Ручной зарядник для телефона своими руками

Обновлено: 03.07.2024

Заготовка -обрезок ламината. Обвел тел по контуру и вырезал лобзиком.
Далее фрезером выбрал нишу на глубину катушки (2мм) У кого нет фрезера -аккуратно стамесочкой;)

С другой стороны выбираем паз под плату.

Садим катушку на термопасту -клей. На всяк случай.

Внимание. Экспериментальным путем было обнаружено, что наличие любой металлической детали в области катушки вызывает ее сильный нагрев! ( по подобию СВЧ) Поэтому все сделано из дерева;)

Далее на ПВА приклеивается днище из бальзы (авиамоделисты знают) можна заменить на резину, кожу и т.п.

Катушку тоже закрываем любым декором.

Вот и все малята.))
Думаю за 3 долл (с учетом трудо-время затрат) конкурентов рукожопству -нет! ;)
ПС 3х дневные тесты показали… Температура поднималась не выше 40град, Катушка слаботочная максимум, что с нее удалось выжать- 0.8А, с понижением тока заряда в конце. Заряд останавливается на 98%, (но это вопросы уже к плате. )
Да, долго, но так и батарея целее и разьем, да и удобнее… пришел-положил-зарядил;)
UPD После замены Юсби провода на более качественный (тряпичный) и короче, ток заряда вырос до 1,2А.

ОСТОРОЖНО: Под катом много фото, немного работы, никакого ЛУТ и нет хеппи энда (пока нет).

Автор, нафига все это?

Некоторое время назад со мной приключилась история описанная в прологе, китайский usb-двойник, абсолютно бессовестно дал разрядиться моему смарту во время навигации, из заявленных 500mA он выдавал около 350 на оба сокета. Надо сказать я был очень зол. Ну да ладно — сам дурак, решил я, и в этот же день, вечером, был заказан на eBay автомобильный зарядник на 2А, который почил в недрах китайско-израильской почты. По счастливой случайности, у меня завалялась платка конвертор DC-DC step down с выходным током до 3-х А и я решил на ее базе собрать себе надежный и универсальный зарядник для автомобиля.

Последние два варианта, в силу понятных причин, считаю не интересными и даже вредными, поэтому сосредоточимся на первых двух. Поскольку наша зарядка должна уметь заряжать, как яблочные так и все остальные гаджеты мы используем два выхода USB, один будет ориентирован на Apple — устройства, второй на все остальные. Замечу лишь, что если Вы по ошибке подключите гаджет к не предназначенной для него USB розетке, ничего страшного не произойдет, просто он будет брать те же пресловутые 500mA.
Итак, цель: " Немного поработав руками получить универсальную зарядку для машины."

Что нам понадобится

2. USB розетка, я использовал двойную, которую выпаял из старого USB-хаба.

Так же можно использовать обычные сокеты от USB удлинителя.

3. Макетная плата. Для того что бы припаять к чему-нибудь USB розетку и собрать простенькую схему зарядки для Apple.

4. Резисторы или сопротивления, кому как больше нравится и один LED. Всего 5-ть штук, 75 кОм, 43 кОм, 2 номиналом 50 кОм и один на 70Ом. На первых 4-х как раз и строится схема зарядки Apple, на 70 Ом я использовал для ограничения тока на светодиоде.

5. Корпус. Я нашел в закромах родины футляр от фонарика Mag-Lite. Вообще, идеально бы подошел футляр от зубной щетки черного цвета, но я такового не нашел.

6. Паяльник, канифоль, припой, кусачки, дрель и час свободного времени.

Собираем зарядку

1. Первым делом я закоротил между собой выводы DATA+ и DATA- на одном из сокетов:

*Прошу прощение за резкость, встал рано и телу хотелось спать, а мозгу продолжения эксперимента.

Это как раз и будет наша розетка для не яблочных гаджетов.

2. Отрезаем нужный нам размер макетной платы и размечаем и сверлим в ней отверстия под крепежные ножки USB розетки, параллельно проверяя, что контактные ножки у нас совпадают с отверстиями в плате.

3. Вставляем сокет, фиксируем и припаиваем к макетной плате. Контакты +5В первой(1) и второй(5) розетки замыкаем между собой, так же поступаем и с контактами GND(4 и 8).

Фото только для пояснения, контакты пропаиваются уже на макетной плате

4. Распаиваем на оставшиеся два контакта DATA+ и DATA- следующую схему:

Для соблюдения полярности пользуемся распиновкой USB:

У меня получилось так:

Не забываем подстроить напряжение на выходе, при помощи отвертки и вольтметра задаем 5 — 5.1В.

