Беспроводная зарядка: как работает, обзор моделей для «Samsung» и «iPhone. Что такое беспроводная зарядка и как она работает

Аккумулятор и в нынешнее время остается главной слабостью смартфона, ведь имеет свойство очень быстро разряжаться. Необходимость каждый раз заряжать телефон через розетку, делает это незаменимое в современном мире устройство менее мобильным и удобным. Один из способов решения данной проблемы – это беспроводная зарядка для телефона.

Термин «беспроводная зарядка» – это метафора, цель которой емко и достаточно понятно объяснить ключевые особенности и преимущества данного устройства простому потребителю. С технической точки зрения этот гаджет будет правильно называть индукционной катушкой стандарта Qi или стандарта РМА. Благодаря ему электрическая энергия передается без использования токопроводящих элементов. То есть для того, чтобы заряд аккумулятора пополнился, достаточно лишь поместить смартфон на устройство.

Беспроводная зарядка для телефона – принцип работы

Чтобы понять, как устроена беспроводная зарядка для телефона, необходимо вспомнить курс физики со школьных времен. В основу работы устройства заложен принцип электромагнитной индукции. Он заключается в следующем: в замкнутом контуре при изменении магнитного потока возникает электрический ток, который пронизывает данный контур.

В целом процесс передачи энергии от зарядного устройства к аккумулятору смартфона вкратце можно описать следующим образом:

• когда в зоне действия передатчика индукционной энергии, то есть беспроводной зарядки, появляется устройство с совместимым приемником энергии, поступает специальный сигнал. Для этого смартфон должен быть оснащен ресивером, который встраивается производителями или же может быть установлен пользователем самостоятельно;
• сигнал активизирует приемник и тот начинает подавать ток на индукционную катушку, которая образует вокруг себя магнитное поле с радиусом примерно в 4 см;
• устройство, которое является приемником, в свою очередь, под влиянием электромагнитных волн, запускает собственную индукционную катушку и начинает вырабатывать электрический ток;
• вырабатываемый ток направляется на батарею по принципу работы обычного зарядного устройства.

На сегодняшний день, беспроводные зарядные устройства производятся согласно спецификациям альянсов AirFuel Alliance и Wireless Power Consortium. Их главное различие состоит в частоте передачи и протоколе соединения.

QI

Наибольшее распространение среди производителей смартфонов получил стандарт Qi, предложенный Wireless Power Consortium. Он обеспечивает заряд мощностью в 5 Вт, при этом сила тока составляет 2 А, а также передает между устройствам информацию об уровне заряда. Это позволяет контролировать силу подачи тока, а также отключать передающее устройство, в случае, если аккумулятор смартфона полностью заряжен.

PMA

Стандарт РМА от AirFuel Alliance менее распространен, однако некоторые производители мобильных устройств используют и его. А в некоторых смартфонах допускается поддержка сразу двух стандартов, что, несомненно, очень удобно.

Согласно данным стандартам, расстояние между приемником и передатчиком должно быть не больше, чем 5 см. Именно поэтому смартфон необходимо класть непосредственно на беспроводное зарядное устройство. Исходя из этого, зарядить одновременно несколько гаджетов, к сожалению, не получится. Более детально обо всех особенностях работы данного устройства вы можете узнать, посмотрев предложенный видеоматериал.

Преимущества и недостатки беспроводного зарядного устройства

Беспроводные зарядные устройства для смартфона имеют свои преимущества и недостатки, о которых необходимо знать всем тем, кто решил обзавестись этим относительно дорогим устройством.

Плюсы использования:

• несомненно, одним из главных преимуществ, которым руководствуются потребители, делая выбор в пользу данного гаджета, это отсутствие механического контакта между двумя устройствами. Так, беспроводные зарядки не предусматривают наличие провода Micro USB, который подключается к смартфону через специальный разъем. Как правило, из-за частого использования такой разъем очень быстро приходит в негодность, а что касаемо кабеля, то он имеет определенную конфигурацию и работает не со всеми девайсами;
• большим плюсом является и простота в использовании, ведь процесс полностью автоматизирован. Два устройства самостоятельно синхронизируется между собой. Все, что нужно от пользователя, это положить свой смартфон на беспроводное зарядное устройство без совершения каких-либо других дополнительных действий;
• широкое многообразие беспроводных зарядных устройств позволяет подобрать наиболее оптимальное устройство исходя из потребностей пользователя. К примеру, для тех, кто большую часть своего времени проводит за рулем, разработаны зарядки для автомобиля. Они предусматривают наличие держателей, кранштейнов и адаптеров. Существуют и зарядки-подставки. С ними удобно смотреть фильмы, просматривать почту, общаться в социальных сетях или серфить в интернете. А те зарядные устройства, которые встраиваются в столы, кресла или диваны, имеют защиту против попадания влаги и пыли4
• несмотря на то, что существует дольно распространение мнение о том, что такое беспроводное зарядное устройство наносит вред здоровью – это не так. Производители постарались максимально сократить воздействие электромагнитного излучения на человека.

Минусы использования:

Стоит сказать, что многие из этих недостатков связанны с тем, что технология беспроводных зарядных устройств еще совсем молодая и требует более детального изучения и доработок.

Современные смартфоны, поддерживающие беспроводную зарядку

Производители мобильных устройств не отрицают тот факт, что применение беспроводных зарядок имеет множество преимуществ, главные из которых – это практичность и удобство.

Такие компании как Samsung, LG , HTC , Motorola , Nokia , Yotaphone встраивают в свои топовые модели смартфонов приемники-ресиверы. Для менее популярных устройств предусмотрены отдельные приемники, благодаря которым смартфон также будет поддерживать функцию беспроводного заряда.

Есть и универсальный ресивер, который подойдет для любого мобильного устройства. Он предназначен для тех, чье мобильное устройство не предусматривает возможность использования беспроводной зарядки. Такой ресивер представляет собой специальную пленку, которая крепится под заднюю панель устройства или же может подключаться к разъему micro-USB.

Существуют и специальные чехлы-ресиверы. Это чехол, в который уже встроен приемник электрического тока. Достаточно его одеть на смартфон и устройство сможет заряжаться через беспроводной гаджет.

Беспроводная зарядка для телефона своими руками

Стоимость беспроводного зарядного устройства для телефона придется по карману далекого не всем. Однако при наличии желания, умелых рук, знаний основ физики и необходимых деталей смастерить беспроводное зарядное устройство можно и в домашних условиях. Это не так трудно, как может показаться на первый взгляд, ведь схема подобного девайса достаточно проста. Она состоит из передающего контура и контура-приемника. Приемный контур представляет собой плоскую катушку, расположенную внутри телефона, а передатчик – небольшую подставку, внутри которого и запрятан передающий контур. Благодаря индукции происходит передача электрической энергии от одного контура к другому. Ток возникает во втором из них, выпрямляется благодаря диоду и передается непосредственно на аккумулятор.

Итак, чтобы сделать беспроводную зарядку необходимо:

1. создать передающую катушку по стандартной схеме блокинг-генератора на одном транзисторе. Для этого на оправу диаметром 10 см нужно намотать медную проволоку, толщина которой равна 0,5 мм. При чем, сначала необходимо сделать 20 витков, затем сделать отвод, скрутив провод, и намотать еще 20 витков в том же направлении. Трансмиттер можно использовать как полевой, так и биополярный;
2. создать приемную катушку. Она должна быть выполнена в виде плоской спирали. Для этого необходимо намотать медную проволоку диаметром 0,4 мм около 30 раз. Полученные витки необходимо укрепить с помощью супер клея;
3. прикрепить приемную катушку к телефону с помощью двухстороннего скотча;
4. напрямую соединить приемник с аккумулятором через диод SS14, который устанавливается под крышку над аккумулятором;
5. аккуратно закрыть получившуюся конструкцию крышкой, чтобы не повредить ее.

Проделав все эти манипуляции согласно инструкции, беспроводное зарядное устройство будет готово к использованию.

Готовая зарядка Samsung Wireless Charging Pad

Компания Samsung известна своими высокотехнологичными и современными девайсами, поэтому их беспроводные зарядные устройства являются одними из лучших относительно моделей других фирм, хоть и обойдутся немного дороже.

Среди них стоит выделить Samsung Wireless Charging Pad. Главная особенность девайса, над которой особенно тщательно трудились корейские инженеры, спрятана в названии. Фраза «Fast Charge» дословно переводится как быстрая зарядка, это означает, что смартфон полностью заряжается за 90 минут. Однако существенным недостатком является то, что данная функция поддерживается всего лишь на нескольких мобильных устройствах, а именно на Galaxy S6 E dge+ и Galaxy Note 5. Другие же смартфоны заряжаются в обычном режиме. К тому же, чтобы воспользоваться данной функцией необходимо будет пойти на дополнительные траты, а именно приобрести качественный microUSB кабель и зарядный адаптер от сети с поддержкой быстрой зарядки, которые изначально не были предусмотрены в комплекте.

Разработчики учли и то, что во время быстрой зарядки сама панель и телефон сильно перегреваются, поэтому в панель был встроен вентилятор, который, обладая высокой мощностью, работает все же очень тихо.

Из других ключевых особенностей модели стоит отметить и то, что процесс зарядки происходит вне зависимости от положения смартфона на панели, что, несомненно, очень удобно. К тому же, Fast Charge Samsung Wireless Charging Pad поддерживает не только WPC стандарт, но и AW4P и PMA.

Внешний вид Samsung Wireless Charging Pad очень привлекательный и стильный. Панель выполнена в круглой форме из прозрачного поликарбоната. Внутренняя часть с двух сторон покрыта мягким материалом, который эффективно предотвращает появление царапин на телефоне и не позволяет панели скользить по столу. Стоимость составляет около 3 тысяч рублей.

Беспроводные зарядки для смартфонов Apple

Техника Apple несмотря на свою популярность и большие функциональные возможности пока что не поддерживает беспроводные технологии зарядки. Однако этот существенный недостаток можно устранить с помощью специальных дополнительных устройств, например, карты-приемника iQi Wireless Charger. Она удобна в использовании, негабаритна и помещается под любым стандартным чехлом.

iQi Wireless Charger представляет собой базовую станцию и катушку индукции, сделанной в форме тонкой пластины. Данная пластина подсоединяется к “яблочному” смартфону через разъем lightning. Для её дополнительной фиксации в комплекте идёт специальный чехол, который плотно прижимает пластину к задней панели айфона.

Девайс гарантирует стабильную и надёжную работу, а также быстрый заряд устройства, несмотря на то, что индукционная катушка так и не прошла сертификацию Made for iPhone. Стоимость iQi Wireless Charger стартует от 2500 рублей.

Зарядка Nokia DT-910

Беспроводная зарядка для телефона Nokia DT-910, поддерживающие NFC интерфейс, станет хорошим вариантом для обладателей смартфонов Nokia серии Lumia, так как позволяет заряжать смартфон быстро и качественно.

Данный девайс выделяется из ряда других подобных устройств тем, что заряжает телефон вертикально, выполняя функцию подставки. Это очень удобно, так как можно смотреть видео, слушать музыку, общаться с друзьями, не прерывая процесса зарядки. Устройство располагается на подставке таким образом, что пользователь будет видеть все, что происходит на экране.

Внешний дизайн девайса современный и стильный. Подставка выполнена из прочного пластика, который стойко выносит падения и другие механические повреждения. К тому же, он выполнен в трех вариациях: там, где панель соприкасается с телефоном он шершавый, что предотвращает появление царапин, там, где контактирует с поверхностями – матовый, поэтому не позволяет скользить, в основном он же имеет приятный глянцевый блеск. Модель существует в двух цветах – чёрном и белом, что позволяет ей легко вписываться в любой интерьер.

Стоимость Nokia DT-910 придётся по карману многим среднестатистическим пользователем, так как относится к среднему ценовому сегменту и составляет 2400 рублей.

Brando Wireless Charging Pad

Беспроводная зарядка для телефона Brando Wireless Charging Pad относится к бюджетным девайсам, однако обладает вполне хорошим качеством и работоспособностью. Сразу стоит отметить, что девайс выполнен не из самого прочного пластика, поэтому требует аккуратного отношения. Однако, что касается сборки устройства, то тут все на высшем уровне.

Процесс зарядки с помощью Brando Wireless Charging Pad достаточно прост, однако имеет свои нюансы. Так, смартфон не будет заряжается до тех пор, пока не примет правильное положение, а именно в центре панели. Это, конечно же, не совсем удобно. Но разработчики постарались свести эту оплошность в девайсе к минимуму, поэтому в случае чего специальный индикатор всегда подскажет, что телефон размещен неправильно, и начнёт мигать зелёным цветом.

Телефон заряжается довольно быстро, за два-три часа, что является несомненным достоинством данной модели. Купить Brando Wireless Charging Pad можно за 2 тысячи рублей.

Беспроводное зарядное устройство q8

Беспроводное зарядное устройство Q8 вышло после нашумевшего Q 5. Оно вобрало в себя все самые лучшие черты предшествующей модели, однако стало более модернизированным и удобным.

Q8 универсально и подходит для всех смартфонов, которые имеют встроенный Qi-приемник или внешний ресивер. Модель обладает многими достоинствами, среди которых стоит выделить более мощный трансмиттер и 2 USB входа, а также увеличенную площадь контакта.

Зарядка проходит быстро и легко. О состоянии заряда пользователя оповещают специальные красный и синий индикаторы, которые дают понять, есть ли контакт между устройствами, осуществляется ли процесс заряда и когда батарея смартфона имеет заряд 100 процентов.

