Беспроводная зарядка qi своими руками. Беспроводная зарядка на телефон своими руками – быстро и просто

Явление электромагнитной индукции для передачи энергии на расстоянии исследовали ещё Майкл Фарадей и Никола Тесла. В новом эксперименте энтузиасты пошли по тому же пути.

USB-кабель они разрезали на три части, середину выбросили, а на фрагментах со штекерами создали катушки индуктивности, использовав алюминиевую фольгу и медную проволоку. Кроме того, для усиления магнитного поля на блоке зарядного устройства, которое включается в розетку, разместили магнит.

Индуктивное ЗУ заряжает смартфон на расстоянии до 15 м

В целом беспроводное зарядное устройство работает по принципам стандарта WPC. К розетке подсоединяется часть, которая для смартфона будет источником тока, а в самом гаджете располагается приемник (и то, и другое – индукционные катушки).

Когда одну катушку подключают к сети, в ней возникает напряжение, а вокруг катушки-передатчика – магнитное поле. Попадая в это поле, батарея смартфона, подключенная ко второй катушке индуктивности, начинает заряжаться. Однако обычные зарядные устройства предполагают, что расстояние между базой и смартфоном – не более 5-10 см, а в этом эксперименте – около 15 м:

Во время загрузки произошла ошибка.

Но дома такое повторять не стоит. Артем Анисимов, специалист сервисного центра Re-Mobile, отмечает:

Да, таких умельцев довольно много, и на видео все выглядит не так уж плохо. Однако я бы не советовал проводить подобные эксперименты. Во-первых, это не слишком безопасно. И где гарантия, что вы не переборщите, и такая зарядка не взорвется? Во-вторых, при возникновении проблем никакого гарантийного обслуживания вы не получите и больше потратите на устранение последствий таких экспериментов. Продавая вам зарядку, производитель предполагал определенные параметры устройства. Как только вы изменяете их подобным образом, ответственность полностью перекладывается на вас.

Мобильные устройства давно стали неотъемлемой составляющей жизни современного человека. Но для их работы надо постоянно пользоваться блоком питания для восполнения ресурса батарейки. Шнур часто становится помехой при эксплуатации гаджета в процессе подзарядки. Чтобы эффективно решить эту проблему, достаточно узнать, как сделать беспроводную зарядку своими руками?

О функционировании беспроводного зарядного устройства

Беспроводные зарядки не являются инновациями. Они создаются на основании технологии, разработанной много лет назад инженером Николой Тесла. Последний нашёл способ передачи энергии на расстоянии. Достигалось это благодаря магнитной индукции. Первооткрыватель технологии сумел таким образом обеспечить электричеством целый штат.

В гаджетах методика применяется так. Катушка, встроенная в зарядку, играет роль создателя и проводника магнитного поля, которое направляется на антенну устройства. В качестве приёмного контура выступает плоская спиральная катушка, находящаяся под крышкой мобильного телефона. Излучение электромагнитных импульсов активируется только после того, как приёмник попадает в зону действия передатчика. Посредством конденсаторов и выпрямителя оказывается воздействие на батарею гаджета.

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.

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.

Особенности универсальной зарядки

Такое универсальное устройство станет незаменимым в любом доме. Сегодня практически у каждого пользователя найдётся целый арсенал мобильной техники: ноутбуки, планшетники, электронные книжки, фотокамеры. Использовать для каждого из них персональную зарядку крайне неудобно и непрактично.

Решить эту проблему помогли ведущие производители техники. Некоторое время назад они договорились комплектовать устройства зарядками, имеющими единый стандарт. Техника, которая поддерживает указанную функцию, имеет маркировку в виде символа Qi. Вполне вероятно, что подобные технологии в скором времени появятся в общественных заведениях – в ресторанах, кафе, библиотеках и т.д. Стоит отметить, что в объединение производителей не вошёл крупнейший «яблочный» бренд. Позже разработчики данной компании выпустили собственное зарядное устройство iQi Wireless Charger.

Если вас интересует сборка самодельной зарядки, стоит посмотреть видео с мастер-классом. Здесь разработчики разрезали USB-кабель на три составляющие, удалив среднюю часть. Оставшиеся фрагменты были использованы для прикрепления индукционной катушки. Чтобы усилить поле воздействия, на блок питания положили магнит. Этот эксперимент показал, что зона покрытия здесь составляет 15 м.

