Беспроводная зарядка самодельная для телефона

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.

Добавить в избранное

Понравилось

+54
+88

Всем привет!
Мой телефон — со встроенной антенной беспроводной зарядки (очень удобно!). И я стал искать какое-нибудь б/п зарядное, которое можно подружить с CX-5.
К сожалению, ни сама Mazda, ни китайцы ничего подобного не продают. Придется всё делать самому…
Еще в «докрымские» времена я купил несколько б/п зарядок на Алиэкспрессе — в т.ч. для разборки и приспосабливания в машине:

Сначала я думал разместить антенну и зарядное устройство под дном ниши что под блоком климата. Но когда разбирал накладку вокруг рычага АКПП и посмотрел на деталь дна ниши снизу, понял, что имеющиеся там ребра жесткости помешают легко реализовать эту идею. Да и сама ниша, честно говоря, как-то маловата для современных смартфонов.
Потом я обратил внимание на сдвижной лоточек в боксе-подлокотнике между водителем и пассажиром. Там как раз есть 12 В розетка. Но сам лоточек слишком узкий, чтобы в нем нормально разместить смартфон. Нужно менять этот лоток.
А недавно мой коллега по работе приобрел и освоил 3D-принтер и когда я его спросил — «Можно сделать лоток такой же, но чуть шире?», он сказал: «Без проблем, давай старый лоток для замеров».
В итоге я отдал ему старый лоток и эскиз:

Ровный участок дна сделан 77х145 мм. Это под размеры максимально крупного смартфона, который я готов использовать (с небольшим запасом) — Microsoft Lumia 950 (т.к. я давно с удовольствием использую виндфоны, хотя есть опыт юзанья и ведроида, и iOS).

Первая примерка показала, что лоток прекрасно размещается в боксе-подлокотнике:

Далее сообщил знакомому дальнейшее уточнение по проекту — про б/п антенну:

Штатные индикаторы б/п зарядки я предложил вынести на торец лотка на проводочках (которые я планировал потом скрыть под маделином).
Знакомый же, уточнив расположение индикаторов на плате, предложил их вывести немного в другом месте. Причем светодиоды не выпаивать, а провести световоды прямо через стенку корпуса лотка.
Антенну на период тестов прикрепили на скотч:

Тесты показали, что положение не очень удачное — для надежного заряда телефон следует сдвигать на 1-2 см от торца, что неудобно:

Поэтому, чтобы сместить антенну на нужное место пришлось городить под днищем двухуровневый «мавзолей». Кроме того, тесты показали приличный нагрев платы б/п зарядки при работе, поэтому нужны были вентиляционные отверстия (на всякий случай).
Я набросал такой эскиз:

Итоговый вариант «с мавзолеем» получился такой:

Тесты показали, что всё замечательно — зарядка телефона идет при базировании телефона к нижнему торцу.
Дальше пошла финальная обработка. Сначала нужно зашпаклевать шероховатости типа таких:

Мой коллега-3D-печатник предложил использовать растворенный в дихлорэтане (ДХЭ) пластик-сырьё. Я взял у него небольшое количество пластиковой нити, купил бутылек ДХЭ в магазине радиодеталей и занялся замазыванием:

Такая «шпакля» неудобна в обработке, растворитель очень быстро сохнет.
В итоге после шпаклевания получилось так:

А после шлифования торцов наждачкой и последующей оклейки внутреннего пространства маделином — так:

Можно было бы подольше пошлифовать и поровнее сделать, но в подлокотнике все равно не видно, так что и так сойдёт!
В итоговом варианте всё работает как надо. Заряд не прекращается и при небольшом сдвиге телефона:

Теперь мне стало очень удобно — телефон достаточно бросить в лоток, который подключен к 12В-розетке в подлокотнике, и смартфон заряжается. Никакие провода перед глазами не маячат, никаких подключений-отключений разъема. Моя довольный! :))
При отключении зажигания розетка в подлокотнике, как известно, обесточивается, так что рисков возгорания (если «что-то пойдет не так» с б/п зарядкой) никаких.

