Мобильные устройства давно стали неотъемлемой составляющей жизни современного человека. Но для их работы надо постоянно пользоваться блоком питания для восполнения ресурса батарейки. Шнур часто становится помехой при эксплуатации гаджета в процессе подзарядки. Чтобы эффективно решить эту проблему, достаточно узнать, как сделать беспроводную зарядку своими руками?
О функционировании беспроводного зарядного устройства
Беспроводные зарядки не являются инновациями. Они создаются на основании технологии, разработанной много лет назад инженером Николой Тесла. Последний нашёл способ передачи энергии на расстоянии. Достигалось это благодаря магнитной индукции. Первооткрыватель технологии сумел таким образом обеспечить электричеством целый штат.
В гаджетах методика применяется так. Катушка, встроенная в зарядку, играет роль создателя и проводника магнитного поля, которое направляется на антенну устройства. В качестве приёмного контура выступает плоская спиральная катушка, находящаяся под крышкой мобильного телефона. Излучение электромагнитных импульсов активируется только после того, как приёмник попадает в зону действия передатчика. Посредством конденсаторов и выпрямителя оказывается воздействие на батарею гаджета.
О недостатках беспроводной системы зарядки
Эксперты установили, что столь удобное на первый взгляд устройство обладает некоторыми существенными недостатками. К числу таковых можно отнести:
- отсутствие данных относительно степени негативного воздействия высокочастотных импульсов на человеческий организм;
- низкий уровень эффективности транслирования энергии;
- увеличение времени для полного восстановления заряда батареи как минимум на два часа;
- риск уменьшения рабочей ёмкости аккумулятора, возникающий из-за соединения с зарядным устройством до полного обнуления батареи;
- при неправильной сборке устройства или при использовании неподходящих комплектующих для беспроводной зарядки возможен перегрев аккумулятора, чреватый его быстрым износом.
Простая технология модификации мобильного телефона «кнопочника»
Чтобы усовершенствовать мобильник, необходимо выполнить ряд простых действий. После обновления гаджета такие проблемы, как выход из строя гнезда для зарядки, путающиеся провода и прочее, станут несущественными.
Для реализации беспроводной зарядки потребуется пара метров медной проволоки тонкого сечения. Проводник необходимо смотать в катушку. Оптимальное количество витков 15 шт. Спираль желательно закрепить посредством клея или двухстороннего скотча, чтобы сохранить её форму. При этом для пайки контактов оставляется несколько сантиметров проволоки. Для соединения с гнездом зарядного устройства применяется импульсный диод и конденсатор, прикрепляемые к разным концам.
С целью создания передающего контура беспроводной зарядки формируются витки размером 1,5 см. Диаметр катушки после скручивания должен составлять 10 см. Оба конца должны быть свободными. Остальная конструкция скрепляется при помощи изоленты или скотча.
Далее наматывается 30 витков более тонкого медного проводника для передатчика. Для замыкания контура применяются транзистор и конденсатор. Положив устройство, оснащённое под крышкой приёмника, в зоне передающего кольца вверх дисплеем, можно добиться беспроводной зарядки телефона.
Особенности универсальной зарядки
Такое универсальное устройство станет незаменимым в любом доме. Сегодня практически у каждого пользователя найдётся целый арсенал мобильной техники: ноутбуки, планшетники, электронные книжки, фотокамеры. Использовать для каждого из них персональную зарядку крайне неудобно и непрактично.
Решить эту проблему помогли ведущие производители техники. Некоторое время назад они договорились комплектовать устройства зарядками, имеющими единый стандарт. Техника, которая поддерживает указанную функцию, имеет маркировку в виде символа Qi. Вполне вероятно, что подобные технологии в скором времени появятся в общественных заведениях – в ресторанах, кафе, библиотеках и т.д. Стоит отметить, что в объединение производителей не вошёл крупнейший «яблочный» бренд. Позже разработчики данной компании выпустили собственное зарядное устройство iQi Wireless Charger.
Если вас интересует сборка самодельной зарядки, стоит посмотреть видео с мастер-классом. Здесь разработчики разрезали USB-кабель на три составляющие, удалив среднюю часть. Оставшиеся фрагменты были использованы для прикрепления индукционной катушки. Чтобы усилить поле воздействия, на блок питания положили магнит. Этот эксперимент показал, что зона покрытия здесь составляет 15 м.
Зачем может понадобиться беспроводная зарядка?