Так же я решил добавить индикацию к цепи питания USB, паралельно к +5V и GND припаял желтый лед с резистором на 70Ом для ограничения тока.

5. Фиксируем плату конвертер на нашей макетной плате. Я это осуществил при помощи ножек от все тех же резисторов, запаяв их в контактные отверстия на плате конвертера и на макетной плате.

6. Припаиваем выходы конвертера к соответствующим входам на USB-сокете. Соблюдаем полярность!

7. Берем корпус, размечаем и сверлим отверстия под крепление нашей платы, размечаем и вырезаем место под USB розетку и добавляем отверстия для вентиляции напротив микросхемы конвертера.

Крепим макетную плату болтами к корпусу и получаем вот такую коробочку:

В Машине это выглядит так:

Тесты

Далее, я решил проверить реально ли мои устройства будут считать, что они заряжаются от родной зарядки. А заодно замерить и токи.
Питание обеспечено БП от старого принтера 24В 3.3А.
Ток я замерял перед выходом на USB.

Забегая вперед скажу, все имеющиеся у меня устройства зарядку признали.
К USB розетке номер один (которая предназначена для разных гаджетов ) я подключал:
HTC Sensation, HTC Wildfire S, Nokia E72, Nexus 7, Samsung Galaxy ACE2.
Для Sensation и Nexus 7 я проверил время зарядки, начинал с 1% и заряжал до 100%.
Смартфон зарядился за 1 час 43 минуты (батарейка Anker на 1900 mAh), должен заметить, что от стандартной зарядки он заряжается около 2-х часов.
Планшет же зарядился за 3 часа 33 минуты, что на пол часа дольше чем зарядка от сети (Одновременно заряжал только одно устройство).

Чтобы оба Android устройства брали из зарядки максимум, мне пришлось спаять небольшой переходничок(который подключал к apple USB), к нему подключен HTC Sensation.

К USB розетке номер два я подключал: Ipod Nano, Ipod Touch 4G, Iphone 4S, Ipad 2. Поскольку Nano заряжать такой штукой смешно — он у меня максимум 200 mA брал, проверял Touch 4g и IPad. Ipod заряжался 1 час 17 минут с нуля и до 100%(правда вместе с IPAD 2). Ipad 2 заряжался 4 часа и 46 минут (один).

Как Вы видите Iphone 4S с удовольствием потребляет свой номинальный ток.

Кстати, Ipad 2 меня удивил, он абсолютно не чурался схемы с закороченными дата контактами и потреблял абсолютно те же токи, что и от предназначенного для него сокета.

Процесс зарядки и выводы

Для начала напомню, что все устройства в которых используют литиевые аккумуляторы имеют в наличии контроллер заряда. Работает он по следующей схеме:

График усреднен и может варьироваться для разных устройств .

Как видно из графика, в начале зарядного цикла контроллер позволяет заряжать максимально допустимым током для Вашего устройства и постепенно снижает ток. Уровень заряда определяется по напряжению, так же контроллеры мониторят температуру и отключают зарядку при высоких значениях последней. Контроллеры заряда могут находится в самом устройстве, в аккумуляторе или в зарядном устройстве (очень редко).
Подробней о зарядке литиевых элементов можно почитать здесь.

Ну а причина, на мой взгляд, не оптимально подобранная катушка индуктивности, которая в свою очередь не дает Buck — конвертору выдать свой максимальный ток. Думал ее заменить, но инструмента для пайки SMD у меня нет и в ближайшее время не предвидится. Это не ошибка проектировщиков платы с ebay, это просто особенность данной схемы так как она ориентированна на различные входящие и исходящие напряжения. При подобных условиях просто невозможно выдавать максимальный ток на всем диапазоне напряжений.

В итоге, я получил устройство, которое способно заряжать два смартфона одновременно или один планшет в автомобиле за вменяемое время.

Учитывая, что такие устройства потребляют немалый ток, их аккумуляторы могут оказаться разряжены до того момента, когда станет доступно электричество из сетевой розетки. Если вы не желаете погружаться в первобытную тишину и душевное спокойствие, то для питания карманных устройств можно предусмотреть резервный автономный источник энергии, который выручит как во время долгого путешествия в дикую природу, так и при техногенных или природных катастрофах, когда ваш населённый пункт может оказаться на несколько дней или недель без электроснабжения.

Схема мобильного зарядного без сети 220В

Устройство представляет собой линейный стабилизатор напряжения компенсационного типа с малым напряжением насыщения и очень малым собственным током потребления. В качестве источника энергии для этого стабилизатора может быть простая батарейка, аккумуляторная батарея, солнечная или ручной электрогенератор. Потребляемый стабилизатором ток при отключенной нагрузке около 0,2мА при входном напряжении питания 6 В или 0,22мА при напряжении питания 9 В. Минимальная разница между входным и выходным напряжением менее 0,2 В при токе нагрузке 1 А! При изменении входного напряжения питания от 5,5 до 15 В выходное напряжение изменяется не более чем на 10 мВ при токе нагрузки 250 мА. При изменении тока нагрузки от 0 до 1 А выходное напряжение изменяется не более чем на 100 мВ при входном напряжении б В и не более чем на 20 мВ при входном напряжении питания 9 В.

Самовосстанавливающийся предохранитель защищает стабилизатор и батарею питания от перегрузки. Обратновключенный диод VD1 защищает устройство от переполюсовки напряжения питания. При увеличении напряжения питания, выходное напряжение также стремится увеличиться. Чтобы поддерживать выходное напряжение стабильным, используется регулирующий узел, собранный на VT1, VT4.

В качестве источника опорного напряжения применён сверхъяркий светодиод синего цвета, который одновременно с выполнением функции микромощного стабилитрона, является индикатором наличия выходного напряжения. Когда выходное напряжение стремится увеличиться, ток через светодиод возрастает, также возрастает ток через эмиттерный переход VT4, и этот транзистор открывается сильнее, также сильнее открывается VT1. который шунтирует затвор-исток мощного полевого транзистора VT3.

В результате, сопротивление открытого канала полевого транзистора увеличивается и напряжение на нагрузке понижается. Подстроечным резистором R5 можно регулировать выходное напряжение. Конденсатор С2 предназначен для подавления самовозбуждения стабилизатора при росте тока нагрузки. Конденсаторы С1 и СЗ — блокировочные по цепям питания. Транзистор VT2 включен как микромощный стабилитрон с напряжением стабилизации 8..9 В. Он предназначен для защиты от пробоя высоким напряжением изоляции затвора VT3. Опасное для VT3 напряжение затвор-исток может появиться в момент включения питания или из-за прикосновения к выводам этого транзистора.

Детали. Диод КД243А можно заменить любым из серий КД212, КД243. КД243, КД257, 1N4001..1N4007. Вместо транзисторов КТ3102Г подойдут любые аналогичные с малым обратным током коллектора, например, любые из серий КТ3102, КТ6111, SS9014, ВС547, 2SC1845. Вместо транзистора КТ3107Г подойдёт любой из серий КТ3107, КТ6112, SS9015, ВС556, 2SA992. Мощный п-канальный полевой транзистор типа IRLZ44 в корпусе ТО-220, имеет малое пороговое напряжение открывания затвор-исток, максимальное рабочее напряжение 60 В. Максимальный постоянный ток - до 50 А, сопротивление открытого канала 0,028 Ом. В этой конструкции его можно заменить на IRLZ44S, IRFL405, IRLL2705, IRLR120N, IRL530NC, IRL530N. Полевой транзистор устанавливают на теплоотвод с достаточной для конкретного варианта применения площадью охлаждающей поверхности. При монтаже выводы полевого транзистора закорачивают проволочной перемычкой.

Устройство автономного заряда может быть смонтировано на небольшой печатной плате. В качестве автономного источника питания можно использовать, например, четыре штуки последовательно соединенных щелочных гальванических элементов ёмкостью от 4 А/Ч (RL14, RL20). Такой вариант предпочтителен, если вы планируете использовать эту конструкцию относительно редко.

Схема блока индикации разряда аккумулятора

Задача данной схемы - не допустить критического разряда литиевого аккумулятора. Индикатор включает красный светодиод, когда напряжение на аккумуляторе снизится до порогового значения. Напряжение включения светодиода установлено 3,2V.

Стабилитрон должен иметь напряжение стабилизации ниже желаемого напряжения включения светодиода. Микросхему использовал 74HC04. Настройка блока индикации заключается в подборе порога включения светодиода с помощью R2. Микросхема 74NC04 делает так, что светодиод загорается при разряде до порога, что будет установлен подстроечником. Ток потребления устройством 2 мА, да и сам СД загорится только в момент разряда, что удобно. У себя эти 74NC04 нашёл на старых материнках, потому и использовал.