Зачем может понадобиться беспроводная зарядка?

Все мы устали от кучи удлинителей и проводов, которые спутываются друг с другом, пылятся и теряются.

У удлинителей перетираются провода и они перестают заряжать. Или же проблема может быть в гнезде смартфона. Так или иначе, но беспроводная зарядка может значительно облегчить жизнь.

Правда, назвать её полностью беспроводной всё-таки нельзя. Само устройство всё равно придётся подключать к источнику электричества. Но телефон можно просто класть на зарядное устройство и со спокойной совестью заниматься своими делами.

Стоимость таких устройств может быть разная. Есть подороже, есть и подешевле привычных нам зарядных кабелей для телефонов. Тем не менее, некоторые энтузиасты пытаются сделать беспроводную зарядку самостоятельно. Причин здесь может быть несколько. Возможно, кто-то предпочитает обойтись минимальными средствами. Или же здесь играет роль страсть к созданию чего-либо своими руками. Об этом мы и написали выше.

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.

Рабочая частота - 100 кГц. Пробовал 200 кГц - лучше не стало, а ключевым полевикам (да и IR2153) проще работать на 100 кГц. Важным элементом схемы является конденсатор С4, с ним катушка L3 образовывает параллельный колебательный контур. Катушка содержит всего 7 витков провода 1 мм, а без этого конденсатора пришлось бы мотать значительно больше витков, уменьшая диаметр провода, чтобы вписаться в наши габариты, вследствие чего - больше потери на нагрев провода, так как даже с проводом 1 мм катушка греется достаточно сильно. Да и нужный ток без этого конденсатора не получить.

Резистор R2 нужен для подстройки частоты, чтобы не подбирать конденсатор С4. В итоге меняя частоту, мы меняем выходной ток схемы. Это нужно чтобы выставить нужный ток. Через 3 мм пластик, ЗУ способно передать ток 1А , но при этом сильно греются катушки (значительно сильнее, чем транзисторы). Лучше выставить порядка 0.5 А .

Передатчик зарядного:

Катушки мотал на разборную бобину из пластика 2 мм толщиной:

Приемную мотал без одной боковой крышки, подстелив под нее кусок бумаги и пропитывая в процессе суперклеем. Передающую пропитывал цапон лаком или резиновым клеем - что было под рукой. Но так как в процессе работы она будет сильно нагреваться, лучше залить ее эпоксидкой.

Контролер заряда использую от Eddy71 , но можно поставить и TL431 + LM317 или вообще, плату защиты от дохлого АКБ. Или взять батарею со встроенным контролером заряда. Просто тот контролер, который использую, не только заряжает, но и не дает разрядится аккумулятору ниже 3,1 Вольта и к нему подключена тактовая кнопка, позволяющая включать/выключать нагрузку.

Блок питания для беспроводной зарядки применил 12 Вольт 2 Ампера, стоит 5 баксов, зато внутри стоит ШИМ контролер и полевичек на радиаторе. Есть даже фильтр сетевой, что меня порадовало. Это вам не дешёвый простой электронный трансформатор.

Современные технологии устроены таким образом, что порой одна незначительная поломка может обойтись в огромную сумму оплаты за ремонт, либо восстановление будет невозможным и вам предстоит просто покупать совершенно новый мобильный телефон. Не такая уж приятная тенденция, не правда ли? А если взглянуть на общую статистику поломок, то окажется, что большинство моделей мобильного телефона в первую очередь подвергаются поломке в области зарядного устройства, полностью ломая разъем. А это довольно-так неприятная ситуация, которую нужно срочно решать.

К счастью, решение есть и оно заключается в создании беспроводной зарядки для мобильного телефона. Но сразу отметим, что для этого нужно немного разбираться в электронике или постараться выполнить наши рекомендации, которые будут приведены ниже. И если у вас получится, то данная проблема больше никогда не будет вас беспокоить.

Зачем нужна такая разработка?

Беспроводная зарядка своими руками, это не только отличный способ решить многие проблемы в плане восстановления работоспособности мобильного устройства, но еще и отличная возможность просто поэкспериментировать. В случае, если вы разберетесь и поймаете, в чем заключается особенность данного изобретения, то наверняка сможете почувствовать себя изобретателем и возможно в дальнейшем решать многие проблемы поломок. Но не будем сильно зацикливаться на этом моменте и просто разберем, как сделать беспроводную зарядку для телефона.

Необходимый материал

Зарядка для телефона своими руками требует не только повышенного внимания со стороны человека, но и комплексного и внимательно выполнения всех необходимых действий, которые позволят достигнуть планируемого результата. При этом стоит понимать, что без определенной схемы конструирования электроники, добиться нужного результата не получится. При этом понадобится еще и дополнительный материал, в который входят:

1. Блок питания. Связующее звено, способное вырабатывать и преобразовывать энергию от стандартного источника питания.
2. Транзистор IRL3705.
3. Резистор 100 Ом.
4. Диод SS14.
5. Медная проволока 0,3 и 0,5 мм. Данный компонент является связующим элементом, который позволит пользоваться своим новым изобретением.

Сразу отметим, что перечисленный набор является минимально основным, поэтому в процесс конструирования могут возникнуть дополнительные потребности в инструментах или материале, но это уже зависит от особенности самого процесса.

Создание конструкции беспроводной зарядки

Как только вы соберете весь необходимый материал для изобретения, можно будет приступать к сборке. Поначалу внимательно изучите схему, которая послужит вам основой для создания сборки:

По ней видно, что новая конструкция использует индукционный метод передачи энергии. С помощью специальной медной проволоки энергия передаются бесконтактным путем с помощью специальных передатчиков, с которых собственно мы и начнем сборку изобретения.

В принципе, если вы прочитали схему и уже поняли, что за чем идет, то можно начинать делать передатчик. По сути сама конструкция не такая сложная, вы поочередно прикрепляете материал и с помощью проволоки создаете первый передатчик для снабжения энергией. Для этого берем проволоку диаметром 0,5 мм и начинаем наматывать ее в виде оправы. Желательно создать 40 витков, процесс должен происходить от середины. Рекомендуем поначалу сделать 20 витков и создать отвод, а затем сделать еще 20 дополнительных витков и вновь создать отвод. В принципе, если вы посмотрите на рисунок, то ничего сложного в этом нет.

Далее мы подключаем транзистор к нашему передатчику. Использовать для этого можно абсолютно любую модель, главное, чтобы базовый номинал этого элемента был в района от 22 до 830 Ом. А чтобы показать наглядно, как именно стоит собрать все эти приборы, то предлагаем ознакомиться с рисунком, он ярко демонстрирует, как именно должна выглядеть конструкция.

Стоит понимать, что основным источником питания всей конструкции является блок питания, поэтому поначалу следует создать саму конструкцию, а уже когда все будет готова подключать ее к блоку питания, при условии, что он отключен. А как только все будет подключено и готово, то можно смело экспериментировать.

Последним этапом в создании конструкции станет создание приемника на вашем мобильном телефоне. В этом случае тоже нужно создать круглый набор витков, а затем скрепить конструкцию с аккумулятором мобильного телефона. Сами витки должны создаваться с помощью медной проволоки 0,3-0,4 мм и закреплять их лучше при помощи супер клея, чтобы не размоталось и могло долго находится в собранном состоянии.

После создания основы, необходимо отвод подключить к аккумулятору телефона с помощью диода SS14. А чтобы вы не путались и поняли, как именно это сделать, предлагаем обратить внимание на рисунок.

Вот собственно и все, что нужно знать про данное изобретение. Метод индукции наверняка вам понятен и как именно использовать бесконтактное получение энергии, мы думаем, уже объяснять не нужно. Отметим, что первоначальная мощность такой зарядки не велика и потребуется от 6 до 10 часов ожидания, чтобы телефон полностью зарядился. Но если вы хотите увеличить скорость зарядки и ее мощность, вам понадобится более мощный источник питания и более толстая медная проволока в случае создания передатчика.

Теперь у вас есть личная инструкция касательного того, как именно создать беспроводную зарядку, чтобы заряжать свой телефон. Возможно после первого прочтения у вас могут возникнуть некоторые недопонимания, но в процесс практического тестирования вы сами сможете разобраться с тем, как именно нужно конструировать данный прибор. В полевых условиях конечно будет сложно организовать подобный метод, так как в любом случае нужен постоянный источник питания, но вот освободить вашем место от лишних проводов вполне получится. Поэтому можете смело пользоваться и набираться опыта в конструировании.