Что такое беспроводная зарядка телефона. Какие устройства поддерживают беспроводную зарядку Qi. От теории к практике. Вокруг все меньше проводов

Технология беспроводной зарядки появилась несколько лет назад, но до настоящего момента она не находила широкого применения на рынке смартфонов. Lumia 920 и 820 стали первыми смартфонами Nokia, в которых реализована возможность беспроводной зарядки.

Всё, что вам нужно сделать, — положить свой телефон на платформу DT-900, подставку DT-910, подушку Fatboy или динамик JBL PowerUp — и телефон немедленно начнет заряжаться.

Как осуществляется беспроводная зарядка?

Беспроводная подзарядка — это метод передачи электрической энергии через воздух на заряжаемое устройство. Устройство будет заряжаться без непосредственного подключения его к сети. Процесс зарядки потребовал сложного технического решения. На схеме ниже показан основной принцип индуктивной передачи электричества.

Катушка передатчика L1 располагается снизу, а катушка приёмника L2 сверху. L1 находится в зарядном устройстве, L2 — в смартфоне. Переменный ток в катушки L1 образует магнитное поле, которое вызывает появление напряжения в катушке L2. Это напряжение используется для зарядки аккумулятора устройства.

В устройствах с беспроводной зарядкой Nokia применяется технология стандарта Qi (читается [чи]), разработанная и используемая более чем в сотне компаний по всему миру. Это всемирно признанный стандарт, поэтому ваше устройство можно будет подзаряжаться с ним в любой точке земного шара.

Nokia уже заключила соглашения с Coffee Bean, Tea Leaf и Virgin Atlantic — эти компании будут предоставлять своим клиентам возможность заряжать смартфоны Lumia 920 и 820 с помощью беспроводных устройств.

Каждое зарядное устройство Nokia имеет свои особенности.

DT-900 — стандартная, но привлекательная платформа. Во время подзарядки на подставке DT-910 телефон можно использоваться для видеозвонков или работы с приложениями. Подушка Fatboy подойдет тем, кто любит необычные вещи. Динамики JBL PowerUp будут воспроизводить музыку, пока заряжается телефон.

Nokia постаралась сделать процесс беспроводной зарядки удобнее, чем у конкурентов. Активная площадь зарядного устройства увеличена до 80 %, чтобы пользователь просто смог положить телефон на платформу, не тратя лишнее время на его правильное размещение.

Все эти зарядные устройства вы сможете приобрести в магазинах, которые будут торговать смартфонами Lumia 920 и 820.

Заряжаем смартфон без проводов: как работают беспроводные зарядные устройства

Одна из функций топовых смартфонов последних лет - возможность зарядки без проводов. Достаточно положить устройство на специальную контактную площадку (док-станцию), чтобы восстановить запас энергии аккумулятора. Процесс зарядки завершается автоматически, когда уровень заряда достигает 100%.

Как работает беспроводная зарядка Qi: поток энергии по воздуху

Стандарт питания для беспроводной зарядки мобильных устройств называется Qi. Название читается как «Ци», потому что стандарт был назван в честь энергии Ци - ключевого понятия в восточной философии, обозначающего жизненную энергию. Технология Qi разработана Консорциумом беспроводной электромагнитной энергии (Wireless Power Consortium, WPC) почти десять лет назад - в 2009 году.

Беспроводную зарядку Qi поддерживают флагманские смартфоны многих производителей: Apple, Asus, HTC, Motorola, Nokia, Samsung. Как правило, все совместимые зарядные устройства помечаются официальной маркировкой стандарта.

Официальный логотип стандарта Qi

Технология Qi позволяет передавать электромагнитные сигналы на небольшое расстояние (до 4 см). Внешне процесс зарядки довольно прост: зарядное устройство подключается к источнику питания (например, к розетке или USB-порту компьютера), смартфон кладется на специальную контактную площадку устройства, и аккумулятор гаджета начинает заряжаться. Для этого в зарядном устройстве имеется специальный передатчик, а в смартфоне - приемник.

Зарядка AirPower от Apple может одновременно подпитывать три устройства

С помощью беспроводной зарядки с поддержкой Qi можно заряжать не только смартфоны, но и планшеты, умные часы и другие мобильные устройства с Qi-приемником. У некоторых зарядок есть возможность подпитывать несколько гаджетов одновременно - в зависимости от количества контактных площадок устройства. На текущем этапе развития технологии их обычно две, хотя Apple в прошлом году представила зарядку AirPower с тремя площадками.

Преимущества беспроводной зарядки

Бонусы, которые дает беспроводная зарядка, лежат на поверхности. Во-первых, как и любое беспроводное устройство, она позволяет убрать из дома пару-тройку лишних кабелей, которые занимали розетки или разъемы ПК. Впрочем, останется провод, которым беспроводное зарядное устройство подключается к сети, но его обычно легко спрятать. Существуют также переносные пауэрбанки с технологией Qi.