Уже в ходе завершения работ мы с коллегой пришли к выводу, что самое оптимальное — строить новый лоток «вокруг» готовой компактной зарядки типа такой:

Чтобы в днище лотка была соответствующих размеров ниша, куда эта зарядка вставляется. Тогда лоток будет компактнее, без уродливого «мавзолея». Если нужно — вытащил б/п зарядку и вуаля! (забрал с собой в путешествие, например)
Ну, это может, идея на будущее.
P.S. Что всё описанное «колхоз» сам знаю, но меня устраивает — самоделку не видно, а функционал имеется.

Зарядка телефона без непосредственного подключения к источнику энергии (беспроводная зарядка), имея определенные минусы, все же удобна. Не надо подключать разъем, изнашивая его, а кроме этого, решена проблема совместимости. Сделать беспроводную зарядку своими руками можно в домашних условиях.

Cхема и принцип работы беспроводной зарядки

Принцип действия беспроводной системы зарядки гаджетов основан на явлении электромагнитной индукции. Известно, что если по катушке индуктивности протекает ток, он создает магнитное поле. Если это поле пересекает витки другой катушки, то оно создает магнитный поток. Если поле порождается переменным током, то и магнитный поток будет переменным, а это значит, что во второй катушке возникнет электродвижущая сила (ЭДС), которая может инициировать ток. Этот ток можно использовать для зарядки мобильных устройств.

По этому же принципу устроен и обычный трансформатор. Его отличие – наличие сердечника. Сердечник упорядочивает магнитный поток и увеличивает связь между обмотками. В зарядке сердечника нет, поэтому КПД передачи энергии невысок. Например, из-за того, что часть силовых магнитных линий поля не пересекает витки вторичной катушки (на рисунке обозначено голубыми пунктирными линиями).

На практике беспроводное зарядное устройство оснащается приемной и передающей катушками плоской конструкции. Это позволяет по максимуму использовать первичный магнитный поток, расположив катушки как можно ближе друг к другу.

Для того, чтобы эффективно передавать энергию посредством магнитного поля, в первичной катушке надо создать большие по амплитуде импульсы тока. Для этого служит мощный источник питания. Импульсы формируются с помощью задающего генератора, работающего на частоте несколько десятков или сотен килогерц. Генератор управляет мощным ключом (обычно на полевом транзисторе).

Магнитный поток, созданный первичной катушкой, посредством магнитного поля наводит ЭДС во вторичной (приемной) катушке. Эта ЭДС выпрямляется, фильтруется и стабилизируется. Напряжение подается на аккумулятор для зарядки.

Можно подавать ток, инициированный этой ЭДС непосредственно на аккумулятор телефона или планшета, а можно через штатный контроллер зарядки. В первом случае окончание подзаряда придется отслеживать самостоятельно.

Какой смартфон подойдет для самодельной подзарядки

В целом любому смартфону безразлично, откуда поступает зарядный ток в аккумулятор. Поэтому в теории на беспроводной способ можно переделать любой гаджет. По факту встает проблема, где расположить приемную часть – места внутри мобильного телефона крайне мало. Придется в первую очередь решать эту задачу, создавая очень тонкую антенну и применяя небольшие по размерам электронные компоненты.

Можно, конечно, приемник сделать съемным и подключать его через штатный разъем смартфона, но в этом очень мало практического смысла. Ведь имея все недостатки беспроводного подключения, воспользоваться преимуществами не получится. Гораздо проще найти место для размещения антенны и электронных компонентов в корпусе планшета.

Что понадобится для сборки

В первую очередь понадобится выбрать схему приемной и передающей части. Несмотря на небольшое количество узлов, входящих в систему, исполнение может быть различным. Например, для построения самодельной беспроводной зарядки по схеме, приведенной на рисунке, потребуются:

• микросхема-таймер 555 (NE555, отечественный КР1006ВИ1);
• мощный полевой транзистор IRFZ44 или другой;
• интегральный стабилизатор напряжения на 5 вольт (можно 7805 или 78L05 (второй вариант меньше размерами, это важно), но лучше подобрать какой-нибудь Low Drop с низким падением напряжения между входом и выходом);
• маломощный диод (лучше германиевый или диод Шоттки).