Печатная плата:

Для упрощения конструкции, данный индикатор разряда можно и не ставить, ведь микросхему SMD можно не найти. Поэтому платка специально стоит сбоку и её можно по линии отрезать, а позже, при необходимости, отдельно добавить. В будущем хотел поставить туда индикатор на TL431, как более выгодный вариант по деталям. Полевой транзистор стоит с запасом для разных нагрузок и без радиатора, хотя думаю можно поставить и аналоги послабее, но уже с радиатором.

Резисторы SMD установлены для устройств SAMSUNG (смартфоны, планшеты, и т.д., у них свой алгоритм заряда, а я всё делаю с запасом на будущее) и их можно не ставить вообще. Отечественные КТ3102 и КТ3107 и их аналоги не ставьте, у меня на этих транзисторах плавало напряжение из-за h21. Берите ВС547-ВС557, самое то. Источник схемы: Бутов A. Радиоконструктор. 2009. Сборка и наладка: Igoran.

Форум по обсуждению материала МОБИЛЬНАЯ ЗАРЯДКА ДЛЯ ТЕЛЕФОНА

Что такое OLED, MiniLED и MicroLED телевизоры - краткий обзор и сравнение технологий.

В каком направлении течет ток - от плюса к минусу или наоборот? Занимательная теория сути электричества.

Приводятся основные сведения о планарных предохранителях, включая их технические характеристики и применение.

Переделываем игрушку обычный трактор в радиоуправляемый - фотографии процесса и получившийся результат.

Всегда оставаться на связи – одно из требований большинства пользователей, предъявляемых к смартфонами. Но не всегда под рукой есть штатное зарядное устройство, соответственно, возможность своевременно пополнить заряд. В этом случае возможны два варианта: экономить энергию аккумуляторной батареи, перейдя на энергоэффективный режим (в этом случае будет доступна только голосовая, смс-связь), либо зарядить телефон без зарядки. Последний вариант следует использовать только в экстремальных условиях, когда важно быстро позвонить, при этом отсутствуют альтернативные способы связи.

Зарядка телефона без зарядного устройства может потребоваться при поломке ЗУ или в экстремальных условиях.

Когда может понадобиться зарядить телефон без зарядки

Иногда пользователи смартфонов сталкиваются с ситуациями, когда критически важно иметь под рукой работающее устройство. Среди подобных случаев:

телефон используется как навигатор в экстремальном путешествии;
предстоит совершить важный звонок, который был заранее запланирован, от него зависит результат проекта, получение прибыли;
на улице произошло ДТП, несчастный случай, необходимо вызвать экстренную бригаду;
нужен срочный доступ к финансовым Андроид-приложениям, например, есть вероятность, что злоумышленники получили доступ к банковскому счёту, необходимо срочно его заблокировать.

Если зарядка сломалась, в таких ситуациях единственный выход – использовать альтернативный способ, как зарядить телефон.

Варианты подзарядки

В качестве альтернативы штатному заряднику Самсунг, Ксиоми, Рилми, других смартфонов можно рассмотреть несколько вариантов, не требующих серьёзных манипуляций, пайки.

Кабель USB

Если у пользователя отсутствует USB-кабель с совместимым разъёмом, его предлагается сделать своими руками в домашних условиях. В этом случае существует два способа, как подзарядить телефон:

Использовать зарядный адаптер со старого устройства, которое больше не используется. Сначала срезается штекер, провода зачищаются от изоляции. Далее, мультиметром определяется полярность. Следующий этап – шнур подключается к аккумуляторной батареи с соблюдением полярности.
Использование целого адаптера. Если другое зарядное устройство ещё понадобиться, подключение может осуществляться через штатный коннектор при помощи сверхтонкой проволоки. Важно знать, где находится плюсовой и минусовой токовывод на коннекторе. Как правило, первый расположен внутри штекера, второй снаружи. Провода с предварительно зачищенными контактами крепятся скотчем. Другие концы шнура подаются на АКЮ с соблюдением полярности.

При зарядке данным способом учитывайте, что АКБ может нагреваться. В результате нагрева может сработать микроконтроллер. Элемент защищает т переразряда, перегрева. В этом случае следует отключить аккумулятор от питания, повторно заряжать его можно через 15-20 минут.

Внешний аккумулятор

Зарядка телефона повербанком.

Популярный способ продлить время автономной работы аккумулятора смартфона – Powerbank. Это портативный аккумулятор, способный накапливать и отдавать ток. Устройство предлагается в компактном форм-факторе, рассчитано на полноценную 2-3-кратную зарядку смартфона. Существуют и сверхёмкие портативные АКБ мощностью 20000 мАч и более. Для зарядки достаточно иметь USB-кабель (некоторые модели комплектуются интегрированным шнуром с несколькими коннекторами), подключить телефон к Повербанку. Недостаток такого способа – Powerbank увесист.

Лягушка – универсальный переходник, совместимый с большинством моделей съёмных аккумуляторов. Способ не подходит для устройств с интегрированными батареями, так как лягушка не способна зацепиться за USB-порт. Своё название переходник получил из-за особенности строения: в специальном отсеке спрятаны токовыводы, которые двигаются, таким образом, обеспечивается их подключение к клеммам АКБ, независимо от их расположения. Лягушка продаётся в магазине электроники, её безопасно использовать нрегулярно, например, когда телефон снят с производства, имеет нестандартный коннектор для зарядки.

Алгоритм использования Лягушки:

Лягушка – эффективный, безопасный способ зарядки аккумуляторных батарей. Если пользователь случайно нарушит полярность, аккумулятор просто не будет заряжаться.

Прямая зарядка через оголенные провода

Прямое подключение с использованием оголённых проводов не считается безопасным. В этом случае, чтобы избежать поражение током, важно, чтобы все контакты были заизолированы. Подключение токовыводов шнура зарядного блока к аккумулятору выполняется с обязательным соблюдением полярности, определить которую можно универсальным измерительным прибором.

Зарядка должна осуществляться под постоянным контролем пользователя. Если используется нештатный блок питания с повышенной мощностью, батарея может перегреться, что является причиной задымления, воспламенения, возгорания, АКБ, особенно, если на нём отсутствует контроллер. Если корпус аккумулятора нагрелся более 40 градусов по Цельсию, процедуру следует немедленно прекратить, дождаться, пока батарея полностью остынет.

Солнечная батарея

Зарядка от солнечной батареи.

Альтернативный способ зарядки, используемый возобновляемые источники энергии. Портативную солнечную электростанцию можно собрать своими руками, либо купить в интернете (существуют модели, прикрепляемые к рюкзаку, они позволяют заряжать телефон днём в походе). Некоторые Powerbank-и также комплектуются фотоэлементами, способными накапливать энергию солнца. Зарядка таким образом эффективна днём, в ясную солнечную погоду.

Динамо-машины

Ещё один способ зарядить телефон, используя потенциал кинетической энергии. Для её трансформарции используется динамо машина. Существуют версии с интегрированным USB-портом, специально предназначенные для подзарядки современных гаджетов. Портативный ручной аксессуар заряжает телефон медленно, пользователю потребуется крутить ручку не менее 20 минут, чтобы аккумулировать заряд, которого хватит для одного непродолжительного звонка.

Обычные пальчиковые батарейки

Адаптер для зарядки от пальчиковых батареек.

Экстремальные способы

Существуют неординарные способы, как зарядить аккумулятор смартфона. Большинство из них небезопасны, чревато поломкой телефона, возгоранию, деформации аккумулятора, травмам.

Зарядка от земли

Способ применим в полевых условиях, например, в туристическом походе. Для зарядки потребуется сода/соль, пила, колышки для палатки, другие металлические предметы. Последние втыкаются в землю, обматываются проволокой, обливаются предварительно подготовленным солевым раствором. Оголённые контакты запитываются к клеммам аккумулятора.

Скотч

Если в элемент питания остался минимальный заряд, его хватит, чтобы совершить звонок.

Нагрев

Нагрев элемента питания способен ускорить химическую реакцию, таким образом, дать немного тока. Зачастую нагрев осуществляется раскалённым ножом, который на 5-10 секунд прикладывается к АКБ. Важно не перегреть батарею, иначе она может воспламениться.

От нагрева батарея может воспламениться.

Использование данного метода приводит аккумулятор к негодности, подходит, когда критически важно совершить единственный звонок. Необходимо извлечь аккумулятор из телефона, сильно ударить его о плоскую поверхность, например, бетонную плиту, камень.

Лимон

Зарядка с помощью лимонов.

Производители рекомендуют заряжать телефон оригинальным зарядным устройством. Любой альтернативный способ следует рассматривать как экстренный, когда нет возможности найти штатный зарядник с оптимальными параметрами напряжения, силы тока. Использование нештатных способов подзарядки постоянно чревато поломкой аккумулятора, телефона.

Читайте также: