Беспроводная зарядка в машину своими руками

Обновлено: 07.07.2024

При необходимости поездки куда-то телефон как на зло оказывается с минимальным зарядом и нужно подключать USB провод. Но поскольку дома и на работе уже давно перешел на использование беспроводных зарядных устройств для мобильного телефона (Qi стандарт) было решено самому сделать аналогичное в автомобиле.

Начиная его делать я предполагал что потрачу на это несколько часов, и все будет работать и красиво выглядеть, но не как не думал что на это уйдет несколько недель кропотливой работы. Заодно также хотелось решить вопрос с держателем, про него напишу ниже.

Немного о использовании держателей телефонов

За некоторое время я перепробовал довольно много держателей. И если подытожить можно выделить следующее:

Крепление присоской на стекло. Его я использовал больше всего. Тут присоски обычно хватало на год, полтора т.к. силикон теряет свои свойства, становится грубым и все чаще начинает отваливаться от стекла.
Если торпеда довольно большая и стекло расположено очень далеко - не удобно управлять навигатором постольку нужно вытягивать руку вперед;
Длинная штанга также увеличивает дребезжание телефона. А упирать его одной стороной в торпеду чтоб этого не происходило как-то не красиво;
Присоска и длинная штанга также мешает раскрытию солнцезащитной фальгированной шторке;
Крепление сильно нагревается на солнце;
Смена телефона каждые несколько лет предполагает также и смену держателя если он сделан конкретно под эту модель телефона.
Крепление типа "прищепка", очень удобное, т.к. подходит под любую модель, телефона, но пришлось отказаться от нее из-за невозможности совместить с qi зарядным устройством.

Необходимо было получить следующее:

Универсальный держатель для телефонов, смартфонов, навигаторов;
Наличие беспроводной Qi зарядки;
Удобное расположение для просмотра и управления (без вытягивания руки);
Возможность вращения держателя для просмотра вертикально и горизонтально;
Возможность наклона в разных плоскостях;
Дополнительное охлаждение системой вентиляции автомобиля, т.к. в режиме использования навигатора длительное время телефон сильно греется.

Qi беспроводное зарядное устройство

На плате присутствуют два индикатора:

красный (дежурный режим, светится при подключении источника питания питания)
синий (режим зарядки, светится когда происходит заряд мобильного устройства)

При установке мобильного телефона зарядное устройство автоматически переключается в режим заряда, никаких действий от пользователя не требуется (при этом отключается красный индикатор и включается синий индикатор). По достижению 100% заряда устройство само отключает зарядку (отключается синий индикатор) и переходит в ждущий режим.

На плате есть два входа micro USB для подачи питания. Один впаян в плату, другой внешний на гибких проводах, для возможности более удобного места размещения разъема. Катушка индуктивности имеет круглую форму, состоит из 10 витков провода и размещена на ферритовом сердечнике.

Держатель мобильного телефона

Подходящий универсальный держатель мобильного телефона в автомобиль был куплен (цена 100 грн.) в одном из гипермаркетов. Критерием выбора было относительно простая конструкция и не сильная массивность, т.к. доработка предполагала его утолщение.

В собранном виде держатель смартфона выглядит следующим образом. Штанга или гофрированный рычаг держателя довольно жесткий, но поскольку он имеет большую длину происходит дребезжание установленного телефона, особенно если используется большие смартфоны более 4 дюймов.

Держатель имеет две раздвигающиеся лопасти которые зажимают телефон. Раздвигаются они при нажатии кнопки очень плавно (из-за наличия в механизме пружины и системы шестеренок - их мы увидим при дальнейшей разборке).

Зажатие происходит ручным сведением лопастей и их автоматической фиксацией внутренней трещоткой.

Все куплено и готово к сборке, к чему и приступим в ближайшее время. Постараюсь максимально подробно описывать описать процесс и выложить фото.

В следующей части попробуем разместить внутри держателя печатную плату беспроводного зарядного устройства. Статья доступна по ссылке.

ИНСТРУКЦИЯ ДЛЯ ПРОДВИНУТЫХ! Материалы найти крайне сложно!

Если рассмотреть БЗ (беспроводную зарядку) то можно в ней заметить основные, так сказать, составляющие. Это:

По следующей схеме, которую я представлю ниже, можно сделать вывод, что данный аппарат будет работать вовсе без помех, из-за получения питания, равное — 12-24 Вольтам. Хочу вам напомнить, что этот аппарат является лишь экспериментальным. А значит, что установка его в смартфон не будет возможной.

