Беспроводная зарядка для обычного телефона

Устали целиться штекером в гнездо зарядки ежедневно? Хотите пользоваться беспроводной зарядкой, но телефон не наделен данным функционалом? Сейчас все исправим. Сегодня в абсолютно любой смартфон можно добавить функцию беспроводной зарядки, и заряжать мобильник просто положив его на зарядное устройство. Все доработки не будут мешать чем-либо и будут незаметны.

Понадобится

На Алиэкспресс необходимо приобрести следующее:

• Приемник беспроводного ЗУ — http://ali.pub/4ivjjf
• И само беспроводное зарядное устройство — http://ali.pub/4ivl6j

Выбирая приемник учитывайте модель вашего телефона, все должно подходить к ней.

Дорабатываем телефон беспроводной зарядкой

Сам приемник, подключаемый к телефону, выглядит как кусок пластика со штекером на конце.

Просто втыкаем штекер в гнездо смартфона.

Основное тело приемника кладем на заднюю стенку телефона и закрываем все силиконовым чехлом (или тем что у вас в наличии).

Все очень аккуратно, ничего не выпирает и не болтается.

Вот и вся доработка. Теперь берем ЗУ.

И кладем на него телефон.

Дисплей показывает протекание зарядки, значит все работает как надо! Все просто как никогда.

Смотрите видео

Как работает беспроводная зарядка?

Беспроводная зарядка основана на принципе электромагнитной индукции — стандарт, который описывает эту технологию, называется Qi. Он разработан Консорциумом беспроводной электромагнитной энергии (Wireless Power Consortium, WPC) и позволяет передавать энергию на расстояние до 4 см.

Зарядная станция подключается к сети и генерирует энергию в электромагнитное поле с помощью встроенной катушки индуктивности. Для приема энергии у телефона должен быть специальный приемник — Qi-ресивер. Гаджет достаточно положить на платформу, и он начнет заряжаться. Также большую роль играет материал корпуса смартфона: спинки энергопроизводящих моделей обычно делают из стекла или керамики.

Как узнать, поддерживает ли телефон беспроводную зарядку?

Самый простой способ — посмотреть на цену смартфона. Если это бюджетная модель, скорее всего, она заряжается только стандартным методом — через USB-кабель. А вот если у вас в руках актуальный или прошлогодний флагман — скорее всего, эти телефоны можно заряжать беспроводной зарядкой.

Чтобы точно выяснить, поддерживает ли конкретная модель стандарт Qi, перейдите на официальный сайт его разработчиков. Во вкладке Products вы увидите список всех зарегистрированных моделей с беспроводной зарядкой.

Можете сразу набрать название вашего смартфона в строке поиска, а можете прокрутить таблицу и поискать нужный гаджет вручную — модели отсортированы по дате регистрации: новые — выше, старые — в конце списка. Гаджетов с поддержкой Qi очень много, к тому же в общей таблице указаны не только смартфоны, но и аксессуары для зарядки. Если не получается найти свой телефон, введите в поиске только имя производителя — так вы значительно сократите список.

Какие телефоны поддерживают беспроводную зарядку

Многие топовые смартфоны поддерживают беспроводную зарядку, в том числе флагманы прошлых лет. У Xiaomi первым гаджетом с модулем Qi был Mi Mix 2S, после него уже вышли Mi Mix 3 и Mi 9, которые тоже умеют быстро заряжаться без проводов.

У Huawei первопроходцем стал Mate 20 Pro — кстати, он также может использовать реверсивную зарядку, чтобы поделиться энергией с аналогичными смартфонами. А вот у дочерней компании Honor все еще нет моделей с Qi — возможно, они появятся в 2019 году.Айфоны поддерживают беспроводную зарядку с 2017 года, с того момента, как появился iPhone 8. Восьмой, десятый и самые последние айфоны хоть и работают с Qi, но быстрее заряжаются через кабель.

У Samsung поддержка стандарта Qi появилась в 2016 году в модели Galaxy S7. Все последующие устройства линейки Galaxy S также можно зарядить от компактной беспроводной станции.

Как добавить в смартфон беспроводную зарядку

Если вы не нашли свой гаджет в списке моделей с поддержкой Qi, но очень хотите заряжать его без проводов, можете приобрести чехол со встроенным приемником или отдельный модуль Qi. Чехлы для беспроводной зарядки в большом количестве продаются на AliЕxpress и подобных китайских сайтах. Цена вопроса — около 600 рублей. В оффлайне Qi Case тоже можно купить, но гораздо дороже.

