Изготовление беспроводной зарядки своими руками. Самодельная беспроводная зарядка для мобильного телефона Схема индукционной зарядки для телефона

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

Современные сотовые телефоны не могут обходиться без подзарядки! Их требуется заряжать хотя бы раз в сутки. Даже старые кнопочные мобильники требуют зарядки не менее чем раз в неделю.

Переделка сотового на беспроводную зарядку решает кучу проблем – положил телефон на тумбочку около кровати и он заряжается автоматически. Но слишком малая часть телефонов имеет штатную беспроводную зарядку. Это мы и исправим!

Итак, как сделать беспроводную зарядку для телефона своими руками.

Изготовление не сложное и справиться может даже ребенок, но, тем не менее, рекомендую по тренироваться сначала на старом и ненужном телефоне, просто на тот случай, если что то пойдет не так.

Для изготовления самодельной беспроводной зарядки для мобильника нам потребуется диод SS1 и медная проволока толщиной 0,3-0,5 мм.

Из проволоки необходимо изготовить катушку в виде плоской спирали как на картинке ниже.

Нужно намотать 30 витков. Располагаем эту катушку прямо на аккумуляторе приклеивая на 2-х сторонний скотч или на клей из термопистолета.

Затем с помощью диода соединяем катушку с аккумулятором по нижерасположенной схеме.

Осталось только проверить, что бы задняя крышка телефона не повредила проволочную катушку, если есть на ней выступы которые мешают – то крышку можно доработать с помощью дремеля.

Само беспроводное зарядное устройство весьма сложновато для самостоятельной сборки. Да и по цене такой «радиоконструктор» выйдет дороже, чем купить готовый, благо на китайских сайтах эти зарядки стоят менее 10 баксов.

Представьте себе: вы держите сотовый телефон в руках и беседуйте с другом, и в этот момент ваш телефон заряжается, а что самое главное - от него не торчат провода зарядного устройства. Предлагаю два способа реализации этой идеи, вернее способ один - метод индукции тока без проводов, а вариантов конструкции такого беспроводного зарядного устройства целых два.

Первый вариант наиболее простой, выполнен исключительно по транзисторной схеме, задается частота при помощи мультивибратора, затем сигнал усиливают транзисторные каскады.

Две катушки (кольца), которые не имеют сердечник, таким образом законом индукции за счет свободных колебаний во втором контуре получаем переменное напряжение, который выпрямляется при помощи диодного моста, затем стабилизируется при помощи конденсатора, а для окончательной стабилизации нужно установить стабилитрон на 6 вольт. Итак, в итоге получаем задающее устройство (передатчик) который питается от напряжения 10-12 вольт, устройство создает магнитное поле за счет катушки, и приемник в которой образуется электрическое напряжение. У передатчика и приемника идентичные катушки, хотя размеры можно и изменять их для опытов.

Второй вариант схемы беспроводного зарядного устройства выполнен на микросхеме UC3845. Микросхема играет роль задающего генератора, а мощный полевой транзистор усиливает напряжение. Выбор схемы за вами, скажу только, что обе схемы хороши и проверены уже не раз. Не следует изменять номиналы деталей, они уже тщательно подобраны, эксперименты можно ставить только над катушками, но мы предлагаем вариант, при помощи которых можно заряжать мобильный телефон на расстоянии в пол метра от передающего контура. Если вы решили собрать первый вариант (схему на транзисторах), то все транзисторы (кроме транзисторов мультивибратора) нужно установить на теплоотводы, теплоотвод также нужен для полевого транзистора во второй схеме. Микросхема на теплоотводе не нуждается. Резистор 820 ом во второй схеме нужно подобрать с мощностью 2 ватта.

Второй контур (контур приемника) был использован от старого жесткого диска (разберите устройство и увидите где он стоит), катушка что надо, обеспечивает желаемое напряжение и имеет компактные размеры, можно ее приспособить к задней части мобильного телефона, диоды для выпрямления желательно использовать в смд исполнении, для экономии пространства, конденсатор с напряжением 16 вольт, емкость от 220 до 470 микрофарад. Питание через соответствующий штекер подключаем к мобильному телефону, затем включаем передатчик (питается передатчик от стабилизированного источника питания на 10-12 вольт, сила тока от 3-х ампер), затем просто нужно поставить мобильник на 10 - 50 см от передающей катушки.

Теперь пришло время из теории перейти к практическому применению данной конструкции. Мы рассмотрим каждый из этих способов по отдельности. Начнем с транзисторной схемы. Для этой схемы нужно иметь два источника питания, первый 3,7-5 вольт (для питания низковольтной цепи) и 12 вольт 4-10 ампер для питания транзисторного каскада. Транзисторы в мультивибраторе можно использовать типа кт315 или его отечественные и импортные аналоги. Остальные транзисторы типа кт819 или аналоги, их обязательно нужно установить на теплоотвод. Катушка передатчика имеет 20 витков, намотана проводом с диаметром 0,5-1 миллиметр, диаметр катушки от 5 см до 1 метра (диаметр подбирают исходя от нужд).

Контур приемника состоит из 30 витков провода с диаметром 0,5-0,8 миллиметр, его диаметр не более 10 сантиметра. Схема способна заряжать ваш мобильный телефон на дистанции до пол метра! Выпрямлять зарядный ток можно диодным мостом или применением всего одного диода, конденсатор с емкостью 220 - 470 микрофарад (больше нет смысла).

Вторая схема более сложная, но у нее большая стабильность, питается схема от напряжения 10 - 14 вольт, при этом нужен источник постоянного напряжения на 3 - 10 ампер. Транзистор полевой, он будет греться и нужен теплоотвод побольше! Резистор на 820 ом как уже было сказано в первой статье нужен с мощностью 2 ватта, керамические конденсаторы с маркировкой 105 имеют емкость 1 микрофарад. Число витков катушек и диаметр провода тот же, что и в первой схеме, выпрямление и стабилизация тока приемника происходит тоже тем же образом, что и в первой конструкции.

Во время такой зарядки важную роль играет дистанция между передающей и приемной катушкой, чем они находятся близко друг к другу, тем больше напряжение во втором контуре, и для того, чтобы не спалить телефон передатчик нужно дополнить стабилизатором напряжения на 6 - 7 вольт, такие стабилизаторы можно достать разобрав обыкновенное зарядное устройство для мобильного телефона. Такое беспроводное зарядное устройство может зарядить ваш мобильный телефон за очень короткое время, поскольку ток во втором контуре может достигать величины более одного ампера. Данным способом можно зарядит ноутбук или другие устройства, которые заряжаются или питаются от низковольтного источника постоянного напряжения. Подумайте хорошенько где бы вы могли использовать такой чудесный прибор который позволяет передавать напряжение без проводов! Области применения ЗУ очень большие, мы оставляем выбор за вами!

Сегодня все больше и больше смартфонов поддерживают беспроводную зарядку, из коробки или через обновление аппаратного обеспечения (специальная задняя крышка). Но нет причин, по которым все другие устройства, заряжаемые от USB, не должны обладать такой роскошью.

В этом руководстве я покажу вам, как сделать беспроводную зарядку для смартфона (я демонстрирую на Samsung Galaxy S II) или практически любое устройство, которое заряжается от USB (конечно, я не могу гарантировать, что это будет работать на любом устройстве, но я не вижу причин, по которым оно не должно работать, не считая различные технологии, блокирующие такую опцию).

Шаг 1: Предыстория и разъяснения

*** СЛЕДУЙТЕ ЭТОЙ ИНСТРУКЦИИ НА СВОЙ СТРАХ И РИСК ***
Используйте меры предосторожности и не делайте того, в чем вы не уверены.
Я не несу ответственности за любой ущерб вашему устройству или вам самим.

В сети есть несколько проектов о самодельной беспроводной зарядке. Я взял понемногу отовсюду и добавил некоторые свои идеи.

Вся концепция и базовый дизайн основаны на технологии Palm (хотя есть и другие производители, предлагающие подобные решения). Touchstone — это док-станция для зарядки Palm, предназначенная для смартфона Palm Pre, которая поддерживает беспроводную зарядку через продающуюся отдельно заднюю крышку.

Существует несколько технологий беспроводной зарядки, производимых разными производителями, которые используют одну и ту же физическую концепцию, но они не являются кросс-совместимыми, вы не можете использовать разные приёмники и док-станции (я проверял).

Я не буду утомлять вас физикой, стоящей за концепцией (хотя это довольно интересно), и я не скажу вам ничего нового, что еще не было сказано другими и более профессионально, поэтому, если хотите, вы можете загуглить «беспроводная зарядка своими руками» и почитать об этом.

Шаг 2: Собираем компоненты

Компоненты и инструмент, необходимые для работы:

1. Palm Touchstone — около 1000 р.
2. Катушка для беспроводной зарядки — около 500 р.
3. Небольшой кусок тонкого провода
4. USB зарядное устройство (больше, чем 1A) (не обязательно должно быть оригинальным Palm, но дешевые китайские не сработают, я работаю с зарядным устройством 2.1A от iPad) и USB-кабель.
5. Чехол \ задняя крышка \ крышка для батареи с увеличенной емкостью (без самой батареи)
6. Паяльник и паяльные принадлежности
7. Мультиметр (в частности, нам понадобится вольтметр и тестер непрерывности)
8. Отвертка, которая подходит для винтов вашего устройства.
9. Изолента
10. Стриппер и резак для проводов

Шаг 3: Проверьте работоспособность компонентов и замените их, в случае необходимости

Прежде чем вы начнете разбирать свой телефон, убедитесь, что компоненты, которые у вас есть, работают.

Сначала подключите Touchstone к зарядному устройству и поместите катушку поверх нее металлической наклейкой вверх.
Измерьте напряжение между точками контакта катушки, вы должны получить значение между 5.2В и 5.5В.

Это не означает, что ваш телефон будет заряжаться — есть нюанс (далее информация, которую было трудно найти):
Touchstone, по-видимому, работает только с зарядными устройствами с функцией быстрой зарядки. Индикатором этого является то, что контакты 2 и 3 USB-кабеля замкнуты (контакты + и — data), поэтому убедитесь, что ваше зарядное устройство может выдавать более 1А, и вам нужно пожертвовать USB-кабелем для этого — возьмите кабель и снимите его наружную изоляцию, оставив провода неповрежденными (нет необходимости обрезать кабель).

Обрежьте зеленый и белый провода и зачистите их концы. Скрутите их вместе и спаяйте (это нужно делать только на стороне Touchstone, не нужно обрезать обе стороны)

Закройте всё изолентой.

Имейте ввиду, что теперь кабель намного более хрупкий, вы можете разорвать его, если немного потяните.
Обратите внимание также, что некоторые зарядные устройства просто не работают (я попробовал с китайским зарядным устройством за 60 рублей, рассчитанным на 1000 мА, и с ним Touchstone не работает — в то время как прямое подключение к телефону работает отлично), поэтому используйте хорошее зарядное устройство именно для вашего аккумулятора.

Смотрите фотографии для подробной распиновки USB-порта, это также может быть полезно в следующих шагах, так как я не буду объяснять некоторые вещи, которые я использую (в частности, земля и +5В)

Шаг 4: Изучите ваш девайс

Аккуратно разберите устройство (если вы не уверены в себе, есть много инструкций по разборке практически для каждого устройства) и найдите контакт +5В на USB-порту и проследите за ним, чтобы найти удобное место для пайки (конечно, если вы не суперпрофессионал, который может припаяться к крошечным контактам на самом разъеме). Не беспокойтесь о заземлении, каждый кусок металла здесь заземлен.

В моем случае (Galaxy S II), разборка не составила труда: 7 винтов и ноготь пальца, и он открыт.

Найти место для пайки было немного сложнее. Это должно быть место с достаточным пространством для провода и не слишком маленькое и нежное, чтобы сжечь или повредить контакт.

Я использовал конденсатор, показанный на фото (воспользовался помощью Google и мультиметра при его поисках).
После того, как вы нашли свое место для пайки, попробуйте найти лучший путь для вашего припоя, он должен замкнуть + от катушки и + на USB.

В моем случае, я решил работать с медной фольгой, потому что у меня не было под провод, идущий вдоль всего устройства, а с фольгой довольно легко работать.

Основное соображение для меня при выборе пути состояло в том, что я хотел, чтобы телефон выглядел (почти) неизменным снаружи, а все отдельные части остались отдельными (я не хотел, чтобы крышка и плата соединялись проводом, который бы постоянно висел).

Ищем землю:

• Почти каждая часть оголенного металла должна быть заземлена.
• Вы можете воспользоваться тестером непрерывности, чтобы узнать, заземлена ли конкретная деталь или нет.
• Не имеет значения, к чему вы подключаетесь, если это заземлено.
• Выберите деталь, которая сделает ваш дизайн максимально простым и аккуратным.
• Если заземленный кусок металла найти не удалось, вы можете подключиться к выходу заземления порта USB.

Шаг 5: Выбираем оружие

Выбор проводящего материала имеет решающее значение. Не для производительности, а для правильного закрытия вашего устройства. Смартфоны и другие электронные девайсы в целом становятся все более и более компактными благодаря более технологичной начинке. Из-за этого внутри становится всё меньше свободного места, поэтому поиск проводящего материала — это наша главная задача.

Я рекомендую использовать клейкую медную фольгу. Я обнаружил, что клей довольно прочный, но непроводящий, поэтому просто поместить фольгу поверх другой части недостаточно, чтобы замкнуть цепь. Это означает, что у нас есть два пути:

1. Делать все одной длинной деталью. Этот метод сложнее, потому что вам нужно аккуратно складывать и сглаживать фольгу, не накладывая слишком много и не разрывая её. Сложность в том, что она довольно тонкая.
2. Использование нескольких частей и паять их вместе. Этот метод немного проще и не требует сверхточных моторных навыков, но вам все равно нужно быть осторожным, чтобы не использовать слишком много припоя, а также не слишком сильно нагревать область, чтобы не расплавить фольгу.

Естественно, можно использовать и обычный тонкий провод.

Использование медной фольги создает еще одну проблему — она не имеет никакой изоляции. Я решил просто использовать изоляционную ленту. Слой не должен быть слишком толстым. Вы можете обрезать изоленту и выбрать, какую область вы хотите покрыть (что гораздо сложнее при использовании изолированного провода).

Шаг 6: Прокладываем фольгу (или проводку)

Показать еще 6 изображений

Вы можете увидеть на фотографиях, что моя система состоит из 3 отдельных частей, которые соединяются контактами. Я сделал это, потому что, как я упоминал ранее, я хотел, чтобы все отдельные части оставались отдельными.

На самом устройстве — провод соединяет + на USB (через керамический конденсатор, который вы можете видеть на фотографии) и медную фольгу, которая служит контактом для следующей части.

На заднем корпусе — однослойная медная фольга, идущая от верхней части динамика (то есть контакт, который соединяет первую часть) с верхним правым углом батарейного отсека — это единственная часть, видимая снаружи устройства, и это будет контакт для следующей части.

На задней крышке — пара кусков медной фольги, идущих от проводов зарядной катушки к их соответствующим контактным пинам (часть фольги, торчащая из батарейного и заземленная пластина, которая удерживает SIM-карту на месте — это наша земля)

На самом деле неважно, как вы это делаете, просто убедитесь, что устройство правильно закрывается и что вы не замыкаете никакие элементы.

Шаг 7: План А — установка катушки под заднюю крышку

План А подразумевает, что есть план Б. Действительно, он есть.

Я решил показать вам эту неудачную попытку установить зарядную катушку и ее схему под крышкой аккумулятора, поскольку она может быть установлена на другие устройства и даже на ту самую крышку для расширенной батареи.

Кажется, что между батареей и крышкой просто нет места, даже для схемы катушек.

Размещение зарядной катушки не так сложно, просто убедитесь, что есть место, куда вы её установите, и что вы не замыкаете никаких цепей (катушка и ее схема полностью открыты).

Более сложная часть — правильное размещение маленьких металлических дисков — я придумал легкое решение:
Возьмите крышку и катушку и поместите их на магнитную док-станцию.

Катушка может слабо магнититься, но этого должно быть достаточно, чтобы она не двигалась слишком сильно.
Теперь возьмите металлические диски и поместите их на четыре угла вокруг катушки, они встанут на место благодаря магнитам в док-станции.

Передвиньте крышку так, чтобы все было правильно выровнено — диски должны скользить по крышке и оставаться в одном месте относительно док-станции. Отцентрируйте катушку между дисками.

Возьмите металлическую наклейку, которая идет с катушкой, и поместите ее поверх катушки (это важно для ее работы)

Зафиксируйте диски на месте изолентой.

Теперь можно снять заднюю панель с док-станции и использовать медную фольгу, чтобы закрыть контур и установить контакты.

Шаг 8: План Б - использование обычного кейса

План А, к сожалению, развеялся как дым (я хотел использовать алюминиевый бампер в качестве защиты для своего телефона, но для этого нужно использовать оригинальную крышку).

В плане Б используется пластиковый корпус без крышки аккумулятора. Это не идеальный вариант (особенно такая крышка, которую я использовал), но он работает.

Если бы я мог найти расширенную заднюю крышку для Galaxy S II (без батареи) в продаже, мы бы вернулись к плану А.
Хорошо, что при реализация плана A я сделал большую часть работы для плана Б, потому что все удерживается на ленте и я могу просто снять ее и переместить в другой корпус.

Остается только убедиться, что есть контакт. У кейса больше места между ним и телефоном (когда задняя крышка снята), это означает, что между точками контакта больше места.

Я решил эту проблему так: сложил медную фольгу и припаял ее к точке контакта, чтобы заполнить пробел. Этого оказалось недостаточно, поэтому я просто заполнил оставшийся промежуток припоем. (см. фото)

Шаг 9: Финальная сборка и поиск неисправностей

Соберите телефон и попытайтесь его зарядить.

Если он заряжается — все готово.

Если нет, то попробуйте выполнить следующие действия:

1. Если нет никаких признаков зарядки, проверьте свои контакты. Убедитесь, что контур замкнут. Используйте тестер непрерывности.
2. Если индикатор зарядки включается и выключается, могла возникнуть проблема с зарядным устройством или кабелем. Попробуйте разные зарядные устройства и кабели.
3. Если ваша проводка проходит под или над любыми компонентами, которые также имеют контактные точки (например, динамик на моем Galaxy S II), убедитесь, что они работают, возможно, вы создали замыкание между контактами - именно так произошло у меня с динамиком. Я открыл телефон и слегка согнул контакты с помощью плоской отвертки. Теперь все работает отлично.