Устройство имеет и довольно стильный дизайн, который непременно впишется в любой интерьер. Оно выполнено в белом цвете из прочного и качественного пластика, который устойчив к различным механическим повреждениям. Данная беспроводная зарядка и достаточно компактная, поэтому ее удобно брать с собой. Стоимость данной модели стартует от 2 тысяч рублей и придется по карману среднестатистическому потребителю.

div class="row aliexp">

Беспроводная зарядка - одно из ключевых нововведений в iPhone 2017 года. Значит, настало время понять, что это за технология. Раз уж даже Apple сдалась.

Вот несколько основных вопросов, в которых должен разбираться любой современный пользователь. Постараемся не грузить научными терминами.

Как все начиналось

Идею беспроводной передачи энергии стали претворять в жизнь в 19 веке. Первая резонансная демонстрация новинки - Всемирная выставка 1893 года, где Никола Тесла своими руками зажёг не подключенные люминесцентные лампы.

Через сто с лишним лет мы только начали получать то, о чём мечтал сербский гений - повсеместное внедрение революционной технологии. Сегодня существуют несколько способов беспроводной передачи энергии, но на коммерческие рельсы удалось поставить только зарядные устройства, работающие на принципах электромагнитной индукции.

Что за электромагнитная индукция

В паре слов: если на одну из двух помещённых рядом катушек подать переменный электрический ток, то во второй возникнет свой ток. Всё благодаря электромагнитной индукции. Задав напряжение нужной величины можно зарядить аккумулятор.

Связь между этими катушками осуществляется через электромагнитное поле, что и позволило избавиться от соединяющих проводов. Но приёмник должен быть расположен рядом с передатчиком, иначе часть поля расходуется зря.

На деле всё немного сложнее, катушки могут быть как магнитно-индуктивными, так и магнитно-резонансными. Также существуют определенные наборы параметров - стандарты, которым должны соответствовать современные зарядные устройства (например, всем известный «Qi-стандарт»). Эти нюансы влияет на скорость зарядки и на допустимое расстояние поля.

Причём тут Qi?

Современные исследования в сфере беспроводной передачи энергии консолидировали в себе две большие группы: Wireless Power Consortium и AirFuel Alliance. Безусловно, есть и другие команды, работающие над собственными, уникальными технологиями, но до их массового использования ещё далеко.

Сегодня основной стала спецификация, разработанная Wireless Power Consortium. Именно она получила название «Qi» (читай «ци»).

В теории, Qi обеспечивает зарядку мощностью до 5 Вт и силой тока 1 или 2 А, при напряжении 5 В. Эти параметры сопоставимы с проводными ЗУ, но питание идёт намного медленнее.

При этом, приемник и передатчик могут обмениваться информацией о поддерживаемых стандартах и уровне зарядки. Например, это позволяет отключить передающее устройство, когда аккумулятор полностью зарядится.

Магнитное поле - это не излучение, и на организм человека влияет не больше, чем Wi-Fi или сигнал мобильного. В любом случае, мощности 5 ватт не хватит, чтобы оказать негативное воздействие.

5 сантиметров – не предел

Две катушки «понимающие» Qi - не единственный вариант беспроводной передачи энергии. Есть множество рабочих прототипов, способные заряжать девайсы на расстоянии нескольких метров.

Вот некоторые из них:

• WiTicity
  Идея пришла в голову сотруднику Массачусетского Университета, Марину Солячичу. Две катушки настроены таким образом, чтобы резонировать друг с другом. При подаче переменного тока на одну катушку, магнитное поле передаётся другой катушке. Этот метод запатентован, и все детали держатся в секрете. Известно, что уже получилось передать энергию на расстояние около двух метров, при теоретически возможных семи метрах. Компания уже сотрудничает с такими гигантами как Delphi, Toyota, IHI, Audi, Haier или OSRAM.
• PoWiFi
  Ребята из Вашингтонского университета придумали способ, позволяющий использовать Wi-Fi в качестве источника энергии. Они перепрошили роутер Asus RT-AC68U, для того, чтобы передавать заряд по незанятым каналам. Сенсоры, расположенные на расстоянии до 8 метров от роутера успешно преобразовали энергию электромагнитной волны в постоянный ток. Таким образом удалось подать питание на камеру видеонаблюдения и даже зарядить Jawbone Up24.
• DCRS
  Другая система, под названием Dipole Coil Resonant System работает на расстоянии до 5 метров. Здесь тоже используются катушки, и они относительно компактны. Эксперимент показал, что с помощью данного метода можно запитать даже ЖК-телевизор (40 Вт) на расстоянии до пяти метров. Но чем больше разрыв, тем ниже КПД, например, при передаче 40 ватт на 5 метров, придётся «выкачать» 400 ватт из электросети. Зато без проводов между приёмником и передатчиком.

Но все эти методы не готовы к массовому рынку. Поэтому мы довольствуемся беспроводной зарядкой по стандарту Qi. Как оказалось, даже такого ограниченного способа передачи энергии хватает для его повсеместного распространения.

От теории к практике. Вокруг все меньше проводов

Пару лет назад я объявил войну всем проводам в своей квартире и нещадно их ПРЯТАЛ. В ход шло все, от скрытой разводки в стене до аккуратного прокладывания кабелей с помощью липучек из ИКЕИ. Но как бы я ни старался, шнуры для зарядки гаджетов все равно на виду, они либо используются по назначению, либо терпеливо ожидают своих прожорливых «потребителей».

С каждым новым устройством, «понимающим» беспроводной заряд, маленький перфекционист внутри меня ликует. Совсем скоро можно будет выкинуть весь этот моток проводов, заменив их на один зарядник под все девайсы. Который я не поленюсь встроить в стол.

Беспроводная передача энергии может гораздо большее, чем удобно заряжать смартфон дома. Появилась возможность оставаться на связи всегда, стоит только подтянуть инфраструктуру. И это уже происходит:

1. Первыми вскочили на волну предприниматели. Сегодня наличие площадок для беспроводной зарядки в кафе, ресторанах и кинотеатрах - пример хорошего тона и неплохой способ добавить в свою копилку ещё одно конкурентное преимущество.
2. Не отстают и производители автомобилей. Например, в приборную панель Volvo XC40 встроили площадку для беспроводной зарядки - сел в машину, положил смартфон в специально отведённый отсек и вообще не задумываешься об оставшихся процентах.
3. Да даже в IKEA продаются предметы интерьера с встроенной беспроводной зарядкой. Шведы предлагают как готовые лампы с дополнительными площадками, так и отдельные модули, встраиваемые в мебель. Можно собрать неплохой стол в офис.

Получается, что уже сейчас можно круглые сутки оставаться подключенным к сети: дома, по пути на работу, в офисе и во время прогулок. Этого хватит даже самому прожорливому андроиду смартфону.

За беспроводной зарядкой - будущее

Эпоха отличающихся разъемов уходит, грядёт время унификации. Судите сами, все больше гаджетов получают одинаковый USB Type C, а теперь и беспроводную зарядку по Qi-стандарту.

Итак, смартфон или часы можно вообще не подключать к проводу. Не удивлюсь, если через пару лет, рядом с роутером, раздающим Wi-Fi, появится коробочка, раздающая заряд. И достаточно будет просто войти в помещение, а смартфон начнёт заряжаться сам.

Каждой семье знакома ситуация, когда все розетки заняты проводными зарядками для смартфонов и других мобильных гаджетов. Технология Qi – простое и эффективное решение этой проблемы. Беспроводная зарядка позволит свободно пользоваться телефоном, работать без ограничений в поездках. Именно поэтому производителями смартфонов технология активно внедряется при разработке новых моделей. Последние версии iPhone имеют стандарт Qi – передачу энергии при помощи магнитной индукции.

Цена и где купить

В интернет-магазинах России, которые занимаются продажей смартфонов и сопутствующих товаров для мобильных телефонов, можно купить по выгодной цене беспроводную зарядку Qi с доставкой. Большой ассортимент подобных приспособлений предлагают такие компании, как Samsung, Baseus, HOCO, WIWU. Стоимость зарядных панелей изменяется в широком диапазоне в зависимости от параметров:

• технологий изготовления (они могут быть выполнены, к примеру, в виде коврика или подставки);
• функциональных возможностей (есть модели, которые позволяют заряжать сразу 2 гаджета, оснащаются «умными» светодиодами с возможностью отключения индикации);
• способа фиксации телефона (опытные пользователи рекомендуют выбирать модели с резиновым кольцом, которое не допускает скольжения и случайного падения техники);
• количества индукционных катушек (на скорость зарядки этот факт не влияет, но в использовании панель более удобна, так как не нужно будет искать место, где располагается катушка, чтобы разместить на ней смартфон).

Сколько стоит беспроводная зарядка:

• Москва – 2990 руб.
• Санкт-Петербург – 2990 руб.
• Екатеринбург – 2990 руб.
• Омск – 2990 руб.
• Украина, Киев – 1399 грн.
• Днепропетровск – 1399 грн.
• Гомель – 99 бел.руб.
• Алматы – 17990 тенге.

Как работает беспроводная зарядка?

Чтобы использовать технологию беспроводной передачи энергии, нужны специальные индукционные электромагнитные катушки как в телефоне, так и в зарядном устройстве. В первом случае она выступает как приёмник, во втором – как передатчик электричества. При подключении зарядной панели к электросети в катушке возникнет напряжение, а во всём радиусе её действия – магнитное поле.

При размещении телефона в этом поле приёмник смартфона по принципу индукции преобразовывает электромагнитные волны в электричество. В соответствии со стандартом WPC этот закон работает, когда расстояние между телефоном и панелью не превышает 4–5 см. Таким образом гаджет будет заряжаться при КПД 75–80%. Это несколько меньше в сравнении с проводными модификациями, но технология передачи позволяет восполнить израсходованную энергию аккумулятора быстрее.

Как сделать беспроводное зарядное устройство своими руками?

На практике знания по физике, электронике и электротехнике позволяют сделать беспроводную своими руками. Чаще всего для решения этой задачи используется схема блокинг-генератора. Лучше применять именно её по нескольким причинам:

• она простая;
• не требует дополнительной настройки;
• работает с высоким КПД;
• использует широкий диапазон напряжений.

Передающий контур состоит из катушки обратной связи, контурной цепи и цепи индикации. Для их вытравливания рекомендуется использовать 2-сторонний фольгированный стеклотекстолит толщиной 1,5 мм. Но есть более простой способ изготовления: роль передатчика индуктивной зарядки может играть медная проволока диаметром 0,5 мм (40 витков, намотанных на оправу диаметром 7–10 см), к концу подключается транзистор (номинал в этом случае не имеет значения). В качестве корпуса можно использовать коробку из-под компакт-диска. Передатчик готов!

Если задействуют устройство прямой проводимости, необходимо изменить полярность при подключении.

Приемник по стандарту Qi отличается плоским видом. Для катушки используется проволока из меди 0,3–0,4 мм. Она наматывается на пластиковую основу 25 витками (их можно фиксировать при помощи суперклея). Для подключения лучше использовать кремниевый высокочастотный диод, который прикрепляется к аккумулятору. С целью стабилизации напряжения применяется конденсатор.

Чтобы заряжать смартфоны потребуется разъём, который можно подключить к приёмнику и напрямую к аккумулятору. Но следует учитывать, что датчик, показывающий уровень заряда батареи, работать не будет. После завершения процедуры достаточно закрыть крышку. Устройство начнёт работу, если положить его сверху на передатчик.

Какие телефоны поддерживают беспроводную зарядку?

Отдельные модели смартфонов выпускаются со встроенной функцией Qi. Возможность использовать технологию доступна владельцам Samsung (Galaxy S6 Edge, Galaxy Note Edge, Galaxy Note 4), а также Motorola Droid Turbo, Google Nexus 6 и другие. Для моделей, которые изначально не поддерживают этот стандарт, потребуется специальный ресивер с заменой корпуса телефона или его задней крышки. При выборе комплектующих важно учитывать их совместимость с конкретной моделью гаджета.

Дополнительные товары:

Было бы здорово никогда не заряжать свой смартфон, либо если бы он заряжался без какого-либо контакта, будучи подключенным к точке доступа Wi-Fi. К сожалению, сегодня ни один производитель не может вам такого пообещать, но есть способ забыть о необходимости подключения кабеля для зарядки. Речь о так называемой . Сегодня активно развивается стандарт Qi, и многие устройства уже его поддерживают. Давайте разберемся, что это и стоит ли нам этим пользоваться.

Что это?

Итак, как уже было сказано, беспроводная зарядка позволяет вам пополнить заряд аккумулятора устройства, не подключая к нему кабель питания. Тем не менее контакт для зарядки все-таки нужен, и устройство не начнет заряжаться, пока его не положат на специальную платформу или коврик для зарядки. Некоторые устройства изначально поддерживают технологию беспроводной зарядки, и необходимые элементы встроены в корпус, а некоторые устройства можно научить заряжаться без проводов при помощи специального чехла, который, правда, серьезно увеличивает их размер.

Поддерживаемые устройства заряжаются при помощи индукции, а значит, элемент, который необходим для зарядки без проводов, — не что иное, как катушка, на которую зарядка воздействует при помощи электромагнитных полей. Этот процесс происходит незаметно для человеческого глаза. Единственное, что вы увидите, это индикацию заряда батареи на экране смартфона.

Зачем это нужно?

На самом деле, использовать кабель для зарядки не достаточно удобно. Кабели изнашиваются, путаются и теряются. Гораздо удобней иметь площадку, которая всегда находится на одном месте, дома и на работе. Стандарт Qi сегодня является широко распространенным, и уже сегодня беспроводные зарядки можно встретить в кафе, гостиницах и многих других местах. Это удобней, чем искать розетку и кабель, подходящий для вашего смартфона.

Наконец, последний и самый неочевидный плюс могут оценить владельцы устройств, защищенных от попадания влаги. Когда нет необходимости подключать кабель, нет необходимости открывать заглушку на корпусе, которая достаточно быстро изнашивается и не сильно удобна.