Более бюджетное решение — покупка Qi-ресивера. Если заказывать из Китая, он обойдется примерно в 100 рублей. Это устройство представляет собой небольшую катушку индуктивности, которая устанавливается в блок зарядки. Есть два типа таких катушек: первые надо подключить напрямую к аккумулятору, а вторые — к зарядному порту. Популярнее, конечно, второй тип — эти ресиверы можно аккуратно спрятать под чехлом и установить без разборки смартфона.

Беспроводная зарядка: плюсы и минусы

Главное преимущество беспроводной зарядки отражено в ее названии — очень удобно заряжать смартфон, просто положив его на зарядную станцию, не подключая к нему никаких кабелей и не путаясь в проводах.

Что касается недостатков, то беспроводная зарядка у большинства моделей все еще гораздо медленнее, чем проводная. Недавно Xiaomi представила первую в мире беспроводную зарядную станцию мощностью 20W. Новый Mi 9 полностью заряжается от Mi Wireless Charging Pad всего за полтора часа — а это уже на уровне проводных устройств.

Читайте также:

• Беспроводные зарядки: какие подойдут вашему смартфону?
• Как увеличить время работы смартфона: 10 лайфхаков от CHIP

С повышением количества мобильных устройств на руках жителей планеты, как никогда встает вопрос обеспечения приборов питанием. Конечно, самый простой способ – зарядка аккумуляторных батарей, с последующим использованием накопленного тока. Вот только, бесконечное подключение или отсоединение зарядного кабеля к устройству приводит со временем к разбалтыванию и выходу разъемов из строя. Вариантом решения служит беспроводная зарядка, сделанная своими руками или приобретенная в магазине.

Принцип работы беспроводной зарядки для телефона

К сожалению, современные модели представленных устройств передачи тока по эфиру имеют некоторые недостатки. Но удобство применения такого оборудования позволяет закрыть глаза на его минусы. Собственно, весь процесс зарядки заключается в помещении мобильного устройства рядом или на специальную платформу – передатчик. Конечно же, телефон, планшет, смарт–часы, ноутбук или иное конечное перемещаемое устройство должны быть оборудованы соответствующим клиентским получателем тока по воздуху.

Топовый ценовой сегмент устройств уже, скорее всего, содержит в своей конструкции встроенный приемник индукционных сигналов одного из распространенных стандартов – Qi, PMA и AirFuel, а соответствующий передатчик можно приобрести уже в сборе, или отдельно, а также он, бывает, что поставляется вместе с мобильным оборудованием. Есть и проприетарные, закрытые стандарты беспроводной зарядки, которые используются, к примеру, фирмой Samsung для своих продуктов.

Но основная разница состоит не в принципе передачи – используется всегда физический эффект электромагнитной индукции, – а в частоте переменного тока на выходе передатчика. Стандарт Qi, который разрабатывается концерном компаний по использованию беспроводной энергии WPC, характерен этим параметром излучателей в пределах 100-205 кГц. PMA, производимый одноименной компанией, применяет для передачи тока диапазон 277-357 кГц.

Хоть он и проиграл конкурентную борьбу с QI, многие производители оставляют возможность его использования в своих устройствах беспроводной зарядки, или гибридным образом оба стандарта, или конкретно одного PMA.

После падения технологии PMA фирма, его ранее производящая, объединила свои усилия с более чем 200 компаниями, входящими в концерн WPC. Результатом стала разработка нового стандарта AirFuel, который подразумевает подключение передающих катушек, выполняющих роль антенн, на резонансных частотах, что позволило увеличить расстояние приема и общий КПД системы зарядки.

Вопросом, как сделать беспроводную зарядку или передачу питания различным устройствам по воздуху, задавались люди еще более 200 лет назад. Конечно, тогда не было аккумуляторов, но существовали их прообразы – лейденские банки. Поэтому и вопрос их подзарядки или непосредственного снабжения энергией устройств-потребителей без использования проводов и поднимался.

Еще в XIX веке, родоначальник всей электрической физики – Андре Ампер, от имени которого и получала название единица измерения силы тока, открыл физическое явление электромагнитной индукции.

Основные его труды в этом направлении связаны с наблюдением за опытами. Им было замечено, что есть взаимосвязь, при возникновении электромагнитного поля в двух рядом расположенных проволочных катушках. Если подать ток в одну, то и во второй будет наблюдаться возникновение тока на концах ее проводников и общего магнитного эффекта. Было установлено, путем проведенных экспериментов, что мощность электромагнитной индукции сильно падает при увеличении расстояния между обмотками.

Спустя почти 100 лет, работы Ампера были продолжены гением своего времени – Николой Тесла, который изучал передачу высокочастотных токов по воздуху и проектировал различные устройства их приема, с использованием такой технологии.

Постепенно физические принципы, лежащие в основе приборов обмена питанием через эфир, были подзабыты и не использовались. Слишком высоки затраты мощности передаваемого тока, малы расстояния, сложно производство принимающего и передающего оборудования на большие дистанции.

Второе дыхание технология получила с развитием носимых гаджетов и необходимостью их постоянной подзарядки. Аккумуляторы мобильных устройств имеют конечную емкость, весьма невеликую из-за своего размера, в то же время, внутренняя начинка сотовых телефонов, планшетов, «умных» часов и прочих мобильных устройств становится все более «жадной» к потреблению, что и приводит к необходимости постоянного подключения источника тока.

Состав беспроводной зарядки для телефона

Прежде чем изготавливать индукционную беспроводную зарядку для телефона своими руками, необходимо разобраться, какие компоненты относятся к приемнику, а что входит в состав передатчика. Индукционная токовая связь подразумевает генератор частоты сигнала. Можно использовать как самый простой – на одном транзисторе, так и более сложный – применяя сборку на микросхемах.

Минус первого способа – его относительно низкие частоты работы. А от этого параметра прибора как раз зависит дальность расстояния передачи, возникновение вихревых, паразитных токов в рядом расположенных металлических предметах, общая сложность монтажа антенны, – она должна состоять из двух взаимосвязанных обмоток. Схемы второго типа лишены этих недостатков.

В сущности, излучатель в системах индукционной связи и состоит из самого блока питания, выдающего напряжение, генератора, превращающего постоянный ток в последовательность импульсов, и передающей антенны – в роли которой используется намотанная проволокой своеобразная катушка.

Схема приемника еще проще. Обмотка-антенна через диод и конденсатор, преобразующий импульсы в постоянный ток, подключены к входам потребителя, в качестве которых может выступать зарядный штекер мобильного устройства или его аккумуляторная батарея напрямую.

В существующих схемах используемые токи малы, происходит передача энергии мощностью не более 5В.

Преимущества и недостатки самодельной беспроводной зарядки

Прежде чем перейти к тому, как сделать беспроводную зарядку для телефона, планшета или иного мобильного устройства, желательно быть уверенным в необходимости ее использования, учитывая все плюсы и минусы существующих систем питания без проводов.

Итак, плюсы, если изготовить схему беспроводной зарядки своими руками:

• стоимость конструкции на порядок ниже, чем у покупных вариантов;
• удобство применения – нет необходимости бесконечно вставлять или вынимать штекер зарядного устройства, достаточно просто положить телефон рядом с передающей частью;
• из предыдущего пункта проистекает уменьшение износа разъемов;
• ну, и конечно же, повышение своего ЧСВ и профессионализма в результате самостоятельного изготовления устройства.

Есть у конструкции и несколько минусов:

• необходимость доставания/покупки деталей;
• умение паять или представление о процедуре монтажа схемы;
• медленная зарядка устройств при передачах энергии по воздуху, которая происходит в несколько раз дольше. Это характерно и для промышленных вариантов исполнения беспроводных зарядок.
• малое расстояние, на котором работает технология.
• относительная сложность сборки без гарантии успеха.
• наличие индукционных токов при работе беспроводной зарядки. Они, конечно, микроскопические, тем не менее, могут вызывать нагрев металлических поверхностей, электронных компонентов, отрицательно сказываться на здоровье. Кроме того, они вносят помехи в работу радиооборудования и оказывают общее негативное влияние на электронику.

Инструкция по созданию беспроводной зарядки своими руками

Описываться будет достаточно простая схема беспроводной зарядки. Передатчик в ней выполнен на микросхеме таймере – формирователе одиночных импульсов и полевом транзисторе, а приемник на диоде и стабилизаторе.

Простота конструкции дает возможность произвести ее даже навесным монтажом. Необходимо только помнить о том, что микросхемы и вообще полупроводниковые элементы не любят перегрева, поэтому сборку нужно выполнять придерживая пинцетом ножки критических компонентов схемы между их корпусом и местом пайки. Это позволит уменьшить температуру чувствительной части – пинцет будет работать, как радиатор.

Лучше использовать специальную панельку, для размещения на ней микросхемы таймера.

Инструменты и материалы для изготовления беспроводной зарядки

Для изготовления схемы беспроводной зарядки понадобятся:

• стабилизатор напряжения 7805;
  

• диод M4, для схемы приемника;
• конденсаторы – два по 10n, и по одному 100n и 10µ;
• резисторы – 10 Ом и 1 кОм;
• медная, лакированная проволока для антенны – сечением 1 мм и 0,35-0,4 мм.

Изготовление передатчика

Как уже говорилось, монтаж схемы передатчика можно сделать, как навесной, так и на макетной или самостоятельно травленой плате. Здесь его размеры особого значения не имеют. Единственное замечание – антенна должна быть расположена ближе к подложке, на которую впоследствии помещается приемник.

Сама форма катушки также влияния на представленную схему большого не имеет, но рекомендуется выполнить ее спиральной формой, как на фотографии. Это улучшит характеристики передачи энергии, позволит повысить расстояние между приемником и излучателем.

Намотку рекомендуется проводить внутри какого-либо корпуса круглой формы – к примеру, в коробке от CD диска – в том месте, где он сам находился. Туда укладывается провод, с оставлением кончика, к которому будет припаян один из контактов самого передатчика, и потом витками, оборачивая вокруг предыдущих, укладывается проволока. Нужно сделать 25 таких оборотов.

После окончания намотки рекомендуется залить всю конструкцию универсальным клеем или эпоксидной смолой, оставив только конечные выходы проволоки. Которые в свою очередь необходимо залудить, а впоследствии и подсоединить к выходам излучателя.

Изготовление приёмника

Приемник собрать еще проще. В нем минимум элементов. Вот только в его случае лучше всего осуществлять намотку антенны спиральным способом, для уменьшения размера схемы. Хотя самодельное приемное устройство, с высокой вероятностью, все равно не поместится в корпус телефона. А вот для планшетов есть реальный шанс его встроенного использования, так-как обычно в корпусе подобных устройств есть еще много свободного места.

Элементы схемы скрепляются пайкой. В идеале желательно использовать SMD компоненты, но можно обойтись и обычными радиодеталями. Намотка катушки антенны производится проволокой или проводом сечения 0,35-0,4 мм. Для уверенного приема индуцированных токов необходимо сделать 30 витков.

Соединение элементов

Хотелось бы заметить, что, как и для любой передающей и принимающей аппаратуры – в случае индукционной также необходима аккуратность выполнения. Просто смотать в кучу присоединенные элементы не получится – будут возникать паразитные электрические связи, которые сведут на нет весь толк от собранного прибора.

Для исполнения схемы все же рекомендуется вытравить их из заготовок, или же в случае недоступности фольгированного текстолита – использовать макетную плату. Все соединения – пайка, никаких скруток. Слишком ненадежно и мало того, что будет плохой контакт, так еще и в случае его возникновения будет трудно найти источник проблемы.

Особенности процесса сборки и подключения

Тут нужно помнить о том, что приемник будет присоединен к реальному, достаточно дорогому устройству–потребителю. Поэтому, перед присоединением нужно мультиметром проверить полярность на выходах приемника и наличие необходимого напряжения при работе собранной схемы – оно должно быть в пределах 4-5В.

Также нужно определиться, как подключать потребителя. Здесь два варианта – или напрямую к аккумулятору, но в этом случае не будет видно, заряжен он уже или нет при выключенном устройстве, или в штатный разъем питания.

В обоих случаях обязательна проверка полярности и допустимых токов! Цена упущения – последующая функциональность мобильного устройства.

Модели телефонов, поддерживающие беспроводную зарядку

Собственно говоря, весь топовый сегмент мобильного оборудования от известных производителей обладает приемниками индукционных токов. Среди них аппараты Apple, Blackerry, Sony, Yota, Kyosera, Motorola, LG, Samsung, Asus, Google, HTC, Nokia.

Советы по выбору комплектующих

Многие элементы схемы индуктивного передатчика и приемника тока имеют как российские, так и зарубежные аналоги. К примеру, таймер NE555 можно безболезненно заменить на его полные аналоги (для некоторых необходимо будет проверить калибровку ножек и рабочее напряжение) – 1006ВИ1, 1006ВИ2, AN1555(N), GL555, LB8555(D|P), LM555(CN|N), MC1455(P|P1), NJM555D, RC555, TA7555P, UPC1555(C), UPC617C, KP1006ВИ1(А), KФ1006ВИ1, 142EH6, ICM7555(CBA-T|IPA)), LM555(CM|N), MC1455(D|U|G|P1), NE555(D|M|P|N), TA7555(F|S), UA555(TC(-8)|PC), ECG955M, M51841P.

В качестве полевого транзистора подойдут его варианты MTP50N05, КП723А, MTP50N06V, STP45NE06, STP50N06, MTB50N06V, STB45NF06T4, HUF75329(P3|S3(S)), STP45NF06, STP60NF06, STB60NF06(T4|L|LT4) или близкие по характеристикам.

Диод М4 в приемном контуре – заменяется любым с допустимыми токами 1А/400В. Можно чуть менее мощным, так как сила приходящего питания намного меньше.

Стабилизатор напряжения также можно заменить любым с выходным током 5В. Полные аналоги: L7805CV, MC7805CTG, русский КР142ЕН5А.