Так-с! Что же нам понадобится для его создания? А нам понадобятся следующие материалы:

Тороидальный ферритовый сердечник, диаметром в 13мм
2 полевых транзистора (желательно — IRFP250)
4 пары резисторов: 2 с сопротивлением 470 Ом и мощность 2 Вт, 2 с сопротивлением 10 Ом и мощностью 0,25 Вт, 2 с сопротивлением 18 Ом и мощностью 0,25 Вт и еще 2 с сопротивлением в 12 кОм и мощностью в 0,25 Вт
2 стабилитрона
эмалированный провод
USB — гнездо
стабилизатор, питанием не выше 15 Вольт
2 сверхбыстрых диода (желательно — UF4007)
2 полипропиленовых конденсатора МКР, емкость которого должна составить ровно 2 мкФ (!) Используйте только качественные полипропиленовые конденсаторы МКР (!) Не используйте другие конденсаторы, такие как, электрические и металлопленочные!

Схему, я вам рекомендую, собирать навесным монтажом, без использования печатной платы, а также использовать транзисторы охлаждающего радиатора, на которых находится небольшой вентилятор. Передающая катушка должна иметь диаметр 10 см, и состоять из 6 витков провода. Диаметр провода — 6 мм. И, кстати, должен быть небольшой отвод от середины. Также должна использоваться и приемная катушка. Она, особо, ни чем не отличается от передающей. Разве что витков там должно быть 3, и отвод от середины ни к чему. Будьте внимательны! При сборке такой зарядки, обязательно применение конденсатора. Его емкость должна быть равна емкости передатчика. Обязательно делайте проверку, опыты и эксперименты с кол-вом витков и диаметром ее обмотки

Нет, речь не про беспроводную зарядку, а про то, как можно оживить свой смартфон, если зарядка сломалась, но под рукой есть автомобиль с “живым” аккумулятором. При наличии некоторых умений и терпения выйти из положения вполне реально.

Впрочем, людей нашего времени сложно винить в утрате умений, к которым их предков вынуждала нелегкая автомобильная жизнь прошлых десятилетий. Современные машины стали достаточно надежными и позволяют нам не возить с собой полбагажника запчастей и инструментов – спасибо им за это! Однако добровольный и избыточно нарочитый отказ от умений решать неожиданные технические проблемы своими руками и нестандартными методами – это все же системная ошибка поколения. Выживальщические навыки, пусть даже диванного, а не практического характера, противостоят технической деградации – и неважно, если не всем подвернется случай когда-нибудь применить их на деле…

Делаем зарядку… из лампочек

Итак, зарядное устройство в прикуриватель не подает признаки жизни и не заряжает телефон. Вокруг – никого, а нам нужно срочно оживить мобильник, дабы сделать звонок с просьбой о помощи – другу, знакомому механику, эвакуаторщику, наконец…

В китайском зарядном устройстве умерла электроника – но шнур-то с microUSB-штекером остался целым, и автомобильный аккумулятор вполне исправен! Вот только на аккумуляторе – двенадцать вольт, а для зарядки телефона нужно пять… Однако все необходимое, чтобы сделать 5 вольт из 12 у вас есть – автомобильные лампочки способны выступить в роли надежных резисторов, гасящих лишнее напряжение и ограничивающих ток.

Разбираем зарядное устройство с помощью отвертки или мультитула или просто раздавив его каблуком на камне. Нам нужно извлечь провод:

Теперь вытащим из задних фонарей две лампы стоп-сигналов мощностью 21 ватт каждая (увы, лампочки 5-10 ватт из плафонов салонного освещения не подойдут). Чаще всего лампы задних фонарей извлекаются без инструментов - на каких-то моделях авто нужно снять пластиковую обшивку багажника и вынуть колодку с лампами, на иных – извлечь сам фонарь целиком, что, опять же, проделывается весьма легко, если знать, как.

При подключении куска кабеля с microUSB-штекером тщательно следим за соблюдением полярности – черный провод в кабеле должен контачить с минусом аккумулятора автомобиля, а красный – с плюсом в точке соединения двух лампочек! Двигатель заводить не нужно, чтобы не поднимать напряжение выше 12 вольт. Сперва подключаем к аккумулятору собранную нами конструкцию, а после зажигания ламп – вставляем microUSB-штекер в телефон.

Если не спешить и не впадать в истерику, даже к гладкому выпуклому контакту лампочки вы подключите провод без особого труда:

Нельзя сказать, что даже в ближайшее время беспроводная зарядка полностью вытеснит обычные зарядные устройства, но тенденция идет к тому, что высокие технологии все равно когда-то возьмут вверх и все свои мобильные устройства мы будем заряжать с помощью электроэнергии передающейся по воздуху или каким-либо другим удобным высокотехнологичным способом.