Еще понадобится источник питания постоянного тока на напряжение 5 вольт (например, сетевой адаптер от ненужного гаджета), несколько резисторов и конденсаторов с номиналами, указанными на схеме, а также соединительные провода и материалы для изготовления катушек связи. Из приборов нужен будет мультиметр как минимум, но не помешает и осциллограф. Не обойтись и без паяльника с набором расходников, а также без определенной квалификации и полного понимания процессов, происходящих в устройстве.

В передатчике первичным генератором импульсов служит интегральный таймер, частота следования импульсов задается номиналами резисторов и конденсатора. Чтобы увеличить генерируемую частоту, емкость и (или) сопротивление надо уменьшить и наоборот. Сформированные импульсы управляют ключом, через который напряжение источника 5 VDC подается в передающую катушку, в которой возникают мощные импульсы тока. Посредством магнитного поля в приемной катушке возникает ЭДС. Катушка и первый конденсатор образуют колебательный контур, собственная частота которого равна частоте передатчика. Возникшие в контуре импульсы выпрямляются диодом VD, сглаживаются вторым конденсатором. Выходное напряжение стабилизируется микросхемой 7805 и подается на аккумулятор гаджета.

Рекомендуем ознакомиться: Как разобрать смартфон с несъемным аккумулятором

Процесс изготовления

Начать изготовление самодельного устройства лучше с передающей части. Таймер с обвязкой можно разместить на кусочке монтажной платы, а если есть навыки – можно изготовить печатную плату. Там же надо расположить транзистор, но лучше сразу предусмотреть для него место под небольшой радиатор. В процессе работы ключевой элемент может заметно нагреваться.

Передающую катушку лучше сделать плоской – это лучше с точки зрения КПД передачи энергии. Для ее изготовления потребуется медный провод в лаковой изоляции. Ориентироваться надо на толщину около 1 мм. Чем толще провод, тем меньше потери, но тем больше габариты катушки при том же количестве витков. А их надо намотать около 25. Витки катушки укладывают на плоскость (удобно использовать коробочку для компьютерного компакт-диска) и заливают эпоксидным компаундом (хотя это не обязательно, но заливка придаст конструкции прочность).

При заливке не надо забывать вывести наружу выводы катушки.

Выводы зачищаются и припаиваются согласно схеме. На этом сборка передатчика закончена.

Перед сборкой приемной части надо определить, уместится ли узел внутри телефона или планшета, а если уместится – то как его там расположить и закрепить.

Если возникнут неразрешимые проблемы, можно собрать приемник по упрощенной схеме, но в этом случае имеется недостаток – выходное напряжение не будет стабилизировано. Это может быть вредно для аккумулятора. Лучше добавить к такой схеме стабилитрон (параллельно выходу) на напряжение около 5 вольт, если позволит место.

Катушка приемника содержит те же 25 витков, но более тонкого провода. Его толщина должна быть 0,3..0,4 мм, иначе катушку в корпус не уместить. Конструкция приемной катушки также должна быть плоской.

Подключать выход приемника к аккумулятору или контроллеру зарядки надо после окончания проверки работоспособности самоделки.

Проверка и первое включение

Сначала включается передающая часть. Если при этом отсутствует дым и запах горелой изоляции, значит, первый этап прошел удачно. Далее при наличии осциллографа надо проверить наличие импульсов на передающей катушке. Если осциллографа нет, можно приложить катушку приемной части к включенному передатчику и проверить напряжение на выходе. Если приемник выполнялся по первой схеме, надо подобрать конденсатор колебательного контура так, чтобы напряжение на входе стабилизатора было наибольшим. Потом надо замерить напряжение на выходе приемной части. Если оно равно 5 вольтам для первого варианта приемника или составляет от 3,7 до 5 для второго варианта, можно подключать выход приемной части к телефону или напрямую к аккумулятору и проверять работу зарядки.

