Заряжаем смартфон без проводов: как работают беспроводные зарядные устройства

Как пользоваться беспроводной зарядкой для телефона

Рассмотрим, как правильно подключиться к беспроводной зарядке типа wireless charger сразу после покупки:

• Требуется подключить прибор к питающей сети через адаптер или USB-порт компьютера. Устройство будет оповещать звуковым или световым сигналом о готовности к работе.
• Поместите гаджет в центр платформы, если иное расположение не предусмотрено инструкцией производителя. Если смартфон не отреагировал на это действие, скорее всего, на устройстве необходимо включить функцию беспроводной зарядки.

Оказывается, всё достаточно просто – зарядить под силу даже неподготовленному пользователю.

При покупке нового устройства требуется посмотреть на его мощность. Этот показатель меняется в пределах от 5 до 20 Вт у разных производителей и зависит от назначения прибора.

В процессе работы беспроводной зарядки устройство разогревается сильнее обычного. Чтобы избежать негативных последствий перегрева, требуется обеспечить нормальный приток воздуха к прибору для естественного охлаждения. Не стоит заряжать его в чехле, препятствующему нормальной циркуляции воздуха.

Сравнительная таблица характеристик

В целях сравнения товаров, рекомендуем взглянуть на их характеристики в таблице ниже.

Перспективы развития

Зарядки беспроводного типа сейчас находятся на этапе активных исследований и поиска альтернативных Qi решений. Главная задача, по мнению производителей и потребителей, заключается в расширении радиуса покрытия, повышения КПД и использования других источников энергии.

Так, американцы тестируют технологию передачи электромагнитной волны от роутера через свободные каналы wi-fi. При этом дистанция между транслятором и приемником во время успешного эксперимента составила 8 метров.

Ключевые особенности беспроводных устройств Samsung и других брендов – польза для USB-портов смартфонов, которые прослужат дольше, и сокращение количества проводов для гаджетов. Кроме того, приборы оптимальны для использования в публичных местах – аэропортах, ресторанах, офисах. 

Но цена на хорошие бесконтактные приспособления еще «кусается». Поэтому снижение себестоимости и, соответственно, рыночных расценок – эффективная мотивация выбрать и купить новинку. А доступность товара, как правило, приводит к массовому распространению и популярности аксессуара.

Лучшие аппараты:

Беспроводное устройство для зарядки iPhone или других смартфонов – современный аксессуар, которым удобно пользоваться в домашних и офисных условиях. USB-вход дольше будет, как новенький, да и смотрится аксессуар стильно и элегантно, в отличие от вечно болтающихся и свисающих из розеток шнуров. 

Чтобы не испортить батарею, придется соблюдать правила и отучиться от привычки снимать с зарядки и юзать телефон, заряженный на 50-55%. Что до манипуляций с гаджетом во время зарядки, так это вредит и в случае со стандартными зарядными блоками. И да, от чехлов из металла нужно либо отказаться совсем, либо снимать каждый раз перед установкой на бесконтактное приспособление.

Какие недостатки беспроводной зарядки?

Главный и пожалуй самый большой недостаток технологии Qi является меньшая энергоэффективность, то есть КПД зарядки насчитывает около 60% в то время, как зарядка от сети насчитывает КПД 95%. Из этого следует сделать вывод, что от беспроводной зарядки телефон будет заряжаться чуть дольше, нежели от сети.

Но все же, если вы находитесь дома и быстрая зарядка смартфона вам не в спешку, то вы можете воспользоваться беспроводной зарядкой, а если нужно быстро подзарядить, то воспользуйтесь стандартной зарядкой от сети.

Следующий недостаток беспроводных зарядок заключается в том, что такие зарядки стоят гораздо дороже, порой в два, а то и в три раза. Понятное дело, ведь технология исполнения беспроводных зарядок совсем иная, а соответственно затраты на ее производство выше.