Из статьи вы узнаете, что такое беспроводная зарядка и как она работает, какие телефоны поддерживают данную технологию, что предлагает рынок и как сделать беспроводную зарядку для телефона своими руками.

Как работает беспроводная зарядка

Зарядка телефонов, смартфонов и других мобильных устройств беспроводный методом осуществляется с помощью специального устройства, состоящего из:

зарядной станции (базы);
кабеля USB/micro USB;
индукционного приемника (ресивера), который может отдельно идти в комплекте, быть встроенным в чехол или в девайс поддерживающее технологию беспроводной зарядки, к примеру, в смартфон Samsung Galaxy S8.

Т.е. уже существуют смартфоны, в которых предусмотрена данная технология, но конкретно на моделях мы остановимся ниже.

Стоит обратить внимание, что ресиверы для каждой модели смартфона имеют разную форму, размеры и места расположения контактов, поэтому уточняйте перед покупкой, подойдет ли он к вашему смартфону или нет.

Использование идеи беспроводной передачи электроэнергии при помощи электромагнитной индукции токами высокой частоты была предложена еще Теслой в начале XX века, но как мы видим широкое распространение она начала получать только в наше время.

В нашем случае переменное магнитное поле создается зарядной станцией, которая запитывается через USB провод.

Индукционный приемник взаимодействует с этим полем и в катушке, которая в нем вмонтирована формируется разность потенциалов, т.е. электрический ток, который и заряжает устройство.

Получается, что одна катушка является передающей, а вторая принимающей.

Важно понимать, что существует ограничение по расстоянию, на котором технология работает, но про это дальше.

Поговорим про стандарты

Около 8 лет назад компания Wireless Power Consortium разработала стандарт беспроводной зарядки с одноименным названием WPC, который получил широкое распространение и стал внедрятся в большинство современных мобильных девайсах. Данный стандарт имеет и более распространенные название “Qi”.

Как раз именно в стандарте WPC прописано, что беспроводная зарядка должна базироваться на взаимодействии между собой двух катушек, одна из которых встроена в базовую станцию, а вторая в смартфон или другое мобильное устройство. Расстояние взаимодействия не должно превышать 5 см.

Преимущества и недостатки технологии

Главные преимущества технологии:

Удобство использования как дома, так и общественных местах;
Нет необходимости постоянно пользоваться кабелем, что повышает срок службы зарядного гнезда на смартфоне (бывали случаи, когда контакты гнезда от частого использования переламывались);
Небольшие габариты (зависит от модели);
Безопасны для здоровья.

Дорого по сравнению с проводной зарядкой;
Отсутствие мобильности – станция должна подключаться к сети (если исключить внешний аккумулятор Power Bank);
Ниже на 20-25% КПД работы, чем проводные аналоги;
Малый радиус действия (до 5 - 8 см);
Большие габариты (зависит от модели);
Зарядка происходит дольше;
Индукционный приемник, идущий в комплекте с базой, может не подойти к вашему смартфону (по длине не разместиться под крышкой или при боковом размещении гнезда зарядки);
Смартфоны с поддержкой беспроводной зарядки имеют большие размеры по сравнению с обычными аналогами по причине размещения в них приемной катушки;
Не все чехлы позволяют зарядить смартфон таким методом.

Хочется отметить, что, казалось бы, недостатков у беспроводной зарядки большие, чем преимуществ, но именно удобство использования устройства перекрывает его большинство негативных качеств.

Телефоны поддерживающие беспроводную зарядку

Samsung Galaxy: S8, S7 Edge, S7, S6 Edge, S5, S6, Note 5, S6 Edge, SM-G925F, SM-G9298, S8 Plus, S6 Duos, Note FE, S5 Duos, Note 5 Duos, S5 Octa;
Lumigon T3;
HP Elite X3;
LG: G6, G4, G6 Plus DualSim, Nexus 4, Nexus 5, G6 DualSim, G3 DualSim;
Sony Xperia: Z3, Z2, Z3 Compact, Z3 Plus Dual, Z3 Dual;
Motorola: Nexus 6, Moto X Force;
Nokia Lumia: 1020, 830, 920;
Microsoft Lumia 950 Dual;
Yota Phone 2.

Со временем будут появляется новые модели смартфонов, поэтому если вам известно устройство, которое поддерживает данную технологию напишите про это в комментариях.

