Бесконтактная зарядка планшета своими руками. Беспроводное зарядное устройство для сотового телефона. Делаем портативную зарядку

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.
Артем Анисимов
Специалист сервисного центра Re-Mobile

Всем привет. Приобрел на китайском сайте комплект для беспроводной передачи энергии, также называется беспроводная зарядка. Конечно, данное устройство можно собрать своими руками самостоятельно, в интернете схем беспроводных зарядных устройств хватает. Но я захотел приобрести именно законченное устройство, предлагаемое нам как DIY устройство. Использовать в качестве беспроводной зарядки для мобильного телефона, я не собирался. А вот в робототехнике, я видел явные преимущества по сравнению с проводными зарядными устройствами.

Созданное вами в робототехнике устройство, может самостоятельно оценивать заряд батареи и по мере надобности самостоятельно произвести подзарядку. К примеру, роботу, достаточно подойти на соответствующее расстояние к зарядному устройству и процесс зарядки начнется. Весьма удобно, хочет робот оставаться в рабочем состоянии пусть сам о себе заботится.

Беспроводная зарядка состоит из двух частей, приемника и передатчика энергии.
Напряжение питания передатчика двенадцать вольт, а при этом выход у приемника составляет пять вольт. Заявленный максимальный ток зарядки составляет шестьсот миллиампер. Дополнительной документации на сайте не было. Порывшись в интернете, выудил следующую информацию. В приемнике используется микросхема T3168

В отличие от приемника, передатчик энергии, назову это так залитый компаундом. Соответственно добраться до платы не предоставлялось возможным. В документации к приемнику шла ответная схема передатчика.

Но я все-таки добрался до платы (при помощи молотка), как оказалось, схема отличается. На плате было установлено две микросхемы, без каких либо обозначений. Скудную информацию о таинственных микро сборках удалось получить на форумах. Я выяснил, что это два мощных транзистора включенных в режиме высокочастотного генератора. Впоследствии я выяснил, что приобрести можно и открытую плату без заливки.

Что касается тока зарядки. Беспроводное зарядное устройство, как я уже говорил, позволяет заряжать аккумулятор током до 600 миллиампер. Но данный ток мы получим только в непосредственной близости между контурами. Из таблицы видно соотношение расстояния и тока.

Демонстрацию беспроводного зарядного устройства и ряд другого я снял на видео. В общем, модуль мне понравился. В дальнейшем собираюсь беспроводное зарядное устройство применить в своем проекте.

Развитие технических параметров смартфонов, таких как разрешение экрана, количество ядер процессора требуют и увеличение аккумуляторных батарей для питания телефона в течение хотя бы полного дня. Емкость аккумуляторов увеличить не совсем просто, на сегодня хорошие аккумуляторы имеют емкость больше 4000 мА ч, а большинство – от 2000 до 4000 мА ч. Но при постоянном использовании смартфона этого может не хватить до следующей зарядки.

Отчасти эту проблему может решить беспроводная зарядка для телефона . Развитие таких систем для смартфонов идет уже несколько лет. Эти системы используют не только в области зарядки смартфонов. Например, в быту беспроводную зарядку используют бритвы и зубные щетки. Беспроводное зарядное устройство телефонов может хорошо послужить в общественных местах таких как вокзалы, кафе, офисы. Есть возможность использовать такую зарядку в автомобиле. То есть там, где вы можете подзарядить свой телефон без поиска свободной розетки сетевого напряжения.

Некоторые модели современных смартфонов уже имеют систему беспроводной зарядки аккумулятора. Но такие возможности зарядки имеют ряд ограничений, которые пока сдерживают их развитие.

Принцип работы беспроводной зарядки

В основу работы беспроводной передачи электрической энергии положен принцип электромагнитной индукции .
При подаче переменного тока на проводящую катушку возникает электромагнитное поле в пространстве. Если в это переменное электромагнитное поле поместить проводник (провод), то под воздействием меняющегося магнитного поля в нем возникнет электродвижущая сила. Вот эта электродвижущая сила (ЭДС) и создает во второй катушке (приемнике) электрический ток.

Все это немного сложно, если совсем просто, то благодаря электромагнитной индукции когда поместить рядом две катушки и на одну из них подать переменный электрический ток, то во второй возникнет свой переменный ток. Преобразовав этот переменный ток в постоянное напряжение нужной величины можно зарядить аккумулятор.

Для достижения большей эффективности (КПД) приемник должен располагаться рядом с передатчиком. Иначе большая часть поля расходуется впустую.

Использование резонанса (работа на одной частоте) позволяет немного увеличить расстояние между приемным и передающим модулем.

Передающее устройство нужно подключать к розетке сетевого напряжения, так что совсем избавиться от проводов не получиться.

Связь между катушками осуществляется посредством электромагнитного поля, которое проходит через воздушный зазор, так же может проходить и через пластик, дерево и другие не металлические поверхности.

Логика работы беспроводной зарядки для телефона:

Сетевое напряжение преобразуется в высокочастотный переменный ток (АС).
Переменный ток (АС) подается на передающую катушку с помощью электронной схемы передатчика. Этот ток индицирует электромагнитное поле в передатчике.
Если в пределах заданного расстояния находится приемная катушка, то на нее начинает действовать переменный магнитный поток.
Магнитный поток генерирует переменный ток в приемнике.
Ток, протекающий в катушке приемника, преобразуется в постоянное напряжение (DC) с помощью электронной схемы. Этим постоянным напряжением и идет подзарядка аккумулятора.

При применении электромагнитной индукции в зарядном устройстве нужно точно располагать катушки приемника и передатчика друг относительно друга . Даже есть рисунок на предающем устройстве, как правильно располагать смартфон. Скорость зарядки будет меньше, чем при использовании проводной зарядки. В одно время может заряжаться только одно устройство.

При использовании резонансной зарядки параметры меняются . Как выше написано, принцип резонанса предполагает настройку передающего контура и приемного на одну частоту. Но есть несколько отличий от метода использования только электромагнитной индукции.

Большая свобода в пространстве: теперь не нужно точно позиционировать телефон на передающем модуле.

Появляется возможность зарядки нескольких устройств. Это возможно при использовании нескольких катушек со своими частотами.

Увеличивается скорость зарядки.

Развитие

Развитием беспроводной зарядки занимаются в мире две большие группы Wireless Power Consortium и AirFuel Alliance (объединение A4WP и PMA), есть еще несколько групп малоизвестных в мире, стремящихся продвигать свои собственные более уникальные технологии.

На сегодня основным стал стандарт, разработанный консорциумом Wireless Power Consortium (WPC). Этот стандарт носит название Qi (на русском произносится как “ци”).

Многие производители смартфонов поддерживают этот стандарт. Так что покупая передатчик Qi нужно что бы и приемник в телефоне так же его поддерживал, а сам передающий модуль может быть и сторонней фирмы.

Стандарт Qi обеспечивает зарядку мощностью до 5 Вт и силой тока 1 или 2 А, при напряжении 5 В. Такие же параметры имеют и проводные зарядки с интерфейсом USB.

Qi так же позволяет приемнику и передатчику обмениваться информацией по своему протоколу. Передатчик запрашивает приемный модуль о поддерживаемых стандартах, уровне зарядки, что позволяет регулировать силу заряда и отключение передающего устройства, если аккумулятор полностью зарядится. Последняя версия Qi имеет КПД около 80% и допускает расстояние между приемником и передатчиком до 45 мм.

На сайте Wireless Power Consortium указано, что сертификацию Qi получили около 1080 устройств.

А вот AirFuel продвигает свой стандарт РМА . Он меньше распространен, но некоторые производители мобильной техники поддерживают и его. А в отдельных устройствах есть поддержка сразу двух стандартов и РМА, и Qi.

Различиями между стандартами Qi и РМА являются частота передачи и протокол соединения.

Вредность и безопасность

Техника беспроводной передачи методом электромагнитной индукции использует ближнее электромагнитное поле на расстояниях около одной шестой длины волны. Энергия ближнего поля сама по себе не является излучающей. Сила электромагнитного поля быстро падает с увеличением расстояния от источника больше 5 см.

Так что существующие беспроводные зарядки для телефонов можно считать безвредными и безопасными для человека.