Очевидно, что сделать сделать беспроводную зарядку самому не так сложно. Если задача стоит в познавательных целях, то ее решение позволит прокачать навыки электронщика. Если в практических – есть смысл подумать о реальных преимуществах такого устройства перед тем, как приступить к его изготовлению.

Видео

Сборка беспроводной зарядки из обычного ЗУ, без использования транзисторов

В мире уже не осталось людей, которые не пользуются мобильными телефонами. Одним из недостатков современного смартфона и планшета является слабая автономность работы. То есть одного заряда батареи при активном использовании хватает на 1 день (максимум 2). При такой частой зарядке устройства немудрено, что будет быстро разбиваться разъем питания. Чтобы этого избежать, можно приобрести беспроводное зарядное устройство. Но, как правило, оно стоит довольно дорого. Что же делать, если не хватает денег? На помощь приходит беспроводная зарядка на телефон своими руками.

Немного теории

Думаю, объяснять, что такое беспроводная зарядка для телефона, нет смысла. Ведь это очевидно – это самое обычное зарядное устройство, которое работает без проводов. А вот вопрос, как оно работает, будет очень даже любопытным. Поэтому стоит немного окунуться в теорию и начальный курс физики.

В основе технологии лежит использование индукционных катушек. Они могут работать как передатчик, так и в качестве приемника индуктивной энергии. То есть, если говорить простыми словами, одна катушка подключена к сети электропитания. Она возбуждается и создает около себя магнитное поле. Вторая катушка, попадая в радиус действия этого магнитного поля, также начинает возбуждаться и генерировать электрический заряд.

Все довольно просто и понятно. Из вышесказанного становится понятно, что беспроводное зарядное устройство не позволяет вам разгуливать с телефоном в руках в момент зарядки. То есть ограничения, которые есть в проводных ЗУ, действуют и на беспроводные ЗУ.

Более того, провод может иметь довольно большую длину (до 5 метров) и в этом радиусе вы можете спокойно перемещаться. А вот магнитное поле, образуемое индуктивной катушкой, как правило, не превышает 5 см. Поэтому единственное преимущество такого устройства заключается в том, что вы не будете разбивать сам разъем microUSB.

И здесь довольно спорный вопрос, стоит ли затея того. В принципе, заменить разъем microUSB в телефоне довольно легко и дешево. И если он качественный, то прослужит он довольно долго.

Поэтому покупка или изготовление беспроводного ЗУ лишь с целью экономии не будет рентабельной. Другой вопрос, если все зависит от эстетики или нежелания постоянно иметь дело с проводами: тогда приступаем к действиям. По сути, беспроводная зарядка для Андроида – это просто удобная подставка для телефона, которая имеет привлекательный вид и при этом заряжает батарею.

От теории к практике

В первую очередь стоит отметить, что нам придется не только делать базовую станцию, но и изменить сам смартфон. Дело в том, что если изначально телефон не поддерживает беспроводную зарядку, то этого говорит о том, что он не оснащен индуктивной катушкой. И в том случае нам придется самостоятельно ее изготовить и поместить в корпус смартфона. А контакты от катушки-приемника придется подпаять к входу «+» и «-» разъема microUSB в корпусе телефона.

В принципе, сделать беспроводное ЗУ может абсолютно каждый. Главное в этом вопросе – это точное соблюдение всех правил. Сам процесс изготовления можно разделить на две части:

• изготовление передатчика;
• изготовление приемника.

Итак, от слов к делу.

Что нам понадобится

Конечно, чтобы собрать подобное устройство, потребуются определенные материалы. Здесь все довольно просто. Для передатчика нам потребуется следующее:

• Оправа на 5 см (максимум 7 см).
• Медная проволока диаметром 1 мм (25 витков).
• Транзистор – полевой IRF Z44.
• Конденсатор – 10n.
• Резистор – 10 Ом.
• Резистор – 1К (2 штуки).