Во-вторых, смартфоны с беспроводной зарядкой обычно поддерживают и проводную, поэтому у вас будет два варианта для зарядки гаджета. Если есть возможность зарядить устройство по воздуху - хорошо, если нет - всегда можно воспользоваться обычным кабелем. Кроме того, у беспроводных ЗУ часто есть дополнительные разъемы USB или Lightning для питания сторонних устройств. Можно положить смартфон на контактную площадку, а к USB подключить другой смартфон или, например, Bluetooth-гарнитуру.

Зарядное устройство Nillkin Hermit может использоваться еще и как внешний USB-хаб

В-третьих, использование беспроводного зарядного устройства продлевает жизнь разъему для питания вашего смартфона. Ведь он теперь используется только для подключения к ПК, что происходит намного реже зарядки. Поэтому разъем медленнее расшатывается и повреждается, лишая устройство возможности питания и связи с компьютером.

Беспроводной пауэрбанк Ferrari - для истинных автолюбителей

Наконец, беспроводное зарядное устройство дает большой простор для фантазии дизайнеров. Ему можно придать необычную форму или расцветку, облачить в корпус из оригинального материала (металл, дерево), оснастить встроенной подсветкой, нанести логотип популярного бренда. Поэтому неудивительно, что многие беспроводные ЗУ больше похожи на элемент декора.

Недостатки беспроводных ЗУ: первые тревожные звоночки

Беспроводные зарядные устройства не так давно вышли на рынок, и их воздействие на аккумуляторы сотовых телефонов еще недостаточно изучено. Поэтому некоторые пользователи уже заранее начали волноваться.

Так обозреватель ресурса ZDNet Эдриан Кингсли-Хьюз (Adrian Kingsley-Hughes) заметил, что iPhone, заряжаемый по технологии Qi, быстрее разряжается. Это ведет к увеличению количества циклов перезарядки и, как следствие, может вызвать преждевременный износ батареи устройства. Впрочем, данных этого эксперимента недостаточно, чтобы говорить о вреде беспроводных ЗУ с полной уверенностью.

Apple iPhone 8 и 8 Plus - первые смартфоны Apple с беспроводной зарядкой

Другие недостатки также связаны с новизной технологии. Зарядные устройства стандарта Qi еще недостаточно совершенны - к примеру, чтобы зарядка “пошла”, смартфон должен лежать на площадке в строго определенном положении. Кроме того, технология Qi пока доступна только в устройствах премиум-класса.

Чехлы-аккумуляторы Mophie добавляют поддержку Qi в iPhone

Впрочем, поскольку стандарт Qi является открытым, предприимчивые производители уже давно наладили выпуск адаптеров, которые позволяют добавить функции беспроводной зарядки абсолютно в любой телефон. К ним относятся чехлы-аккумуляторы с встроенными адаптерами Qi-to-microUSB и отдельные модули-адаптеры, которые можно вклеить в любой чехол.

Какие бывают беспроводные зарядки

Зарядные устройства на базе технологии Qi, существующие в данный момент на рынке, отличаются друг от друга по области применения. Они бывают переносные или встроенные в мебель, выпускаются для дома, офиса или автомобиля. “Домашние” беспроводные зарядные устройства работают от розетки или от ПК. Это самый распространенный тип зарядок, который оптимально смотрится в интерьере.

Беспроводная зарядка Nillkin Phantom - еще и оригинальная лампа

Автомобильные беспроводные зарядки работают от прикуривателя в машине. Они имеют удобные крепления для размещения зарядки в салоне авто - к примеру, на лобовом стекле или вентиляционной решетке.

Автозарядка Mophie крепится к решетке, а смартфон к ней - на магните

Портативные беспроводные ЗУ обычно совмещены с внешним зарядным устройством (пауэрбанком). Это позволяет носить их с собой во время прогулок или путешествий и подзаряжать смартфон на ходу, даже если поблизости нет розеток.

Ёмкий беспроводной пауэрбанк Harper на 8 000 мАч защищен от ударов.

Наконец, самый футуристический тип - это встраиваемые беспроводные зарядки. Они подключаются к скрытой розетке или напрямую к электропроводке и встраиваются прямо в мебель: столы, тумбочки, барные стойки. Такими устройства успешно пользуются кофейни Starbucks, предлагая посетителям зарядные коврики Powermat.

Зарядные коврики Powermat

Будущее технологий беспроводной зарядки очень перспективно. Это может быть и интеграция в состав умного дома, и пункты зарядки мобильных устройств в общественных местах - в кафе, метро, аэропортах. Пока технологию Qi поддерживают только флагманские смартфоны, но неудивительно, если со временем беспроводная зарядка станет доступна устройствам из среднего и бюджетного сегмента.

Как добавить поддержку беспроводной зарядки в смартфон?