Достоинства и недостатки

Главные преимущества, которые можно увидеть в конструкции и методе передачи энергии:

Отсутствие проводов, подключаемых к мобильнику. Не расшатывается разъем USB на телефоне, никто случайно не зацепит. Хотя сам передатчик подключается к розетке проводом.
Возможность использовать несколько передатчиков в здании и переходя из комнаты в комнату не нужно носить с собой зарядку. Можно просто перейдя в другую комнату положить смартфон на передатчик и зарядка продолжится.

К недостаткам можно отнести:

Большее время зарядки, чем от штатного блока питания.
Большая стоимость самого устройства беспроводной зарядки по сравнению с обычным зарядным.

Беспроводная зарядка для телефона своими руками

Если нужное устройство не поддерживает стандарт беспроводной зарядки, то можно сделать такую зарядку и своими руками.

Самый простой способ сделать беспроводную зарядку – это купить передатчик и для телефона приобрести специальный чехол или насадку, которые имеют приемный модуль. Такой приемник подключается к смартфону через обычный зарядный разъем.

Беспроводные зарядные устройства для мобильных телефонов в видеообзоре:

Смартфоны с поддержкой беспроводной зарядки Qi по-прежнему большая редкость. По какой-то причине большая часть производителей игнорирует эту технологию, а зря, ведь заряжать устройство с помощью кабеля не так удобно, как без него. Кабеля изнашиваются, и периодически приходится покупать новые, кроме того, вы рискуете повредить зарядный порт, если случайно дёрнете смартфон. Устройства с беспроводной зарядкой лишены таких проблем.

Беспроводную зарядку можно добавить любому смартфону, причём сделать это можно несколькими способами: приобрести специальный чехол или купить катушку индуктивности и установить её внутрь корпуса.

Чехлы

Чехлы с поддержкой беспроводной зарядки выпускаются в основном для наиболее популярных моделей смартфонов. Это связано с тем, что они сложны в производстве и стоят относительно дорого. В локальных магазинах электроники искать их, скорее всего, бесполезно, а в интернет-магазинах вроде AliExpress их очень много.

Катушки индуктивности

Беспроводная зарядка осуществляется по принципу индуктивности: катушка, установленная в зарядную базу, пропускает через себя ток, а образовавшееся магнитное поле передаётся на катушку в смартфоне. Катушки-ресиверы бывают нескольких видов.

Первый вид - катушки, которые оснащены специальными контактами и подают энергию непосредственно в аккумулятор. Они подходят только к смартфонам, внутри которых есть соответствующие контакты. Производители таких устройств продают комплекты для беспроводной зарядки в виде дополнительных аксессуаров, но также можно приобрести более дешёвые неоригинальные аналоги.

Второй вид - универсальные катушки, которые устанавливаются либо внутрь смартфона, либо под чехол и передают энергию в зарядный порт. Их очевидный недостаток - порт всегда занят, из-за чего вы не сможете зарядить смартфон кабелем или подключить его к компьютеру. При выборе катушки важно обратить внимание на ориентацию USB-разъёма и длину кабеля. Подойдёт ли та или иная катушка к вашему смартфону, можно посмотреть на странице описания товара в интернет-магазине. Если возникают сомнения, проконсультируйтесь с продавцом - он подберёт подходящий вариант.

Имейте в виду, что с помощью беспроводной зарядки смартфоны, как правило, заряжаются медленнее, чем через кабель. Это связано с потерями при передаче энергии от одной катушки к другой.

Базы для беспроводной зарядки продаются в обычных магазинах и в интернете, они поддерживают технологию Qi и универсальны. При выборе базы стоит руководствоваться своим вкусом, а также смотреть на максимальную мощность. Чем она больше, тем лучше, но в разумных пределах - 10 ватт вполне достаточно, но на выходе всё равно будет примерно в два раза меньше. Брать слишком мощную базу не стоит, поскольку она может вызвать перегрев аккумулятора. Некоторые продавцы продают комплекты из зарядной базы и катушки-приёмника.

После покупки комплекта для беспроводной зарядки, разберите смартфон, подключите катушку-ресивер к контактам или зарядному порту, а базу - к сетевому USB-адаптеру и положите смартфон на базу. На базе должен появиться индикатор зарядки (обычно загорается зелёный светодиод, но могут быть другие варианты), а индикатор батареи на смартфоне покажет, что на устройство поступает энергия. В случае с зарядными чехлами ещё проще, разбирать смартфон и подключать ресивер к контактам не требуется.

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.