Что такое беспроводная зарядка

Суть беспроводной зарядки телефона – это зарядная станция, получающая энергию через USB-кабель, создающая магнитное поле, посредством чего заряжается батарея телефона. Индукционный приемник, встроенный в смартфон, взаимодействует с магнитным полем и в катушке, встроенной в него, создается разность потенциалов. Проще говоря получаем электрический ток, за счет которого происходит зарядка аккумулятора девайса. Таким образом одна катушка используется в качестве передающей, а другая – принимает энергию.

Преимущества технологии:

• Удобство вне зависимости от условий использования – дома или в общественном месте.
• Гнездо телефона остается свободным, что повышает его эксплуатационный срок.
• Компактные размеры и отсутствие вреда для организма человека.

Недостатки:

• Если не считать Power Bank, то станция должна быть всегда подключена к источнику питания.
• КПД на 20-25% ниже, чем у классических проводных зарядок.
• Радиус действия не превышает 8 см.
• Зарядка занимает ощутимо больше времени.

Пока не каждый смартфон комплектуется индукционным приемником, поэтому перед покупкой беспроводной зарядки нужно убедиться в наличии поддержки этой технологии.

С одной стороны минусов у беспроводной зарядки даже больше, чем плюсов, но удобство пользования перекрывает большинство отрицательных сторон и делает ее очень популярным аксессуаром.

Особенности беспроводных зарядок

В первые же годы распространения телефонов для сотовой связи производителям приходилось оговариваться при позиционировании таких гаджетов как мобильных. Дело в том, что мобильными они были и остаются лишь условно, поскольку есть зависимость от кабеля зарядного устройства. Снять все условности такого обозначения мобильных телефонов и смартфонов позволила беспроводная зарядка.

Как работает данный прибор? Все технологии, на которых базируются подобные зарядки, основываются на принципах передачи электроэнергии на расстоянии

Важно отметить, что распространение технологий беспроводной связи и передачи информации давно не является чем-то новым и удивительным. Модули радиосигналов, датчики Bluetooth и Wi-Fi, сетевые точки доступа – все это в той или иной степени позволяет передавать информационные сигналы

Однако новизна и принципиальное отличие именно зарядных устройств с беспроводным принципом действия заключаются как раз в возможности передачи на расстоянии энергии для питания аккумуляторов.

Как работает беспроводная зарядка

Принцип работы такой схемы беспроводной зарядки достаточно прост. Роль зарядного устройства играет передающий контур, само устройство состоит из двух контуров — передатчика и приемника.

Приемный контур (плоская катушка) находится в самом телефоне, передатчик сделан в виде небольшой подставки, внутрь которого запрятана передающая катушка.

Cхема беспроводной зарядки

Электричество передается из одного контура в другой методом индукции, возникший во втором контуре ток сначала выпрямляется и подается на аккумулятор. В качестве выпрямителя можно использовать буквально любой маломощный диод шоттки.

Сборку беспроводной зарядки своими руками начнем с передатчика.

Передатчик

Схема передатчика проста и понятна. Обычная схема блокинг-генератора на одном транзисторе. Оправа для намотки передающей катушки — на ваше усмотрение. Желательно взять оправу с диаметром 7-10 см. На оправу мотаем 40 витков медной проволоки с диаметром 0,5мм. Обмотка имеет отвод от середины. Сначала аккуратно мотаем 20 витков, затем провод скручиваем, делаем отвод и в том же направлении мотаем остальные 20 витков. С катушкой все понятно? Пошли дальше.

Транзистор  абсолютно любой, я пробовал и полевые и биполярные, с полевыми чуть быстрее заряжается. Можно использовать полевые ключи серии IRFZ44/48, IRL3705, IRF3205 (указываю только те, которые использовал сам), но можно ставить буквально любые. Из биполярных можно использовать отечественные: КТ819, 805, 817, 815, 829. Выбор не критичен. Можно также использовать и транзисторы прямой проводимости, но в этом случае придется поменять полярность питания.

Номинал базового резистора не критичен (22 Ом-830 Ом).