Что предлагает рынок

Всему настает свое время, поэтому несмотря на то, передача электроэнергии на расстоянии технология не новая, именно воплощение ее в беспроводной зарядке послужило толчком к созданию специальных устройств для использования ее в быту.

Беспроводные зарядные устройство сейчас выпускает много компаний, основные из них китайские.

Но все равно основными игроками рынка остаются компании Apple и Samsung, Sony, Lenovo, Xiaomi, Asus, Huawei, LG, Meizu, Prestigio, HTC, Nokia, Doogee, JVC, Motorola, ZTE, JBL, Fly, Impression, Bravis, Assistant, Astro, Oukitel, Nomi, Nillkin, Atlas, Luna, Value, EFIR, Promate, GOLF, Protech, Defender, iOttie, Momax.

Безусловно, рассказать про все модели, представленные на рынке невозможно, но мы затронем несколько девайсов, которые нас заинтересовали.

Беспроводная зарядка Samsung

Так как смартфонов Samsung с поддержкой беспроводной зарядки уже выпускается много, и они пользуются заслуженной популярностью, компания начала выпускать соответствующие девайсы.

Подходит для беспроводной зарядки смартфонов Samsung Galaxy S6, Galaxy S6 Edge и Galaxy S7, S7 Edge и других моделей при докупки приемного адаптера.

Имея красивый дизайн, небольшие размеры 97 х 16.8 мм и вес около 90 грамм данная модель легко впишется в дизайн любой комнаты.

Компактная, легкая модель в красивом стильном дизайне;
Быстро заряжает смартфон, к примеру, Galaxy S7 Edge с адаптером на 1000 мА заряжает на пол процента за 1 минуту;
Телефон не соскальзывает во время зарядки;
Совместим с другими телефонам при условии докупки адаптера для беспроводной зарядки и интегрировании его в корпус под крышку, к примеру, Samsung Galaxy Note 4 или 3.

Нет адаптера на 2 Ампера в комплекте;
Сильно нагревает смартфон Galaxy S6 (из отзывов);
Не заряжается через металлизированные чехлы;
Плохо видно светодиод, нужно смотреть только сверху;
Отключается после полной зарядки. Т.е. если вы поставили на зарядку Samsung Note 5 вечером, то за 3.5 часа он уже зарядится до 100%. Устройство отключиться, а утром телефон уже будет частично разряжен.

Разработано для беспроводной зарядки смартфонов Samsung Galaxy S7, S7 Edge, но может быть использовано для других моделей, к примеру, S8 или Motorola X Force (чехол Nillkin Super Frosted Shield).

Имеет встроенный вентилятор, что позволяет не переживать за перегрев смартфона и самого беспроводного зарядного.

Имеет два выходных напряжения на 5 и 9 вольт, входное только 5 В. Вес 167 грамм, размеры 113 х 87 х 84 мм. Выходной ток 1000 А.

С оригинальным блоком питания от S7 Edge заряжает последний до 100 % за 4.5 часа.

Эргономичный и красивый девайс;
Вертикальное расположения площадки позволяет просматривать видео в режиме зарядке;
Поддержка смартфонов от других производителей;
Наличие вентилятора, благодаря этому телефон не греется;
Работает с большинством блоков питания, идущих в комплекте со смартфонами;
Работает через толстые чехлы (не металлизированные);
Поддержка microUSB, что для многих важно;
Не скользит, хорошо стоит на столе;
Поддерживает обычную и быструю зарядку;
Поддерживает заряду в оригинальном чехле UAG;

Отсутствует блок питания в комплекте;
Не работает как быстрое беспроводное от QC 2.0/3.0 зарядок;
Тонкий пластик, который легко повредить при транспортировке;
Нет возможности отключить синюю лампочку, ночью сильно светит;
Нельзя корректировать угол наклона;
Заряжает не через все чехлы (перед покупкой изучите отзывы).

Tray Design Black (EP-PA710TBRGRU).

Еще одна интересная модель от Samsung с возможностью беспроводной зарядки нескольких девайсов.

В комплект входит сетевое зарядное устройство EP-TA300 на 25 Вт с кабелем USB Type-c длиной 1.5 метра.

Длина 201.8 мм, высота 17.8 мм, ширина 77.94 мм.

Стильный дизайн;
Возможность зарядки нескольких устройств;
Подходит для большинства моделей смартфонов поддерживающих беспроводную зарядку;
Наличие блока питания в комплекте.

Отсутствие microUSB;
Большие габариты.

Беспроводные зарядки для iPhone

Совместима с iPhone 5 / 5s / 5c / 6 / 6 plus / 6s / 6s plus / SE / 7 / 7 plus при вставлении приемного ресивера под чехол (идет в комплекте).