На самом деле, оснастить технологией Qi можно абсолютно любой смартфон, даже если он изначально не позиционировался как устройство с беспроводной зарядкой. Это удобная возможность для тех, кто привык к своему телефону и не хочет менять его ради новой технологии.

Достаточно приобрести универсальный модуль Qi с разъемом, который подойдет вашему смартфону: micro-USB, USB-C или Lighting. Модуль наклеивается на заднюю крышку смартфона, подключается к разъему зарядки и прячется за чехлом. После этого смартфон можно заряжать без проводов - ток от зарядного устройства будет поступать к аккумулятору через переходник.

Единственное неудобство этого метода - адаптер придется постоянно отключать, чтобы соединить смартфон с ПК по USB. Но если вы редко подключаете телефон к компьютеру, модуль Qi точно не будет вам мешать.

Как работает беспроводная зарядка смартфона? August 21st, 2016

Сейчас все чаще и чаще слышу про беспроводную зарядку. Четыре месяца назад, когда искал себе новую машину, видел Киа "Спортедж" со встроенной такой зарядкой. Еще подумал, вот на кого это рассчитано, на единиц? Казалось, что для этого надо иметь какую то крутую модель телефона или какое то дорогое оборудование. Но оказывается и мой телефон средней стоимости поддерживает эту технологию. Задумался, я же совсем не знаю принципов, как это работает. Мне казалось, что эта технология еще достаточно "далеко" от обывателя, а оно уже вот рядом и совсем доступно.

Давайте разберемся чуть подробнее...

Оказывается, принцип работы беспроводного зарядного устройства очень прост - достаточно поместить гаджет на специальную панель, чтобы он зарядился. В основе аксессуара лежит принцип работы индукционной катушки.

Беспроводные зубные щетки длительное время уже используют беспроводную зарядку. Технологию традиционно сопровождали проблемы низкой эффективности и медленной зарядки, но они были не критическим недостатком для зубной щетки или электрической бритвы, которые вы используете только в течение нескольких минут каждый день. Использование индуктивной зарядки является более безопасным, с той точки зрения, что нету провода, и он не замкнет, и вы случайно не дотронетесь мокрыми руками к участкам с плохой изоляцией.

Такой способ передачи энергии становится очень популярной в последнее время. В 2015 году всемирно популярный бренд начал продавать мебель, в которую будет встроен модуль беспроводной зарядки. Сегодня все флагманские модели смартфонов поддерживают Qi.

Ожидается, что в скором времени трансмиттеры или, другими словами, модули можно будет найти в аэропортах, ресторанах, кинотеатрах, фастфудах, торговых центрах, что позволит осуществлять зарядку телефонов и планшетов в любое время. На самом деле это облегчит жизнь юзерам мобильных гаджетов. Мы входим в новую эру, где совсем необязательно носить с собой повсюду проводные зарядные устройства для всех девайсов, которыми мы пользуемся.

Стандарт беспроводного питания называется Qi. В русской транскрипции слово произносится как «Ци». Такое имя стандарт носит в честь термина восточной философии и означает поток энергии. Он разработан Консорциумом беспроводной электромагнитной энергии WPC. Эта организация объединяет мировых производителей электроники и ставит перед собой важную задачу - стандартизировать процесс зарядки гаджетов индукционным методом. В ближайшем будущем все девайсы можно будет заряжать без подключения к сети. Это невероятно удобно. Каждый из нас хотя бы раз сталкивался с ситуацией, когда разряжается смартфон. Приходится в срочном порядке искать выход. В скором времени модули беспроводной зарядки появятся во всех общественных местах, а также дома у каждого юзера.

В домашних условиях можно просто расположить модуль в удобном месте, и он никогда не потеряется, в отличие от проводной «зарядки». Достаточно просто поместить на него гаджет, немного подождать, пока пополнится ёмкость аккумулятора. Принцип работы беспроводной «зарядки» основан на свойствах индукционной катушки передавать электрический ток. В школьном курсе физики нас учили, что при подключении индукционной катушки к источнику питания в ней возникает магнитное поле перпендикулярно виткам катушки. Таким образом, если расположить две катушки в радиусе действия магнитного поля и при этом подключить одну из них к источнику питания, то во второй катушке появится напряжение. При этом важно учитывать тот факт, что две индукционные катушки ни в коем случае не должны соприкасаться между собой. Такой простой принцип положен в работу беспроводных зарядных устройств, поддерживающих технологию Qi.

Существует две разновидности стандарта Qi. Первая предполагает зарядку при низкой мощности - 5 ватт, а вторая - при высокой мощности - 120 ватт. Qi высокой мощности сейчас не выпускается производителями в силу объективных факторов. С помощью Qi на 120 ватт можно выполнить зарядку ноутбука. Qi на 5 ватт используют для пополнения ёмкости аккумулятора планшетных компьютеров и телефонов. Следует отметить, что для планшета и смартфона необходима различная сила тока. Беспроводное зарядное устройство для телефона создаёт силу тока в 1 ампер, а для планшетного компьютера - 2 ампера. При выборе аксессуара обязательно обращайте внимание на такие характеристики.

Современное беспроводное зарядное устройство состоит из двух компонентов. Один из них встроен непосредственно в гаджет, который поддерживает Qi и называется ресивером беспроводной зарядки. По сути, он является приёмником, который проводит электрический ток к аккумулятору. Второй компонент называют трансмиттером. Если подразумевается покупка беспроводной «зарядки», речь идёт именно о трансмиттере. Они бывают самых разных форм и размеров. В основном распространены круглые и прямоугольные передатчики.

Чтобы лучше понять, как работает беспроводная зарядка, следует учесть, что магнитное поле способно передавать не только электрический ток, но и данные о байтах и битах, что учли разработчики стандарта Qi. Взаимодействие между катушками будет возникать только в тот момент, когда гаджет со встроенным трансмиттером будет находиться поблизости от передатчика. Если аксессуар для зарядки гаджета будет функционировать в фоновом режиме, то посылаемый каждые 0,4 секунды передатчиком импульс не будет изменять напряжение в катушке, встроенной в трансмиттер. Можно сделать вывод, что современный аксессуар умеет распознавать, в каком режиме функционировать. Как только поблизости на расстоянии нескольких сантиметров окажется смартфон, напряжение в индукционной катушке резко снизится, и устройство перейдёт в режим активной работы. Как только аккумулятор смартфона будет заряжен, соответствующий сигнал переведёт зарядное устройство в фоновый режим. Можно сделать вывод, что современные беспроводные аксессуары для пополнения ёмкости батареи являются энергоэффективными.

Еще больше графиков и формул

Некоторые пользователи ошибочно полагают, что функция беспроводной зарядки Qi может нанести вред здоровью. Дело в том, что магнитное излучение не является ионизирующим. По своему влиянию на организм оно похоже на сигнал мобильной связи, сигнал Wi-Fi, радиосигнал. При этом сигнал мобильной сети, который поступает с вышки, является более сильным и имеет непрерывный характер, в то время, как электромагнитное излучение пропадает сразу после зарядки батареи смартфона. Мощность беспроводных зарядных устройств составляет 5 ватт. Её недостаточно чтобы оказать воздействие на человеческий организм. О негативном воздействии можно говорить лишь в том случае, когда мощность таких девайсов будет равняться 120 ваттам. Но подобные модели не выпускаются в промышленных масштабах. Этим объясняется отсутствие беспроводных зарядных устройств для ноутбуков. Важно знать, что технология беспроводного заряда аккумулятора давно используется во многих моделях электробритв и электрических зубных щёток, что в очередной раз доказывает её безопасность.

Перспективы

Данная индуктивная зарядка может быть удобна, но малый радиус действия является проблемой. Это разительно уменьшает удобство пользования данной технологией Изменится ли это? Может быть. Было проведено много исследований потенциала беспроводной зарядки и в различных технологиях были успехи в радиусе действия. Лазеры, микроволновые печи и более мощные варианты индуктивной зарядки смогли достичь больших расстояниях передачи. Недостатки препятствуют распространенное это слишком мощное излучение выше сказанных технологий. Можете обжечься или еще чего хуже. Трудно сказать, кто возьмет пальму первенства на этом рынке. Первым кандидатом, является Apple, потому что компания запатентовала устройство, которое может якобы заряжать на расстоянии до одного метра. Беспроводной Консорциум питания также постоянно ищет лучшие варианты. А тут еще Intel, которая недавно объявила, что она работает над интегрированной технологией магнитных устройств, которые будут помещены в ноутбук и раздавать питание на близлежащие смартфоны и периферийные устройства.

источники

Современные технологии, особенно в сфере электроники, развиваются очень быстро.
То, что казалось ещё несколько лет назад чем-то фантастическим, в наше время приобретает весьма реальные очертания. Известная мебельная компания IKEA уже примерно год продаёт мебель, в которой есть встроенные панели для подзарядки телефона. С каждым днём беспроводная передача электричества становится всё реальнее и всё проще в использовании. И всё больше людей желают иметь беспроводное зарядное устройство, так как оно способно значительно облегчить процесс зарядки смартфона.

Что представляет собой технология передачи электричества по воздуху?

На данный момент существует довольно большое количество различных , которые позволяют передавать электричество по воздуху. Для выполнения этой операции может использоваться лазер, звуковая волна, а также многие другие физические явления. Несмотря на такое большое разнообразие способов передачи электричества через воздух, пока существует только одна технология, которая используется в коммерческих целях. Эта технология основывается на исследованиях Теслы и Фарадея, которые работали в направлении передачи электричества по воздуху посредством электромагнитной индукции.

Именно благодаря усовершенствованию их разработок и идей сегодня может работать беспроводная зарядка для телефона и многие другие приспособления, которые используют в своей работе электричество, передаваемое по воздуху.

Как и в любой другой сфере, в передаче по воздуху существуют свои стандарты. Самым распространённым стандартом этой технологии является стандарт, который уже в течение 7 лет разрабатывается компанией Wireless Power Consortium. Сам стандарт принято называть китайским словом “Qi”, если же попытаться произнести его на английском языке, это будет звучать примерно как “chee”, что касается русского языка, то наиболее правильным вариантом произношения будет “Ци”.

Данный стандарт хорош тем, что его поддержка осуществляется практически всеми современными производителями смартфонов, за исключением редких случаев. Уже сейчас многие аэропорты, рестораны, вокзалы и другие подобные заведения оборудованы специальными зарядными станциями, которые позволяют каждому желающему зарядить свой смартфон. Это больше касается развитых стран, однако, как известно, современные технологии стремительно покоряют весь мир, и поэтому уже скоро такие зарядные станции можно будет встретить даже в самых отдалённых уголках планеты.

Новая мебель от ИКЕА является ярким примером того, как активно внедряется эта технология. Мебель содержит в себе специальные панели, позволяющие очень быстро заряжать посредством технологии передачи электричества по воздуху. Приобретение такой мебели может значительно облегчить зарядку телефона для каждого человека. Беспроводная зарядка qi активно шагает по миру, от неё даже не смогла отказаться Apple, которая, как известно, всегда предпочитает находиться в стороне и предлагать своим клиентам только уникальный и ни на что непохожий продукт.

Как работает беспроводная зарядка? Наверняка этот вопрос интересует многих людей, следует заметить, принцип её работы на первый взгляд довольно прост и понятен. Зарядка по стандарту WPC подразумевает наличие как в самом смартфоне, так и в зарядной станции, специальных индукционных катушек. У каждой из этих катушек есть своя роль: одна из них должна выступать в качестве приёмника, другая же используется в качестве передатчика беспроводного электричества. В том случае, если зарядную станцию подключить к сети, в ней возникнет определённое напряжение, а в радиусе действия катушки, которая занимается передачей электричества, появится магнитное поле. В случае попадания смартфона в образовавшееся таким образом магнитное поле, он получает из него необходимую ему энергию посредством преобразования электромагнитных волн в его катушке-приёмнике в электричество.

Благодаря беспроводной зарядке, нет надобности присоединять специальный кабель к смартфону

Стандарт WPC допускает расстояние между беспроводным зарядным устройством и самим смартофоном не более 3-5 см. Таким образом, можно сказать, следует класть телефон на зарядное устройство, в этом случае КПД такой зарядки будет составлять 75-80%, что немного меньше, чем КПД проводной зарядки. Поэтому, если вам необходима, например, хорошая беспроводная зарядка для айфона, будьте готовы к тому, что вам всегда придётся класть смартфон в специальное место, где он сможет довольно быстро подзарядиться.

Преимущества и недостатки беспроводной зарядки

Для рядового пользователя единственным и самым главным преимуществом, позволяющим использовать беспроводное зарядное устройство для телефона, является то, что нет надобности присоединять специальный кабель к смартфону. Несмотря на то, что такой тип зарядки мобильного устройства именуется беспроводным, в любом случае от провода не избавиться, так как само зарядное устройство присоединяться к розетке.

Что касается недостатков, то нужно помнить о том, что такие зарядки обычно стоят дороже кабельных, также зарядка смартфона при помощи них выполняется дольше примерно в 2-3 раза. Однако как новая и интересная технология, а также как решение в некоторых необычных случаях (например, автомобильная беспроводная зарядка), данный метод подзарядки смартфона может быть очень интересным и практичным решением.

Зарядка смартфона при помощи беспроводной зарядки выполняется дольше примерно в 2-3 раза

Вредна ли для здоровья беспроводная зарядка?

Каждый раз, когда появляется та или иная новая технология, всё большее количество людей интересуется, насколько вредной она является для здоровья. Следует отметить, что вокруг новых технологий ходит огромное количество мифов, даже в наше время существует немало людей, которые верят в то, что мобильные телефоны способны нести огромный вред, а компьютер так и вообще убивает каждый день по 10 человек. На самом деле это мифы, которые не имеют под собой никаких реальных основ. И это можно доказать с точки зрения элементарной логики, так как если бы это было на самом деле так, на нашей планете уже давно бы никто не жил, наверное. А так как людей с каждым днём становится всё больше, и они используют электронику всё чаще в своей повседневной жизни, её вред явно преувеличен.

Однако каждое электронное устройство в той или иной мере влияет на наш организм, это касается и беспроводного зарядного устройства. Давайте попробуем разобраться в том, насколько это влияние может быть сильным.

Беспроводная зарядка никак не повредит вашему здоровью

Следует заметить, что большинство производителей смартфонов говорят о том, что стандарт WPC не несёт никакой опасности для здоровья. Примерно то же самое говорит и сам разработчик стандарта — компания Wireless Power Consortium. К ним активно присоединяются производители зубных электрощёток и электробритв, которые используют схожие принципы подзарядки в своих устройствах.

Такие мнения выглядят весьма убедительными, давайте же попробуем порассуждать на ту тему. Электромагнитные волны, которые активно используются в устройстве беспроводной подзарядки, находятся в спектре неионизирующего излучения. Неионизирующее излучение характеризуется куда более низкой частотой волны, чем, например, опасное рентгеновское излучение. Неионизирующее излучение в целом считается полностью безопасным и используется во многих современных устройствах. Такое излучение используется для передачи сигнала вай-фай, также оно используется для мобильной связи и во многих других случаях. Таким образом, через человека каждый день проходит огромное количество волн данного спектра, даже если он не пользуется электронными устройствами. Более того, через человека они проходили практически всегда, так как Солнце излучает каждый день довольно большое количество именно таких волн.

Именно поэтому чётких доказательств вреда здоровью со стороны WPC найти пока не удалось, да и, как показывает практика, если человек начинает использовать беспроводное зарядное устройство, он не падает в обморок на следующий день, и его здоровье со временем не ухудшается. Поэтому можете смело начинать использовать такие устройства, беспроводная зарядка для айфона 6 никак не повредит вашему здоровью.

Современные устройства, поддерживающие беспроводную зарядку Qi

Как уже говорилось выше, практически все современные смартфоны поддерживают стандарт WPC. Также этот стандарт поддерживают и некоторые другие устройства, если вы хотите знать подробности и конкретику по этому вопросу, то найти список всех устройств, которые поддерживают данный стандарт всегда можно на официальном сайте компании Wireless Power Consortium.

Не стоит забывать: чтобы произвести беспроводную зарядку того или иного устройства, обязательно следует иметь как приёмник энергии (само устройство с поддержкой стандарта WPC), так и передатчик энергии. Большинство современных телефонов уже обладают специальными зарядными модулями, которые и являются приёмниками энергии, поэтому, единственное, что требуется от пользователя такого устройства, это подобрать качественную беспроводную панель, которая и является передатчиком энергии в устройство.

Практически все современные смартфоны поддерживают стандарт WPC

В том случае, если тот или иной телефон или другое носимое устройство не поддерживают стандарт WPC, то с этим можно очень легко справиться. Самым простым решением в этом случае может быть покупка специальной насадки или чехла, которые содержат в себе зарядный модуль. Такой зарядный модуль может быть подключён к любому телефону при помощи обычного зарядочного разъёма. Например, это может быть необходимо в том случае, если вас интересует беспроводная зарядка для iphone или же ещё для какого-нибудь устройства, которое не поддерживает стандарт WPC.

Самые популярные беспроводные зарядки

На данный момент существует довольно большое количество беспроводных зарядных устройств, производящихся различными компаниями. Давайте вкратце посмотрим, какие же зарядные устройства на данный момент пользуются большей популярностью среди владельцев смартфонов и других носимых устройств.

Samsung Wireless Charging Pad заряжает смартфон практически вне зависимости от его положения на самой панели

Одно из последних изобретений компании Самсунг. Эта практически универсальная беспроводная зарядка получила популярность благодаря тому, что заряжает смартфон практически вне зависимости от его положения на самой панели. Следует отметить, что данное устройство способно поддерживать не только стандарт WPC, но и некоторые другие, менее популярные стандарты беспроводной зарядки, например, такие как AW4P и PMA. Таким образом, если даже ваш конкретный телефон не поддерживает стандарт WPC, данное зарядное устройство всё равно способно заряжать его, причём делать это без всяких дополнительных модулей и всего остального.

Данная зарядка является очень хорошим решением в целом ряде случаев, средняя стоимость такого устройства составляет примерно 50 долларов.

Если судить по отзывам на Амазоне, то это самое лучше беспроводное зарядное устройство, которое обладает целым рядом преимуществ и при этом имеет очень низкую цену. Из особенностей данного устройства можно отметить идущий в комплекте USB-провод, который позволяет подключать зарядку к ноутбуку. Средняя стоимость этого зарядного устройства составляет примерно 10-15 долларов. При этом модель отличается очень высокой надёжностью и может служить довольно длительный срок. Смартфоны с беспроводной зарядкой, которые будут использовать данное устройство для подзарядки, будут заряжаться довольно быстро и не испытывать при этом никаких проблем.

PowerBot — самое лучше беспроводное зарядное устройство, которое обладает целым рядом преимуществ и при этом имеет очень низкую цену

Пока что смартфоны и другие устройства фирмы Apple не поддерживают многие беспроводные технологии. Поэтому для того, чтобы беспроводная зарядка для iphone 5s была возможна, необходимо использовать всевозможные дополнительные приспособления, такие как чехлы и различные разъёмы. Одним из самых интересных решений в этом случае может быть карта-приёмник iQi, которую можно спрятать под любым обычным чехлом для смартфона.

Данное решение позволяет в полной мере справиться с проблемой отсутствия поддержки беспроводной зарядки у техники Apple. Стоит такая карта довольно недорого, обычно её цена составляет около 35 долларов, при этом она демонстрируют очень хорошую, долгую и надёжную работу. Поэтому если вы обладатель техники Apple, такая карта может очень пригодиться вам.

Nokia DT-910 позволяет весьма быстро заряжать смартфоны

Данное беспроводное зарядное устройство пользуется немалой популярностью. Оно обладает весьма доступной ценой, при этом позволяет весьма быстро заряжать смартфоны. Помимо всех своих преимуществ беспроводная зарядка nokia, также обладает целым рядом дополнительных функций, которые делает её работу ещё лучше и качественнее. Поэтому данный вариант (с учётом всех его сильных сторон) может быть как никогда кстати в целом ряде случаев.

Использовать или не использовать беспроводное зарядное устройство, решать, конечно же, вам. Некоторые считают, что делать это надо, так как данный тип зарядки смартфона является более удобным, и вообще, за этим — будущее. Такое мнение вполне разумно, так как по всем прогнозам, уже в ближайшее время должны появиться мощные заряжающие беспроводные станции, которые способны заряжать не только смартфон, но и практически все другие устройства в доме, при этом не будет надобности класть то или иное устройство на специальную панель, так как зарядка сама будет заряжать всё в определённом, довольно большом радиусе.

Если такие технологии появятся уже в ближайшее время, то многие современные беспроводные зарядные устройства, такие, например, как беспроводная зарядка note 4, могут очень быстро уйти в прошлое, так как появится куда более универсальное решение.

iQi Wireless Charging Receiver демонстрируют очень хорошую, долгую и надёжную работу

Также следует отметить, что сама технология беспроводного электричества не такая уже и сложная, как может показаться. Именно поэтому многим людям по силам беспроводная зарядка своими руками, так как весьма интересно, сделать самостоятельно что-то подобное. И, как показывает практика, многим людям действительно это удаётся, что позволяет и вовсе не тратиться на покупку беспроводных зарядных устройств, а изготовить всё полностью самостоятельно.

Основы работы беспроводной зарядки was last modified: Апрель 29th, 2016 by Ekaterina

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

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

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

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

Как выбрать безвредную зарядку

Эйнштейн сказал однажды: «Если ученый не способен объяснить пятилетнему ребенку, чем он занимается, то он или безумец, или шарлатан». Сила Ци силой Ци, но все действительные наши достижения основаны на объективном, не зависящем от субъекта, знании. Допустим, привезли мы к себе домой амазонского дикаря, есть там еще такие. Подвели его к телевизору и сказали: «Если ты вот эту штуку, вилку, воткнешь сюда, в розетку, и нажмешь вот тут, то вот здесь появится картинка, а отсюда пойдет звук». Если дикарь сделает все как сказано, телевизор включится, картинка появится, звук пойдет, хотя дикарь об электричестве и электронике понятия не имеет, а грозу считает расстройством пищеварения у своих богов. Так и полный, как говорится, чайник, может выбрать для своего гаджета беспроводную зарядку, которой можно пользоваться без опасений:

1. Убеждаемся, что на аппарате есть значок соответствия стандарту WPC (см. ниже);
2. Просим показать зарядку: там, кроме индикатора включения Power или I/O, должен быть индикатор заряда Charge или обозначенный таким же, как на гаджете, значком;
3. просим включить. Power должен светиться, а Charge нет;
4. Кладем на зарядку гаджет – Charge должен засветиться, а дисплей гаджета показать заряд;
5. Приподнимаем гаджет не более чем на 3 см над площадкой зарядки – Charge должен погаснуть, а дисплей показать прекращение заряда.

Такой беспроводной зарядкой можно безопасно пользоваться в быту, если она расположена не ближе 1,5-2 м от мест длительного пребывания людей (кровать, рабочий стол, любимый диван перед телевизором). В детской держать включенную беспроводную зарядку нельзя, в т.ч. и описанную далее, которая может стоять постоянно включенной на тумбочке у взрослой кровати.

Что такое WPC

WPC аббревиатура от Wireless Power Consortium, это название компании, впервые выбросившей на рынок беспроводные зарядки. Технология WPC ничего нового и тем более сверхъестественного собой не представляет; составные части зарядки WPC и принцип ее действия показаны на рис. На передаче электроэнергии индукцией действует и всем знакомый трансформатор на железе. Особенность WPC в том, что рабочая частота повышена до десятков кГц или даже МГц; это позволяет разнести первичную и вторичную обмотки на некоторое расстояние и обойтись без ферромагнитного сердечника, т.к. плотность потока энергии (ППЭ) ЭМП растет с частотой; также с ростом частоты увеличиваются технические возможности сконцентрировать ЭМП в ограниченной области. Но вместе с тем с частотой растет и биологическое действие ЭМП, отчего маленькая и слабенькая беспроводная зарядка может оказаться опаснее промышленной установки индукционного нагрева.

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

Устройства, рассчитанные на подзарядку по системе WPC, обозначаются специальным значком (поз. 1 на рис.). Он означает, что в аппарате есть приемная катушка из 25 витков и преобразователь ВЧ переменного тока в постоянный. Ряд гаджетов выпускается в исполнении с WPC или без. Тогда индукционный приемник выполняется или «внаброс» и располагается под крышкой аккумулятора(поз. 2), или модульным, поз. 3. В любом случае под приемник WPC предусматривается разъем (поз. 4), или прижимные контакты, куда и следует подключать самодельный приемник при доработке гаджета под WPC. Полярность определяется мультитестером при подключенной проводной зарядке, т.к. контакты беспроводной зарядки запараллелены с таковыми обычной.

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

В некоторых гаджетах приемник WPC прячут под крышкой, для снятия которой требуется частичная разборка устройства, поз. 5. Так или иначе, но, если у вашей модели без WPC поиском в интернете обнаруживается «близнец» с беспроводной зарядкой, то и полость под приемник у вашей найдется: выпускать различные детали корпуса было бы слишком накладно. Это существенно упрощает доработку гаджета под WPC, но нужно убедиться, что данная модель выпускается и в том, и в том варианте.

О режиме заряда

Заряд батареи в любом гаджете происходит под управлением специального контроллера, который вначале определяет, насколько аккумулятор разряжен. Если более чем на 75%, то сразу подается усиленный ток быстрого (форсированного) заряда, равный примерно току 3-часового разряда, если зарядное устройство его обеспечивает. Нет – от зарядки берется ток, который она способна дать при падении напряжения на выходе до 5 В. Поэтому многие устройства от USB портов заряжаются долго, т.к. стандартный выход питания USB 5 В 350 мА.

Форсированный заряд призван устранить поляризацию электродов батареи, которая вызывает т. наз. гистерезис. Емкость «гистерезисной» батареи непрерывно падает, а ее ресурс оказывается много меньше заявленного. Быстрый заряд током меньше 3-часового полностью гистерезис не устраняет, и батарея скоро садится. Как следствие – зарядка для смартфона или планшета должна обеспечивать ток заряда более 1,5 А, т.к. в «умных» гаджетах батареи на 1800-4500 мА/ч, т.е. их 3-часовой разрядный ток составит 0,9-1,5 А.

После того, как батарея зарядится прим. до 25% емкости, ток заряда плавно снижается до величины небольшого формирующего (дозарядного) тока, пока аккумулятор на будет «накачан» прим. на 75%. Формирование батареи небольшим током позволяет избежать электродеградации электролита, также уменьшающей ресурс аккумулятора. Формирующий ток равен прим. току 12-часового разряда батареи.

Наконец, когда батарея зарядится полностью, контроллер некоторое минимально необходимое время пропускает через нее совсем крохотный ток содержания для профилактики химической деградации электролита, и только тогда подает сигнал об окончании заряда. Поэтому держать гаджет с исправным и правильно выполненным контроллером побольше времени на заряде ничуть не вредно, наоборот. У автора есть старый телефон Motorola W220. Ради опыта он все время на заряде, кроме как когда с ним нужно выходить из дому. За более чем 10 лет пользования батарея заметно емкости не потеряла: прописанные в паспорте телефона 4 суток «спячки» и 4 часа непрерывного разговора не уменьшились. А другим пользователям той же модели пришлось уже менять полностью истощившийся аккумулятор.

Индукция или излучение?

Индукция

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

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

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

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

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

То и другое

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

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

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

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

Факторы вредности и опасности

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

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

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

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

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

Расчет безопасности

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

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

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

Об автозарядках

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

Если гаджет без WPC

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

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

Делаем зарядку

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

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

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

Передающая катушка

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

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

Видео: лазерно-утюжная технология

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

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

Схемотехника

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

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

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

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

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

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

Налаживание

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

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

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

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

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

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

Конструкция

Дальнейшего сокращения времени заряда и улучшения параметров безопасности устройства возможно добиться, направив поток энергии от индуктора столбом вверх, этот прием используется в некоторых фирменных беспроводных зарядках. Такие можно распознать по индуктору, обведенному кольцом, если только шибко умные альтернативщики не прилепили его просто так, для продаж.

На самом деле направленность излучения создается экранированием индуктора с тыльной стороны. Для этого генератор помещают в открытый сверху корпус из тонкой, не более 0,25 мм, жести. Если высота корпуса по эстетике безразлична, в нем же размещают источник питания генератора. В таком случае он должен быть с трансформатором промышленной частоты на железе: помехи от вплотную расположенного ИБП собьют настройку генератора.

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