Все мы устали от кучи удлинителей и проводов, которые спутываются друг с другом, пылятся и теряются.
У удлинителей перетираются провода и они перестают заряжать. Или же проблема может быть в гнезде смартфона. Так или иначе, но беспроводная зарядка может значительно облегчить жизнь.
Правда, назвать её полностью беспроводной всё-таки нельзя. Само устройство всё равно придётся подключать к источнику электричества. Но телефон можно просто класть на зарядное устройство и со спокойной совестью заниматься своими делами.
Стоимость таких устройств может быть разная. Есть подороже, есть и подешевле привычных нам зарядных кабелей для телефонов. Тем не менее, некоторые энтузиасты пытаются сделать беспроводную зарядку самостоятельно. Причин здесь может быть несколько. Возможно, кто-то предпочитает обойтись минимальными средствами. Или же здесь играет роль страсть к созданию чего-либо своими руками. Об этом мы и написали выше.
Случаются ситуации, когда мобильный гаджет почти отключился, а родной зарядки под рукой нет или отсутствует электричество. Тогда некоторые знания помогут решить эту проблему: новое изобретение – беспроводная зарядка, изготовить ее можно и своими руками. Она удобна в использовании, даже если автозарядки поблизости нет.
Можно ли сделать зарядное устройство своими руками
Ответ на этот вопрос положительный. Изготовить его может любой, кто имеет элементарные представления о свойствах проводов и тока. Перед тем как соорудить подобную конструкцию своими руками, нужно позаботиться о наличии всех материалов – диода и медной проволоки. В качестве корпуса может служить любая коробка из пластика, например, от CD диска. Понадобятся и транзисторы (биполярные или любые другие), желательно полевые – они сделают зарядку аккумулятора более быстрой. Все остальные инструменты есть в каждой квартире, включая клей и ножницы.
Как работает беспроводная зарядка
Принцип работы такого типа зарядки основан на индукции, свойстве катушки передавать электрический ток при контакте с приемником. При подключении к любому источнику питания устройство становится очагом перпендикулярного магнитного поля. Если расположить две катушки недалеко друг от друга, одну из них при этом подключить к любому источнику питания, во второй появится напряжение определенной силы и энергия для мобильника. Данный эффект возможен, если эти две катушки никак не соприкасаются друг с другом. Беспроводная зарядка своими руками – реальность.
Как сделать зарядку для телефона
Изготовить портативное беспроводное зарядное устройство своими руками сможет почти каждый, соблюдая инструкцию. Весь процесс состоит из двух частей: изготовление передатчика (внутренняя часть) и приемника (внешняя часть). Первая из них является отдельной, вторая же устанавливается в телефон. Удобство такого решения в том, что зарядку можно всегда взять с собой.
Устройство передатчика:
- Заранее необходимо подготовить оправу с диаметром от 7 до 10 см. На нее намотать около 40 витков проволоки (исключительно медной, диаметр которой 0,5 мм), не забыв сделать отвод посредине после 20 кругов. Для этого провод скрутить, сделать отвод и продолжить обмотку.
- Подключить транзистор абсолютно любого номинала к концу катушки и к отводу. Если при этом используется устройство прямой проводимости, то при подключении необходимо изменить полярность.
- Установить в пластиковую коробку из-под диска или любую другую. Закрыть.
- Устройство, передающее электричество, готово.
Устройство приемника:
- В отличие от передатчика, имеет плоский вид. Состоит из 25 витков, при этом проволоку нужно брать немного тоньше, в диапазоне 0,3-0,4 мм. Постепенно приемник нужно укреплять суперклеем.
- Контур отделить от пластмассовой основы, на которую был намотан, используя при этом нож.
- Подключить его через диод (лучше всего подойдет высокочастотный кремниевый) и прикрепить к аккумулятору сверху. Для стабилизации напряжения используется конденсатор.
- Соединить с разъемом зарядки. В некоторых случаях это можно сделать напрямую с аккумулятором, однако датчик наполненности батарейки не будет работать.
- Закрыть заднюю крышку мобильника. Приемное устройство готово.
Чтобы воспользоваться зарядкой, мобильный телефон нужно просто положить сверху на передатчик. При этом нужно следить за датчиком на экране смартфона. Есть и другая схема этого устройства с использованием усилителя напряжения и резистором. Такая беспроводная зарядка своими руками тоже может реанимировать мобильник без электричества, но ее рекомендуется использовать только опытным мастерам.
Количество мобильных средств связи, находящихся в активном пользовании, постоянно растет. К каждому из них идет зарядное устройство, поставляемое в комплекте. Однако далеко не все изделия выдерживают сроки, установленные производителями. Основные причины заключаются в низком качестве электрических сетей и самих устройств. Они часто ломаются и не всегда возможно быстро приобрести замену. В таких случаях требуется схема зарядного устройства для телефона, используя которую вполне возможно отремонтировать неисправный прибор или изготовить новый своими руками.
Основные неисправности зарядных устройств
Зарядное устройство считается наиболее слабым звеном, которым укомплектованы мобильные телефоны. Они часто выходят из строя из-за некачественных деталей, нестабильного сетевого напряжения или в результате обычных механических повреждений.
Наиболее простым и оптимальным вариантом считается приобретение нового прибора. Несмотря на различие производителей, общие схемы очень похожи друг на друга. По своей сути, это стандартный блокинг-генератор, выпрямляющий ток с помощью трансформатора. Зарядники могут отличаться конфигурацией разъема, у них могут быть разные схемы входных сетевых выпрямителей, выполненные в мостовом или однополупериодном варианте. Существуют различия в мелочах, не имеющих решающего значения.
Как показывает практика, основными неисправностями ЗУ являются следующие:
- Пробой конденсатора, установленного за сетевым выпрямителем. В результате пробоя повреждается не только сам выпрямитель, но и постоянный резистор с низким сопротивлением, который просто сгорает. В подобных ситуациях резистор практически выполняет функции предохранителя.
- Выход из строя транзистора. Как правило, многие схемы используют высоковольтные элементы повышенной мощности с маркировкой 13001 или 13003. Для ремонта можно воспользоваться изделием КТ940А отечественного производства.
- Не запускается генерация из-за пробоя конденсатора. Выходное напряжение становится нестабильным, когда поврежденным оказывается стабилитрон.
Практически все корпуса зарядных устройств являются неразборными. Поэтому во многих случаях ремонт становится нецелесообразным и неэффективным. Гораздо проще воспользоваться готовым источником постоянного тока, подключив его к нужному кабелю и дополнив недостающими элементами.
Простая электронная схема
Основой многих современных зарядных устройств служат наиболее простые импульсные схемы блокинг-генераторов, содержащие всего лишь один высоковольтный транзистор. Они отличаются компактными размерами и способны выдавать требуемую мощность. Эти устройства совершенно безопасны в эксплуатации, поскольку любая неисправность ведет к полному отсутствию напряжения на выходе. Таким образом, исключается попадание в нагрузку высокого нестабилизированного напряжения.
Выпрямление переменного напряжения сети осуществляется диодом VD1. Некоторые схемы включают в себя целый диодный мост из 4-х элементов. Ограничение импульса тока в момент включения производится резистором R1, мощностью 0,25 Вт. В случае перегрузки он просто сгорает, предохраняя всю схему от выхода из строя.
Для сборки преобразователя используется обычная обратноходовая схема на основе транзистора VT1. Более стабильная работа обеспечивается резистором R2, запускающим генерацию в момент подачи питания. Дополнительная поддержка генерации происходит за счет конденсатора С1. Резистор R3 ограничивает базовый ток во время перегрузок и перепадов в сети.
Схема повышенной надежности
В данном случае входное напряжение выпрямляется за счет использования диодного моста VD1, конденсатора С1 и резистора, мощностью не ниже 0,5 Вт. В противном случае во время зарядки конденсатора при включении устройства, он может сгореть.
Конденсатор С1 должен обладать емкостью в микрофарадах, равной показателю мощности всего зарядника в ваттах. Основная схема преобразователя такая же, как и в предыдущем варианте, с транзистором VT1. Для ограничения тока используется эмиттер с датчиком тока на основе резистора R4, диода VD3 и транзистора VT2.
Данная схема зарядного устройства телефона ненамного сложнее предыдущей, но значительно эффективнее. Преобразователь может стабильно работать без каких-либо ограничений, несмотря на короткие замыкания и нагрузки. Транзистор VT1 защищен от выбросов ЭДС самоиндукции специальной цепочкой, состоящей из элементов VD4, C5, R6.
Необходимо ставить только высокочастотный диод, иначе схема вообще не будет работать. Данная цепочка может устанавливаться в любых аналогичных схемах. За счет нее корпус ключевого транзистора нагревается гораздо меньше, а срок службы всего преобразователя существенно увеличивается.
Выходное напряжение стабилизируется специальным элементом - стабилитроном DA1, установленным на выходе зарядки. Для задействован оптрон V01.
Ремонт зарядника своими руками
Обладая некоторыми знаниями электротехники и практическими навыками работы с инструментом, можно попытаться отремонтировать зарядное устройство для сотовых телефонов собственными силами.
В первую очередь нужно вскрыть корпус зарядника. Если он разборный, потребуется соответствующая отвертка. При неразборном варианте придется действовать острыми предметами, разделяя зарядку по линии стыка половинок. Как правило, неразборная конструкция свидетельствует о низком качестве зарядников.
После разборки осуществляется визуальный осмотр платы с целью обнаружения дефектов. Чаще всего неисправные места отмечены следами от сгорания резисторов, а сама плата в этих точках будет более темной. На механические повреждения указывают трещины на корпусе и даже на самой плате, а также отогнутые контакты. Вполне достаточно загнуть их на свое место в сторону платы, чтобы возобновить поступление сетевого напряжения.
Нередко шнур на выходе устройства оказывается оборванным. Разрывы возникают чаще всего возле основания или непосредственно у штекера. Дефект выявляется путем и замеров сопротивления.
Если видимые повреждения отсутствуют, транзистор выпаивается и прозванивается. Вместо неисправного элемента подойдут детали от сгоревших энергосберегающих ламп. Все остальные делали - резисторы, диоды и конденсаторы - проверяются таким же образом и при необходимости меняются на исправные.
Здравствуйте дорогие друзья!
Сегодня я расскажу вам как сделать своими руками "Портативное USB зарядное устройство".
Для этого нам понадобится:
1. Автомобильное зарядное USB устройство в прикуриватель.
2. Четыре проводочка.
3. Маленький включатель вкл/выкл. Его я взял из старой настольной лампы. Но он оказался не практичным и я его заменил на включатель от светильничка.
4. Три аккумуляторных батарейки "Крона".
5. Коробочка от кофе "Fort",или от чего либо. Нужна либо железная либо пластмасовая.
6. Клеевій пистолет.
И так: Берём нашу автомобильную USB зарядку в прикуриватель,розбираем её,достаём плату. Это и есть самая главная часть нашей портативной зарядки. С одной стороны этой платы вы увидите пружинку и маленький кусочек железной пластинки. Пружинка посредине это всегда плюс а железная пластинка сбоку это всегда минус. Пружинка может быть просто припаяна к плате или к проводоку а проводок уже к плате. Так же и с этой железкой сбоку.. Если пружинка припаяна к плате тогда берём аккуратненько отпаеваем её и на её место припаеваем проводок. Потом так же и с этой железкой. Если же пружинка припаяна к проводку то просто отпаеваем пружинку от проводка. Так же и с этой железкой.После того как припаяли проводки к плате отлажеваем её пока в сторону. Приступаем к изготовлению клемы которая нам понадобится что бы подключать батарейку. Готовую клему можно снять из старых детских игрушек или из чего либо где приманялась батарейка типа "Крон". Или же её можно изготовить самому. Для этого берём одну батарейку "Крон" снемаем с неё клуму,переворачиваем её,берём флюс для пайки,мокаев него ватную палочку и обезжириваем контакты. После чего берём проводочки и припаеваем их к контактам. После того как припаяли берём клеевый пистолет и наносим клей на место где припаяли проводочки. Таким образом мы просто делаем изоляцию. Потом берём нашу клему и поделючаем к ней батарейку. Делаем это для того что бы убедится где у нас плюс а где минус. Когда убедились где плюс а где минус берём нашу плату к которой мы припаевали проводочки вместо пружинки с железкой, и скручиваем проводочки минус с минусом и аккуратненько изолируем проводочки которые мы скрутили изолентой. А плюс мы пустим через включатель. Для этого берём наш включатель в нём есть два контакта к одному припаеваем проводок который идёт от нашей платы а к другому припаеваем проводок который идёт от клемы. Теперь наше зарядное устройство почти готово. Осталось токо поместить это всё в корпус.
Для этого берём нашу коробочку в моём случаи это коробочка "Аптечка АРМ" для ремонта пневматических шин.. Проделываем отверстие под USB. 
После чего проделываем отверстие под наш включатель.
Теперь берём наши внутренности. А это наша плата,включатель, и клема. И устанавлеваем это всё в нутри коробочки. Крепим плату ко дну коробочки при помощи клеевого пистолета как и наш включатель. Его тоже крепим к коробочке при помощи клеевого пистолета. 
Теперь подключаем нашу батарейку, закрываем коробочку. Подключаем телефон,включаем зарядку и наш телефон заряжается. P.S Входная мощность автомобильных USB зарядных устройств в прикуриватель всего 12В поэтому не вкоем случаи не подключайте ёё к источникам питания свыше 12В в таком случаи она просто згорит. Мощность батарейки "Крон" которую я использовал для даного портативного зарядного устройства всего 9В этого вполне достаточно что бы зарядить телефон,айфон,фотоапарат,планшет и т.д. приблезительно 2-3 раза в зависимости от мощности вашего аккумулятора..после чего придётся менять батарейку. У меня аккумулятор в телефоне мощностью 3000 mAh поэтому батарейки "Крон" хватает чтобы токо поддерживать заряд аккумулятора а не полностью зарядить его. Поэтому я заменил батарейку "Крон" на 12В аккумулятор,чего вполне достаточно что бы зарядить телефон. Для этого просто изготавливаем 2 клемы из батареек "Крон" одну из них припаеваем к аккумулятору и всё и просто подключаем в наше портативное зарядное устройство. Но что бы не покупать каждый раз новую батарейку я бы советовал вам приобрести зарядное устройство для батареек "Крон" и когда у вас одна батарейка сядит вы её ставите на зарядку а другую ставите в ваше портативное зарядное. Или же зарядное устройство для батареек "Крон" вы сможете сделать своими руками. А как? Об это я расскажу вам в следующем выпуске. Всем пока,всего хорошего. Если возникнут вопросы пишите на мой ящик.
Создание своими руками солнечной USB зарядки для телефона — один из самых интересных и полезных проектов на . Сделать самодельное зарядное устройство не слишком сложно — необходимые компоненты не очень дорогие и их легко достать. Солнечные зарядные USB устройства идеально подходят для зарядки небольших устройств, например, телефона.
Слабым местом всех самодельных солнечных зарядок являются аккумуляторы. Большинство собираются на базе стандартных никель-металл-гидридных аккумуляторов — дешёвых, доступных и безопасных в эксплуатации. Но к сожалению у NiMH аккумуляторов слишком низкие напряжение и ёмкость, чтобы их можно было серьёзно рассматривать в качестве , энергопотребление которых с каждым годом только растёт.
Например, аккумулятор iPhone 4 на 2000 мА*ч ещё можно полностью перезарядить от самодельной солнечной зарядки с двумя или четырьмя аккумуляторами АА, но вот iPad 2 оснащён аккумулятором на 6000 мА*ч, который уже не так просто перезарядить с помощью подобного зарядного устройства.
Решением данной проблемы является замена никель-металл-гидридных аккумуляторов на литиевые.
Из этой инструкции вы узнаете, как своими руками сделать солнечную USB зарядку с литиевым аккумулятором. Во-первых, по сравнению с это самодельное зарядное устройство обойдётся вам очень дёшево. Во-вторых, собрать его очень просто. И самое главное — эта литиевая USB зарядка безопасна при эксплуатации.
Шаг 1: Необходимые компоненты для сборки солнечной USB зарядки.
Электронные компоненты:
- Солнечная батарея на 5 В или выше
- Литий-ионный аккумулятор на 3,7 В
- Контроллер зарядки литий-ионного аккумулятора
- Повышающая USB схема постоянного тока
- Разъём 2,5 мм с креплением на панель
- Разъём 2,5 мм с проводом
- Диод 1N4001
- Провод
Конструкционные материалы:
- Изолента
- Термоусадочные трубки
- Двухсторонняя лента из пеноматериала
- Припой
- Жестяная коробка (или другой корпус)
Инструменты:
- Паяльник
- Пистолет для склеивания горячим клеем
- Дрель
- Дремель (не обязателен, но желателен)
- Кусачки
- Инструмент для зачистки проводов
- Помощь друга
В этом руководстве рассказывается как сделать зарядное устройство для телефона на солнечной энергии. Вы можете отказаться от использования солнечных батарей и ограничиться только изготовлением обычной USB зарядки на литий-ионных аккумуляторах.
Большинство компонентов для этого проекта можно купить в интернет магазинах электроники, но повышающую USB схему постоянного тока и контроллер заряда литий-ионного аккумулятора найти будет не так просто. Далее в этом руководстве я расскажу, где можно достать большинство необходимых компонентов и для чего каждый из них нужен. Исходя из этого вы сами решите какой вариант вам лучше всего подходит.
