Нет – от зарядки берется ток, который она способна дать при падении напряжения на выходе до 5 В. Поэтому многие устройства от USB портов заряжаются долго, т.к. стандартный выход питания USB 5 В 350 мА.

После того, как батарея зарядится прим. до 25% емкости, ток заряда плавно снижается до величины небольшого формирующего (дозарядного) тока, пока аккумулятор на будет «накачан» прим. на 75%. Формирование батареи небольшим током позволяет избежать электродеградации электролита, также уменьшающей ресурс аккумулятора. Формирующий ток равен прим. току 12-часового разряда батареи.

Наконец, когда батарея зарядится полностью, контроллер некоторое минимально необходимое время пропускает через нее совсем крохотный ток содержания для профилактики химической деградации электролита, и только тогда подает сигнал об окончании заряда. Поэтому держать гаджет с исправным и правильно выполненным контроллером побольше времени на заряде ничуть не вредно, наоборот. У автора есть старый телефон Motorola W220. Ради опыта он все время на заряде, кроме как когда с ним нужно выходить из дому. За более чем 10 лет пользования батарея заметно емкости не потеряла: прописанные в паспорте телефона 4 суток «спячки» и 4 часа непрерывного разговора не уменьшились. А другим пользователям той же модели пришлось уже менять полностью истощившийся аккумулятор.

Стандарт Qi

Беспроводная передача энергии была интересна многим сферам человеческой жизни, но долгое время не выходила за стены лабораторий. Уже в нынешнем столетии компании, которые занимаются разработкой потребительской электроники (планшеты, смартфоны), стали проявлять инициативы по созданию беспроводных зарядок. Огромный вклад внес Консорциум беспроводной электромагнитной энергии (Wireless Power Consortium), разработавший стандарт Qi («Ци») для малых токов.

Спецификация стандарта была бесплатна и доступна, поэтому очень скоро стала применяться в портативной технике. Спустя три года Qi обзавелся спецификацией для средних токов. Есть и другие стандарты, но они сложнее Qi, да и менее распространены. Совсем недавно, в 2015 году, ученые Вашингтонского университета выяснили, что энергия может передаваться посредством сетей Wi—Fi. Ждем, когда смартфон будет заряжаться, подключившись к роутеру.

Простая технология модификации мобильного телефона «кнопочника»

Беспроводная зарядка для телефона: как сделать своими руками

Что такое беспроводная зарядка

В 1894 году была разработана индукционная система питания для электромобиля, но из-за большой популярности двигателя внутреннего сгорания эту технологию быстро забыли. В 1970-х годах ученые стали предлагать инновационные способы для передачи энергии с помощью индукции. И только в начале 90-х годов зарядные устройства на основе индуктивного питания начали использоваться.

В платформе установлена одна индукционная катушка, которая отвечает за прием и передачу тока. Такая же катушка находится в смартфоне, поэтому если положить смартфон на платформу, то катушки начинают взаимодействовать и заряжать его.

Такой стандарт зарядного устройства называется WPC, но чаще его называют просто Qi. Получается так, что магнитное поле захватывает обе катушки и благодаря этому заряжает батарею гаджета.

Беспроводная зарядка для телефона: как сделать своими руками

Метод передачи индукционной мощности – это способ беспроводной передачи энергии, путем использования электромагнитной индукции.

Преимущества и недостатки беспроводной зарядки

Самым главным преимуществом беспроводной станции является то, что она очень удобна в использовании. Пользователю просто необходимо положить гаджет на платформу, и он начнет заряжаться. Также, благодаря тому, что отсутствует необходимость использования проводов, гнездо для подключения кабеля в телефоне не изнашивается и телефон проработает дольше.

Ну а минусом может стать то, что устройство будет заряжаться немного дольше. Также в то время, когда телефон подключен к беспроводной станции, владелец не сможет полноценно им пользоваться.

Как сделать беспроводную зарядку для телефона своими руками

Индукционное зарядное устройство своими руками Материалы 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.

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.

Если гаджет без WPC

Обязательных требований к приемной катушке WPC всего 2: количество витков 25 и диаметр провода, рассчитанный на ток от 0,35 А с учетом скин-эффекта на частоте до 30 МГц. Практически – от 0,35 мм по меди (без изоляции). Толще, когда свободного места в корпусе хватает, только лучше будет. Конфигурация – любая по месту расположения. Особой аккуратности изготовления не требуется (поз. 1 на рис.), но нужно, чтобы отношение наибольшего поперечного размера к наименьшему не превышало 1,5, иначе КПД приемника упадет и заряд затянется.

Беспроводная зарядка для телефона: как сделать своими руками

Беспроводные зарядные устройства стандарта WPC

Если зарядка делается для старого толстенького телефона или для планшета без WPC, катушка размещается в корпусе гаджета. Небольшой изгиб по месту (поз. 2) на свойства приемника не повлияет. Вдруг внутри места мало (нужно ведь еще куда-то приткнуть электронные компоненты приемника), придется делать плоскую катушку «как фирменная», поз. 4. Укладывать провод в плоскую спираль удобно на скотче, уложенном на подложку клеящей стороной вверх. Чтобы липучка на заворачивалась и не ползла, ее по краям фиксируют полосками того же скотча, наложенными клеем вниз. На скотч налепляют круглую бобышку диаметром ок. 1 см и укладывают вокруг нее витки, придавливая провод к липучке. Когда уложено витков сколько надо, бобышку отлепляют, готовую катушку прокапывают для фиксации витков суперклеем или нитролаком, поз. 3, и снимают вместе со скотчем; его излишки обрезаются.

Источник

По своей сути, беспроводная зарядка это обычный трансформатор с первичной (зарядник или подставка) и вторичной (телефон или смартфон) обмоткой. Но, в обычном трансформаторе используется магнитопровод (металлические пластины с высокой магнитной проницаемостью) который повышает КПД трансформатора. В нашем случае, для того чтобы повысить КПД зарядки, увеличена частота тока и обмотки взаимодействуют на частоте значительно больше 50 герц. Частота на которой работает зарядник может быть от десятков килогерц до нескольких мегагерц.

WPC (Wireless Power Consortium) отраслевой стандарт для беспроводных зарядников

Технология WPC — это перспективное направление, многие современные гаджеты (умные часы, фитнес браслеты, блютуз гарнитуры) так и просят общее зарядное устройство без проводов. WPC пока не является международным стандартом, у каждого производителя свои разработки и характеристики, но в основной массе, можно считать их взаимозаменяемыми.
Для успешной передачи энергии индукцией приемник должен обладать свойством поглощать в себя ЭлектроМагнитное Поле (ЭМП), находиться как можно ближе к передатчику и быть определенным образом ориентирован относительно него. В итоге результирующее ЭМП концентрируется в малой области между передатчиком и приемником.

При изготовлении беспроводного зарядного устройства не стоит пренебрегать безопасностью устройства и придерживаться рекомендаций.

Самодельный беспроводной зарядник делается по схеме блокинг — генератора, см. рис.:

Шаблоны печатных катушек генератора беспроводного зарядного устройства

Мы будем делать зарядку с автогенератором гармонических колебаний по допотопной схеме со слабой индуктивной связью. Она вышла из употребления в промышленной аппаратуре еще в 20-х годах прошлого века, как только были придуманы генераторы на трехточках, индуктивной и емкостной, как раз из-за очень острой реакции на нагрузку, но нам-то этого и надо!
А прочие недостатки генератора со слабой связью или устраняются современной элементной базой и схемотехникой, или не фатальны. Так, в начале форсированного заряда потребляемая мощность достигает 25 Вт, так что нужен отдельный источник питания. Но средняя долговременная постоянно включенной при еженощном заряде планшета с батареей на 3500 мА/ч не превышает 8 Вт, и за месяц такая зарядка «намотает» аж 5,75 кВт/ч.
Но прежде всего займемся передающей катушкой, т.к. данная схема чувствительна также к параметрам и качеству частонозадающих узлов.

Элементы R1, VD1, VT1, VT2, C1, R2, VD2 и L1 составляют схему индикации заряда. Если коэффициент передачи тока β VT1 более 80, то VT2 исключается, а движок R2 подключают к базе VT1. Конденсатор С3 обязательно пленочный; Еще лучше – старый бумажный, т.к. на нем рассеивается существенная реактивная мощность.

Для наладки генератора (безопасность чего-то стоит, ничего не поделаешь) придется также наспех делать приемную катушку, см. выше. Пользоваться зарядкой по назначению можно только, когда генератор налажен, зато потом она работает стабильнее и безопаснее для гаджета, чем зарядка на блокинге. Поэтому с такой зарядкой можно использовать любые гаджеты: она рассчитана на 2 ампера зарядного тока и более. Но старый телефон с батареей на 450 мА/ч возьмет от нее не больше, чем «пропишет» контроллер вследствие той же острой реакции на нагрузку.

Материалы по теме:

PoE свитч из обычного своими руками

Что нужно знать о PoE перед переделкой свитча
Разные бывают задачи в IT и решения приходится искать часто нестандартные… Простой пример, необходимо установить IP видеокамеру с питанием PoE на…

Сациви из курицы в мультиварке — Рецепты для мультиварки

Данная конструкция может использоваться для беспроводной зарядки сотовых телефонов и других мобильных устройств или там, где нужно провести электрический кабель, но из-за каких то факторов это почти не возможно. Такая система позволяет на выходе второй катушки получать ток до 100 миллиампер, однако возможно увеличение выходного тока, если в схеме использовать более мощные полевые транзисторы, в видеоролике применен биполярный отечественный транзистор.

Схема самодельной беспроводной зарядки максимально проста, состоит из одного транзистора, резистора и самих катушек. Катушек две — передающая и приемная. Тем не менее, несмотря на простоту, она почти полностью повторяет схемотехнику промышленных индуктивных зарядных устройств, имеющихся в продаже.

Питанием служит зарядное устройство для мобильного телефона, с выходным напряжением 6 вольт и током 400 миллиампер. Транзистор при долговременном включении греется, поэтому желательно использовать теплоотвод. Сама схема передающей части комплекта из себя представляет простейший блокинг — генератор. Это позволяет передать ток на расстояние до 5 см, с выходным током порядка 0,1А.

Для > схемы нужно повысить мощность генератора, например поднять питание или использовать полевые транзисторы серии IRL3705 или аналогичные. Передающий контур в обеих случаях содержит 24 витка с отводом от середины, провод с диаметром 0,5 — 1мм. Базовый резистор — на 100 Ом с мощностью 1 ватт для полевого транзистора и 0,5 ватт для биполярного.

Приемная катушка мотается исходя от требований, её нужно мотать экспериментируя с витками. Также следует подобрать диаметр провода второго контура, в зависимости от нужной величины тока. Для зарядки мобильного телефона второй контур должен содержать 20 витков провода с диаметром 0,5 мм, но на выходе контур должен быть дополнен стабилитроном на 6 вольт, выпрямительным диодом и фильтрационным конденсатором.

Вообще в схеме допустимо использовать буквально любые подходящие по мощности и току биполярные транзисторы прямой или обратной проводимости. Если использован транзистор прямой проводимости, то нужно изменить полярность питания. Основой конструкции могут быть пластиковые коробочки от CD дисков. Автор статьи — АКА.

Обсудить статью БЕСПРОВОДНАЯ ЗАРЯДКА ДЛЯ ТЕЛЕФОНА

Для того чтобы оснастить любимый смартфон флагманской функцией беспроводной зарядки, потребуется не так много.

Во-первых, база, она же зарядник. Чаще всего выполняется в виде небольшой круглой площадки с выходом для зарядного устройства. Для эксперимента возьмём безымянную модель с приятной синей подсветкой. Работает от блока питания 5 В, 2 А (обычный USB), питается через стандартный microUSB-порт. На выходе устройство даёт ток с параметрами 5 В, 1 А, что достаточно для зарядки большинства девайсов даже в рабочем режиме.

Второй необходимый элемент модернизации — антенна, при помощи которой и происходит зарядка смартфона на расстоянии. Обычно расстояние это минимально, кстати говоря, но удобство использования без проводов для кого-то может оказаться значительным. Например, базу можно встроить в приборную панель автомобиля или положить на комод возле кровати: пришёл, положил, лёг спать. И никаких поисков проводов.

На рынке представлена масса самых разных универсальных антенн для смартфонов. Подойдут они и для другой техники, но здесь нужно подумать над размещением. Антенна (у нас — безымянный китайский экземпляр) представляет собой катушку с платой, спрятанные в бумажном подобии конвертика. Из него выходит провод со штекером microUSB, хотя при желании его можно перепаять на любой другой. Стоит обратить внимание: катушка работает только в одном положении по отношению к заряднику. Поскольку кабель для соединения со смартфоном плоский, может потребоваться вскрытие пакетика и переворот катушки для работы антенны (как в нашем случае). Катушка должна быть направлена открытой стороной в сторону зарядного устройства.

Внимание: на зарядной базе указаны необходимые параметры блока питания (в случае с использованной — 5 В, 2 А). Их нужно обеспечить. При меньшей силе тока зарядка будет происходить очень медленно. Возможно, для адекватной работы потребуется заменить шнур из комплекта зарядного устройства, поскольку не каждый USB-провод может пропустить через себя полноценные 2 А. Как видите,

Приветствуем вас, уважаемые читатели. В сегодняшней статье поговорим об актуальной нынче технологии – беспроводной зарядке для телефонов. Наверняка вы слышали, как брендовые компании акцентирует на ней внимание, представляя очередное портативное устройство с его поддержкой. Не желая тратить «кровные», многие остаются со старым мобильником, не переставая мечтая опробовать беспроводную зарядку.

Беспроводная зарядка своими руками – очень простое и достаточно быстрое решение. Читайте инструкцию и смотрите видео. Интересно, да? Тогда давайте по порядку. Но обязательно почитайте совет в конце статьи!

Что-то новое? Нет, давно известное «старое»

Впервые увидев беспроводную зарядку, я подумал, что производители сделали прорыв, открыв какую-то новую технологию. Благо есть Интернет, который поведал мне правду. На самом деле, появления беспроводной передачи энергии стало возможным благодаря открытию закона Андре Мари Ампером, который доказал, что электрический ток производит магнитное поле.

А случилось это, на минуточку, почти 200 лет назад. В последующие годы ряд ученых подтвердили существование электромагнитных волн, а Никола Тесла посвятил годы своей жизни изучению возможности передачи энергии на расстоянии. Посредством электромагнитной индукции физик сумел на расстоянии зажечь лампу накаливания.

Стандарт Qi

Конечно же, беспроводная передача энергии была интересна многим сферам человеческой жизни, но долгое время не выходила за стены лабораторий. Уже в нынешнем столетии компании, которые занимаются разработкой потребительской электроники (планшеты, смартфоны), стали проявлять инициативы по созданию беспроводных зарядок. Огромный вклад внес Консорциум беспроводной электромагнитной энергии (Wireless Power Consortium), разработавший стандарт Qi
(«Ци») для малых токов.

Спецификация стандарта была бесплатна и доступна, поэтому очень скоро стала применяться в портативной технике. Спустя три года Qi
обзавелся спецификацией для средних токов. Есть и другие стандарты, но они сложнее Qi
, да и менее распространены. Совсем недавно, в 2015 году, ученые Вашингтонского университета выяснили, что энергия может передаваться посредством сетей Wi
–Fi
. Ждем, когда смартфон будет заряжаться, подключившись к роутеру.

Принцип работы беспроводной зарядки по стандарту Qi

Ну, уже из названия устройства становится понятно, что для передачи энергии гаджету не требуется подключения проводов. Принцип работы очень прост. Зарядное устройство получает встроенную катушку (медную), которая берет на себя роль создателя и передатчика электромагнитного поля уже на катушку-приемник, уложенной в смартфоне (может быть над батареей или задней крышкой). Электромагнитное излучение возникает в момент, когда мобильный телефон с приемником оказывается в непосредственной близости с передатчиком (обычно около 4 сантиметров). Затем за дело берутся конденсаторы и выпрямитель (маломощный полупроводниковый диод), которые и обеспечивают аккумулятор энергией.

Значит, я смогу сделать беспроводную зарядку своими руками?

Да, для этого даже не нужно особых познаний в электрике. Тем более что уже до нас энтузиасты провели подобные эксперименты, выложив подробные инструкции и схемы для сборки беспроводной зарядки своими руками. Если все нужные компоненты окажутся под руками, то создание простейшей беспроводной зарядки не займет и часа. Однако рекомендуем для начала потренироваться на старых «кнопочниках, а не бежать «изобретать» зарядку для новенького iPhone
. Например, вы можете собрать такую штуку для своей Nokia
, у которой отвалилось гнездо зарядки, реанимировав ее таким образом. Итак, приступим.

Инструкция: как сделать беспроводную зарядку для телефона своими руками

Весь процесс можно поделить на две части: изготовление передатчика и приемника. Первый компонент получится отдельным устройством, а второй будет установлен в телефон.

Схема беспроводной зарядки очень проста, состоит из двух катушек (передатчик и приемник), а также транзистора и резистора.

Устройство передатчика:

Для начала берем оправу, диаметр которой должен быть 7-10 сантиметров, но можно и другой – на ваше усмотрение.
Теперь потребуется медная проволока диаметром 0,5 мм. Ее-то мы и наматываем на оправу. Необходимо сделать 20 витков, затем сделать отвод и скрутить еще 20 витков в обратную сторону.
Понадобится транзистор. Использовать можно любой, хоть полярный, хоть биполярный – особой разницы нет. Если есть прямой проводимости, то придется изменить полярность. Транзистор подключается к концу катушки и отводу.
Скрепляем получившуюся конструкцию скотчем или другим типом изоляции. Дабы все выглядело «солидно», можно использовать коробки из под DVD
или CD
-диска. Некоторые умельцы даже заморачиваются, вырезая, так скажем, корпуса из дерева.
Для обеспечения питания можно использовать стандартный адаптер питания напряжением на 5 Вольт, который подключается к контуру.
Все, устройство, которое будет передавать электричество, готово.

Теперь переходим к изготовлению приемника:

Если изготовление передатчика занимает считанные минуты, то с приемником придется попотеть. Для начала придется сделать катушку, но уже плоскую. Понадобится медная проволока, но диаметром поменьше – 0.3-0.4 мм. Потребуется сделать 25 витков. Для удобства советую воспользоваться какой-нибудь подкладкой, например куском пластика. Постепенно витки укрепляем при помощи суперклея, чтобы конструкция не развалилась – придется мотать заново. По окончании работы необходимо аккуратно оторвать приемник от пластмассы, на которой его сматывали.
Теперь подключаем наш приемник к аккумулятору через высокочастотный кремниевый диод, например SS14. Катушка должна оказаться на верхней части батареи, ближе к крышке. Для стабилизации напряжения следует использовать конденсатор.
Подключать приемник можно либо к разъему зарядки, либо напрямую к батарее. Последний вариант отлично подойдет пользователям, у которых «умер» порт подзарядки.
Все, закрываем заднюю крышку, чтобы не сдвинуть катушку.

Для многих пользователей, я думаю, лишним не будет видео о том, как сделать своими руками беспроводную зарядку. Поэтому, вот, держите:

На этом беспроводное зарядное устройство, сделанное своими руками, готово. Для начала использования достаточно положить телефон на передатчик. К сегодняшнему дню в Сети скопился уже ни один десяток инструкций по сборке беспроводных зарядок. Принцип примерно одинаков, но энтузиасты продолжают совершенствовать это устройство, внося что-то свое. Правда, новичкам лучше потренироваться для начала на самом простом варианте, представленном в инструкции, чтобы не пришлось нести телефон в ремонт.

Подойдет для любого устройства

Самый главный плюс беспроводной зарядки, сделанной своими руками – возможность изготовить практически для любого устройства: смартфона, обычного телефона, фотоаппарата, радиоприемника и так далее. Принцип питания всех этих гаджетов похож, поэтому и зарядка происходит по одному сценарию.

Правда, настоятельно не рекомендую пытаться изготовить беспроводную зарядку своими руками для дорогих смартфонов. Во-первых, придется разбирать корпус, чтобы подключить катушку приемника, так как современные модели часто выполнены неразборными (не получится просто снять крышку). Во-вторых, рискуете, перепутав что-либо, испортить устройство, особенно это касается новичков. В-третьих, большинство современных смартфонов поддерживает беспроводную зарядку с завода или обеспечивается другими производителями.

Минусы беспроводной зарядки, сделанной своими руками

оно вам надо?

Плавно мы подошли к очень важному моменту – минусам самодельных беспроводных зарядок. Да, возможность сделать без лишних затрат интересное и полезное устройство – здорово, но не будем забывать о рисках, на которые вы идете.

Ошибки во время изготовления в лучшем случае приведут к тому, что беспроводная зарядка работать не будет, в худшем – работать не будет телефон.
Не рассчитывайте на то, что смартфон будет быстро заряжаться. Даже заводские беспроводные зарядки все еще отстают от обычных ЗУ по скорости зарядки, что уж говорить о сделанных своими руками.
Не думаю, что у каждого дома лежит моток проволоки, диод и пару транзисторов. Вам придется все это купить, потратив сумму, сопоставимую с той, что требуется для покупки готового, пусть и китайского, устройства.

Что можно добавить? Беспроводная зарядка своими руками – скорее способ наглядно посмотреть на принцип работы электромагнитного поля. Чтобы собрать действительно стоящее и красивое устройство, потребуется потратить немало времени, да и средств. Выгоднее заказать готовый комплект, не тратя время на обмотку контура. Конечно, если вы любитель создавать что-нибудь необычное своими руками, то обязательно займитесь разработкой «своего» беспроводного зарядного устройства.

Фото: Koolpad Qi

А что делать тем, кто не хочет тратить время на сборку беспроводной зарядки своими руками? Все просто – заказываем готовый комплект, который более-менее качественно уже собран на заводе. Стоимость, как правило, не превышает 300 рублей, а комплект уже включает и передатчик, и приемник. Продаются беспроводные зарядки в магазинах электроники, но выгоднее заказывать с китайских интернет-магазинов.

Заметьте, что многие современные смартфоны оснащаются производителем ресивером (приемником). Поэтому владельцам этих моделей не нужно ничего докупать (в исключительных случаях продавцы могут не включить док-станцию (передатчик) в комплект). Список таких устройств довольно обширный:

Samsung
(Note
5, S6 / S6 Duos и последующие модели)
Google Nexus 4/5/6/7
LG G3 и новые флагманы
Blackberry 8900
Nokia Lumia (810-930)
Yotaphone 2

В список попали самые распространенные модели, но далеко не все. К тому же регулярно он дополняется новыми устройствами. Чтобы понять, поддерживает ли ваш смартфон беспроводную зарядку, найдите обозначение «Qi
» в характеристиках модели. Информация также обязана присутствовать на сайте производителя.

Мой смартфон не получил поддержки беспроводной зарядки

Если ваше устройство не получило встроенный ресивер, не спешите расстраиваться – китайские «друзья» позаботились о пользователях, выпустив как специальные для определенных моделей, так и универсальные приемники. Про первый тип, думаю, все понятно. Обычно, на них указывается, для какой модели смартфона предназначен. А вот второй вид ресиверов более интересен. Подобные приемники не привязаны к определенному смартфону, поэтому могут быть установлены почти в любой. Однако следует учитывать, что и универсальные приемники делятся на несколько классов:

Пленка со специальными контактами. Крепится под крышку телефона, не влияя на функциональность. Устройство должно иметь контакты около аккумулятора для ее установки. Главный плюс – остается свободным гнездо зарядки.
Apple-ресивер. Этот тип предназначен для устройств «яблочной» компании с разъемом Lightning, то есть всех актуальных моделей.
Android
-ресивер. Предназначен для смартфонов с microUSB
-разъемом. Так как Android
-смартфонов в изобилии, а производитель как хочет (и куда хочет) выносит гнездо зарядки, то следует смотреть по конкретной модели. Как правило, microUSB
располагается на нижнем или верхнем торце, имеет тип «А» (разъем в виде правильной трапеции, если смотреть на смартфон экраном кверху), «В» (неправильная трапеция) или «С» (овальный).

Док-станция (передатчик) особой роли не играет – можно использовать даже не из одного комплекта или совершенно другой формы. Поэтому ресивер и площадку для зарядки можно покупать по отдельности, что поможет еще немного сэкономить.

Помимо ресиверов, которые необходимо крепить на крышку или прятать под нее, в продаже имеются чехлы со встроенным приемником. Конечно же, они не универсальны, поэтому для каждого смартфона не подберешь. Да и выглядят они не самым лучшим образом. Как бы то ни было, многих все же может заинтересовать такой вид.

Модели беспроводных готовых зарядок

Итак, мы подошли к покупке беспроводного зарядного устройства на китайских интернет-сайтах. Можно, конечно, пойти в магазин электроники, где продаются более качественные модели, но придется существенно переплатить. Поэтому идем на один из магазинов в Интернете, где ищем что-то наподобие «универсальные беспроводные зарядки». Здесь вас встретит куча моделей. Дальше у вас несколько вариантов:

Покупка полного комплекта. В этом случае вы получаете и ресивер (приемник), и площадку для зарядки. При получении останется только все подключить.
Покупка деталей по отдельности. Возможно, у вас уже есть приемник, а док-станция сломалась (или наоборот). Чтобы не тратить деньги, можно заказать только необходимое.
Покупка компонентов для самостоятельной сборки. Некоторые продавцы предоставляют основу (катушки, платы, транзисторы и т.д.), чтобы пользователь сумел собрать, что душе угодно.

Популярных компаний не выделишь, так как продавцы их даже не указывают. А если и указан производитель, то наименование абсолютно не о чем не говорит (какая-то китайская фирма). Да и заморачиваться с поиском хорошего производителя глупо – стоимость беспроводной зарядки, как правило, смешная. Плюс ко всему, отзывы покупателей свидетельствуют, что процент брака довольно низкий.

Содержание

Случаются ситуации, когда мобильный гаджет почти отключился, а родной зарядки под рукой нет или отсутствует электричество. Тогда некоторые знания помогут решить эту проблему: новое изобретение – беспроводная зарядка, изготовить ее можно и своими руками. Она удобна в использовании, даже если автозарядки поблизости нет.

Можно ли сделать зарядное устройство своими руками

Ответ на этот вопрос положительный. Изготовить его может любой, кто имеет элементарные представления о свойствах проводов и тока. Перед тем как соорудить подобную конструкцию своими руками, нужно позаботиться о наличии всех материалов – диода и медной проволоки. В качестве корпуса может служить любая коробка из пластика, например, от CD диска. Понадобятся и транзисторы (биполярные или любые другие), желательно полевые – они сделают зарядку аккумулятора более быстрой. Все остальные инструменты есть в каждой квартире, включая клей и ножницы.

Как работает беспроводная зарядка

Принцип работы такого типа зарядки основан на индукции, свойстве катушки передавать электрический ток при контакте с приемником. При подключении к любому источнику питания устройство становится очагом перпендикулярного магнитного поля. Если расположить две катушки недалеко друг от друга, одну из них при этом подключить к любому источнику питания, во второй появится напряжение определенной силы и энергия для мобильника. Данный эффект возможен, если эти две катушки никак не соприкасаются друг с другом. Беспроводная зарядка своими руками – реальность.

Как сделать зарядку для телефона

Изготовить портативное беспроводное зарядное устройство своими руками сможет почти каждый, соблюдая инструкцию. Весь процесс состоит из двух частей: изготовление передатчика (внутренняя часть) и приемника (внешняя часть). Первая из них является отдельной, вторая же устанавливается в телефон. Удобство такого решения в том, что зарядку можно всегда взять с собой.

Устройство передатчика:

Заранее необходимо подготовить оправу с диаметром от 7 до 10 см. На нее намотать около 40 витков проволоки (исключительно медной, диаметр которой 0,5 мм), не забыв сделать отвод посредине после 20 кругов. Для этого провод скрутить, сделать отвод и продолжить обмотку.
Подключить транзистор абсолютно любого номинала к концу катушки и к отводу. Если при этом используется устройство прямой проводимости, то при подключении необходимо изменить полярность.
Установить в пластиковую коробку из-под диска или любую другую. Закрыть.
Устройство, передающее электричество, готово.

Устройство приемника:

В отличие от передатчика, имеет плоский вид. Состоит из 25 витков, при этом проволоку нужно брать немного тоньше, в диапазоне 0,3-0,4 мм. Постепенно приемник нужно укреплять суперклеем.
Контур отделить от пластмассовой основы, на которую был намотан, используя при этом нож.
Подключить его через диод (лучше всего подойдет высокочастотный кремниевый) и прикрепить к аккумулятору сверху. Для стабилизации напряжения используется конденсатор.
Соединить с разъемом зарядки. В некоторых случаях это можно сделать напрямую с аккумулятором, однако датчик наполненности батарейки не будет работать.
Закрыть заднюю крышку мобильника. Приемное устройство готово.

Чтобы воспользоваться зарядкой, мобильный телефон нужно просто положить сверху на передатчик. При этом нужно следить за датчиком на экране смартфона. Есть и другая схема этого устройства с использованием усилителя напряжения и резистором. Такая беспроводная зарядка своими руками тоже может реанимировать мобильник без электричества, но ее рекомендуется использовать только опытным мастерам.

Источник

Явление электромагнитной индукции наблюдалось еще до Фарадея, но великий Майкл первым нашел ему объяснение и попытался передать электрическую силу на расстояние путем индукции. В настоящее время передача электроэнергии на небольшие расстояния на повышенных частотах без проводов все более распространяется; таким образом заряжают уже автомобильные аккумуляторы обычных машин и даже тяговые батареи электромобилей. Как следствие, беспроводная зарядка своими руками – запрос, весьма востребованный любителями мастерить. Подогревает интерес к теме то, что производители беспроводных зарядных устройств цену на них назначают от души, а приемники электроэнергии с возможностью беспроводного питания стоят непропорционально дорого по сравнению с однотипными проводными собратьями.

Беспроводные зарядные устройства для телефонов и смартфонов

Беспроводная зарядка для телефона очень удобна: не надо возиться с проводами и штекером, особенно на ночь глядя, когда глаза уже слипаются. Кроме того, телефоны, смартфоны и планшеты становятся все тоньше. В целом это неплохо, но разъем заряда, который должен пропускать ток до 2А, стал до того хлипким, что может сломаться от неловкого движения или выйти из строя, чуть окислятся контакты. А без проводов – просто положил аппарат (гаджет) на зарядку, он и заряжается.

В индукционном буме зарядки для гаджетов стоят особняком, уж больно горячая развернулась вокруг них полемика. Одни считают беспроводные зарядки едва ли не порождением адских сил: мол, там зашито что-то, зомбирующее пользователя на активное восприятие определенных религиозных, коммерческих или политических тенденций, а заодно губящее его здоровье. Другие наоборот, отождествляют электромагнитное поле (ЭМП) зарядки чуть ли не мистической силой Ци, гарантирующей владельцу восходящую реинкарнацию. Истина в данном случае лежит не посередине, а совсем в стороне, поэтому целью настоящей статьи является дать информацию о следующем:

Как, будучи, что называется, ни в зуб ногой и не желая утруждаться всякими там премудростями, при покупке точно выбрать беспроводную зарядку действительно безвредную и безопасную. Сила Ци – это уже вопрос чистой веры. Ее бытие, как и любого другого еще чего-то вездесущего, всеведущего и всемогущего, доводами разума не доказуемо и не опровергаемо.
Принцип действия и устройство зарядных устройств стандарта WPC для гаджетов.
Как правильно заряжать аккумулятор телефона, смартфона, планшета.
Способы передачи электроэнергии на расстояние без проводов.
Факторы вредности и опасности, связанные с использованием беспроводных зарядных устройств.
Возможно ли и как переделать на стандарт WPC старый мобильный телефон.
Как собрать беспроводную зарядку в домашних условиях, пригодную для любых гаджетов стандарта WPC и совершенно безопасную, уложившись не более чем в $10 на компоненты.

Как выбрать безвредную зарядку

Эйнштейн сказал однажды: «Если ученый не способен объяснить пятилетнему ребенку, чем он занимается, то он или безумец, или шарлатан». Сила Ци силой Ци, но все действительные наши достижения основаны на объективном, не зависящем от субъекта, знании. Допустим, привезли мы к себе домой амазонского дикаря, есть там еще такие. Подвели его к телевизору и сказали: «Если ты вот эту штуку, вилку, воткнешь сюда, в розетку, и нажмешь вот тут, то вот здесь появится картинка, а отсюда пойдет звук». Если дикарь сделает все как сказано, телевизор включится, картинка появится, звук пойдет, хотя дикарь об электричестве и электронике понятия не имеет, а грозу считает расстройством пищеварения у своих богов. Так и полный, как говорится, чайник, может выбрать для своего гаджета беспроводную зарядку, которой можно пользоваться без опасений:

Убеждаемся, что на аппарате есть значок соответствия стандарту WPC (см. ниже);
Просим показать зарядку: там, кроме индикатора включения Power или I/O, должен быть индикатор заряда Charge или обозначенный таким же, как на гаджете, значком;
просим включить. Power должен светиться, а Charge нет;
Кладем на зарядку гаджет – Charge должен засветиться, а дисплей гаджета показать заряд;
Приподнимаем гаджет не более чем на 3 см над площадкой зарядки – Charge должен погаснуть, а дисплей показать прекращение заряда.

Такой беспроводной зарядкой можно безопасно пользоваться в быту, если она расположена не ближе 1,5-2 м от мест длительного пребывания людей (кровать, рабочий стол, любимый диван перед телевизором). В детской держать включенную беспроводную зарядку нельзя, в т.ч. и описанную далее, которая может стоять постоянно включенной на тумбочке у взрослой кровати.

Что такое WPC

WPC аббревиатура от Wireless Power Consortium, это название компании, впервые выбросившей на рынок беспроводные зарядки. Технология WPC ничего нового и тем более сверхъестественного собой не представляет; составные части зарядки WPC и принцип ее действия показаны на рис. На передаче электроэнергии индукцией действует и всем знакомый трансформатор на железе. Особенность WPC в том, что рабочая частота повышена до десятков кГц или даже МГц; это позволяет разнести первичную и вторичную обмотки на некоторое расстояние и обойтись без ферромагнитного сердечника, т.к. плотность потока энергии (ППЭ) ЭМП растет с частотой; также с ростом частоты увеличиваются технические возможности сконцентрировать ЭМП в ограниченной области. Но вместе с тем с частотой растет и биологическое действие ЭМП, отчего маленькая и слабенькая беспроводная зарядка может оказаться опаснее промышленной установки индукционного нагрева.

Состав и принцип действия беспроводного зарядного устройства стандарта WPC

Примечание: WPC пока стандарт, по нашему говоря, отраслевой; международными соглашениями он еще не оформлен. Поэтому техданные гаджетов с WPC, особенно альтернативных производителей, могут отличаться, чтобы заряжались от только от «своей» зарядки. Если делать беспроводную зарядку своими руками, нужно дать конструкционный запас и технологическую возможность доработать передатчик под конкретный аппарат, см. далее.

Устройства, рассчитанные на подзарядку по системе WPC, обозначаются специальным значком (поз. 1 на рис.). Он означает, что в аппарате есть приемная катушка из 25 витков и преобразователь ВЧ переменного тока в постоянный. Ряд гаджетов выпускается в исполнении с WPC или без. Тогда индукционный приемник выполняется или «внаброс» и располагается под крышкой аккумулятора(поз. 2), или модульным, поз. 3. В любом случае под приемник WPC предусматривается разъем (поз. 4), или прижимные контакты, куда и следует подключать самодельный приемник при доработке гаджета под WPC. Полярность определяется мультитестером при подключенной проводной зарядке, т.к. контакты беспроводной зарядки запараллелены с таковыми обычной.

Беспроводные зарядные устройства стандарта WPC

Примечание: подключать приемник WPC непосредственно к аккумулятору ни в коем случае нельзя! В лучшем случае дорогая батарея скоро выйдет из строя, т.к. в устройстве она заряжается особым образом, см. ниже. А современные литиевые аккумуляторы большой емкости от заряда прямо на клеммы могут просто взорваться!

В некоторых гаджетах приемник WPC прячут под крышкой, для снятия которой требуется частичная разборка устройства, поз. 5. Так или иначе, но, если у вашей модели без WPC поиском в интернете обнаруживается «близнец» с беспроводной зарядкой, то и полость под приемник у вашей найдется: выпускать различные детали корпуса было бы слишком накладно. Это существенно упрощает доработку гаджета под WPC, но нужно убедиться, что данная модель выпускается и в том, и в том варианте.

О режиме заряда

Форсированный заряд призван устранить поляризацию электродов батареи, которая вызывает т. наз. гистерезис. Емкость «гистерезисной» батареи непрерывно падает, а ее ресурс оказывается много меньше заявленного. Быстрый заряд током меньше 3-часового полностью гистерезис не устраняет, и батарея скоро садится. Как следствие – зарядка для смартфона или планшета должна обеспечивать ток заряда более 1,5 А, т.к. в «умных» гаджетах батареи на 1800-4500 мА/ч, т.е. их 3-часовой разрядный ток составит 0,9-1,5 А.

Индукция или излучение?

Индукция

Передача электрической мощности на расстояние происходит посредством электромагнитного поля (ЭМП), в котором запасена определенная энергия. Для индукционной передачи энергии необходим, кроме передатчика, еще и приемник, не обязательно электронный. Им может быть, напр., алюминиевая кастрюля, в металле которой ЭМП передатчика наводит вихревые токи Фуко, греющие посуду. Наведенные в приемнике токи создают свое ЭПМ, взаимодействующее с ЭМП передатчика. В результате образуется общее ЭМП между передатчиком и приемником, которое и передает мощность от первого к последнему. Отсюда первая характерная особенность индукционной передачи энергии – влияние приемника на режим работы передатчика, т. наз. реакция источника на нагрузку.

Примечание: ЭМП при индукционном способе передачи энергии особенно сильно концентрируется у системы источник-приемник при наличии там ферромагнитных материалов. Пример – электрический трансформатор на железе или, повышенной частоты, на ферритовом сердечнике.

Передачу мощности индукцией целесообразно вести на частотах пониже, т.к. ЭМП высокой частоты (ВЧ) не проникает вглубь проводников, это т.наз. поверхностный эффект или скин-эффект, и с увеличением частоту растут потери энергии на излучение. Плотность потока энергии ЭМП (ППЭ ЭМП) на низких частотах невелика, т.к. энергия ЭМП в заданном объеме от источника определенной интенсивности зависит от частоты.

Второе, для успешной передачи энергии индукцией приемник должен обладать свойством «втягивать» в себя ЭМП, находиться как можно ближе к передатчику и быть определенным образом ориентирован относительно него. В итоге результирующее ЭМП концентрируется в малой области между передатчиком и приемником; потери на излучение, т.е. «уход» ЭМП на сторону, в системах индукционной передачи мощности являются паразитными и с ними всячески борются. Поэтому индукционная плита мощностью до 3-4 кВт в общем не опаснее ТЭНа чайника: она уже сконструирована так, чтобы не «терять» ЭМП, а без подходящей варочной посуды просто не разовьет полную мощность вследствие реакции источника.

Излучение

Первое отличие передачи мощности излучением от индукционной – ЭМП «отрывается», «уходит» от источника, теряя связь с ним, т.е. излучается. Если, к примеру, дать импульс боевым лазером в космос, а затем выключить или уничтожить источник, то пакет колебаний ЭМП будет нестись и нестись в мировом пространстве, пока не наткнется на преграду и не будет поглощен ею или не рассеется в среде распространения. Следствие – при передаче мощности излучением реакция источника на приемник отсутствует. Следствие второго порядка – также отсутствует способность ЭМП самопроизвольно концентрироваться, т.к. излучение само по себе стремится «расползтись» в стороны; чтобы собрать его в заданной области, нужны специальные конструктивно-технические меры. В отличие от индукционного способа наличие ферромагнетиков в зоне действия передатчика уменьшает коэффициент передачи мощности, т.к. ферромагнетики «тянут» к себе ЭМП, которое должно попасть в приемник.

Эффективность передачи энергии излучением ЭМП зависит от частоты его колебаний, т.к. подкачки поля передатчиком «по требованию» нет. Что «закачано» в излученный пакет, то там и будет. Добавить энергии потребителю возможно, только продолжив излучение. Другая особенность – наиболее эффективно примет в себя поток мощности ЭМП материал не проводящий, а наоборот, поглощающий энергию ЭМП; эти свойства используются в микроволновых печах. Поглотителем энергии ЭМП способен быть и длинный изолированный проводник определенной конфигурации (напр., скрученный в спираль), представляющий собой в таком случае приемную антенну.

То и другое

Ради удовлетворения требований минимальных массогабаритов и отсутствия посторонних ферромагнетиков вблизи радиотракта гаджета разработчикам WPC пришлось увеличить рабочую частоту системы; ведь и в планшетах стоят приемопередатчики для работы в среде Wi-Fi. В результате WPC обрела способность работать как на индукции, так и излучением. Эта особенность позволяет в принципе увеличить дальность действия WPC до нескольких метров, чем и пользуются некоторые любители. Подобные энтузиасты, видимо, или вовсе не знают о биологическом действии ЭМП, или сознательно такие сведения игнорируют.

Сказать в данном случае «проблемы индейцев – это проблемы индейцев» нельзя, т.к. «индейцами» могут оказаться посторонние, несведущие и непричастные люди, напр., соседи за стеной или собственные дети. Прежде чем браться за изготовление беспроводной зарядки, нужно разобраться, в каких обстоятельствах она будет вредной или опасной и как этого избежать.

Однако вполне определенный промежуточный вывод можно сделать уже – беспроводную зарядку нужно выбирать при покупке (см. выше) или делать только индукционную и самопроизвольно, без дополнительной автоматики, переходящую без приемника на зарядной площадке в дежурный режим с мощностью генератора, сниженной до безопасного уровня. Оно, конечно, вовсе удобно, когда телефон валяется где попало в комнате и все равно заряжается, но здоровье – сами понимаете.

Примечание: делать зарядку с генератором, выключающимся без телефона на заряде, смысла нет. Ведь тогда для зарядки гаджета ее придется включать, что сводит удобство беспроводного заряда практически на нет. Беспроводную зарядку нужно делать с очень резкой, как говорят, острой, реакцией генератора на приемник. Также нет смысла встраивать в зарядку механический или оптодатчик наличия гаджета, он может сработать от чего-то на него похожего, но не вынуждающего генератор уменьшать мощность.

Факторы вредности и опасности

Действие ЭМП на живые организмы также зависит от частоты его колебаний. В общем оно с частотой монотонно возрастает прим. до 120-150 МГц, а затем наблюдаются всплески и провалы. В одном из них, приходящемся на видимый свет, мы приспособились жить в ходе эволюции; в одном из других около 2900 МГц работают микроволновки. Но микроволновый провал биоактивности ЭМП неглубокий, иначе оно не поглотится продуктами, лишь бы технически было возможно и не очень сложно заэкранировать печь от излучения ЭМП наружу. Поэтому, если вы соберетесь самостоятельно делать ремонт микроволновки, нужно точно знать, как она устроена, работает, что там можно, что допустимо делать и чего нельзя, чтобы СВЧ не просифонило наружу, и знать, как определить в домашних условиях, не сифонит ли микроволновая печь. Но вернемся к теме.

С частотой растет также ППЭ ЭМП, поэтому нормы его уровня привязаны к ППЭ. Кроме того, индивидуальная чувствительность к ППЭ ЭМП колеблется в очень широких пределах, прим. в 1000 раз. В странах с откровенно-жлобским трудовым и социальным законодательством приняты допустимые уровни ППЭ до чудовищных величин вплоть до 1 (Вт*с)/кв. м. Подход в данном случае: при найме ты был предупрежден? Допмедстраховку тебе оплачивают? Повышенную за вредность пенсию через 10 (15, 20) лет гарантируют? Остальное – проблемы индейцев.

В ППЭ такого уровня человек непосредственно ощущает действие ЭМП: тяжесть в голове, нежное тепло, идущее из глубины тела. Нежное, но чрезвычайно опасное: это свидетельство начавшегося плазмолиза клеток, отчего они могут претерпеть злокачественное перерождение. «Аппарат на полшестого» еще на самое страшное последствие «подхвата зайчика» ППЭ ЭМП.

В СССР действовала другая крайность – 1 (мкВт*с)/кв. м, т.е. в миллион раз меньше. Воздействие такого ППЭ на самого чувствительного субъекта не скажется ни немедленно, ни в отдаленной перспективе. Каждый гражданин, точнее, подданный, «совдепии» фактически был собственностью государства, но оно же и гарантировало ему жизнь, здоровье и безопасность. По крайней мере, формально.

Рыночной экономике такая перестраховка окажется непосильной, да в теперешнем засоренном эфире и технически вряд ли осуществимой. Поэтому общепринятая норма уровня ППЭ ЭМП на сегодня промежуточная – 1 (мВт*с)/кв. м. Такой ППЭ, влияющий постоянно и долго, непременно даст отдаленные последствия, но регулярное нахождение в нем не более определенного времени в сутки среднему человеку безвредно и безопасно. Чрезмерно чувствительные отсеиваются медосвидетельствованием при найме, а последствия случайных отклонений уже возможно компенсировать, не перенапрягая соцфонды. Тоже, конечно, жлобский подход, рак на пенсии лечить вместо отдыха удовольствие не великое, но хотя бы в пределах разумного. Поэтому мы будем считать беспроводную зарядку потенциально опасной, если она в радиусе прикосновения (ок. 0,5 м) создает ППЭ ЭМП 1 (мВт*с)/кв. м и более.

Расчет безопасности

Поверим рекламе и купим «супер-пупер» зарядку с питанием от USB (потребляемая мощность – 1,75 Вт), действующую в радиусе 20 см (0,2 м). КПД блогинг-генератора (см. далее) такой мощности на полевом транзисторе ок. 0,8; в эфир без гаджета, лежащего на площадке, уйдет 1,4 Вт. Площадь сферы радиусом 0,2 м – 0,0335 кв. м. ППЭ на ней составит 2,8/0,0335 =41,8 (Вт*с)/кв. м(!). Величина ППЭ обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника. На каком же в данном случае она упадет до допустимой 1 (мВт*с)/кв. м? Расчет элементарен: берем корень квадратный из отношения реальной ППЭ к допустимой, и умножаем результат на начальный радиус 0,2 м, т.е. делим на 5; получим… 20,4 м! Вот чего стоят уверения производителей в безопасности изделий. Заодно с силой Ци.

Оговорка выше насчет гаджета на площадке не случайна. В таком случае заряд на частотах, длины волн которых много больше зазора между излучателем и аппаратом, будет индукционным, если приемник для него пригоден. Приемная катушка гаджета как индукционный приемник пригодна однозначно. Зазор в 3 см (см. выше) даст частоту 10 ГГц, которую генератор точно не способен выработать; реально зазор еще меньше. Так что предварительный вывод подтвержден: наша зарядка должна быть только и только индукционной. ППЭ ЭМП в зазоре между индуктором и аппаратом тогда будет еще в разы больше, но это уже не опасно, т.к. ЭМП само собой стянется к приемной катушке, диаметр которой ок. 5 см. На расстоянии от нее втрое большем (точнее, в e раз, e=2,718281828…) наличие ЭМП может быть зафиксировано уже только чувствительным детектором, но расчетом «на пальцах» тут не обойдешься, для вывода нужно использовать средства математической физики.

Примечание: «идти на беспредел» по уверениям в безопасности производителям беспроводных зарядок дает возможность то, что стандарт WPC не международный. Можно ссылаться на нормы ППЭ страны, где идет производство. Или той, где фирма зарегистрирована, а там нормирования ППЭ может вовсе не быть, остались еще кое-где такие гособоразования.

Об автозарядках

Из расчета выше следует, что беспроводные автомобильные зарядки опасны однозначно: их радиус действия доходит до 1 м. Этих бы маркетологов в такой ППЭ пожизненно… или хотя бы то тех пор, пока не ощутят у себя «аппарат на полшестого»… В оправдание приводится относительная кратковременность воздействия и необходимость уберечь от повреждения дорогой гаджет из-за того, что он на шнурке под прикуривателем болтается. Но не умнее было бы просто удлинить шнур, чтобы гаджет мог лежать в в бардачке или другом удобном месте? Вести машину с телефоном в руке все равно рискованно, а кое-где за это могут и штрафануть не слабо.

Если гаджет без WPC

Беспроводные зарядные устройства стандарта WPC

Делаем зарядку

Генераторы самодельных беспроводных зарядок и частично фабричных собираются по схеме блокинг-генератора, или просто блокинга, см. рис.:

Генератор беспроводного зарядного устройства по схеме блокинг-генератора

Ее достоинства – простота, «дубовость» (не требует настроечных работ, абсолютно повторяема, работает в широком диапазоне напряжений питания) и высокий КПД. Недопустимый недостаток согласно нашим условиям – почти полное отсутствие реакции на нагрузку: чтобы сделать индуктор на блокинге чувствительным к гаджету, нужна довольно сложная дополнительная автоматика; хорошие фирменные зарядки ею и снабжаются. Также серьезный недостаток блокинга – он генерирует короткие узкие импульсы с очень широким спектром, что сильно осложняет борьбу с паразитным излучением. Которое опаснее основного, т.к. его составляющие тянутся по частоте очень высоко. Известны также случаи повреждения гаджетов излишне мощной зарядкой с блокингом: если подносить аппарат к площадке плавно, все нормально, а если швырнуть туда резко, то контроллер заряда выходит из строя.

Мы будем делать зарядку с автогенератором гармонических колебаний по допотопной схеме со слабой индуктивной связью. Она вышла из употребления в промышленной аппаратуре еще в 20-х годах прошлого века, как только были придуманы генераторы на трехточках, индуктивной и емкостной, как раз из-за очень острой реакции на нагрузку, но нам-то этого и надо! А прочие недостатки генератора со слабой связью или устраняются современной элементной базой и схемотехникой, или не фатальны. Так, в начале форсированного заряда потребляемая мощность достигает 25 Вт, так что нужен отдельный источник питания. Но средняя долговременная постоянно включенной при еженощном заряде планшета с батареей на 3500 мА/ч не превышает 8 Вт, и за месяц такая зарядка «намотает» аж 5,75 кВт/ч.

Но прежде всего займемся передающей катушкой, т.к. данная схема чувствительна также к параметрам и качеству частотозадающих узлов. Для наладки генератора (безопасность чего-то стоит, ничего не поделаешь) придется также наспех делать приемную катушку, см. выше. Пользоваться зарядкой по назначению можно только, когда генератор налажен, зато потом она работает стабильнее и безопаснее для гаджета, чем зарядка на блокинге. Поэтому с такой зарядкой можно использовать любые гаджеты: она рассчитана на 2 ампера зарядного тока и более. Но старый телефон с батареей на 450 мА/ч возьмет от нее не больше, чем «пропишет» контроллер вследствие той же острой реакции на нагрузку.

Передающая катушка

Чертежи катушек генератора со слабой индуктивной связью даны на рис. ниже.:

Шаблоны печатных катушек генератора беспроводного зарядного устройства

Слева – контурная L2 (см. далее); справа – катушка обратной связи L3 (в середине) и катушка цепи индикации заряда L1. Вытравливаются они на пластине из 2-стороннего фольгированного стеклотекстолита 100х100 мм толщиной 1,5 мм по т. наз. лазерно-утюжной технологии ЛУТ. Ничего сложного в ней нет, придумка и название любительские. ЛУТ позволяет в домашних условиях делать печатные платы не хуже фирменных, таблички с надписями, контурные рисунки, узорные панно и т.п., см. видео ниже:

Видео: лазерно-утюжная технология

В дополнение к нему можно сказать, что заготовку для ЛУТ лучше всего зачищать обычным школьным ластиком. Затем ошметки с меди смываются ватным тампоном или белой чистой х/б ветошью, обильно смоченной 96% спиртом или нитрорастворителем, и тут же, пока поверхность влажная, протираются насухо микрофибровой салфеткой для чистки стекол очков. На подготовленную таким образом поверхность прочно ложится тонер любого лазерного принтера и даже струйного с шаблона на подходящей (держащей, но не впитывающей чернила) основе.

Примечание: не смущайтесь шириной дорожек на чертеже (0,75 мм у контурной катушки). Допустимая плотность тока в пленочном проводнике на подложке в разы больше, чем в круглом проводе, а скин-эффект слабее. Так, дорожка на печатной плате шириной 10 мм и толщиной 0,05 мм без проблем держит ток в 20 А, и это далеко не предел. Дорожки катушки обратной связи двойной ширины нужны, т.к. в процессе наладки понадобится перепаивать отвод на ней. Вообще же ЛУТ позволяет получать дорожки шириной до 0,15-0,2 мм.

Схемотехника

Схема беспроводного зарядного устройства на генераторе с индуктивной связью дана на рис: слева передатчик; справа приемник. Особенности ее, во-первых, мощный активный элемент VT3. Им может быть только усилительный полевой транзистор. У генератора на биполярном транзисторе будет низкий КПД, а мощные полевые ключи серий IRF, IRFZ, IRL из компьютерных БП или систем электронного зажигания в активном режиме не работают.

Схема беспроводной зарядки для всех гаджетов

Второе – цепь автосмещения VD3 C3. У мощных усилительных полевиков начальный ток стока может достигать 100-200 мА и более. Без запирающего потенциала на затвор генератор возможно будет настроить только на мощность или дежурный режим, но не на то и другое, причем ППЭ от индуктора в радиусе прикосновения наверняка превзойдет допустимую величину. Но формировать автосмещение включением резистора в цепь истока, как в цепь катода в ламповых усилителях, тоже нельзя: генератор не выйдет на полную мощность, т.к. с нарастанием тока истока будет расти по абсолютной величине и смещение. Поэтому цепь смещения выполнена нелинейной на диодах: на малых мощностях оно увеличивается сообразно току истока, что обеспечивает мягкий запуск генератора и его безопасность для любых гаджетов, а когда диоды войдут в насыщение, смещение становится близким к фиксированному и позволит генератору «раскачаться на полную». Цепь смещения подбирается в процессе наладки из мощных выпрямительных диффузионных ВЧ диодов (структура PiN, КД213, КД2997) и диодов Шоттки (структура SMD) на ток от 6 А. Напряжение насыщения первых в диапазоне токов 0,7-5 А меняется в пределах 1-1,4 В; вторых – 0,4-0,6 В.

Приемник данной зарядки также имеет особенности. Первая – двухполупериодное выпрямление принятого тока, т.к. колебания гармонические. Применению данного устройства для заряда гаджетов со встроенной WPC это не препятствует, т.к. в них принятый ток выпрямляется тоже диодным мостом для лучшего использования излучения индуктора. Вторая – параллельно накопительному электролитическому конденсатору C4 подключен керамический C5. У «электролитов» большая собственная индуктивность и значительный тангенс угла диэлектрических потерь tgδ, что за рабочих частотах уменьшает КПД заряда. Шунтирование «электролита» «керамикой» уменьшает время заряда прим. на 7%. Для планшета с батареей на 3500 мА/ч это составит ок. получаса. Согласитесь, иногда существенно.

Наконец, диод VD8. Он защищает контроллер заряда гаджета, если его уложат на индуктор подключенным к проводной зарядке. Мало ли что в голову взбредет. Может, кому-то покажется, что от двойной подпитки аппарат зарядится быстрее. Контроллер заряда все равно не пустит в батарею ток больше положенного, но сам такого издевательства может не выдержать. Если подобная ситуация исключена, то и VD8 исключается; тогда VD7 нужен на напряжение 5,6 В. Его рабочий ток указан с большим запасом, т.к. максимальный ток заряда через него никогда не проходит вследствие острой реакции на нагрузку генератора. Практически – ставьте любой маломощный из хлама на нужное напряжение. Держит – ну и пусть держит. Греется – ставим помощнее и подороже; в котроллере заряда есть и собственная защита от перенапряжения.

Примечание: без VD7 выпрямленное напряжение будет максимально допустимым в WPC 7,2 В, что позволяет заряжать хитрые «альтернативные» гаджеты. Его можно уменьшить, перепаяв вывод горячего конца L2 (см. ниже) ближе к центру катушки, но не более чем на 6-7 витков.

Налаживание

Наладка генератора начинается с установки его тока покоя Iп без возбуждения. Для этого L3 отключают, а затвор VT3 соединяют с общим проводом (поз. 1 на рис.), т.е. формируют нулевое смещение. Далее, подбирая цепочку VD3, выставляют Iп в указанных пределах. Если ток стока при нулевом смещении оказался менее 50 мА, Iп можно задать 15-20 мА, генератор станет экономичнее и безопаснее. Вдруг начальный ток стока меньше 40 мА, еще лучше, тогда С3 и VD3 не нужны.

Налаживание беспроводной зарядки для всех гаджетов поэтапно

Следующий этап – фазирование обмоток. Для этого понадобится пробник из приемной катушки (см. выше) с подключенной к ней лампочкой накаливания, поз. 2. Схему генератора восстанавливают, включают, и кладут на L2 пробник. Лампочка должна загореться. Нет – меняют местами выводы L2 или L3. Фазировать катушки нужно так, чтобы на затвор VT3 пришелся горячий (дальний от центра) конец L3, поз. 3. На этом же этапе замеряют и записывают рабочий ток потребления Iр , поз. 4.

Теперь нужно выставить безопасный дежурный ток генератора Iд; излучаемая мощность в дежурном режиме упадет пропорционально квадрату отношения рабочего тока к дежурному. Iд выставляют перепайкой горячего вывода L3 в указанных на поз. 5 пределах поближе к минимальному значению. Возврат на мощность проверяют, кладя на L2 пробник. Установка Iд процедура довольно муторная. Чтобы ее не затягивать и не напаяться до отслоения дорожки, действуйте по след. инструкции:

L3 уменьшают наполовину (поз. 6);
Iд оказался мал, или пробник не показывает возврата на мощность – возвращаем половину отброшенных витков, поз. 7;
Iд еще велик – отбрасываем половину от оставшейся половины L3, поз. 8;
ситуация по п. 2 – возвращаем половину отброшенных по п. 3 витков, но не половину из всех отброшенных, поз. 9;
при необходимости продолжаем настройку, следуя тому же алгоритму.

Таким образом, действуя методом итерации, установка Iд отнимает совсем немного времени.

Осталось настроить схему индикации заряда. Для этого собирают приемник, нагруженный на резистор такой величины, чтобы ток заряда был меньше формирующего, но больше тока содержания, поз. 10. Движок R2 ставят в нижнее положение, приемник кладут на L2. Вращая движок, добиваются свечения VD1. Приемник убирают, смотрят, погас ли VD1. Нет – движок очень плавно и осторожно крутят обратно до погасания VD1.

Конструкция

Дальнейшего сокращения времени заряда и улучшения параметров безопасности устройства возможно добиться, направив поток энергии от индуктора столбом вверх, этот прием используется в некоторых фирменных беспроводных зарядках. Такие можно распознать по индуктору, обведенному кольцом, если только шибко умные альтернативщики не прилепили его просто так, для продаж.

На самом деле направленность излучения создается экранированием индуктора с тыльной стороны. Для этого генератор помещают в открытый сверху корпус из тонкой, не более 0,25 мм, жести. Если высота корпуса по эстетике безразлична, в нем же размещают источник питания генератора. В таком случае он должен быть с трансформатором промышленной частоты на железе: помехи от вплотную расположенного ИБП собьют настройку генератора.

Конструкция индуктора (передатчика) беспроводной зарядки

Сталь нужна для магнитного экранирования помимо электрического, а ее малая толщина для предотвращения потерь на вихревые токи. С этой же целью в боковинах корпуса делают частые тонкие вертикальные прорези, а днище выполняют перфорированным в шахматном порядке, см. рис. Идеальный вариант – стенки и днище корпуса из мелкоячеистой стальной сетки. Крышка – любой радиопрозрачный пластик без наполнителя: стекло, акрил, стеклотекстолит, фторопаст, ПЭТ, ПЭ, полипропилен, полистирол. Вариант – бесцветный прозрачный акриловый или нитролак в 4-5 слоев, но не краска или эмаль. Внешнее оформление может быть любым. Именно с таком исполнении беспроводную зарядку для телефона, смартфона, планшета можно держать постоянно включенной на прикроватной тумбочке. Хотя в современном донельзя замусоренном эфире от любых известных источников ЭМП лучше все-таки держаться подальше.

***

Загрузка…

Вывести все материалы с меткой:

техника

Источник

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.

Источник

Беспроводная зарядка своими руками 2 ампера

1Изготовление передатчика зарядки

Наиболее популярные модели беспроводных зарядок

Простая технология модификации мобильного телефона «кнопочника»

Видео: как сделать беспроводную зарядку для телефона

Беспроводная зарядка своими руками — новости высоких технологий на 1DriveNews.ru»

FAQ

Как называется беспроводная зарядка для телефона?

Как работает беспроводная зарядка?

Какие телефоны поддерживают беспроводные зарядки?

Как узнать, поддерживает телефон беспроводную зарядку или нет?

Как заряжать беспроводную зарядку

Как работает беспроводная зарядка для телефона

Магнитно-индукционные станции

Магнитно-резонансные станции

О режиме заряда

Стандарт Qi

Простая технология модификации мобильного телефона «кнопочника»

Что такое беспроводная зарядка

Преимущества и недостатки беспроводной зарядки

Как сделать беспроводную зарядку для телефона своими руками

Индукционное зарядное устройство своими руками Материалы и инструменты

Из чего состоит традиционное зарядное устройство

Делаем передатчик (генератор) своими руками: описание схемы

Делаем своими руками катушку

Собираем всё вместе своими руками

Приёмник

О недостатках беспроводной системы зарядки

Если гаджет без WPC

WPC (Wireless Power Consortium) отраслевой стандарт для беспроводных зарядников

Материалы по теме:

Что-то новое? Нет, давно известное «старое»

Стандарт Qi

Принцип работы беспроводной зарядки по стандарту Qi

Значит, я смогу сделать беспроводную зарядку своими руками?

Инструкция: как сделать беспроводную зарядку для телефона своими руками

Устройство передатчика:

Теперь переходим к изготовлению приемника:

Подойдет для любого устройства

Минусы беспроводной зарядки, сделанной своими руками

Мой смартфон не получил поддержки беспроводной зарядки

Модели беспроводных готовых зарядок

Можно ли сделать зарядное устройство своими руками

Как работает беспроводная зарядка

Как сделать зарядку для телефона

Как выбрать безвредную зарядку

Что такое WPC

О режиме заряда

Индукция или излучение?

Индукция

Излучение

То и другое

Факторы вредности и опасности

Расчет безопасности

Об автозарядках

Если гаджет без WPC

Делаем зарядку

Передающая катушка

Видео: лазерно-утюжная технология

Схемотехника

Налаживание

Конструкция

Как работает беспроводная зарядка для телефона?

Плюсы и минусы самодельной беспроводной зарядки

Как сделать беспроводную зарядку своими руками?

Изготовление передатчика

Изготовление приёмника

Подключение элементов

Беспроводная зарядка своими руками — видео

Подводим итоги

Добавить комментарий Отменить ответ