Твой сетевичок

Как выбрать безвредную зарядку

Эйнштейн сказал однажды: «Если ученый не способен объяснить пятилетнему ребенку, чем он занимается, то он или безумец, или шарлатан». Сила Ци силой Ци, но все действительные наши достижения основаны на объективном, не зависящем от субъекта, знании. Допустим, привезли мы к себе домой амазонского дикаря, есть там еще такие. Подвели его к телевизору и сказали: «Если ты вот эту штуку, вилку, воткнешь сюда, в розетку, и нажмешь вот тут, то вот здесь появится картинка, а отсюда пойдет звук». Если дикарь сделает все как сказано, телевизор включится, картинка появится, звук пойдет, хотя дикарь об электричестве и электронике понятия не имеет, а грозу считает расстройством пищеварения у своих богов. Так и полный, как говорится, чайник, может выбрать для своего гаджета беспроводную зарядку, которой можно пользоваться без опасений:

  1. Убеждаемся, что на аппарате есть значок соответствия стандарту WPC (см. ниже);
  2. Просим показать зарядку: там, кроме индикатора включения Power или I/O, должен быть индикатор заряда Charge или обозначенный таким же, как на гаджете, значком;
  3. просим включить. Power должен светиться, а Charge нет;
  4. Кладем на зарядку гаджет – Charge должен засветиться, а дисплей гаджета показать заряд;
  5. Приподнимаем гаджет не более чем на 3 см над площадкой зарядки – Charge должен погаснуть, а дисплей показать прекращение заряда.

Такой беспроводной зарядкой можно безопасно пользоваться в быту, если она расположена не ближе 1,5-2 м от мест длительного пребывания людей (кровать, рабочий стол, любимый диван перед телевизором). В детской держать включенную беспроводную зарядку нельзя, в т.ч. и описанную далее, которая может стоять постоянно включенной на тумбочке у взрослой кровати.

Стандарты беспроводных зарядных устройств

Qi
Самым распространенным стандартом беспроводной зарядки является Qi. Этот стандарт был разработан консорциумом беспроводной электромагнитной энергии (Wireless Power Consortium, сокращенно WPC), и поддерживается многими производителями такими, как Samsung, Nokia, LG и другими. Стандарт Qi читается как Ци, что на китайском языке созвучно в переводе со словом «жизнь».


Принцип работы основан на законе взаимоиндукции, как описано выше. Частота работы БЗУ 100-205 кГц. КПД 75-80%.PMA
Другой популярный стандарт называется PMA. В его принцип так же заложен закон электромагнитной индукции, Этот стандарт разработан компанией Powermat в 2012 году. Он не такой популярный, как Qi, но и у него есть свои преимущества.

Основные усилия компания направила на разработку более качественного передатчика электромагнитного поля. Да и частота работы зарядного устройства 277-357 кГц.
В основном этот стандарт распространен в США. Но все же стандарт PMA довольно сильно проигрывает Qi.Rezence (A4WP)
Принцип работы стандарта Rezence основан на законе магнитного резонанса. Это позволяет увеличить передаваемую мощность до 50 Вт, что вполне хватает для зарядки более мощных устройств, и даже нескольких устройств одновременно. А так же можно и увеличивать расстояние от зарядки до заряжаемого гаджета.

Но пока этот стандарт больше теоретический и не получает широкую поддержку.

Конструкция

Дальнейшего сокращения времени заряда и улучшения параметров безопасности устройства возможно добиться, направив поток энергии от индуктора столбом вверх, этот прием используется в некоторых фирменных беспроводных зарядках. Такие можно распознать по индуктору, обведенному кольцом, если только шибко умные альтернативщики не прилепили его просто так, для продаж.

На самом деле направленность излучения создается экранированием индуктора с тыльной стороны. Для этого генератор помещают в открытый сверху корпус из тонкой, не более 0,25 мм, жести. Если высота корпуса по эстетике безразлична, в нем же размещают источник питания генератора. В таком случае он должен быть с трансформатором промышленной частоты на железе: помехи от вплотную расположенного ИБП собьют настройку генератора.

Конструкция индуктора (передатчика) беспроводной зарядки

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.

Снятие и установка шатунно-поршневой группы

Как сделать стандартное проводное зарядное устройство своими руками

Есть несколько вариантов того, из каких материалов будет сделана ваша зарядка. Вы выбираете, основываясь на том, чем вы располагаете и какой из вариантов приглянется лично вам.

Аккумуляторная зарядка

Очень часто для создания портативного зарядного устройства используются батарейки или аккумуляторы. Это удобно, их можно заменять по мере выхода из строя на новые. Кроме того, таким устройством можно заменить вышедший из строя переходник, который обычно вставляется в розетку.

Для создания такой зарядки вам понадобятся:

  • батарейки/аккумуляторы типа АА;
  • отсек;
  • исправный рабочий USB-кабель, подходящий к вашему телефону;
  • само зарядное устройство (можно использовать от старого гаджета);
  • паяльник и сопутствующее оснащение;
  • тестер;
  • клей.

Теперь переходим непосредственно к созданию зарядки.

  1. В отсек для аккумуляторов (можно вынуть из неработающей детской игрушки или любого другого устройства) вставляем четыре батарейки. Нужно проверить общее напряжение. Для этого используем тестер. Телефоны заряжаются под напряжением в 5 Вольт, и создаваемое напряжение не должно его превышать.
  2. Отделяем от USB-кабеля тот штекер, что должен присоединяться к компьютеру, убираем все провода, кроме «плюса» и «минуса» (для этого вызваниваем тестером). Остальные провода нужно отрезать, а оставшиеся скрепить с помощью термо-кембриком и зажигалкой.
  3. К металлическим заклёпкам с помощью паяльной кислоты припаиваем провода, а заклепки залуживаем. Следите, чтобы совпадали заряды!
  4. Сам разъем теперь прикрепляем к корпусу при помощи разогретого клея. Чтобы исключить обрывы, обрабатываем клеем вокруг, закрыв при этом все контакты. 
  5. От кабеля USB также отрезаем более мелкий разъем. Из проводов оставляем только «плюс» и «минус», остальные отрезаем. Оставшиеся провода лучше убирать к термо-кембрик.
  6. Собираем всё вместе.

После этого можно заряжать телефон.

Вместо батареек предпочтительнее использовать заряжающиеся аккумуляторы – и это большая экономия, и больший срок службы – аккумуляторы всегда можно подзарядить и использовать вновь.

Зарядка из вентилятора и магнитов

Это практически созданный вами генератор свободной энергии. Для создания такой зарядки вам нужно:

  • неодимовые тонкие магниты;
  • вентилятор от системного блока;
  • клей;
  • шнур с подходящим к вашему телефону входом;
  • паяльник и сопутствующее оборудование.

Рассмотрим сборку в деталях.

  1. К лопастям вентилятора с помощью клея приклеиваем магниты. Магниты нужно выбрать достаточно тонкие, чтобы они не выходили за пределы лопастей в ширину и не сильно в высоту.
  2. Один из магнитов нужно приклеить на углу вентилятора (не с того угла, где выходят провода).
  3. Кабель, подходящий для телефона, разрезаем так, чтобы осталась часть, входящая в гнездо телефона с желаемой длиной самого провода. Провода от вентилятора припаиваем к проводам телефона, соблюдаем полярность.
  4. Место спайки лучше спрятать в термо-кембрик, чтобы оно не повредилось и прослужило дольше.
  5. Крепим три магнитика с противоположной стороны от первого прикрепленного магнита на вентиляторе. Если место выбрано правильно, то вентилятор начнет работать в тот же миг, как они будут прикреплены. Если этого не случилось, нужно подвигать их, найдя нужное положение.

Теперь можно подключать гаджет. Если всё собрано правильно, то он сразу же начнет заряжаться.

Индукционная система

Печатная плата содержит четыре толстых кабеля, которые ведут к катушкам, которые используются для беспроводной зарядки. Печатная плата также имеет два провода (черный и красный), которые подключены к разъему, но пока назначение этих проводов неизвестно.

Провода, подключаемые к другим компонентам

Получение доступа к катушке было выполнено путем удаления резинового кольца на передней части зарядного устройства. Это показало несколько пластиковых слоев и винтов, после удаления которых в конечном итоге показываются зарядные катушки.

Две индукционных катушки на задней стороне устройства

При снятии задней пластины зарядного устройства обнаруживаются черный и красный провода, которые шли от основной печатной платы. Оказывается, в зарядном устройстве используется небольшой вентилятор, подобный тем, что есть в ноутбуках.

Вентилятор внутри устройстваСпецификации на вентиляторВентилятор, снятый с зарядного устройстваВид сбоку показывет, что вентилятор является низкопрофильным

О режиме заряда

Заряд батареи в любом гаджете происходит под управлением специального контроллера, который вначале определяет, насколько аккумулятор разряжен. Если более чем на 75%, то сразу подается усиленный ток быстрого (форсированного) заряда, равный примерно току 3-часового разряда, если зарядное устройство его обеспечивает. Нет – от зарядки берется ток, который она способна дать при падении напряжения на выходе до 5 В. Поэтому многие устройства от USB портов заряжаются долго, т.к. стандартный выход питания USB 5 В 350 мА.

Форсированный заряд призван устранить поляризацию электродов батареи, которая вызывает т. наз. гистерезис. Емкость «гистерезисной» батареи непрерывно падает, а ее ресурс оказывается много меньше заявленного. Быстрый заряд током меньше 3-часового полностью гистерезис не устраняет, и батарея скоро садится. Как следствие – зарядка для смартфона или планшета должна обеспечивать ток заряда более 1,5 А, т.к. в «умных» гаджетах батареи на 1800-4500 мА/ч, т.е. их 3-часовой разрядный ток составит 0,9-1,5 А.

После того, как батарея зарядится прим. до 25% емкости, ток заряда плавно снижается до величины небольшого формирующего (дозарядного) тока, пока аккумулятор на будет «накачан» прим. на 75%. Формирование батареи небольшим током позволяет избежать электродеградации электролита, также уменьшающей ресурс аккумулятора. Формирующий ток равен прим. току 12-часового разряда батареи.

Наконец, когда батарея зарядится полностью, контроллер некоторое минимально необходимое время пропускает через нее совсем крохотный ток содержания для профилактики химической деградации электролита, и только тогда подает сигнал об окончании заряда. Поэтому держать гаджет с исправным и правильно выполненным контроллером побольше времени на заряде ничуть не вредно, наоборот. У автора есть старый телефон Motorola W220. Ради опыта он все время на заряде, кроме как когда с ним нужно выходить из дому. За более чем 10 лет пользования батарея заметно емкости не потеряла: прописанные в паспорте телефона 4 суток «спячки» и 4 часа непрерывного разговора не уменьшились. А другим пользователям той же модели пришлось уже менять полностью истощившийся аккумулятор.

Как пользоваться беспроводной зарядкой для телефона

Беспроводные зарядки для телефона очень просты в использовании. Можно разобраться в этом самостоятельно, а в случае вопросов обратиться к инструкциям.

Принцип использования зарядки:

  1. Беспроводную зарядку необходимо подключить к источнику тока: к розетке или к компьютерному устройству;
  2. Платформу зарядного устройства нужно разместить на ровном и сухом месте;
  3. В центр устройства размещается гаджет, который нужно зарядить, и включается зарядка;
  4. После окончания заряда гаджет нужно снять с платформы.

Как подключить беспроводную зарядку к телефону

Подключить функцию беспроводной зарядки можно к абсолютно любому устройству, потребуется лишь немного усовершенствовать личный гаджет. Для этого необходимо докупить специальную пластину, которая станет приемником зарядки без провода. Ее прячут под заднюю крышку или чехол устройства. После того, как пластинка будет установлена, гаджет можно заряжать на любой платформе беспроводной зарядки.

Как избежать перегрева аккумулятора

При перегреве телефон начинает медленнее работать, а аккумулятор портится. Для того чтобы избежать это, необходимо следовать нескольким правилам эксплуатации:

  • Не использовать устройство под солнцем слишком долгое время. Свет и тепло от солнца нагревают телефон, это может привести даже к взрыву устройства. Если же оно сильно нагрелось, то не стоит пользоваться им пока не остынет;
  • Закрывать неиспользуемые программы. Фоновые программы, которыми не пользуются, потребляют память и заряд устройства;
  • Не использовать телефон слишком долгое время. Бывает такое, что человек увлёкся и провел в телефоне очень много времени. Без сомнений, это станет причиной нагрева гаджета.

Варианты реализации схемы

Несколько производителей выпускают специализированные микросхемы для реализации беспроводной передачи энергии. Компания Maxim Integrated предлагает микросхему MAX77950 – WPC/PMA-приемник энергии, работающий в двойном режиме. Данная микросхема отвечает требованиям как стандарта WPC Qi для малой мощности (v1.2), так и стандарта PMA SR1 v2.0 WP. На рисунке 2 представлена функциональная диаграмма микросхемы MAX77950. Работая с любым приемником WPC- или PMA-типа, данный чип обеспечивает выходную мощность до 12 Вт.

Рис. 2. Функциональная диаграмма микросхемы MAX77950

Приемная катушка соединяется внутри MAX77950 с синхронным выпрямителем, то есть таким образом выход соединяется с прецизионным LDO-регулятором. Цифровое управление и коммуникация для обоих стандартов реализуется через те же самые катушки индуктивности, через которые происходит и передача энергии. Прецизионная установка выходного тока и схема измерения напряжения микросхемы MAX77950 обеспечивает точную обратную связь для передающего устройства. У микросхемы есть также сигнал Power Good, который программируется для высокого и малого напряжений.

Рис. 3. Миниатюрный корпус микросхемы MAX77950

MAX77950 снабжена последовательным I²C-интерфейсом, который используется для коммуникации между микросхемой и центральным процессором. Микросхема также имеет функцию обнаружения посторонних объектов (Foreign Object Detection, FOD), таким образом, устройства, которые не поддерживают стандарт WPC/PMA, или другие посторонние объекты будут игнорироваться. Если устройство-приемник перемещается над поверхностью передатчика или чрезмерно быстро прикладывается к этой поверхности, может произойти перенапряжение. Для предотвращения таких случаев микросхема имеет функцию защелки для ограничения напряжения на выходе выпрямителя.

Специальной функцией является работа микросхемы-приемника MAX77950 в качестве передатчика, что позволяет запитывать другое устройство с использованием внутриполосной коммуникации методом амплитудной манипуляции (Amplitude Shift Keyed signal, ASK). Этот режим называется PeerPower.

Микросхема выпускается в миниатюрном корпусе WLP размером 6х9 мм (рисунок 3) и имеет диапазон рабочих температур окружающей среды -40…85°C. Доступна также оценочная плата MAX77950EVKIT, представленная на рисунке 4.

Рис. 4. Оценочная плата MAX77950EVKIT

Как работает беспроводная зарядка для телефона?

Перед тем, как начать рассказывать о принципе работы беспроводной зарядки для телефона, читателю необходимо узнать что такое беспроводная зарядка, а уже затем углубляться в технологические тонкости и нюансы.

Беспроводная зарядка это небольшое устройство, которое имеет плоскую платформу. Конструкция устройства выполнена из пластмасса, но как показывают наблюдения, огромный интерес и спрос у пользователей вызывают беспроводные зарядки, выполненные на базе древесины. По словам производителей, деревянные беспроводные зарядки прививают пользователя к эко-стилю, что звучит вполне оправданно. На изображении ниже представлена схема элементов и принцип работы беспроводных зарядных устройств для телефона.

Беспроводная зарядка излучает электромагнитные поля, благодаря чему ваш смартфон будет заряжаться, при этом ничего подключать к смартфону не нужно. Достаточно просто положить смартфон на зарядную станцию, то есть на ее поверхность, и ваш смартфон начнет заряжаться.

На сегодняшний день практически каждый второй производитель смартфонов, как бюджет-класса, так и премиум-класса, выпускает мобильные устройства с поддержкой технологии беспроводной зарядки по стандарту Qi.

Еще раз отметим, устройства, которые поддерживают технологию по стандарту Qi, заряжаются при помощи индукции. Поэтому в таких устройствах изначально заложена некая катушка, на которую беспроводная зарядка оказывает воздействие, и вследствие чего сам смартфон заряжается. При этом, сам процесс передачи электромагнитных полей человек не может прочувствовать и увидеть глазами. Единственно, что вы сможете увидеть, это то, как ваш телефон будет пополняться процентами заряда.

Как сделать беспроводную зарядку для телефона своими руками

Индукционное зарядное устройство своими руками Материалы и инструменты

Сначала посмотрим, какие материалы нам понадобятся, чтобы соорудить самодельную беспроводную зарядку для смартфона своими руками:

  • Кусочек платы. Не очень большой, но достаточный для того, чтобы разместить на нём остальные элементы;
  • Плёночный конденсатор. Его минимальная ёмкость должна составлять 0,33 мкФ, максимальная — 1 мкФ;
  • Дроссель. Он должен иметь от 5 до 10 витков. Диаметр провода — примерно 1 мм;
  • Два диода типа UF;
  • 2 резистoра с номиналом до 1 Ватт;
  • Два полевых высоковольтных транзистoра. Напряжение должно быть не меньше 10 Вольт;
  • Припой;
  • Паяльник.

Из чего состоит традиционное зарядное устройство

Прежде чем сделать зарядное устройство своими руками, рассмотрим из чего оно состоит и как действует. Есть коробочка (плата), на которой будем делать генератор. К нему присоединён передающий контур. Он воздействует на приёмный контур. На первичном контуре возникает высокочастотное поле. Это напряжение с помощью индукции передаётся на вторичный контур. Там оно выпрямляется и сглаживается конденсатором, потом стабилизируется до 5 Вольт в узле стабилизации.

Делаем передатчик (генератор) своими руками: описание схемы

Для начала — схема беспроводного зарядного устройства для телефона, которое мы будем делать своими руками.

Передающий контур имеет две полуобмотки, которые соединены со средней точкой. Средняя точка идёт через дроссель к плюсу питания. К плюсу питания подключаются также ограничительные резистеры, которые идут к базам транзистеров. Диод идёт от базы одного транзистера к коллектору противоположного транзистера. То же самое со вторым диодом.

Коллектор идёт к концам обмотки. Для сооружения своими руками есть вариант без средней точки. Для этого нужно взять два дросселя, запараллелить один из выводов каждого дросселя и подключить к плюсу питания. Свободные выводы спустить на коллекторы каждого из транзисторов. Своими руками можно собрать и этот вариант, но элементы будут сильно нагреваться.

Мощность зависит от используемых элементов. Устройство, сделанное по этой схеме, можно сделать и послабее, и посильнее. Сконструировать по этой схеме беспроводную зарядку своими руками в 2 ампера в ваших силах.

Делаем своими руками катушку

Сначала смотаем своими руками контур. Необязательно делать его очень аккуратным. Можно использовать кусок пластика диаметром 5-10 см или пальцы.

Берём один длинный провод. Складываем его пополам. Выпрямляем.

На пальцы или пластик наматываем 5 витков.

Теперь закрепляем сами витки по всей окружности с помощью клея или скотча.

У нас остаётся три кончика. Один со сгибом. Отрезаем этот сгиб. Теперь у нас 4 кончика. Чистим их.

Нам нужно будет подключить либо конец первой обмотки к началу второй, либо начало первой обмотки к концу второй. Чтобы проверить, что к чему подключать, используем мультиметр.

Мультиметр переводим в режим проверки диода. Подсоединяем мультиметр к каждому кончику одновременно с обоих концов. Мы видим, что при подключении к одним кончикам мультиметр реагирует, а при подключении к другим — нет. Эти кончики должны находиться с разных сторон. Их мы должны скрутить друг с другом и запаять. Это средняя точка. Оставшиеся кончики — две коллекторные обмотки, которые идут к транзисторам. Теперь мы готовы собрать зарядку своими руками.

Собираем всё вместе своими руками

Чтобы собрать устройство своими руками, берём припой, паяльник и плату. Припаиваем сначала два транзистора.

После этого припаиваем диоды.

К ним — резисторы. Один кончик — к диодам, другой — к плате.

Теперь припаиваем своими руками контур. Мы смотали его раньше. Теперь нужно залудить две его обмотки и присоединить к схеме.

Приёмник

Приемник беспроводной зарядки своими руками делать, как правило, не решаются, так как здесь уже нужно лезть в телефон. Довольно грубый отдельный приёмник можно сделать своими руками только для того, чтобы проверить, работает ли передатчик. В приёмнике, сделанном своими руками, диод желательно использовать тоже UF.

Конденсатор ёмкостью 47-100 мкФ. Рабочее напряжение — 25 вольт. Второй конденсатор можно использовать на 10-16 Вольт. Ёмкость — 47 мкФ. Контур у приёмника, сделанного своими руками, — также 10 витков. Диаметр провода — 0,75 мм.

В написанной инструкции разобраться сложнее, чем следовать показанным действиям. Мы прилагаем видео о том, как сделать беспроводную зарядку для телефона своими руками.

Беспроводное зарядное устройство для телефонаБеспроводное зарядное устройство для телефона

Химическая металлизация своими руками в домашних условиях

Беспроводная зарядка Qi

Для унификации беспроводных зарядных устройств, разработан стандарт Qi (По-русски произноситься Ци). Создал этот стандарт Wireless Power Consortium – многонациональный технологический консорциум, образованный в 2008 году. Ци – тонкая энергия в восточной философии. Целью внедрения стандарта является широкое применение беспроводных зарядчиков.

Стандарт Qi бывает для мощностей до 5 ватт – низкой мощности, и до 10 ватт – средней мощности. Qi внедряется все шире, во всем мире. Появляются общественные беспроводные устройства в кафе, на вокзалах, в метро и других местах.

Существует протокол передачи данных Qi. Это делает возможным информировать базовую станцию о состоянии заряда. Поэтому, базовая станция может регулировать свою работу заряда мобильного устройства. Как только мобильное устройство заряжено на 100%, беспроводной зарядчик отключается.

Перспективы Mi Air Charge и сроки реализации

Mi Air Charge, по заверениям Xiaomi, позволяет заряжать несколько устройств одновременно, но не уточняет их максимальное количество. Зато известно, что подключенным устройствам не придется делить между собой эти 5 Вт мощности – станция способна предоставить по 5 Вт каждому потребителю.

Хоть Mi Air Charge и работает без проводов, но под саму станцию место выделить придется

Новый глава мобильного подразделения Xiaomi Адам Цзэн Сюэчжун (Adam Zeng Xuezhong) подчеркнул, что Mi Air Charge сможет выступать не только в качестве зарядного устройства – его можно будет использовать как беспроводной источник энергии для небольшой домашней техники. В качестве примера он привел умные колонки и настольные лампы, добавив, что Mi Air Charge позволит избавиться от многочисленных проводов в квартире.

Как освободить 2,5 часа в день для каждого сотрудника
Бизнес

О сроках появления Mi Air Charge в продаже, географии ее распространения и стоимости Адам Цзэн Сюэчжун не сообщил. Известно лишь, что вся линейка устройств, запланированная Xiaomi к выпуску в 2021 г., поддержку нового стандарта беспроводной зарядки не получит.

Подводим итоги

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий