Беспроводная зарядка своими руками: инструкция, видео и очень полезный совет

Инструкция по изготовлению

Инструкция, показывающая, как сделать своими руками беспроводную зарядку для телефона, несложная. Но следует учесть, что устройство предназначено только для одного аппарата, оно не настраивается и может оказать влияние на работоспособность мобильника. Если инструкция покажется трудновыполнимой или характеристики прибора не смогут удовлетворить потребности, тогда лучше купить его в магазине или продолжить пользоваться проводной зарядкой.

Чтобы сделать своими руками беспроводную зарядку для мобильного телефона, потребуются:

• прочные ножницы либо кусачки;
• паяльник;
• быстросохнущий клей;
• оправа для проволоки диаметром 50–70 мм;
• резисторы на 1 кОм и 10 Ом;
• два конденсатора — 10 n;
• конденсатор на 100n и 10 µ — по 1 шт.;
• стабилизатор 7805 (на 5 В);
• диод VD1–M4;
• медный обмоточный провод ПЭВ сечением 1 мм, 0,5–0,4 мм;
• блок питания от обыкновенной проводной зарядки.

Перед тем как начать работу, необходимо ознакомиться со схемами элементов беспроводной зарядки, изучить инструкцию по сборке каждого блока.

Делаем передатчик

Сборка передатчика выполняется в такой последовательности:

Один конец 1-миллиметровой медной проволочки длиной 1–1,5 см оставляется свободным. Другой — плотно наматывается на оправу кольцом к кольцу до образования плоской катушки в 25 витков. Периодически витки проклеиваются быстросохнущим клеем или иным закрепляющим изолирующим материалом

Марка клея и его качество на силу электромагнитного поля не влияют, важно, чтобы он как можно быстрее высыхал

1. Пока высыхает катушка, можно собрать зарядную станцию по схеме, приведённой ниже.

1. Далее катушка припаивается. В качестве «+» используется находящийся внутри свободный отрезок, в качестве «-» — оставшийся снаружи.

Свернутая в кольцо проволока помещается в любой имеющийся держатель или в специально для неё придуманную ёмкость — на качество работы устройства это не повлияет

Важно, чтобы катушка располагалась на как можно меньшем удалении от передатчика — это требование стоит учитывать при разработке такого футляра

Делаем приёмник

Приёмник wpc собирается в таком порядке:

1. Тем же способом, который используется при сборке передатчика, медная проволока толщиной 0,35–0,4 мм наматывается на оправник. Количество витков — 30, они должны как можно плотнее прилегать друг к другу. Если проволока катушки не изолирована, то на неё необходимо нанести защитный лак и дождаться полного высыхания.
2. Само устройство собирается из заранее подготовленных деталей, ориентируясь на приведённую ниже схему. Применение SMD позволяет минимизировать пространство, отводимое под катушку, следовательно, конструкция корпуса телефона остаётся без изменений.

1. Катушка подключается, все детали приёмника компонуются таким образом, чтобы ни один из них не выступал наружу. Их также рекомендуется покрыть лаком или иным защитным материалом.
2. На заключительном этапе сделанная самостоятельно беспроводная зарядка подключается к сети, работа её проверяется на самом мобильном телефоне. Для подключения устройства можно воспользоваться стандартным 5-вольтным адаптером, подключаемым к контуру.

Сборка и проверка

Перед включением самодельной беспроводной зарядки необходимо выбрать, куда будут подключены выходы приёмника. Существует два варианта:

• к разъёму micro-USB — тогда телефон можно зарядить как от сети, так и от собранной катушки;
• непосредственно к аккумуляторной батарее — вариант удобен возможностью зарядки даже при выходе из строя стандартного разъёма micro-USB, а также если пользователь решит закрыть его от внешней среды.

В первом случае необходимо правильно подключить разъёмы — левый от основания трапеции, как правило «+», правый — «-». Во втором следует заранее продумать расположение аккумулятора вместе с «довесками» в корпусе и соединить контакты. Сборка закончена.

Приёмник устанавливается внутри корпуса, закрывается крышкой. Передатчик подключается к сети через адаптер 5 В согласно схеме, к нему подносится телефон на расстояние не более 50 мм. Если индикатор зарядки заработал, значит, устройство собрано правильно. Если нет — при сборке допущена ошибка. Необходимо найти слабые места, убедиться в наличии тока и, если перепаять контакты.

Что такое WPC

WPC аббревиатура от Wireless Power Consortium, это название компании, впервые выбросившей на рынок беспроводные зарядки. Технология WPC ничего нового и тем более сверхъестественного собой не представляет; составные части зарядки WPC и принцип ее действия показаны на рис. На передаче электроэнергии индукцией действует и всем знакомый трансформатор на железе. Особенность WPC в том, что рабочая частота повышена до десятков кГц или даже МГц; это позволяет разнести первичную и вторичную обмотки на некоторое расстояние и обойтись без ферромагнитного сердечника, т.к. плотность потока энергии (ППЭ) ЭМП растет с частотой; также с ростом частоты увеличиваются технические возможности сконцентрировать ЭМП в ограниченной области. Но вместе с тем с частотой растет и биологическое действие ЭМП, отчего маленькая и слабенькая беспроводная зарядка может оказаться опаснее промышленной установки индукционного нагрева.

Состав и принцип действия беспроводного зарядного устройства стандарта WPC

Устройства, рассчитанные на подзарядку по системе WPC, обозначаются специальным значком (поз. 1 на рис.). Он означает, что в аппарате есть приемная катушка из 25 витков и преобразователь ВЧ переменного тока в постоянный. Ряд гаджетов выпускается в исполнении с WPC или без. Тогда индукционный приемник выполняется или «внаброс» и располагается под крышкой аккумулятора(поз. 2), или модульным, поз. 3. В любом случае под приемник WPC предусматривается разъем (поз. 4), или прижимные контакты, куда и следует подключать самодельный приемник при доработке гаджета под WPC. Полярность определяется мультитестером при подключенной проводной зарядке, т.к. контакты беспроводной зарядки запараллелены с таковыми обычной.

Беспроводные зарядные устройства стандарта WPC

В некоторых гаджетах приемник WPC прячут под крышкой, для снятия которой требуется частичная разборка устройства, поз. 5. Так или иначе, но, если у вашей модели без WPC поиском в интернете обнаруживается «близнец» с беспроводной зарядкой, то и полость под приемник у вашей найдется: выпускать различные детали корпуса было бы слишком накладно. Это существенно упрощает доработку гаджета под WPC, но нужно убедиться, что данная модель выпускается и в том, и в том варианте.

Особенности и правила беспроводной зарядки

Технология беспроводной зарядки существовала уже за несколько лет до выпуска первых мобильных устройств с ее поддержкой, но именно с выпуска винфонов Nokia Lumia 920 и Lumia 820 данная технология начала получать массовое распространение.

Технологию беспроводной зарядки получает все больше смартфонов, в особенности — флагманские модели. Все, что нужно для зарядки таких устройств, это положить их задней крышкой на специальную панель. Никакие провода не нужны. Не нужно и нажимать какие-либо кнопки. Зарядка начинается и заканчивается автоматически.

Зачем нужна беспроводная зарядка?

Помимо того, что беспроводная зарядка удобна сама по себе, ее использование позволяет продлить жизнь разъему питания. Кроме того, такое устройство может оказаться единственным нормальным способом зарядить смартфон, если его разъем уже сломан. Из минусов технологии — чуть большее время процесса зарядки.

Как работает беспроводная зарядка?

Принцип этой технологии строится на действии магнитного поля. Смартфон выступает в роли приемника этого поля, а сама беспроводная зарядка — панель, куда кладется устройство, — в роли передатчика. Передатчик и приемник представляют собой так называемую магнитную катушку. На схеме ниже продемонстрирован основной метод передачи электроэнергии через магнитное поле.

Магнитное поле образует катушка передатчика, расположенная на панели зарядки, а катушка приемника, находящаяся в смартфоне, принимает его, преобразовывает в электричество и таким образом заряжает аккумулятор.

Как правильно заряжать смартфон беспроводной зарядкой?

Обычно, беспроводная зарядка не входит в комплект с мобильными устройствами, ее нужно приобретать отдельно. Поэтому, в первую очередь, приобретая такую зарядку, нужно убедиться, что она подходит для конкретной модели. Все современные смартфоны с функцией беспроводной зарядки используют международный стандарт Qi, а значит покупаемое зарядное также должно быть промаркировано соответствующим образом.

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.

Как сделать на смартфоне беспроводную зарядку

Так как технология такой зарядки довольно новая, работать с ней могут лишь те телефоны, которые к ней адаптированы, имеют специальную катушку и выпрямитель. Многие компании снабжают свои новые модели таковыми, но что делать, если телефон у вас не новый, а заряжать его дистанционно хочется? Для этого можно переделать мобильное телефон своими руками, схема беспроводной зарядки сравнительно несложная и потребует всего лишь докупить недорогие китайские модули.

Накладка на телефон для беспроводной зарядки

продаются отдельно точно так же, как и сами зарядные блоки, поэтому можно купить и установить беспроводную зарядку на любой смартфон своими руками. Широкий выбор гнезд под любые модели телефонов и с различным подключением поможет в этом.  Средняя стоимость 100- 150руб.

Разные виды подключения гнезда mikro usb

Это небольшого размера конструкция, напоминающая по ширине картон; катушка небольшая, аналог можно увидеть в любом магазине, нечто подобное используют для предотвращения краж, приклеивая спираль на одежду. Для телефона же используется приемная катушка. Она может размещаться под крышкой и прикрепляться аккумулятору напрямую, а может находиться снаружи и припаиваться к разъему для обычного зарядного устройства.

Для защиты катушки обычного тонкого силиконового чехла вполне будет достаточно, при использовании выносного приемника.

Выбирая бесконтактный приемник, нужно обратить внимание на то, какой марки телефон: например, с продукцией компании Samsung проблем не возникнет, а смартфоны Apple достаточно избирательны к зарядным устройствам и с большой вероятностью будут работать только от оригинальных. Выходом также может стать универсальная беспроводная зарядка, соединяющаяся с большинством смартфонов

Немного слов о передатчике

Важно посмотреть чтоб блок питания был уже более 2 А (2000 ma) лучше даже больше поскольку идут потери. При меньшей силе тока зарядка будет происходить очень медленно. Для адекватной работы потребуется заменить шнур из комплекта зарядного устройства, поскольку не каждый USB-провод может пропустить через себя полноценные 2 А

Для недорогих моделей смартфонов вполне хватает обычной недорогой платформы за 350 руб. и родного блока питания.

Приемное устройство

Себя заказывал в трансмиттеры (передатчик) Обычного с одной катушкой вполне хватает для зарядки  телефона Самсунг с батарейкой на 2000 мА.

Сейчас набирают популярность беспроводные зарядные устройства с поддержка быстрой зарядки:Qualcomm Quick Charge 2.0,Qualcomm Quick. Для них уже нужно смотреть параметры которые будут потдерживаться:

• Вход: DC 5 В/2A 9 В/1.67A
• Выход: DC 5 В/1.5A 9 В/1.3A
• Мощность зарядки: 10 Вт (макс)
• Эффективность преобразования:> 73%
• Расстояние передачи: 6-10 мм (max)

Важно понимать, что к современным моделям которые поддерживают ускоренную зарядку потребуется и более мощный передатчик

Преимущества беспроводных зарядок

Есть масса преимуществ в том, чтобы телефон мог заряжаться именно бесконтактным способом. В первую очередь решается основная проблема, а именно переходники. Теперь будет одна универсальная панель сразу для всех аппаратов. Провода не будут изнашиваться и гнезда на мобильнике не станут слишком быстро ломаться

Для заряжающегося айфона это также особенно важно, ведь его ремонт стоит дорого.
Когда выбираем определенный адаптер, нельзя не думать о плюсах бесконтактного:

• Удобство. Использовать можно в любом месте.
• Допустима зарядка нескольких телефонов сразу.
• С течением времени устройств, которые поддерживают данную функцию становиться все больше.
• Электроэнергии тратиться минимум, хотя КПД этой зарядки и составляет около 80%.
• Самсунг и некоторые другие компании планируют сразу с телефоном предлагать подобный адаптер.
• Долговечность. Зарядка способна прослужить много лет.

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.

Какие есть стандарты беспроводной зарядки

Чтобы зарядить смартфон без проводов, используется пара катушек: одна в зарядной станции, которая подключена к питанию, другая в устройстве.

Когда на первой катушке появляется ток, вокруг неё образуется магнитное поле, которое передаёт его на вторую.

Беспроводная зарядка изнутри / belkin.com

Магнитное поле появляется из-за использования переменного тока высокой частоты. Он преобразовывается в постоянный, когда передаётся на устройство.

В зависимости от частоты тока в работу включаются магнитная индукция или магнитный резонанс.

Магнитно-индукционные станции

Они передают энергию на расстояние около 10 мм и используют для этого частоту переменного тока 100–357 кГц. Чтобы зарядить смартфон с помощью такой станции, он должен поддерживать конкретный диапазон её частот.

Магнитное поле не проходит через металл, поэтому беспроводная зарядка возможна только на смартфонах, задняя панель которых сделана из стекла или пластика. При этом даже толстый защитный чехол может помешать процессу зарядки.

По принципу магнитной индукции работают беспроводные зарядки Qi и PMA.

Qi

Разработкой стандарта Qi с 2008 года занимается организация Wireless Power Consortium (WPC), в которую входят производители зарядок из Америки, Европы и Азии. Его спецификации находятся в общем доступе Qi wireless power specification .

Этот стандарт беспроводной зарядки используют в iPhone 8 и более новых смартфонах Apple, а также во всех устройствах Samsung линейки Galaxy S последних пяти лет.

С ним также работают компании Xiaomi, Huawei, LG, Sony, Asus, Motorola, Nokia, HTC.

PMA

Разработкой стандарта PMA с 2012 года по 2015-й занималась организация Power Matters Alliance (PMA).

Он в большей мере распространён в США. Там его продвигали AT&T removed Qi wireless charging in the Lumia 1520 to make room for PMA сотовый оператор AT&T и сеть кофеен Starbucks.

Сегодня Power Matters Alliance в составе AirFuel Alliance занимается развитием альтернативного типа беспроводной зарядки AirFuel. Но вместе с Qi этот стандарт до сих пор поддерживают смартфоны Samsung, включая последние флагманы Galaxy S10, S10+ и S10e.

Магнитно-резонансные станции

В отличие от станций, работающих на магнитной индукции, в них применяется увеличенная вплоть до 6,78 МГц частота тока. Это позволяет расширить радиус зарядки до 40–50 мм.

В таких беспроводных зарядках также используется набор из двух катушек. Но они могут не находиться друг напротив друга, поэтому зарядные устройства необязательно должны быть выполнены в виде подставок или ковриков.

По принципу магнитного резонанса работают беспроводные зарядки стандартов Rezence и AirFuel.

Rezence

Разработкой Rezence с 2012 года по 2015-й занималась организация Alliance for Wireless Power (A4WP).

За счёт увеличения расстояния зарядки стандарт позиционировали как более удобную альтернативу Qi и PMA. Сейчас A4WP входит в состав AirFuel Alliance и работает над стандартом AirFuel.

Rezence продвигали производители комплектующих Broadcom, Gill Electronics, Integrated Device Technology (IDT), Intel, Qualcomm, Samsung Electronics, Samsung Electro-Mechanics, а также WiTricity.

AirFuel

Этот тип беспроводной зарядки ещё не вышел в массовое производство. Потенциал его распространения пока неясен, но компания Huawei планирует Huawei puts on a resonant wireless charging AirFuel комплектовать им все свои смартфоны.

Разработкой стандарта AirFuel, который станет продолжением Rezence, с 2015 года занимается организация AirFuel Alliance.

В теории AirFuel можно спрятать даже под стол или другую поверхность. Через неё станции смогут одновременно работать с несколькими устройствами: смартфонами, наушниками, ноутбуками.