Исходящий ток 1 А, 5 Вольт. Циклов заряда – 5000.

В комплекте идет приемный ресивер, блок питания, кабель micro USB – 9 см, USB-адаптер на 2 А.

Размеры – 10 см х 1 см.

Подходит для всех моделей iPhone выше пятой модели (при установке ресивера);
Красивый и стильный дизайн;
Компактные размеры;
Легкий;
При разряде iPhone не менее 40% скорость зарядки не отличается от проводной;
Наличие в комплекте блока питания;
Поддержка других телефонов если они имеют приемник беспроводного заряда, и поддерживают входящий ток 5V/1.0A, к примеру, Microsoft Lumia 950XL.

При разряде iPhone менее 40% скорость зарядки ниже на 10 – 15 минут от проводной;
Есть жалобы на качество материалов (пластика и контактов);
Ресивер имеет большие размеры, подходит не для всех чехлов, многие из них его не скрывают. Поэтому для использования устройства нужен толстый чехол, что для многих не удобно;
Наличие чехла обязательна;
По отзывам сильно греет iPhone SE;
После установки ресивера (он подключается один раз и не снимается) остается возможность заряжать мобильный телефон только с диска, что для многих не удобно.

Беспроводные зарядки LUNA

Данное беспроводное зарядное можно назвать универсальным, оно подходит для большинства моделей смартфонов (iPhone и Android).

Так как толщина ресивера, идущего в комплекте, всего 0.6 мм его легко можно разместить под чехол, а если есть возможность, то и под крышку мобильника.

Не поддерживает чехлы со встроенными магнитами. Имеет встроенный LED индикация заряда.

Вес - 60 грамм, размеры - 76 мм на 76.6 мм. Расстояние эффективного заряда 8 мм.

Подходит для большинства современных мобильных телефонов, к примеру, LG G6 (необходим приемник для данного телефона), Meizu Pro 6 (нужен приемник под Type C), Xiaomi Redmi 4a (подходит стандартный приемник), Samsung GALAXY A5, Xiaomi Mi5 (Type C);
Под каждый телефон производитель поставляет в комплекте приемник с нужным типом подключения (нужно обговаривать этот момент при покупке);
Красивый дизайн;
Небольшие размеры;
Толщина приемника 0.6 мм.

Отсутствует блок питания;
Стандартный приемник не подходит для многих телефонов, нужно уточнять у производителя и заказывать вместо стандартного.

Как сделать своими руками

Полностью описывать цикл создания собственного варианта беспроводной зарядки нет смысла, для этого нужно писать отдельную статью, что мы и сделаем позже.

Для того чтобы сделать беспроводный аналог своими руками понадобится:

Кусочек макетной платы (будет играть роль коробки, на которой будет монтироваться база-генератор;
Пленочный конденсатор емкостью от 0.33 до 1 мФ, от 250 до 400 В. Идеальный на 0.47 мФ;
Два диода UF4007 – ультрабыстрый с током 1 А, обратное напряжение 1000 вольт. Нельзя использовать диоды с индексом IF.
Два резистора с номиналом 0.25 – 1 Вт и сопротивлением от 240 до 510 Ом;
Два полевых высоковольтных транзистора, рекомендовано 20N50 (500 вольт, 20 ампер) или более доступные аналоги - ирф740, ирф840.
Дроссель (подойдет готовый от компьютерного блока питания).

Принципиальная схема показана ниже.

Задача приемного уза – выпрямить ток с помощью диода (UF4007), сгладить его, стабилизировать до уровня 5 вольт и подать на разъем для зарядки. Здесь используем конденсатор от 47 до 100 мФ при рабочем напряжении 25 вольт.

Сам приемный контур состоит из 10 витков, толщина провода 0.75 мм.

Передающий контур имеет две полуобмотки, которые соединены со средней точкой, от которой провод идет через дроссель к плюсу питания.

К плюсу питания также подключаются ограничительные резисторы, которые идут к базам транзисторов.

Диоды UF4007 подключены к базе одного транзистора и идут к коллектору противоположного транзистора. Тоже самое со вторым диодом.

Ключи нужно использовать полевые, биполярные в нашем случае не подойдут.

Эмиттер подключаем к минусу питания, а коллектор идет к концам обмотки.

Доработанная схема показана ниже.

Дальше начинаем спаивать наши детали. Для этого берем припой со встроенной канифолью.

Полный процесс изготовления беспроводной зарядки смотрите на видео.

Читайте также: