Беспроводная зарядка для телефона своими руками

В перспективе они крайне невыгодны малому бизнесу

Допустим, в недалёком будущем производители зарядок произведут революцию и выпустят Qi-зарядку с мощностью в 60 Ватт без недостатков.

Предположим, что вы — владелец уютного кафе и не отстаёте от технологических тенденций. Заботясь о посетителях, вы закупили сотню дорогостоящих зарядок и разместили по парочке у каждого столика.

Предположим, в самые «рыбные» дни в полностью заполненном кафе сидит около сотни человек. Каждый второй решил подзарядить смартфон. Люди в восторге, а вы покорно платите за три дополнительных киловатта потреблённой энергии.

Это лишь наглядный пример, который можно масштабировать до бесконечности.

Преимущества беспроводной зарядки – влияние на аккумулятор

Трудно поверить, что внедрение технологии беспроводной зарядки в смартфоне было продиктовано только желанием производителя добавить ещё один момент в спецификации и возможным повышением цен. Должны быть преимущества, которые могут убедить потенциальных пользователей, а любые проблемы должны быть легко дискредитированы. Мы уже говорили о влиянии на здоровье человека. Это ещё не всё.

Смартфон также имеет своё здоровье, может быть, только с технологической точки зрения, но износ оборудования – это явление, которое имеет место. В этом случае большинство вопросов касаются батареи и срока её службы.

Производители уверяют нас, что электроника, сопровождающая технологию беспроводной зарядки, как и в случае проводной зарядки, гарантирует, что батарея не будет повреждена. Но, во время зарядки смартфон и аккумулятор нагреваются, что может ухудшить его качество и сократить количество доступных циклов зарядки.

Повышение температуры аккумулятора неизбежно зависит от техники зарядки. Источником проблем в случае беспроводной зарядки может быть неправильное выравнивание зарядных катушек зарядного устройства и смартфона. Чем больше неравномерность, тем дольше сохраняется повышенная температура батареи по сравнению с проводной зарядкой. В этом рассуждении есть определенное «но».

Во время проводной зарядки, особенно с помощью быстрого зарядного устройства (а такие всё чаще добавляются в комплекты), смартфон нагревается даже больше, чем при использовании беспроводной зарядки. И, как мы уже упоминали, производители сегодня противодействуют эффектам неточной юстировки смартфона и зарядного устройства. Тем не менее, давайте примем к сведению следующий принцип.

Не используйте смартфон во время зарядки!

Также считается, что потери от нагрева менее значительны, чем последствия интенсивного использования смартфона после начала зарядки. Такое поведение крайне не рекомендуется, потому что батарея нагревается дополнительно. В случае проводной зарядки мы особенно подвержены этой привычке. Во время работы беспроводного зарядного устройства смартфон не должен подвергаться воздействию источников тепла, таких как солнечный свет.

Кроме того, благодаря беспроводной зарядке мы можем выработать привычку заряжать батарею при любой возможности. Тогда легче поддерживать уровень заряда выше 50%, что положительно влияет на срок службы батареи, в отличие от частой разрядки на 85% и более. Это несомненное преимущество, которое может перевесить любую неопределенность в отношении технологий.

Беспроводная зарядка позволяет удобно заряжать аккумулятор.

Ещё одно небольшое преимущество. Проводя беспроводную зарядку, мы реже используем USB-порт на смартфоне. А это значит, что мы меньше подвергаем его износу и возможным повреждениям. Мы также можем представить устройство без разъемов, в котором связь и зарядка происходит только по беспроводной сети.

Какие бывают беспроводные зарядки

Зарядные устройства на базе технологии Qi, существующие в данный момент на рынке, отличаются друг от друга по области применения. Они бывают переносные или встроенные в мебель, выпускаются для дома, офиса или автомобиля. “Домашние” беспроводные зарядные устройства работают от розетки или от ПК. Это самый распространенный тип зарядок, который оптимально смотрится в интерьере.

Беспроводная зарядка Nillkin Phantom — еще и оригинальная лампа

Автомобильные беспроводные зарядки работают от прикуривателя в машине. Они имеют удобные крепления для размещения зарядки в салоне авто — к примеру, на лобовом стекле или вентиляционной решетке.

Автозарядка Mophie крепится к решетке, а смартфон к ней — на магните

Портативные беспроводные ЗУ обычно совмещены с внешним зарядным устройством (пауэрбанком). Это позволяет носить их с собой во время прогулок или путешествий и подзаряжать смартфон на ходу, даже если поблизости нет розеток.

Ёмкий беспроводной пауэрбанк Harper на 8 000 мАч защищен от ударов.

Наконец, самый футуристический тип — это встраиваемые беспроводные зарядки. Они подключаются к скрытой розетке или напрямую к электропроводке и встраиваются прямо в мебель: столы, тумбочки, барные стойки. Такими устройства успешно пользуются кофейни Starbucks, предлагая посетителям зарядные коврики Powermat.

Зарядные коврики Powermat

Будущее технологий беспроводной зарядки очень перспективно. Это может быть и интеграция в состав умного дома, и пункты зарядки мобильных устройств в общественных местах — в кафе, метро, аэропортах. Пока технологию Qi поддерживают только флагманские смартфоны, но неудивительно, если со временем беспроводная зарядка станет доступна устройствам из среднего и бюджетного сегмента.

Недостатки и преимущества

Чтобы определиться окончательно, нужен ли такой девайс, или он не будет востребован, а, может быть, лучше предпочесть обычную проводную зарядку, необходимо рассмотреть все плюсы и минусы такого приобретения. Итак, на что же можно рассчитывать, покупая зарядку без проводов.

Преимущества:

• возможность заряжать смартфон, не нося с собой везде адаптер и кабель. Сейчас многие общественные заведения, работающие в сфере общепита, развлечений и т. п. , оснащают столики и другую мебель беспроводными зарядными панелями стандарта Qi. Чтобы смартфон посетителя мог подзарядиться, пока последний будет занят своими делами. Всемирно известная компания IKEA внедряет беспроводные зарядки для сотовых в бытовую мебель;
• редкое использование разъема приводит к меньшему его износу, так как это один из наиболее часто выходящих из строя параметров мобильного устройства;
• зарядка аккумулятора в любой момент и своевременное отключение подачи тока при достижении заряда 100%. Перезаряд, таким образом, исключен;
• несмотря на твердую позицию сторонников «невидимой радиации», все слухи о ней не имеют научного обоснования (в электромагнитной катушке радиации просто не может быть). Это позволяет заявить, что зарядка без проводов куда более безопасна, чем проводная. Единственная опасность — получить удар током от кабеля проводного зарядника, да и тот весьма мал, а у зарядки без кабеля и вовсе отсутствует.

К слову, индукция такой мощности не может нанести вреда человеку. Например, в процессе МРТ на организм воздействует электромагнитное излучение в тысячи раз больше.

Недостатки:

• невысокая мощность и, соответственно, медленная зарядка. При идеальных условиях заряд батареи емкостью 3000 мАч будет осуществляться порядка 3 часов. А неровное расположение смартфона может сильно увеличить время его зарядки;
• малая мобильность — телефон нужно класть на подставку ровно, а иначе ввиду слабого электромагнитного излучения процесс заряда будет неэффективным или даже совсем прервется;
• не всегда удачная совместимость. Смартфон должен поддерживать именно тот стандарт, с которым работает зарядка. Поэтому наличие зарядки, не имеющей проводов в общественном месте, еще не означает, что она подойдет к конкретному телефону.
• необходимость в увеличении индукционной катушки в целях получения тока большей мощности, приводит к утолщению смартфона, что далеко не всегда целесообразно.

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.

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.

Что такое беспроводная зарядка?

Зарядное устройство давно стало одним из самых важных приспособлений у современного человека. Уже прошли те времена, когда у каждого телефона был свой разъем, в наше время они универсальны. Сравнительно недавно на рынке появился новый аксессуар, который помогает увеличить уровень заряда аккумулятора без подключения провода. Это приспособление называется беспроводная зарядка для телефона, принцип ее работы основан на передаче электроэнергии через сгенерированное им же магнитное поле.

Удобство применения заключается в том, что нужно оставить смартфон на панели устройства, не подключая никаких разъемов и не активируя приложений. На одной модели можно заряжать сразу только один телефон. Есть модели, которые можно не подключать к питанию, они имеют встроенный аккумулятор, для поддержки работы которого приспособление нужно периодически подзаряжать.

Как работает беспроводная зарядка?

Для того чтобы понять преимущества этого приспособления, нужно знать как оно функционирует. Беспроводное зарядное устройство работает по принципу передачи электромагнитной индукции. Панель, на которую накладывается смартфон, подключается к источнику питания и таким образом становится ретранслятором энергии. Телефон в это время – приемник. Подобные действия проводятся благодаря наличию внутри устройств индукционных катушек. Процесс зарядки выглядит следующим образом:

1. После включения зарядки в сеть, вокруг катушки возникает магнитное поле.
2. При приближении телефона, электромагнитные волны превращаются в электричество, заряжая батарею.
3. Для полноценной передачи расстояние между устройствами не должно превышать 5 см.

Какие телефоны поддерживают беспроводную зарядку?

До 2009 г. теория передачи энергии без проводов не была реализована на практике, пока это не стало интересно производителям портативной электроники. Ими был создан стандарт Qi, который стали применять в концепте беспроводной зарядки. Понимая преимущества, которые дает приспособление, каждому хочется иметь подобное для своего устройстве связи. В наши дни самым актуальным является вопрос, как узнать поддерживает ли телефон беспроводную зарядку.

Ответить на этот вопрос можно, воспользовавшись следующей ссылкой https://www.qinside.biz/en/support/qi-enabled-phones-2019. Тут представлен постоянно обновляющийся список смартфонов, к которым подойдет беспроводная зарядка. На сегодняшний день подобные качества есть у более 80 моделей смартфонов, не считая смарт-часов и других устройств.

Среди известных брендов следующие:

• Nokia Lumia;
• Samsung Galaxy;
• Motorola;
• LG;
• Google;
• HTC;
• Sony;
• YotaPhone.

Инструкция по изготовлению

Если вы впервые пытаетесь сделать столь сложное в техническом плане устройство — не стоит пробовать модифицировать дорогой телефон. Лучше вначале потренироваться на более дешёвой модели. Тогда в случае ошибки ваши потери будут не так велики.

Делаем зарядную базу

Для начала стоит собрать базу устройства, которая и будет передавать заряд. Делается это следующим образом:

1. Сложите провод в два раза и намотайте его на кусок пластика в пять витков. Закрепите каждый из них удобным для вас способом. Можно использовать клей или скотч.

2. Отрежьте края провода на сгибе, чтобы получить по два кончика на каждом. Зачистите эти кончики.
3. Подключите конец первой обмотки к началу второй, и, напротив, начало первой к концу второй. Проверьте подключение при помощи мультиметра. Вы собрали индукционную катушку.
4. И затем при помощи паяльника потребуется припаять два транзистора и диоды. Так же паяльником закрепите резисторы на плате с одной стороны. К другой стороне прикрепите диоды.

5. Обе части контура нужно закрепить на устройстве при помощи паяльника. База готова.

Делаем приёмнки

Приёмник собрать будет гораздо сложнее, к тому же тут придётся работать непосредственно с вашим телефоном. Напомним, если телефон поддерживает функцию беспроводной зарядки, делать приемник не нужно. Выполните следующие шаги:

Вначале необходимо изготовить плоскую катушку. При этом её параметры отличаются — требуется сделать двадцать пять витков, а толщина провода должна быть не более 0,4 миллиметра. Для начала точно так же, как и в прошлый раз, намотайте её на пластмассу. Используйте клей, чтобы закрепить форму катушки.

Отделите катушку от основы при помощи ножа

Делать это стоит крайне осторожно, чтобы не повредить сам провод. Закрепите диод.
Катушка крепится в верхней части батареи

Стоит использовать конденсатор для нейтрализации скачков в напряжении.

Подключать собранный приёмник стоит к разъёму зарядного устройства на вашем телефоне. После этого вы можете закрыть крышку и проверить устройство в работе.

Схема приёмника и передатчика весьма проста

Видео: собираем беспроводное зарядное устройство

Советы, хитрости и предосторожности

Для начала рассмотрим вариант, когда вы не можете установить приёмник на устройстве, потому что гнездо для зарядки батареи повреждено или отсутствует. В этом случае достаточно сделать следующее:

1. Установите приёмник сверху батареи и зафиксируйте его (например, при помощи скотча).

2. При помощи паяльника прикрепите к батарее два маленьких провода. Соблюдайте полярность. Подведите эти провода к приёмнику.

3. Используйте скотч, чтобы нейтрализовать возможность короткого замыкания.

4. Проверьте работу устройства. Уровень заряда при таком подключении будет отображаться всегда минимальным, но сам аккумулятор будет работать корректно.

Но при таком подключении стоит быть осторожным и не оставлять телефон без присмотра на ночь. Дело в том, что контроллер заряда на самой батарее может быть ненадёжным. Особенно это касается китайских устройств. В случае некачественной сборки батарея взорвётся при превышении уровня заряда.

Ещё несколько полезных советов:

• если вы неуверены в собственных силах, можете договориться с мастером. Они охотно берут подобные заказы, особенно если предоставить им необходимый материал;
• вы можете и вовсе приобрести всё, что необходимо для беспроводного заряда телефона по интернету — достаточно будет выполнить подключение приёмника к устройству;

• есть и другие варианты изготовления передатчика. Например, можно сделать катушку из сорока витков. После двадцатого витка делается отводка и провод подключается к резистору. После чего конец катушки так же подключается к нему. Несмотря на простоту этого способа, он ничуть не хуже описанного выше;

• все инструкции, так или иначе, сводятся к изготовлению двух катушек — на базе и приёмнике. Поэтому подобные устройства универсальны, и вы можете использовать со своим устройством базу беспроводной зарядки от любой модели.

Разъём для зарядки телефона часто выходит из строя при постоянном подключении зарядного устройства. Беспроводной прибор для зарядки телефона поможет вам с этой ситуацией, да и в целом сделает процесс подзарядки батареи более удобным. И вы вполне можете сделать такой прибор самостоятельно. Но для изготовления такого устройства и модификации телефона всё же нужны некоторые технические навыки, поэтому стоит быть уверенным в своих силах, перед тем как приступать к работе.

Преимущества и недостатки беспроводной зарядки

Заряжать гаджет без проводов удобно. Придя домой или в офис гораздо проще разместить смартфон на зарядной станции и продолжить заниматься своими делами вместо поиска кабеля и подключения его к девайсу.

В идеальном будущем такие станции хочется видеть везде: на рабочем столе, в автомобиле, кафе, аэропорту и офисе.

Можно заряжать сразу несколько устройств. Маркетологи Apple показали красивую картинку во время анонса беспроводной зарядки AirPower. Логичным развитием предыдущего преимущества является одновременная беспроводная зарядка всех мобильных гаджетов.

Оставляем часы, смартфон и наушники на одной площадке, а через несколько часов все готово к работе.

Отсутствие износа разъемов и кабелей. Если конекторы в современных смартфонах повреждаются довольно редко, то зарядные шнурки стали действительно расходным материалом.

В среднем раз в году приходится менять комплектный кабель из коробки iPhone на другой оригинальный аксессуар или искать годные аналоги от сторонних производителей.

Беспроводная зарядка выглядит круто и технологично. Все это вписывается в концепцию Apple по избавлению от проводов на рабочем месте. iMac может иметь всего один кабель питания, MacBook при помощи одного Type-С шнурка подключается к большинству аксессуаров, а айфону давно пора избавиться от зарядного кабеля.

При этом у беспроводной зарядки есть несколько существенных недостатков.

Беспроводная зарядка подпитывает батарею смартфона медленно. Самые прогрессивные стандарты быстрой зарядки смартфонов позволяют пополнять более половины емкости батареи за 30 минут или вовсе полностью “заправлять” гаджет менее чем за 60 минут.

Беспроводная зарядка тоже не стоит на месте, но даже самые быстрые станции тратят на зарядку смартфона несколько часов.

Смартфоном не получится пользоваться во время беспроводной зарядки. Проблему частично решают наклонные доки с беспроводной зарядкой, но так получается только читать с экрана или смотреть видео. Никаких мессенджеров, активного использования или игр во время беспроводной зарядки.

Зарядное устройство и смартфон ощутимо нагреваются во время беспроводной зарядки. Именно этот недостаток является самым критичным.

Сложности с терморегуляцией являются главной проблемой при создании любых QI-зарядок. А гаджеты вроде AirPower излишний нагрев может запросто похоронить еще на этапе разработки.

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.