Шаг 2: Преимущества зарядных устройств с литиевыми аккумуляторами.
Может быть вы не догадываетесь, но скорей всего литий-ионный аккумулятор прямо сейчас лежит у вас в кармане или на столе, а может и в вашем кошельке или . В большинстве современных электронных устройств используются литий-ионные аккумуляторы, характеризующиеся большой ёмкостью и напряжением. Их можно перезаряжать множество раз. Большинство аккумуляторов формата АА по химическому составу являются никель-металл-гидридными и не могут похвастаться высокими техническими характеристиками.
С химической точки зрения разница между стандартным никель-металл-гидридным аккумулятором АА и литий-ионным аккумулятором заключается в химических элементах, содержащихся внутри элемента питания. Если вы посмотрите на периодическую таблицу элементов Менделеева, то увидите, что литий находится в левом углу рядом с самыми химически активными элементами. А вот никель расположен в середине таблицы рядом с химически неактивными элементами. Литий обладает такой высокой химической активностью из-за того, что у него только один валентный электрон.
И как раз именно по этой причине на литий много нареканий — иногда он может выходить из-под контроля из-за своей высокой химической активности. Несколько лет назад компания Sony, лидер в производстве аккумуляторов для ноутбуков, изготовила партию некачественных аккумуляторов для ноутбуков, некоторые из которых самопроизвольно возгорались.
Именно поэтому при работе с литий-ионными аккумуляторами мы должны придерживаться определенных мер предосторожности — очень точно поддерживать напряжение во время зарядки. В этой инструкции используются аккумуляторы на 3,7 В, которые требуют заряжающего напряжения 4,2 В. При превышении или уменьшении этого напряжения химическая реакция может выйти из-под контроля со всеми вытекающими последствиями.
Вот почему при работе с литиевыми батареями необходимо проявлять предельную осторожность. Если обращаться с ними осторожно, то они достаточно безопасны. Но если вы будете делать с ними недопустимые вещи, то это может привести к большим неприятностям. Поэтому их следует эксплуатировать только строго по инструкции.
Шаг 3: Выбор контроллера заряда литий-ионного аккумулятора.
Из-за высокой химической реактивности литиевых аккумуляторов вы должны быть на сто процентов уверены, что схема контроля напряжения заряда вас не подведёт.
Хотя можно изготовить собственную схему контроля напряжения, но лучше просто купить уже готовую схему, в работоспособности которой вы будете уверены. На выбор доступны несколько схем контроля заряда.
На данный момент Adafruit выпускает уже второе поколение контроллеров заряда для литиевых аккумуляторов с несколькими доступными значениями входящего напряжения. Это весьма неплохие контроллеры, но у них слишком большой размер. Вряд ли на их базе получится собрать компактное зарядное устройство.
В интернете можно купить небольшие модули контроллеров зарядки литиевых аккумуляторов, которые и используются в данном руководстве. На базе этих контроллеров я также собрал множество других . Они мне нравятся за компактность, простоту и наличие светодиодной индикации заряда аккумулятора. Как и в случае с Adafruit, при отсутствии солнца литиевый аккумулятор можно зарядить через USB порт контроллера. Возможность зарядки через USB порт является крайне полезной опцией для любого зарядного устройства на солнечных батареях.
Независимо от того, какой контроллер вы выбрали, вы должны знать как он работает и как его правильно эксплуатировать.
Шаг 4: USB порт.
Через USB порт можно заряжать большинство современных устройств. Это стандарт во всём мире. Почему бы просто не подключить USB порт напрямую к аккумулятору? Зачем нужна специальная схема для зарядки через USB?
Проблема заключается в том, что по стандарту USB напряжение составляет 5 В, а литий-ионные аккумуляторы, которые мы будем использовать в данном проекте, имеют напряжение всего 3,7 В. Поэтому нам придётся воспользоваться повышающей USB схемой постоянного тока, которая увеличивает напряжение до достаточного для зарядки различных устройств. В большинстве коммерческих и самодельных USB зарядок, наоборот, используются понижающие схемы, так как они собираются на базе аккумуляторов на 6 и 9 В. Схемы с понижением напряжения более сложные, поэтому в солнечных зарядных устройствах их лучше не применять.
Схема, которая применяется в данной инструкции, была выбрана в результате длительного тестирования различных вариантов. Она практически идентична схеме Minityboost Adafruit, но стоит дешевле.
Конечно вы можете купить онлайн недорогое зарядное USB устройство и разобрать его, но нам нужна схема, преобразующая 3 В (напряжение двух батареек АА) в 5 В (напряжение на USB). Разборка обычной или автомобильной USB зарядки ничего не даст, так как их схемы работают на понижение напряжения, а нам наоборот нужно повышать напряжение.
Кроме того следует учесть, что схема Mintyboost и используемая в проекте схема способны работать с гаджетами Apple, в отличии от большинства других зарядных USB устройств. Устройства от Apple проверяют информационные пины на USB, чтобы знать куда они подключены. Если гаджет Apple определит, что информационные пины не работают, то он откажется заряжаться. У большинства других гаджетов такая проверка отсутствует. Поверьте мне — я перепробовал множество дешёвых схем зарядки с интернет-аукциона eBay — ни от одной из них мне не удалось зарядить свой айфон. Вы же не хотите, чтобы от вашей самодельной USB зарядки нельзя было заряжать гаджеты Apple.
Шаг 5: Выбор аккумулятора.
Если вы немного погуглите, то обнаружите огромный разных размеров, ёмкостей, напряжений и стоимости. Поначалу во всём этом многообразии будет несложно запутаться.
Для нашего зарядного устройства мы будет использовать литий-полимерный (Li-Po) аккумулятор на 3,7 В, который очень напоминает аккумулятор для айпода или мобильного телефона. Действительно, нам нужен аккумулятор исключительно на 3,7 В, так как схема зарядки рассчитана именно на это напряжение.
То, что аккумулятор должен быть оснащён встроенной защитой от перезаряда и переразряда, даже не обсуждается. Обычно эта защита называется «PCB protection» («схема защиты»). Поищите по этим ключевым словам на интернет-аукционе eBay. Из себя она представляет всего лишь небольшую печатную плату с чипом, которая защищает аккумулятор от чрезмерного заряда и разряда.
При выборе литий-ионного аккумулятора смотрите не только на его ёмкость, но и на его физический размер, который преимущественно зависит от выбранного вами корпуса. В качестве корпуса у меня выступила жестяная коробка Altoids, так что я был ограничен в выборе аккумулятора. Я сначала думал купить аккумулятор на 4400 мА*ч, но из-за его больших размеров мне пришлось ограничиться аккумулятором на 2000 мА*ч.
Шаг 6: Подсоединение солнечной батареи.
Если вы не собираетесь делать зарядное устройство с возможностью подзарядки от солнца, то можете пропустить этот этап.
В этом руководстве используется солнечная батарея в жестком пластиковом корпусе на 5,5 В и 320 мА. Вам подойдет любая большая солнечная батарея. Для зарядного устройства лучше всего выбирать батарею, рассчитанную на напряжение 5 - 6 В.
Возьмите провод за кончик, разделите его на две части и немного зачистите концы. Провод с белой полоской отрицательный, а полностью чёрный провод — положительный.
Припаяйте провода к соответствующим контактам с обратной стороны солнечной батареи.
Закройте места пайки с помощью изоленты или горячего клея. Это защитит их и поможет снизить нагрузку на провода.
Шаг 7: Сверлим жестяную коробку или корпус.
Так как в качестве корпуса я использовал жестяную коробку Altoids, то мне пришлось немного поработать дрелью. Кроме дрели нам понадобится ещё и такой инструмент, как дремель.
Перед тем, как начать работу с жестяной коробкой, сложите в неё все компоненты, чтобы убедиться на практике, что она вам подходит. Продумайте, как лучше всего в ней разместить компоненты, и только потом сверлите. Места расположения компонентов можете обозначить маркером.
После обозначение мест можете приниматься за работу.
Вывести USB порт можно несколькими способами: сделать небольшой надрез прямо вверху на коробке или же сбоку на коробке просверлить отверстие соответствующего размера. Я решил сделать отверстие сбоку.
Сначала приложите USB порт к коробке и обозначьте его место. Внутри обозначенной области просверлите дрелью два или больше отверстий.
Зашлифуйте отверстие дремелем. Обязательно соблюдайте технику безопасности, чтобы не травмировать пальцы. Ни в коем случае не держите коробку в руках — зажмите её в тиски.
Просверлите отверстие диаметром 2,5 мм для USB порта. При необходимости расширьте его с помощью дремеля. Если вы не планируете устанавливать солнечную батарею, то в отверстии 2,5 мм нет необходимости!
Шаг 8: Подключение контроллера зарядки.
Одна из причин, по которой я выбрал этот компактный контроллер зарядки, это его высокая надёжность. У него четыре контактные площадки: две впереди рядом с портом mini-USB, куда подаётся постоянное напряжение (в нашем случае от солнечных батарей), и две сзади для аккумулятора.
Чтобы подключить разъём 2,5 мм к контроллеру зарядки, необходимо подпаять два проводка и диод от разъёма к контроллеру. Кроме того желательно воспользоваться термоусадочными трубками.
Зафиксируйте диод 1N4001, контроллер зарядки и разъём 2,5 мм. Расположите разъём перед собой. Если смотреть на него слева направо, то левый контакт будет отрицательным, средний — положительным, а правый вообще не используется.
Один конец проводка припаяйте к отрицательной ножке разъёма, а другой к отрицательному контакту на плате. Кроме того желательно воспользоваться термоусадочными трубками.
Ещё один проводок припаяйте к ножке диода, рядом с которой нанесена метка. Припаивайте его как можно ближе к основанию диода, чтобы сэкономить побольше свободного места. Припаяйте другую сторону диода (без метки) к средней ножке разъёма. Опять же, постарайтесь припаять максимально близко к основанию диода. И в завершение подпаяйте проводок к положительному контакту на плате. Кроме того желательно воспользоваться термоусадочными трубками.
Шаг 9: Подключение аккумулятора и USB схемы.
На данном этапе потребуется всего лишь подпаять четыре дополнительных контакта.
Нужно подсоединить аккумулятор и USB схему к плате контроллера зарядки.
Сначала отрежьте несколько проводков. Подпаяйте их к положительным и отрицательным контактам на USB схеме, которые расположены на нижней стороне платы.
После этого соедините вместе эти проводки с проводками, идущими от литий-ионного аккумулятора. Убедитесь, что вы соединили вместе отрицательные проводки и соединили вместе положительные проводки. Напоминаю, что красные провода у нас положительные, а чёрные — отрицательные.
После того, как вы скрутили проводки вместе, приварите их к контактам на аккумуляторе, которые находятся на обратной стороне платы контроллера зарядки. Перед пайкой проводки желательно продеть в отверстия.
Теперь можно поздравить вас — вы на 100% справились с электрической частью этого проекта и можете немного расслабиться.
На этом этапе неплохой идеей будет проверить работоспособность схемы. Так как все электрические компоненты подсоединены, то всё должно работать. Попробуйте зарядить айпод или любой другой гаджет, оснащённый USB портом. Устройство не будет заряжаться, если аккумулятор разряжен или неисправен. Кроме того поместите зарядное устройство на солнце и посмотрите будет ли заряжаться аккумулятор от солнечной батареи — при этом должен загореться маленький красный светодиод на плате контроллера зарядки. Также вы можете зарядить аккумулятор через mini-USB кабель.
Шаг 10: Электрическая изоляция всех компонентов.
Перед тем, как разместить все электронные компоненты в жестяной коробкой, мы должны быть уверены, что она не сможет стать причиной короткого замыкания. Если у вас пластиковый или деревянный корпус, то пропустите этот этап.
На дне и по бокам жестяной коробки наклейте несколько полос изоленты. Именно в этих местах будет находиться USB схема и контроллер зарядки. На фотографиях видно, что контроллер зарядки у меня остался незакреплённым.
Постарайтесь тщательно всё заизолировать, чтобы не произошло короткого замыкания. Перед тем, как наносить горячий клей или наматывать изоленту, убедитесь в прочности пайки.
Шаг 11: Размещение электронных компонентов в корпусе.
Так как 2,5 миллиметровый разъём необходимо закрепить с помощью болтов, то разместите его в первую очередь.
На моей USB схеме сбоку имелся переключатель. Если у вас такая же схема, то сначала проверьте работает ли переключатель, который нужен для включения и отключения «режима зарядки».
И наконец нужно закрепить аккумулятор. С этой целью лучше использовать не горячий клей, а несколько кусочков двустороннего скотча или изоленты.
Шаг 12: Эксплуатация самодельного зарядного устройства на солнечных батареях.
В завершение поговорим о правильной эксплуатации самодельной USB зарядки.
Заряжать аккумулятор можно через mini-USB порт или от солнца. Красный светодиод на плате контроллера зарядки указывает на процесс зарядки, а синий на полностью заряженный аккумулятор.