Это все, что нужно для передатчика. Найти все эти материалы не составит труда. Питаться ретранслятор будет от самой обычной мобильной зарядки.

Чтобы телефон смог принять электрический ток от передатчика, нам потребуется собрать приемник. Для этого потребуется:

• Диод VD1 M4.
• Конденсатор – 10n (нФ).
• Конденсатор 100n.
• Конденсатор 10u (10мФ).
• Стабилизатор напряжения 7805 (на 5В).
• Для катушки потребуется провод 0,4мм (30 витков).

Итак, давайте соберем это все вместе.

Собираем передатчик

Здесь все довольно просто. Есть генератор и передающий контур (та самая катушка). Генератор питается от обычного блока питания на 5В 2А и передает импульсы на передающий контур, который создает магнитное поле определенной частоты. Для радиолюбителей с опытом собрать подобный девайс не составит труда. Ниже будет приложена схема.

Итак, для того, чтобы намотать катушку, нам потребуется оправа диаметром 5 см. Медный провод с сечением 1 мм (важно, что бы он был в лаковой изоляции). Берем медный провод, оставляем около 3-5 см кончик (условно это будет плюс).

Далее наматываете провод по спирали 25 витков. Каждые 3-5 витков желательно обрабатывать лаком (или суперклеем). Это позволит катушке после намотки держать нужную форму и создаст изоляцию.

В результате у вас должна получиться катушка в виде медного диска.

Откладываем катушку в сторону до полного высыхания. А тем временем займемся сбором генератора импульсов. Все делаете по схеме:

Стоит отметить, что для передатчика не столь важны размеры. Вы можете поместить генератор с катушкой в любой корпус на свое усмотрение, украсить как угодно. Главное, чтобы между катушками (передатчика и приемника) было минимальное расстояние.

Собираем приемник

Здесь также есть свой принимающий контур (катушка). С него-то все и начинается. Выше мы уже рассматривали, как намотать передающий контур. По такой же схеме мотается и принимающий контур с той лишь разницей, что в этот раз мы используем провод с сечением 0,4 мм и делаем 30 витков (каждые 5-7 витков не забываем мазать контур лаком или суперклеем). Далее вся схема собирается на SMD компонентах (это те же радиодетали, но очень маленького размера с поверхностным монтажом).

К примеру, вот такими бывают SMD-конденсаторы:

Собираем по следующей схеме:

Как видите, ничего сложного. Единственный вопрос, как это все лучше расположить в корпусе телефона. Здесь уже вы сами должны проявить фантазию, так как корпуса у всех разные.

Как это работает в сборке

Как уже говорилось выше, вся суть в том, чтобы генератор транслировал импульсы на передающий контур, который создает магнитное поле с определенной частотой. Приемный контур, попадая в магнитное поле, начинает генерировать электрические импульсы. Сигналы с приемного контура поступают в схему выпрямителя и стабилизатора напряжения. В результате на выходе получается стабильное напряжение 5В (до 1А). Выход с приемника нужно припаять к ножкам разъема microUSB («+» и «-»).

Вот распайка стандартного microUSB разъема на большинстве смартфонов и планшетов:

Здесь нас интересуют черный и красный выводы. К ним и нужно припаять выход со схемы приемника. Далее собираете смартфон, подключаете передающий контур к сети электропитания и подносите телефон (внутри уже собрана схема приемника) к базовой станции (внутри которой собран передающий контур). Чем ближе поднести, тем выше будет напряжение, соответственно, сила тока будет повышаться.

Минусы самодельного БЗУ

Главный минус заключается в том, что такое зарядное устройство не позволяет использовать телефон во время зарядки. То есть вы не сможете отодвинуть гаджет дальше, чем на 5 см от БЗУ (беспроводного зарядного устройства).

Еще вам придется самостоятельно разбирать свой смартфон или планшет и добавлять в корпус хоть и небольшую, но все же схему с катушкой. Конечно, само собой разумеется, что после таких действий ни о какой гарантии не может быть и речи. Да и есть риск, что вы просто испортите устройство.

Еще одним недостатком является то, что подобные генераторы и передающие контуры создают довольно сильные магнитные поля (хоть и с небольшим радиусом действия), которые могут создавать помехи в сети электропитания или для акустических систем (если их расположить неподалеку от колонок или усилителя звука).

Кроме того, подобные самодельные устройства имеют довольно низкий уровень КПД (коэффициент полезного действия). То есть скорость зарядки будет довольно низкая, при этом потребление электроэнергии останется прежним (даже немного выше).

Стоит ли делать подобное устройство? Это вопрос личных предпочтений. Если вами руководит любопытство и жажда эксперимента, то вполне можно все выполнить со старым телефоном, который уже не жалко. Если же вам нужна экономия, эстетичность и удобство, то лучше использовать обычное ЗУ или покупать телефоны, которые уже с завода поддерживают БЗУ.

Производители смартфонов соревнуются между собой, оснащая каждую новую модель какой-либо уникальной «фишкой». Так пользователям стали доступны телефоны с функцией беспроводной зарядки. Удобная, быстрая, она обещает максимальный комфорт при работе с гаджетом. Но, как правило, в комплект к смартфону она не идёт. Стоимость самой дешёвой модели начинается от 700 рублей, более или менее нормальная обойдётся в 2,5 тысячи рублей. И конечно, у пользователя возникает логичный вопрос: как сделать беспроводную зарядку своими руками? Оказывается, при желании и наличии некоторых деталей сделать это достаточно просто, но предварительно необходимо ознакомиться со всеми сопутствующими нюансами.

Принцип работы

Беспроводное зарядное устройство позволяет заряжать аккумулятор телефона без подключения последнего к проводам. Мобильник укладывается на специальную подставку, где и происходит весь процесс.

Принцип работы заключается в передаче магнитного поля от передатчика к приёмнику. Второй в этом случае начинает генерировать напряжение, которое и заряжает аккумулятор.

Наличие встроенного приёмника можно посмотреть в характеристиках, если производитель указал поддержку стандарта Qi, то всё в порядке.

ВНИМАНИЕ. Отсутствие у гаджета встроенного приёмника не является поводом для отказа от идеи. Владельцу смартфона в этом случае просто необходимо приложить чуть больше усилий и изготовить приёмник собственноручно.

Как сделать беспроводную зарядку самостоятельно?

Существует несколько вариантов выполнения работ, суть которых в итоге сводится к одному. Если расположить все элементы на чистой плате, прикрепить их паяльником и оснастить конструкцию дросселем, можно получить высококачественное устройство. Оно будет способно выдавать напряжение до двух ампер, работая надёжно и бесперебойно. Однако, если под рукой минимум материалов, стоит воспользоваться и более простой схемой. Чтобы выбрать наиболее подходящий вариант, стоит рассмотреть оба.

Передатчик: вариант №1

Прежде чем изготовить надёжное и качественное беспроводное зарядное устройство своими руками, необходимо приготовить:

• плату;
• дроссель с диаметром проволоки 1 мм, завёрнутой в 5–10 витков;
• резисторы номинала до 1 Вт — 2 шт.;
• транзисторы напряжением 10 вольт и больше — 2шт.;
• диоды UF — 2 шт.;
• конденсатор плёночный ёмкостью от 0,35 до 1 мкФ;
• мультиметр;
• паяльник и паяльные принадлежности.

Первым делом из длинного провода изготавливается контур. Для этого провод складывается пополам, при помощи пальцев или контура диаметром 5–10 сантиметров мотаются 5 витков. По всей окружности контур прочно скрепляется скотчем или клеем.

Далее, необходимо обстричь петлю, получившуюся в результате складывания провода пополам, получается 4 свободных конца. Их зачищают, выполняется подключение начала первой обмотки к концу второй, конца первой обмотки к началу второй. Определить, какой из концов с которым должен соединяться, поможет мультиметр. «Активные» концы спаиваются между собой, образуя среднюю точку. Именно она пойдёт к плюсу питания через дроссель. К свободным концам в дальнейшем будут присоединяться резисторы.

Собирается беспроводная зарядка для телефона своими руками в такой последовательности: припаиваются два транзистора, затем к ним диоды, к диодам, в свою очередь, резисторы. Концы последних распределяются между платой и диодами. Контур припаивается последним, предварительно выполняется лужение обеих отмоток.

Собранный таким образом передатчик для смартфона своими руками создаёт на первом контуре высокочастотное поле, которое на вторичном сглаживается конденсатором и стабилизируется приблизительно до 5 вольт.

Передатчик: вариант №2

Второй вариант подскажет, как сделать беспроводную зарядку для телефона более простым способом из минимума материалов. Потребуются:

• медная проволока диаметром 0,5 мм;
• два транзистора.

Проволока сматывается в сорок витков на оправу. Её необходимо подготовить заранее, основываясь на оптимальном диаметре в 7–10 сантиметров. После двадцатого витка делается отводка. К нему и концу катушки подключается по резистору, на этом устройство считается готовым.

Передатчик следует поместить в корпус, на его роль прекрасно подойдёт коробка из-под дисков.

Приёмник

Если смартфон не оснащён встроенным приёмником, то потребуется потратить время и на его изготовление. Свой приёмник можно устанавливать не только на смартфон, но и на обычный кнопочный, так как тот подключается к аккумулятору.

Беспроводная зарядка для смартфона своими руками в таком случае потребует проволоки диаметром 0,3–0,4 мм. А также пригодится двухсторонний скотч и суперклей. Для удобства работу по созданию контура можно выполнять на пластиковой поверхности.

Приёмник состоит из 25 витков, плотно прижатых друг к другу. Чтобы в дальнейшем конструкция не сломалась, витки рекомендуется крепить на двухстороннем скотче и по мере увеличения площади заливать их суперклеем. Вместо двухстороннего скотча можно использовать обычный, приклеив его края к столу. Диаметр внутреннего отверстия катушки – 1 см, туда нужно заранее поместить заготовку нужного размера, вырезанную, например, из толстого картона. Потом её можно убрать.

Кроме проволоки, в состав приёмника входит кремниевый диод, маркировка которого особой разницы не имеет. Витки второй части беспроводной зарядки аккуратно отделяются от поверхности и подключаются к аппарату через диод.

Помимо того, как сделать беспроводную зарядку, стоит подумать и о способе её подключения. Приёмник может подсоединяться либо к аккумулятору, либо к разъёму для зарядного устройства. Второй вариант, как показывает практика, более предпочтителен.

Остаётся только закрепить сделанный приёмник на крышке смартфона и можно приступать к тестированию.

ВАЖНО. Для проверки работоспособности беспроводного ЗУ стоит взять старый телефон, потеря которого при ошибках в сборке не нанесёт владельцу ущерба. А также не рекомендуется заряжать таким способом телефон, находящийся на гарантии производителя.

Также имейте в виду, что приведённая схема крайне примитивна и не имеет обратной связи, то есть согласования приёмника и передатчика. У неё большой уровень помех и паразитного излучения. Поэтому гаджет на площадку нужно класть медленно и аккуратно. Если положить его резко, то может выйти из строя контроллер заряда телефона.

Что стоит знать о самодельной зарядке?

Прежде чем узнать, как сделать самому беспроводную зарядку, стоит узнать следующее:

1. Самодельное устройство без должного качества и соответствия элементов конструкции не будет обладать большой мощностью. Поэтому время заряда может увеличиться до 7 часов.
2. Заряд происходит на расстоянии 4 сантиметров, гаджет в процессе должен лежать непосредственно на передатчике.
3. При должном подходе к созданию беспроводной зарядки можно получить поистине отличный аксессуар, который выручит в случае поломки стандартного ЗУ или входа!