Приемник

Приемный контур — мотал целых полчаса. Катушка плоская, состоит из 25 витков провода 0,3-0,4мм. Контур удобно мотать на небольшом куске пластмассы, витки постепенно нужно укрепить при помощи суперклея, работа достаточно грязная и долгая. После намотки отделяем контур от пластмассового стенда, на который он был намотан. Это удобно делать при помощи монтажного ножа или лезвием.

Далее контур был подключен к аккумулятору через диод SS14, последний является высокочастотным кремниевым диодом в СМД исполнении.

В моем случае, не работал разъем зарядки на телефоне, поэтому зарядку подключил напрямую к аккумулятору. Такое решение неудобно тем, что датчик не будет показывать, что телефон заряжается. С телефоном все завершено, теперь нужно поставить заднюю крышку.

Время зарядки напрямую зависит от мощности источника питания, в моем случае было использовано заводское зарядное устройство подопытного телефона. Устройство обеспечивает выходное напряжение в 5Вольт, при токе в 350мА.

Такая беспроводная зарядка для телефона работает безотказно, при таком раскладе компонентов мобильник полностью заряжается за 7 часов, долго, но зато заряжается. Ускорить время зарядки можно только умощнением схемы — использовать более мощный блок питания и намотать контура более толстым проводом.

Но не всё так просто

Что­бы бес­про­вод­ная заряд­ка рабо­та­ла эффек­тив­но, катуш­ки заряд­ки и теле­фо­на долж­ны быть как мож­но бли­же друг к дру­гу. Иде­аль­но, если их цен­тры сов­па­дут — тогда поте­ри будут мини­маль­ные. Но мы часто видим, как теле­фо­ны про­сто кла­дут на любое место пло­щад­ки, а заряд­ка всё рав­но идёт как нужно. 

Что­бы это было воз­мож­но, про­из­во­ди­те­ли дела­ют несколь­ко кату­шек на пло­щад­ке. Напри­мер, мож­но рас­по­ло­жить несколь­ко кату­шек рядом друг с дру­гом, а свер­ху в про­ме­жут­ки поло­жить ещё несколь­ко. Тогда теле­фон почти все­гда будет лежать над одной из кату­шек и будет заряжаться.

Что­бы заряд­ка пони­ма­ла, какую катуш­ку нуж­но исполь­зо­вать, она по оче­ре­ди даёт ток на каж­дую и таким обра­зом опре­де­ля­ет, к какой катуш­ке теле­фон лежит бли­же всего.

Ещё заряд­ки отли­ча­ют­ся по мощ­но­сти — напри­мер, есть заряд­ки на 5, 10 и 20 ватт. Что­бы заряд­ка пони­ма­ла, на какую мощ­ность рас­счи­тан ваш теле­фон и вооб­ще под­хо­дил ли эта заряд­ка к теле­фо­ну, она с помо­щью того же маг­нит­но­го поля обме­ни­ва­ет­ся с теле­фо­ном дан­ны­ми. Если всё в поряд­ке — заряд идёт, если нет — то всё отклю­ча­ет­ся или заряд­ка идёт на мини­маль­ной мощности.

Инструкция по изготовлению

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

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

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

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

Делаем передатчик

Сборка передатчика выполняется в такой последовательности:

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

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

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

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

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

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

Делаем приёмник

Приёмник wpc собирается в таком порядке:

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

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

Сборка и проверка

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

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

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

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

Преимущества беспроводной зарядки – влияние на аккумулятор

Трудно поверить, что внедрение технологии беспроводной зарядки в смартфоне было продиктовано только желанием производителя добавить ещё один момент в спецификации и возможным повышением цен. Должны быть преимущества, которые могут убедить потенциальных пользователей, а любые проблемы должны быть легко дискредитированы. Мы уже говорили о влиянии на здоровье человека. Это ещё не всё.

Смартфон также имеет своё здоровье, может быть, только с технологической точки зрения, но износ оборудования – это явление, которое имеет место. В этом случае большинство вопросов касаются батареи и срока её службы.

Производители уверяют нас, что электроника, сопровождающая технологию беспроводной зарядки, как и в случае проводной зарядки, гарантирует, что батарея не будет повреждена. Но, во время зарядки смартфон и аккумулятор нагреваются, что может ухудшить его качество и сократить количество доступных циклов зарядки.

Повышение температуры аккумулятора неизбежно зависит от техники зарядки. Источником проблем в случае беспроводной зарядки может быть неправильное выравнивание зарядных катушек зарядного устройства и смартфона. Чем больше неравномерность, тем дольше сохраняется повышенная температура батареи по сравнению с проводной зарядкой. В этом рассуждении есть определенное «но».

Во время проводной зарядки, особенно с помощью быстрого зарядного устройства (а такие всё чаще добавляются в комплекты), смартфон нагревается даже больше, чем при использовании беспроводной зарядки. И, как мы уже упоминали, производители сегодня противодействуют эффектам неточной юстировки смартфона и зарядного устройства. Тем не менее, давайте примем к сведению следующий принцип.

Не используйте смартфон во время зарядки!

Также считается, что потери от нагрева менее значительны, чем последствия интенсивного использования смартфона после начала зарядки. Такое поведение крайне не рекомендуется, потому что батарея нагревается дополнительно. В случае проводной зарядки мы особенно подвержены этой привычке. Во время работы беспроводного зарядного устройства смартфон не должен подвергаться воздействию источников тепла, таких как солнечный свет.

Кроме того, благодаря беспроводной зарядке мы можем выработать привычку заряжать батарею при любой возможности. Тогда легче поддерживать уровень заряда выше 50%, что положительно влияет на срок службы батареи, в отличие от частой разрядки на 85% и более. Это несомненное преимущество, которое может перевесить любую неопределенность в отношении технологий.

Беспроводная зарядка позволяет удобно заряжать аккумулятор.

Ещё одно небольшое преимущество. Проводя беспроводную зарядку, мы реже используем USB-порт на смартфоне. А это значит, что мы меньше подвергаем его износу и возможным повреждениям. Мы также можем представить устройство без разъемов, в котором связь и зарядка происходит только по беспроводной сети.

Беспроводная зарядка на других смартфонах

Отдельно предоставлять информацию о том, как пользоваться беспроводной зарядкой на Самсунг, Huawei, LG и других смартфонах нет смысла. Процедура полностью аналогична той, что представлена для устройств от Apple. Тем не менее, существует дополнительная информация, которая позволит разобраться в процессе более детально:

• Между зарядной станцией и смартфоном не должно находиться посторонних предметов. Так, застежки на магнитах, магнитные чехлы и прочие предметы способны снизить эффективность зарядки или повредить микросхемы, используемые для радиочастотной идентификации человека. Последние используются в кредитных картах, пропусках, паспортах. Если в чехле смартфона присутствуют указанные предметы, их необходимо убрать, либо убедиться, что они не находятся между двумя катушками.

Низкая скорость зарядки может наблюдаться по причине толстого или металлического чехла. Чтобы ускорить процесс, его необходимо снять.
Включенный режим вибрации может поспособствовать смещению смартфона со станции, что повлечет прекращение зарядки. Во избежание этой неприятности на период зарядки вибрацию лучше отключить.

Некоторые станции издают шум в процессе работы – это нормально и не свидетельствует о поломке.
Разбираясь, как заряжать телефон беспроводной зарядкой, следует учитывать, что некоторые модели могут нагреваться. Для этого в коврике встроена защита, которая отключит подачу питания до остывания смартфона.
Беспроводная зарядка не выполняет свою функцию, когда телефон подключен по USB-проводу, поскольку питание будет подаваться по нему.

Использование беспроводной зарядки не сложнее, чем аналогичное действие с участием проводов, поэтому с задачей сможет справиться любой пользователь. Представленная информация позволит получить общее представление о технологии, разобраться в процессе беспроводного восполнения емкости и избежать некоторых типичных ошибок.

Как работает беспроводная зарядка для телефона

Работа станции для подзарядки без проводов заключается в том, что она пропускает ток через магнитную катушку, сделанную из меди. Ток достаточно быстро меняет свое направление из-за того, что он колеблется. В связи с этим создается локальное магнитное поле, часто меняющее полярность. Сила магнитного поля зависит от силы тока: чем сильнее ток, тем сильнее поле.

Внутри устройства, которое принимает заряд, находится такая же катушка. Когда эти два устройства находятся рядом друг с другом, магнитное поле начинает индуцировать электрический ток внутри катушки. Ток через выпрямитель, обеспечивающий требования батареи, передается и начинает работать, заряжая гаджет.

Магнитно-индукционные станции

Такие беспроводные станции передают энергию на расстоянии 1 см, используя ток силой 100-357 кГц. У магнитно-индукционных станций есть одна особенность: не получится зарядить устройство, которое сделано из металла, так как магнитное поле не сможет пройти.

Использование такого устройства возможно только на устройствах, задняя панель которых изготовлена из стекла или пластика, также стоит снимать чехол, чтобы он не мешал процессу.

Магнитно-резонансные станции

Этот стандарт беспроводной станции работает на расстоянии 4-5 см и передает ток с частотой до 6,78 МГц. В данном случае используют две катушки, которые находятся не напротив друг друга. По такому принципу работают гаджеты, имеющие стандарт Rezence или AIrFuel.

• Rezence. Этот тип разрабатывается с 2012 года. Благодаря увеличению расстояния зарядки его считают более удобным, в сравнении с магнитно-индукционными станциями.
• AirFuel. Данное устройство можно спрятать под любую поверхность и работать одновременно с разными устройствами. Однако, оно еще не вышло в массовое производство.

Плюсы и минусы

Технология беспроводной зарядки в своем нынешнем виде имеет как кучу достоинств, так и довольно внушительное количество недостатков. Очевидно, что сейчас она не является оптимальным решением для восполнения энергии мобильного гаджета вроде смартфона. Поэтому рекомендуется внимательно изучить все нюансы, прежде чем отдавать предпочтение рассматриваемой технологии.

Плюсы и минусы

Для подключения смартфона к док-станции не нужны провода
Экологичность
Разъемы не изнашиваются в виду их отсутствия
Отсутствие перегрева

Низкая скорость восполнения энергии по сравнению с проводными решениями
Относительная дороговизна
Провода все равно нужны (для подключения док-станции)

Да, беспроводные технологии в области восполнения энергии являются перспективными из-за свой экологичности, общей безопасности и удобству. Но в то же время в современном виде Wireless Charge нельзя назвать полностью беспроводной. И в то же время такие решения дороже проводной зарядки и не могут обеспечить сопоставимую скорость восстановления энергии

Самая хорошая зарядка для телефона

С быстрой зарядкой все понятно. Можно и дальше наращивать ее скорость, но полчаса на полную зарядку это уже хорошо. Куда больше вопросов к беспроводной зарядке.

Одним из ее существенных минусов является необходимость точного позиционирования (совмещения индукционной катушки в зарядке и в телефоне). То есть, если сместить смартфон немного в сторону, он будет заряжаться намного медленнее или не будет заряжаться вовсе.

Одна из моих зарядных станций.

При всей моей любви к зарядным подставкам, мне очень хочется, чтобы сделали коврик, на который можно положить смартфон и он начнет заряжаться. То есть, положить в любое место этого коврика, а не строго в одно конкретное. Пусть он будет размером с лист A4 или даже меньше, но не придется точно выверять, как положить смартфон.

Apple пыталась сделать что-то подобное, но не смогла. Она сильно грелась и работала не очень стабильно. Скорее всего, там стоял вопрос в том, чтобы зарядка шла быстро. А если мне не надо заряжать телефон быстро?

Что, если я хочу положить на ночь все телефоны семьи на этот коврик и пусть они заряжаются 5-7 часов. Такой возможности мне даже никто не дал — это очень грустно.

Если такие коврики появятся даже с большим временем зарядки, я буду только рад. Это то, чего нам точно не хватает. Сделайте кто-нибудь такое и я первым встану в очередь со словами ”заткнитесь и берите мои деньги”! Вот только никто не смог пока сделать что-то подобное или просто еще не додумался до этого. Вы на моей стороне?