А какие недостатки?

Хотелось бы сказать, что их нет, но это не так. Главный недостаток технологии беспроводной зарядки — это меньшая энергоэффективности. Смартфон будет заряжаться не так быстро, как при подключении кабеля, а электроэнергия будет расходоваться менее эффективно, и часть ее будет уходить в виде тепла. Впрочем, медленная зарядка смартфона не должна вас беспокоить, если вы всегда сможете положить свой смартфон на коврик дома или на работе.

Другой недостаток — это достаточно высокая стоимость в сравнении с обычными зарядным устройствами. Это более сложная технология, и отсюда вытекает еще один нюанс. Беспроводную зарядку достаточно сложно встроить в слишком тонкое устройство.

Какие устройства поддерживают беспроводную зарядку?

Почти каждое современное устройство поддерживает беспроводную зарядку, однако некоторые, например iPhone, не смогут заряжаться без дополнительного аксессуара. Устройства от Asus, Google, BlackBerry, HTC, Cat, LG, Kyocera, Motorola, Nokia, Samsung, и Yota Devices поддерживают беспроводную зарядку. С полным списком таких устройств можно ознакомиться по этой .

По материалам AndroidPit

Явление электромагнитной индукции наблюдалось еще до Фарадея, но великий Майкл первым нашел ему объяснение и попытался передать электрическую силу на расстояние путем индукции. В настоящее время передача электроэнергии на небольшие расстояния на повышенных частотах без проводов все более распространяется; таким образом заряжают уже автомобильные аккумуляторы обычных машин и даже тяговые батареи электромобилей. Как следствие, беспроводная зарядка своими руками – запрос, весьма востребованный любителями мастерить. Подогревает интерес к теме то, что производители беспроводных зарядных устройств цену на них назначают от души, а приемники электроэнергии с возможностью беспроводного питания стоят непропорционально дорого по сравнению с однотипными проводными собратьями.

Беспроводная зарядка для телефона очень удобна: не надо возиться с проводами и штекером, особенно на ночь глядя, когда глаза уже слипаются. Кроме того, телефоны, смартфоны и планшеты становятся все тоньше. В целом это неплохо, но разъем заряда, который должен пропускать ток до 2А, стал до того хлипким, что может сломаться от неловкого движения или выйти из строя, чуть окислятся контакты. А без проводов – просто положил аппарат (гаджет) на зарядку, он и заряжается.

В индукционном буме зарядки для гаджетов стоят особняком, уж больно горячая развернулась вокруг них полемика. Одни считают беспроводные зарядки едва ли не порождением адских сил: мол, там зашито что-то, зомбирующее пользователя на активное восприятие определенных религиозных, коммерческих или политических тенденций, а заодно губящее его здоровье. Другие наоборот, отождествляют электромагнитное поле (ЭМП) зарядки чуть ли не мистической силой Ци, гарантирующей владельцу восходящую реинкарнацию. Истина в данном случае лежит не посередине, а совсем в стороне, поэтому целью настоящей статьи является дать информацию о следующем:

• Как, будучи, что называется, ни в зуб ногой и не желая утруждаться всякими там премудростями, при покупке точно выбрать беспроводную зарядку действительно безвредную и безопасную . Сила Ци – это уже вопрос чистой веры. Ее бытие, как и любого другого еще чего-то вездесущего, всеведущего и всемогущего, доводами разума не доказуемо и не опровергаемо.
• Принцип действия и устройство зарядных устройств стандарта WPC для гаджетов.
• Как правильно заряжать аккумулятор телефона, смартфона, планшета.
• Способы передачи электроэнергии на расстояние без проводов.
• Факторы вредности и опасности, связанные с использованием беспроводных зарядных устройств.
• Возможно ли и как переделать на стандарт WPC старый мобильный телефон.
• Как сделать беспроводную зарядку своими руками в домашних условиях, пригодную для любых гаджетов стандарта WPC и совершенно безопасную, уложившись не более чем в $10 на компоненты.

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.

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.

Примечание: WPC пока стандарт, по нашему говоря, отраслевой; международными соглашениями он еще не оформлен. Поэтому техданные гаджетов с WPC, особенно альтернативных производителей, могут отличаться, чтобы заряжались от только от «своей» зарядки. Если делать беспроводную зарядку своими руками, нужно дать конструкционный запас и технологическую возможность доработать передатчик под конкретный аппарат, см. далее.

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.

Примечание: подключать приемник WPC непосредственно к аккумулятору ни в коем случае нельзя! В лучшем случае дорогая батарея скоро выйдет из строя, т.к. в устройстве она заряжается особым образом, см. ниже. А современные литиевые аккумуляторы большой емкости от заряда прямо на клеммы могут просто взорваться!

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.

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.

Индукция или излучение?

Индукция

Передача электрической мощности на расстояние происходит посредством электромагнитного поля (ЭМП), в котором запасена определенная энергия. Для индукционной передачи энергии необходим, кроме передатчика, еще и приемник, не обязательно электронный. Им может быть, напр., алюминиевая кастрюля, в металле которой ЭМП передатчика наводит вихревые токи Фуко, греющие посуду. Наведенные в приемнике токи создают свое ЭПМ, взаимодействующее с ЭМП передатчика. В результате образуется общее ЭМП между передатчиком и приемником, которое и передает мощность от первого к последнему. Отсюда первая характерная особенность индукционной передачи энергии – влияние приемника на режим работы передатчика, т. наз. реакция источника на нагрузку.

Примечание: ЭМП при индукционном способе передачи энергии особенно сильно концентрируется у системы источник-приемник при наличии там ферромагнитных материалов. Пример – электрический трансформатор на железе или, повышенной частоты, на ферритовом сердечнике.

Передачу мощности индукцией целесообразно вести на частотах пониже, т.к. ЭМП высокой частоты (ВЧ) не проникает вглубь проводников, это т.наз. поверхностный эффект или скин-эффект, и с увеличением частоту растут потери энергии на излучение. Плотность потока энергии ЭМП (ППЭ ЭМП) на низких частотах невелика, т.к. энергия ЭМП в заданном объеме от источника определенной интенсивности зависит от частоты.

Первое отличие передачи мощности излучением от индукционной – ЭМП «отрывается», «уходит» от источника, теряя связь с ним, т.е. излучается. Если, к примеру, дать импульс боевым лазером в космос, а затем выключить или уничтожить источник, то пакет колебаний ЭМП будет нестись и нестись в мировом пространстве, пока не наткнется на преграду и не будет поглощен ею или не рассеется в среде распространения. Следствие – при передаче мощности излучением реакция источника на приемник отсутствует. Следствие второго порядка – также отсутствует способность ЭМП самопроизвольно концентрироваться, т.к. излучение само по себе стремится «расползтись» в стороны; чтобы собрать его в заданной области, нужны специальные конструктивно-технические меры. В отличие от индукционного способа наличие ферромагнетиков в зоне действия передатчика уменьшает коэффициент передачи мощности, т.к. ферромагнетики «тянут» к себе ЭМП, которое должно попасть в приемник.

Эффективность передачи энергии излучением ЭМП зависит от частоты его колебаний, т.к. подкачки поля передатчиком «по требованию» нет. Что «закачано» в излученный пакет, то там и будет. Добавить энергии потребителю возможно, только продолжив излучение. Другая особенность – наиболее эффективно примет в себя поток мощности ЭМП материал не проводящий, а наоборот, поглощающий энергию ЭМП; эти свойства используются в микроволновых печах. Поглотителем энергии ЭМП способен быть и длинный изолированный проводник определенной конфигурации (напр., скрученный в спираль), представляющий собой в таком случае приемную антенну.

То и другое

Ради удовлетворения требований минимальных массогабаритов и отсутствия посторонних ферромагнетиков вблизи радиотракта гаджета разработчикам WPC пришлось увеличить рабочую частоту системы; ведь и в планшетах стоят приемопередатчики для работы в среде Wi-Fi. В результате WPC обрела способность работать как на индукции, так и излучением. Эта особенность позволяет в принципе увеличить дальность действия WPC до нескольких метров, чем и пользуются некоторые любители. Подобные энтузиасты, видимо, или вовсе не знают о биологическом действии ЭМП, или сознательно такие сведения игнорируют.

Сказать в данном случае «проблемы индейцев – это проблемы индейцев» нельзя, т.к. «индейцами» могут оказаться посторонние, несведущие и непричастные люди, напр., соседи за стеной или собственные дети. Прежде чем браться за изготовление беспроводной зарядки своими руками, нужно разобраться, в каких обстоятельствах она будет вредной или опасной и как этого избежать.

Однако вполне определенный промежуточный вывод можно сделать уже – беспроводную зарядку нужно выбирать при покупке (см. выше) или делать только индукционную и самопроизвольно, без дополнительной автоматики, переходящую без приемника на зарядной площадке в дежурный режим с мощностью генератора, сниженной до безопасного уровня. Оно, конечно, вовсе удобно, когда телефон валяется где попало в комнате и все равно заряжается, но здоровье – сами понимаете.

Примечание: делать зарядку с генератором, выключающимся без телефона на заряде, смысла нет. Ведь тогда для зарядки гаджета ее придется включать, что сводит удобство беспроводного заряда практически на нет. Беспроводную зарядку нужно делать с очень резкой, как говорят, острой, реакцией генератора на приемник. Также нет смысла встраивать в зарядку механический или оптодатчик наличия гаджета, он может сработать от чего-то на него похожего, но не вынуждающего генератор уменьшать мощность.

Факторы вредности и опасности

Действие ЭМП на живые организмы также зависит от частоты его колебаний. В общем оно с частотой монотонно возрастает прим. до 120-150 МГц, а затем наблюдаются всплески и провалы. В одном из них, приходящемся на видимый свет, мы приспособились жить в ходе эволюции; в одном из других около 2900 МГц работают микроволновки. Но микроволновый провал биоактивности ЭМП неглубокий, иначе оно не поглотится продуктами, лишь бы технически было возможно и не очень сложно заэкранировать печь от излучения ЭМП наружу. Поэтому, если вы соберетесь делать ремонт микроволновки своими руками, нужно точно знать, как она устроена, работает, что там можно, что допустимо делать и чего нельзя, чтобы СВЧ не просифонило наружу, и знать, как определить в домашних условиях, не сифонит ли микроволновая печь. Но вернемся к теме.

С частотой растет также ППЭ ЭМП, поэтому нормы его уровня привязаны к ППЭ. Кроме того, индивидуальная чувствительность к ППЭ ЭМП колеблется в очень широких пределах, прим. в 1000 раз. В странах с откровенно-жлобским трудовым и социальным законодательством приняты допустимые уровни ППЭ до чудовищных величин вплоть до 1 (Вт*с)/кв. м. Подход в данном случае: при найме ты был предупрежден? Допмедстраховку тебе оплачивают? Повышенную за вредность пенсию через 10 (15, 20) лет гарантируют? Остальное – проблемы индейцев.

В ППЭ такого уровня человек непосредственно ощущает действие ЭМП: тяжесть в голове, нежное тепло, идущее из глубины тела. Нежное, но чрезвычайно опасное: это свидетельство начавшегося плазмолиза клеток, отчего они могут претерпеть злокачественное перерождение. «Аппарат на полшестого» еще на самое страшное последствие «подхвата зайчика» ППЭ ЭМП.

В СССР действовала другая крайность – 1 (мкВт*с)/кв. м, т.е. в миллион раз меньше. Воздействие такого ППЭ на самого чувствительного субъекта не скажется ни немедленно, ни в отдаленной перспективе. Каждый гражданин, точнее, подданный, «совдепии» фактически был собственностью государства, но оно же и гарантировало ему жизнь, здоровье и безопасность. По крайней мере, формально.

Рыночной экономике такая перестраховка окажется непосильной, да в теперешнем засоренном эфире и технически вряд ли осуществимой. Поэтому общепринятая норма уровня ППЭ ЭМП на сегодня промежуточная – 1 (мВт*с)/кв. м. Такой ППЭ, влияющий постоянно и долго, непременно даст отдаленные последствия, но регулярное нахождение в нем не более определенного времени в сутки среднему человеку безвредно и безопасно. Чрезмерно чувствительные отсеиваются медосвидетельствованием при найме, а последствия случайных отклонений уже возможно компенсировать, не перенапрягая соцфонды. Тоже, конечно, жлобский подход, рак на пенсии лечить вместо отдыха удовольствие не великое, но хотя бы в пределах разумного. Поэтому мы будем считать беспроводную зарядку потенциально опасной, если она в радиусе прикосновения (ок. 0,5 м) создает ППЭ ЭМП 1 (мВт*с)/кв. м и более.

Расчет безопасности

Поверим рекламе и купим «супер-пупер» зарядку с питанием от USB (потребляемая мощность – 1,75 Вт), действующую в радиусе 20 см (0,2 м). КПД блогинг-генератора (см. далее) такой мощности на полевом транзисторе ок. 0,8; в эфир без гаджета, лежащего на площадке, уйдет 1,4 Вт. Площадь сферы радиусом 0,2 м – 0,0335 кв. м. ППЭ на ней составит 2,8/0,0335 =41,8 (Вт*с)/кв. м(!). Величина ППЭ обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника. На каком же в данном случае она упадет до допустимой 1 (мВт*с)/кв. м? Расчет элементарен: берем корень квадратный из отношения реальной ППЭ к допустимой, и умножаем результат на начальный радиус 0,2 м, т.е. делим на 5; получим… 20,4 м! Вот чего стоят уверения производителей в безопасности изделий. Заодно с силой Ци.

Оговорка выше насчет гаджета на площадке не случайна. В таком случае заряд на частотах, длины волн которых много больше зазора между излучателем и аппаратом, будет индукционным, если приемник для него пригоден. Приемная катушка гаджета как индукционный приемник пригодна однозначно. Зазор в 3 см (см. выше) даст частоту 10 ГГц, которую генератор точно не способен выработать; реально зазор еще меньше. Так что предварительный вывод подтвержден: наша зарядка должна быть только и только индукционной. ППЭ ЭМП в зазоре между индуктором и аппаратом тогда будет еще в разы больше, но это уже не опасно, т.к. ЭМП само собой стянется к приемной катушке, диаметр которой ок. 5 см. На расстоянии от нее втрое большем (точнее, в e раз, e=2,718281828…) наличие ЭМП может быть зафиксировано уже только чувствительным детектором, но расчетом «на пальцах» тут не обойдешься, для вывода нужно использовать средства математической физики.

Примечание: «идти на беспредел» по уверениям в безопасности производителям беспроводных зарядок дает возможность то, что стандарт WPC не международный. Можно ссылаться на нормы ППЭ страны, где идет производство. Или той, где фирма зарегистрирована, а там нормирования ППЭ может вовсе не быть, остались еще кое-где такие гособоразования.

Об автозарядках

Из расчета выше следует, что беспроводные автомобильные зарядки опасны однозначно: их радиус действия доходит до 1 м. Этих бы маркетологов в такой ППЭ пожизненно… или хотя бы то тех пор, пока не ощутят у себя «аппарат на полшестого»… В оправдание приводится относительная кратковременность воздействия и необходимость уберечь от повреждения дорогой гаджет из-за того, что он на шнурке под прикуривателем болтается. Но не умнее было бы просто удлинить шнур, чтобы гаджет мог лежать в в бардачке или другом удобном месте? Вести машину с телефоном в руке все равно рискованно, а кое-где за это могут и штрафануть не слабо.

Если гаджет без WPC

Обязательных требований к приемной катушке WPC всего 2: количество витков 25 и диаметр провода, рассчитанный на ток от 0,35 А с учетом скин-эффекта на частоте до 30 МГц. Практически – от 0,35 мм по меди (без изоляции). Толще, когда свободного места в корпусе хватает, только лучше будет. Конфигурация – любая по месту расположения. Особой аккуратности изготовления не требуется (поз. 1 на рис.), но нужно, чтобы отношение наибольшего поперечного размера к наименьшему не превышало 1,5, иначе КПД приемника упадет и заряд затянется.

Если зарядка делается для старого толстенького телефона или для планшета без WPC, катушка размещается в корпусе гаджета. Небольшой изгиб по месту (поз. 2) на свойства приемника не повлияет. Вдруг внутри места мало (нужно ведь еще куда-то приткнуть электронные компоненты приемника), придется делать плоскую катушку «как фирменная», поз. 4. Укладывать провод в плоскую спираль удобно на скотче, уложенном на подложку клеящей стороной вверх. Чтобы липучка на заворачивалась и не ползла, ее по краям фиксируют полосками того же скотча, наложенными клеем вниз. На скотч налепляют круглую бобышку диаметром ок. 1 см и укладывают вокруг нее витки, придавливая провод к липучке. Когда уложено витков сколько надо, бобышку отлепляют, готовую катушку прокапывают для фиксации витков суперклеем или нитролаком, поз. 3, и снимают вместе со скотчем; его излишки обрезаются.

Делаем зарядку

Генераторы самодельных беспроводных зарядок и частично фабричных собираются по схеме блокинг-генератора, или просто блокинга, см. рис.:

Мы будем делать зарядку с автогенератором гармонических колебаний по допотопной схеме со слабой индуктивной связью. Она вышла из употребления в промышленной аппаратуре еще в 20-х годах прошлого века, как только были придуманы генераторы на трехточках, индуктивной и емкостной, как раз из-за очень острой реакции на нагрузку, но нам-то этого и надо! А прочие недостатки генератора со слабой связью или устраняются современной элементной базой и схемотехникой, или не фатальны. Так, в начале форсированного заряда потребляемая мощность достигает 25 Вт, так что нужен отдельный источник питания. Но средняя долговременная постоянно включенной при еженощном заряде планшета с батареей на 3500 мА/ч не превышает 8 Вт, и за месяц такая зарядка «намотает» аж 5,75 кВт/ч.

Но прежде всего займемся передающей катушкой, т.к. данная схема чувствительна также к параметрам и качеству частотозадающих узлов. Для наладки генератора (безопасность чего-то стоит, ничего не поделаешь) придется также наспех делать приемную катушку, см. выше. Пользоваться зарядкой по назначению можно только, когда генератор налажен, зато потом она работает стабильнее и безопаснее для гаджета, чем зарядка на блокинге. Поэтому с такой зарядкой можно использовать любые гаджеты: она рассчитана на 2 ампера зарядного тока и более. Но старый телефон с батареей на 450 мА/ч возьмет от нее не больше, чем «пропишет» контроллер вследствие той же острой реакции на нагрузку.

Передающая катушка

Чертежи катушек генератора со слабой индуктивной связью даны на рис. ниже.:

Слева – контурная L2 (см. далее); справа – катушка обратной связи L3 (в середине) и катушка цепи индикации заряда L1. Вытравливаются они на пластине из 2-стороннего фольгированного стеклотекстолита 100х100 мм толщиной 1,5 мм по т. наз. лазерно-утюжной технологии ЛУТ. Ничего сложного в ней нет, придумка и название любительские. ЛУТ позволяет в домашних условиях делать печатные платы не хуже фирменных, таблички с надписями, контурные рисунки, узорные панно и т.п., см. видео ниже:

Видео: лазерно-утюжная технология

В дополнение к нему можно сказать, что заготовку для ЛУТ лучше всего зачищать обычным школьным ластиком. Затем ошметки с меди смываются ватным тампоном или белой чистой х/б ветошью, обильно смоченной 96% спиртом или нитрорастворителем, и тут же, пока поверхность влажная, протираются насухо микрофибровой салфеткой для чистки стекол очков. На подготовленную таким образом поверхность прочно ложится тонер любого лазерного принтера и даже струйного с шаблона на подходящей (держащей, но не впитывающей чернила) основе.

Примечание: не смущайтесь шириной дорожек на чертеже (0,75 мм у контурной катушки). Допустимая плотность тока в пленочном проводнике на подложке в разы больше, чем в круглом проводе, а скин-эффект слабее. Так, дорожка на печатной плате шириной 10 мм и толщиной 0,05 мм без проблем держит ток в 20 А, и это далеко не предел. Дорожки катушки обратной связи двойной ширины нужны, т.к. в процессе наладки понадобится перепаивать отвод на ней. Вообще же ЛУТ позволяет получать дорожки шириной до 0,15-0,2 мм.

Схемотехника

Схема беспроводного зарядного устройства на генераторе с индуктивной связью дана на рис: слева передатчик; справа приемник. Особенности ее, во-первых, мощный активный элемент VT3. Им может быть только усилительный полевой транзистор. У генератора на биполярном транзисторе будет низкий КПД, а мощные полевые ключи серий IRF, IRFZ, IRL из компьютерных БП или систем электронного зажигания в активном режиме не работают.

Второе – цепь автосмещения VD3 C3. У мощных усилительных полевиков начальный ток стока может достигать 100-200 мА и более. Без запирающего потенциала на затвор генератор возможно будет настроить только на мощность или дежурный режим, но не на то и другое, причем ППЭ от индуктора в радиусе прикосновения наверняка превзойдет допустимую величину. Но формировать автосмещение включением резистора в цепь истока, как в цепь катода в ламповых усилителях, тоже нельзя: генератор не выйдет на полную мощность, т.к. с нарастанием тока истока будет расти по абсолютной величине и смещение. Поэтому цепь смещения выполнена нелинейной на диодах: на малых мощностях оно увеличивается сообразно току истока, что обеспечивает мягкий запуск генератора и его безопасность для любых гаджетов, а когда диоды войдут в насыщение, смещение становится близким к фиксированному и позволит генератору «раскачаться на полную». Цепь смещения подбирается в процессе наладки из мощных выпрямительных диффузионных ВЧ диодов (структура PiN, КД213, КД2997) и диодов Шоттки (структура SMD) на ток от 6 А. Напряжение насыщения первых в диапазоне токов 0,7-5 А меняется в пределах 1-1,4 В; вторых – 0,4-0,6 В.

Элементы R1, VD1, VT1, VT2, C1, R2, VD2 и L1 составляют схему индикации заряда. Если коэффициент передачи тока β VT1 более 80, то VT2 исключается, а движок R2 подключают к базе VT1. Конденсатор С3 обязательно пленочный; Еще лучше – старый бумажный, т.к. на нем рассеивается существенная реактивная мощность.

Приемник данной зарядки также имеет особенности. Первая – двухполупериодное выпрямление принятого тока, т.к. колебания гармонические. Применению данного устройства для заряда гаджетов со встроенной WPC это не препятствует, т.к. в них принятый ток выпрямляется тоже диодным мостом для лучшего использования излучения индуктора. Вторая – параллельно накопительному электролитическому конденсатору C4 подключен керамический C5. У «электролитов» большая собственная индуктивность и значительный тангенс угла диэлектрических потерь tgδ, что за рабочих частотах уменьшает КПД заряда. Шунтирование «электролита» «керамикой» уменьшает время заряда прим. на 7%. Для планшета с батареей на 3500 мА/ч это составит ок. получаса. Согласитесь, иногда существенно.

Наконец, диод VD8. Он защищает контроллер заряда гаджета, если его уложат на индуктор подключенным к проводной зарядке. Мало ли что в голову взбредет. Может, кому-то покажется, что от двойной подпитки аппарат зарядится быстрее. Контроллер заряда все равно не пустит в батарею ток больше положенного, но сам такого издевательства может не выдержать. Если подобная ситуация исключена, то и VD8 исключается; тогда VD7 нужен на напряжение 5,6 В. Его рабочий ток указан с большим запасом, т.к. максимальный ток заряда через него никогда не проходит вследствие острой реакции на нагрузку генератора. Практически – ставьте любой маломощный из хлама на нужное напряжение. Держит – ну и пусть держит. Греется – ставим помощнее и подороже; в котроллере заряда есть и собственная защита от перенапряжения.

Примечание: без VD7 выпрямленное напряжение будет максимально допустимым в WPC 7,2 В, что позволяет заряжать хитрые «альтернативные» гаджеты. Его можно уменьшить, перепаяв вывод горячего конца L2 (см. ниже) ближе к центру катушки, но не более чем на 6-7 витков.

Налаживание

Наладка генератора начинается с установки его тока покоя Iп без возбуждения. Для этого L3 отключают, а затвор VT3 соединяют с общим проводом (поз. 1 на рис.), т.е. формируют нулевое смещение. Далее, подбирая цепочку VD3, выставляют Iп в указанных пределах. Если ток стока при нулевом смещении оказался менее 50 мА, Iп можно задать 15-20 мА, генератор станет экономичнее и безопаснее. Вдруг начальный ток стока меньше 40 мА, еще лучше, тогда С3 и VD3 не нужны.

Следующий этап – фазирование обмоток. Для этого понадобится пробник из приемной катушки (см. выше) с подключенной к ней лампочкой накаливания, поз. 2. Схему генератора восстанавливают, включают, и кладут на L2 пробник. Лампочка должна загореться. Нет – меняют местами выводы L2 или L3. Фазировать катушки нужно так, чтобы на затвор VT3 пришелся горячий (дальний от центра) конец L3, поз. 3. На этом же этапе замеряют и записывают рабочий ток потребления Iр, поз. 4.

Теперь нужно выставить безопасный дежурный ток генератора Iд; излучаемая мощность в дежурном режиме упадет пропорционально квадрату отношения рабочего тока к дежурному. Iд выставляют перепайкой горячего вывода L3 в указанных на поз. 5 пределах поближе к минимальному значению. Возврат на мощность проверяют, кладя на L2 пробник. Установка Iд процедура довольно муторная. Чтобы ее не затягивать и не напаяться до отслоения дорожки, действуйте по след. инструкции:

• L3 уменьшают наполовину (поз. 6);
• Iд оказался мал, или пробник не показывает возврата на мощность – возвращаем половину отброшенных витков, поз. 7;
• Iд еще велик – отбрасываем половину от оставшейся половины L3, поз. 8;
• ситуация по п. 2 – возвращаем половину отброшенных по п. 3 витков, но не половину из всех отброшенных, поз. 9;
• при необходимости продолжаем настройку, следуя тому же алгоритму.

Таким образом, действуя методом итерации, установка Iд отнимает совсем немного времени.

Осталось настроить схему индикации заряда. Для этого собирают приемник, нагруженный на резистор такой величины, чтобы ток заряда был меньше формирующего, но больше тока содержания, поз. 10. Движок R2 ставят в нижнее положение, приемник кладут на L2. Вращая движок, добиваются свечения VD1. Приемник убирают, смотрят, погас ли VD1. Нет – движок очень плавно и осторожно крутят обратно до погасания VD1.

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.

Сталь нужна для магнитного экранирования помимо электрического, а ее малая толщина для предотвращения потерь на вихревые токи. С этой же целью в боковинах корпуса делают частые тонкие вертикальные прорези, а днище выполняют перфорированным в шахматном порядке, см. рис. Идеальный вариант – стенки и днище корпуса из мелкоячеистой стальной сетки. Крышка – любой радиопрозрачный пластик без наполнителя: стекло, акрил, стеклотекстолит, фторопаст, ПЭТ, ПЭ, полипропилен, полистирол. Вариант – бесцветный прозрачный акриловый или нитролак в 4-5 слоев, но не краска или эмаль. Внешнее оформление может быть любым. Именно с таком исполнении беспроводную зарядку для телефона, смартфона, планшета можно держать постоянно включенной на прикроватной тумбочке. Хотя в современном донельзя замусоренном эфире от любых известных источников ЭМП лучше все-таки держаться подальше.