Портативные зарядные устройства для телефонов своими руками. Беспроводная зарядка для телефона своими руками. Из чего состоит стандартное зарядное устройство
Зарядное устройство для мобильного телефона стало одной из самых нужных технологических мелочей в нашей жизни. Ведь без нее наш мобильник будет просто безжизненной коробкой. Но когда оно сломалась, телефон сел, а вы ждете важный звонок, придется поэкспериментировать и попытаться сделать зарядку самому.
Первая конструкция зарядного устройства предполагает использование USB-разъема компьютера или сетевого переходника, подключенного к розетке. Итак, для начала вам понадобится старая флешка, из которой нужно достать штекер, только будьте осторожны, чтобы не сломать плату на нем. Далее возьмите отрезок двужильного кабеля, зачистите с одной стороны контакты и начинайте нагревать паяльник. Теперь давайте изучим схему, которую отпаяли вместе со штекером. На ней вы увидите четыре контакта, центральные отвечают за передачу данных от компьютера на чипы памяти флешки, они нас не интересуют. А вот боковые отвечают за питание, к ним и следует аккуратно припаять тот кабель, что мы приготовили. Только для улучшения пайки не используйте кислоту, так как контакты довольно нежные и через некоторое время они могут испортиться.
Конечно, эти варианты подойдут только для простеньких телефонов вроде Nokia, так как для IPhone, новых моделей Samsung и тому подобных зарядки по конструкции намного сложнее.
Давно пользуюсь коммуникаторами, очень удобная штука все в одном — записная книжка, калькулятор, фонарик, видео и фото камера, интернет, видео и MP3 плеер, навигатор, сейф (для информации), радиоприемник, игровая консоль, и еще куча всего. Супер гаджет — о чем еще можно мечтать? А я скажу о чем, о маленьком ядерном реакторе вместо батарейки! Но на данный момент обламываемся, и радуемся li-ion аккумулятору которого при хорошей нагрузке аппарата хватает на 3 часа. Есть выход: убираем яркость телефона на минимум вырубаем интернет удаляем живые обои, переключаемся в режим «в самолете» включаем только чтобы позвонить, и тогда телефона (как заявлено производителем) хватает на двое суток. В общем это не вариант, и заинтересовался я всерьез альтернативными источниками питания, речь пойдет о дополнительной батарее для вашего гаджета или «Вампирчике»
Начнем наверно с самого основного это аккумуляторы, я поставил две банки li-ion купленные в радио товарах в г. Владивосток когда был там в отпуске, можно купить в принципе любые и в любых количествах (в разумных пределах) подходящие по размеру самое главное побольше жадности, ой, емкости. Увеличиваем емкость запаралеливая банки. Паралелить можно только одинаковые аккумуляторы, ОБЯЗАТЕЛЬНО сбалансирорав их между собой — соединяем минусы (как правило, они являются корпусом банки, а плюсы соединяем резистором сопротивлением ом 30.
Вольтметром меряем напряжение на выводах резистора. Ждем, бывает сутки, бывает сразу одинаковые значения. Как только оно станет меньше сотни милливольт — их можно соединять напрямую, без резистора. Спаиваем их между собой и припаиваем концы к контроллеру (можно добыть из любого старого аккумулятора сотового телефона) Вот у нас и получился аккумулятор повышенной емкости.
РАБОТАЯ С ГОЛЫМИ БАНКАМИ БЕЗ КОНТРОЛЛЕРА СОБЛЮДАЕМ ОСТОРОЖНОСТЬ НЕ ПУТАЕМ ПОЛЯРНОСТЬ И НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ НЕ УСТРАИВАЕМ КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ!
Откладываем его в сторонку и чешем репу чем его заряжать то теперь, понятно дело зарядкой от сотового. Они есть везде и всегда и выход у большей части USB розетка.
Можно напрямую припаять провода к аккумлятору и папе usb и воткнуть в зарядное они обычно идут 5V 1A. Но так скучно и неинтересно я решил сделать индикатор заряда. Включили в зарядку светиться красный светодиод, зарядился аккумулятор загорелся зеленый, отключили от зарядки оба потухли.
Транзисторы с маркировкой t06 — p-n-p PMBS3906, 100мА 40В, комплементарен PMBS3904. Выпаял из старой материнской платы.
Резисторы R1 и R2 с маркировкой 471 — 470Ом Добыл из старых контроллеров для сотового аккумулятора
Резистор R3 можно поставить значением 1.5 Ом но я такого не нашел поставил два паралельно по 1 Ому и того получилось 0.5 Ома. Два поставил так как боялся, что сильно греться будут при токе заряда примерно 0.5А Маркировка 1R00 нашел на схеме жесткого диска от ноута.
Диод с маркировкой SS14 Описание: Диод, Шоттки, 1 А, 40 В Валялся у меня выпаял не знаю откуда, но если есть железо с СМД детальками то найдете на нем без проблем что нибудь похожее.
Светодиоды купил самые обычные СМД 3V красный и зеленый, но вполне и в избытке можно повыпаивать с плат от сотовых телефонов.
Собирал схему из того что было более-менее похоже на резисторы R1 и R2 можно поставить значением 330 Ом
Огромное спасибо хотелось бы передать форуму по Электронике cxem.net . Тема разработки индикатора, общими усилиями и особенно участником Kival Может кому пригодится для общего развития.
Монтаж деталей производил на кусочке текстолита обмеднного, вырезанного с платы.
Дальше сие маленькое чудное устройство монтируем на usb «папу» я выковырял из старого data кабеля
Втыкаем в зарядку и проверяем работоспособность
Без нагрузки светиться оба светодиода, под нагрузкой зеленый гаснет.
Вкратце, принцип очень простой — когда аккумулятор заряжается ток идет по цепи и не дает светиться зеленому светодиоду, как только контроллер отрабатывает, что аккумулятор заряжен и больше в него не лезет, цепь размыкается ток перестает течь и загорается зеленый, как только вытаскиваете из зарядки диод Д3 не дает току от аккумулятора идти к индикатору и оба гаснут.
Ну вроде с индикатором и зарядкой определились, теперь надо бы прикинуть как будем кормить телефон с аккумулятора ведь у нас на выходе от 3,7v до 4.2v, а для зарядки сотового нежно не меньше 5V а для нокии и того больше. Тут нам понадобится повышающий преобразователь DC-DC Тут я пас, схемы рисовать не буду и распинаться по этому поводу ибо интернет кишмя кишит этим материалом, а у меня в городе нет магазина радио деталей и поэтому я не стал заморачиваться с пайкой этого элемента, а тупо (или умно) заказал с интернета. Так же можно купить китайский зарядник от одной батарейки и выковырять оттуда, но в надежности оного я лично сомневаюсь, а заряжать то будем, не халям балям, а дорогие коммуникаторы.
Казалось бы все есть и осталось все только соединить проводочками, но при эксплуатации устройства возникли некоторые неудобства, вот лежит мой прибор как кусок пластмасса и непонятно есть в нем заряд или пустой он? А литий ионные аккумуляторы очень не любят лежать разряженные. Захотелось мне вольтметр, маленький компактный вольтметр так как усройство было собранно и место под него изначально не закладывалось. начались поиски схем, рецептов и готовых агрегатов. И воля случая — захожу в магазин мобильных аксессуаров и вижу чудо китайского полета инженерной мысли.
Да да лягушенок с жк экраном стоимостью 150 руб.
Я его быстро расковырял 🙂 как оказалось схема вольтметра исполнена отдельно, от импульсного трансформатора и очень легко выпаевается. Самое главное запомнить как был припаян экран и куда припаивать провода питания (кстати как оказалось полярность не имеет значения) Поскольку мою память давно расслабили цифровые технологии — решил (чтобы не забыть нужно сфотать)
После всех манипуляций получаем вольтметр на 4 деления С такими характеристиками 4 столбика 4,14V/ 3 столбика 4,04v/ 2 столбика 3,94V/ 1столбик 3,84V/ дальше остается пустая батарея вплоть до того как контроллер аккумулятора не отрубит питание это примерно 3,4 — 3,6V
Поскольку вольтметр тоже потребляет определенное количество дорогого нам электричества подключаем его через кнопку. Нажали посмотрели отпустили!
Дальше ищем подходящую коробочку куда можно поместить все наше нажитое непосильным трудом спаянное потом и кровью. Я в неравном бою отбил у жены коробочку с тенями (тени и зеркальце были возвращены) и уложил все туда.
Спаиваем по схеме
Usb разъемы я разместил на полоске из жести, дабы увеличить площадь при приклеивании. Аккумулятор приклеиваем на двусторонний скотч, кнопку на супер клей, USB разъемы припаиваются (как было сказано выше) припаиваются к жестянке она в свою очередь приклеивается на супер клей, под жк экран выпиливаем прямоугольное отверстие, монтаж и примерку производим аккуратно — стекло очень хрупкое. Садим на термоклей.
Ну собственно и все! Облагораживаем на свой вкус и юзаем устройство!
Мы расскажем как сделать беспроводную зарядку для телефона своими руками или купить готовую.
Передающий контур имеет две полуобмотки, которые соединены со средней точкой.
Средняя точка идёт через дроссель к плюсу питания. К плюсу питания подключаются также ограничительные резистеры, которые идут к базам транзистеров. Диод идёт от базы одного транзистера к коллектору противоположного транзистера. То же самое со вторым диодом.
Коллектор идёт к концам обмотки. Для сооружения своими руками есть вариант без средней точки. Для этого нужно взять два дросселя, запараллелить один из выводов каждого дросселя и подключить к плюсу питания. Свободные выводы спустить на коллекторы каждого из транзисторов. Своими руками можно собрать и этот вариант, но элементы будут сильно нагреваться.
Мощность зависит от используемых элементов. Устройство, сделанное по этой схеме, можно сделать и послабее, и посильнее. Сконструировать по этой схеме беспроводную зарядку своими руками в 2 ампера в ваших силах.
Делаем своими руками катушку
Сначала смотаем своими руками контур. Необязательно делать его очень аккуратным. Можно использовать кусок пластика диаметром 5-10 см или пальцы.
Берём один длинный провод. Складываем его пополам. Выпрямляем.
На пальцы или пластик наматываем 5 витков.
Теперь закрепляем сами витки по всей окружности с помощью клея или скотча.
У нас остаётся три кончика. Один со сгибом. Отрезаем этот сгиб. Теперь у нас 4 кончика. Чистим их.
Нам нужно будет подключить либо конец первой обмотки к началу второй, либо начало первой обмотки к концу второй. Чтобы проверить, что к чему подключать, используем мультиметр.
Мультиметр переводим в режим проверки диода. Подсоединяем мультиметр к каждому кончику одновременно с обоих концов. Мы видим, что при подключении к одним кончикам мультиметр реагирует, а при подключении к другим - нет. Эти кончики должны находиться с разных сторон. Их мы должны скрутить друг с другом и запаять. Это средняя точка. Оставшиеся кончики - две коллекторные обмотки, которые идут к транзисторам. Теперь мы готовы собрать зарядку своими руками.
Собираем всё вместе своими руками
Чтобы собрать устройство своими руками, берём припой, паяльник и плату. Припаиваем сначала два транзистора.
После этого припаиваем диоды.
К ним - резисторы. Один кончик - к диодам, другой - к плате.
Теперь припаиваем своими руками контур. Мы смотали его раньше. Теперь нужно залудить две его обмотки и присоединить к схеме.
Приёмник
Приемник беспроводной зарядки своими руками делать, как правило, не решаются, так как здесь уже нужно лезть в телефон. Довольно грубый отдельный приёмник можно сделать своими руками только для того, чтобы проверить, работает ли передатчик. В приёмнике, сделанном своими руками, диод желательно использовать тоже UF.
Конденсатор ёмкостью 47-100 мкФ. Рабочее напряжение - 25 вольт. Второй конденсатор можно использовать на 10-16 Вольт. Ёмкость - 47 мкФ. Контур у приёмника, сделанного своими руками, - также 10 витков. Диаметр провода - 0,75 мм.
В написанной инструкции разобраться сложнее, чем следовать показанным действиям. Мы прилагаем видео о том, как сделать беспроводную зарядку для телефона своими руками.
Обзор готовых устройств для тех, кто не хочет их собирать своими руками
Сделать зарядное устройство для телефона своими руками не так уж сложно, но немногие захотят с этим связываться. Купить намного проще, чем сконструировать его своими руками, если есть возможность и нет особого желания что-то мастерить. Для той категории пользователей, кто не захотел соорудить всё своими руками, предлагаем обзор популярных беспроводных зарядных устройств.
RAVPower Wireless Charging Pad
Аккумулятор этого устройства имеет ёмкость 5000 мАч, благодаря чему он может одновременно заряжать два смартфона. Но они должны поддерживать Qi-стандарт.
Anker Wireless Charger PowerPort Qi Wireless Charging Pad
У него есть температурный датчик, чтобы контролировать перегрев, защита от перезарядки. Когда это зарядное устройство не используется, оно входит в спящий режим. Стоит примерно $17.
Woodpuck FAST Edition Bamboo Qi Wireless Charging Pad
Эта зарядка более мощная и более стильная. Она сделана из бамбука, что само по себе большое преимущество. При этом заряжает телефон она на 40% быстрее. Цена около $40.
Samsung Fast Charge Qi Wireless Charging Pad
У этого варианта есть поддержка быстрой зарядки, но и стоит он порядка 50 долларов. Естественно, это наилучший вариант для тех же смартфонов и планшетов от Самсунг, если вы хотите на зарядку тратить не больше часа.
Tylt Vü
Это беспроводное зарядное устройство для телефона отличается от остальных необычной формой, из-за которой телефон заряжается в необычном положении. Выглядит он как обычная подставка. Телефон или планшет размещается на нём в полунаклоне, поэтому намного удобнее становится пользоваться ими во время зарядки.
Nokia DT-903
Зарядка для телефона от Нокиа имеет подсветку, которая меняет цвет, подстраиваясь под корпус. Специально для родной Нокиа Люмиа встроены индикатор пропущенных вызовов и смс.
Преимущества
Предыдущее преимущество используется для оснащения зарядками для телефона общественных заведений. То есть в скором времени вам не придётся везде таскать зарядное устройство с собой и искать кафе с розетками (столики рядом с которыми, как правило, всегда заняты; и надолго). Зато теперь придётся искать кафе с беспроводными зарядками. Которые, наверное, тоже будут заняты. Такова жизнь…
Если ваш смартфон не очень новый, у него могут износиться некоторые элементы в гнезде. Из-за этого тоже могут возникнуть проблемы: контакты просто не будут плотно соприкасаться друг с другом.
Недостатки
Минимальная стоимость подобной зарядки - около 700 рублей. Совсем недорого, скажете вы. Но учтите, что скорость при этом намного меньше, чем у стандартной модели. За высокую скорость приходится доплачивать. В результате одно беспроводное зарядное устройство для телефона обойдётся в 2,5 тысячи как минимум.
Кроме того, что энергоэффективность меньше, часть её будет просто уходить в виде тепла.
При этом такой способ подходит не для всех телефонов. Те же айфоны, например, нуждаются в дополнительном приспособлении.
FAQ
Выше мы рассказали, как сделать зарядку своими руками и какую лучше купить. Теперь осталось прояснить некоторые моменты. Эта технология достаточно новая, поэтому далеко не все знают, что это такое и как пользоваться беспроводной зарядкой. Здесь мы отвечаем на наиболее популярные вопросы.
Как называется беспроводная зарядка для телефона?
Беспроводная зарядка - это, конечно, название «для масс». Немногие знают, как называется беспроводная зарядка для телефона. А название у неё такое: индукционная катушка стандарта Qi. В названии отражается принцип её работы. В зарядных устройствах для телефонов этого типа помещается передатчик индукционного тока, который и заряжает телефон. А маленькое словечко Qi также имеет свою историю, весьма древнюю - это энергия Ци, так оно пишется латиницей. Понятие взято из традиционной китайской медицины.
Как работает беспроводная зарядка?
Основной принцип работы беспроводной зарядки для телефона - магнитная индукция. Электрический ток создаёт магнитное поле в зарядном устройстве, которое и передаёт напряжение аккумулятору в телефоне или планшете. На Консорциуме беспроводной э/м энергии специально для таких устройств был разработан свой стандарт Qi, по которому можно оценивать устройства вне зависимости от производителя. Стандартом определена мощность тока, подаваемого в катушку - 5 Ватт.
Как работает беспроводная зарядка? Магнитное поле действует на расстоянии 4 см. Оно начинает образовываться, когда подаётся сигнал - в зоне действия появилось совместимое устройство. Чаще всего этот сигнал подаёт сам смартфон. В этом им помогает функция NFC. Она расшифровывается как Near Field Communication - коммуникация ближнего поля. Под воздействием напряжения этого поля в катушке, встроенной в телефон, также появляется ток, который подаётся в аккумулятор.
Какие телефоны поддерживают беспроводные зарядки?
В предыдущем пункте мы описали принцип действия беспроводной зарядки телефона. Прочитав его, мы понимаем, что по стандарту Qi беспроводная зарядка будет работать, если в смартфон встроен приёмник-ресивер. Этот приёмник сможет принять энергию от того магнитного поля, которое создаётся в катушке зарядного устройства. Какие телефоны поддерживают беспроводную зарядку? Почти все современные смартфоны и планшеты созданы с учётом этой технологии. Это такие фирмы как Yota, Sony, Nokia, Samsung, Kyosera, Motorola, LG, Asus, Google, HTC и Blackerry.
Как узнать, поддерживает телефон беспроводную зарядку или нет?
Как узнать, что ваш телефон поддерживает беспроводную зарядку? Это зависит от конкретной модели. Например, Samsung Galaxy Note Edge поддерживает, а Sasung Galaxy Note 3 - нет.Можно спросить у продавца-консультанта или посмотреть на сайте Консорциума. На этой странице есть форма. Введя название бренда в строку Brand name и название телефона в строку Product name, вы и узнаете, есть ваш аппарат в списке или нет. Если нет - нестрашно. Для тех моделей, которые не оснащены нужной технологией, производят специальные адаптеры. И их нелишним будет купить, ведь беспроводные зарядные устройства постепенно появляются в общественных местах вроде кофеен или аэропортов. Даже в икеевскую мебель их собираются встраивать.
Как заряжать беспроводную зарядку
Как заряжать беспроводную зарядку? Как это ни парадоксально, делать это нужно с помощью провода. Если на телефон напряжение подаётся по воздуху, то в само зарядное устройство ток проходит стандартным способом. Сначала собираем адаптер питания и подключаем к устройству. Потом адаптер подключаем к розетке. Некоторые модели имеют провода микро-USB, что позволяет заряжать их от ноутбуков, например.
Как подключить и заряжать телефон беспроводной зарядкой
Как подключить и заряжать телефон беспроводной зарядкой? Проще простого. Подключив устройство к источнику энергии, нужно поставить его на ровную поверхность, а телефон положить сверху. Расположить его нужно так, чтобы аккумулятор попал в зону действия, то есть серединой спинки.
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.
Пролог
На идею постройки этой конструкции меня натолкнул полёт в самолёте Airbus A380, в котором под подлокотником каждого кресла имеется разъём USB, предназначенный для питания USB-совместимых устройств. Но, такая роскошь есть не во всех самолётах, а уж тем более её не найти в поездах и автобусах. А я уже давно мечтаю пересмотреть от начала до конца сериал «Друзья». Так почему бы не убить сразу двух зайцев – посмотреть сериал и скрасить время в пути.
Дополнительным стимулом к постройке данного девайса стало открытие .
Техническое задание
Портативое Зарядное Устройство (ЗУ) должно обеспечить следующие возможности.
- Время работы в автономном режиме под номинальной нагрузкой, не менее – 10 часов. Литий-ионные аккумуляторы большой ёмкости, как нельзя лучше подходят для этого.
- Автоматическое включение и отключение ЗУ в зависимости от наличия нагрузки.
- Автоматическое отключение ЗУ при критическом разряде аккумулятора.
- Возможность принудительного включения ЗУ при критическом разряде аккумулятора, в случае необходимости. Я полагаю, что в дороге может сложиться такая ситуация, когда аккумулятор портативного ЗУ уже разряжен до критического уровня, но необходимо подзарядить телефон для экстренного звонка. В этом случае, нужно предусмотреть кнопку «Экстренного включения», чтобы использовать всё ещё имеющуюся в аккумуляторе энергию.
- Возможность заряда аккумуляторов портативного ЗУ от сетевого зарядного устройства с интерфейсом Mini USB. Так как зарядное устройство от телефона всё равно всегда берут с собой в дорогу, то можно его использовать и для заряда аккумуляторов портативного БП перед обратной дорогой.
- Одновременный заряд аккумуляторов ЗУ и подзарядка мобильного телефона от одного и того же сетевого зарядного устройства. Так как сетевое зарядное устройство от мобильного телефона не может обеспечить достаточный ток для быстрого заряда аккумулятора портативного ЗУ, то заряд может растянуться на сутки и более. Поэтому, должна быть возможность подключить телефон на заряд прямо во время заряда батареи портативного БП.
Исходя из этого технического задания, было построено портативное ЗУ на литий-ионных аккумуляторах.
Блок схема
Портативное ЗУ состоит из следующих узлов.
- Преобразователь 5 → 14 Вольт.
- Компаратор, отключающий преобразователь заряда при достижении напряжения на батарее литий-ионных аккумуляторов 12,8 Вольт.
- Индикатор заряда – светодиод.
- Преобразователь 12,6 → 5 Вольт.
- Компаратор 7,5 Вольт, отключающий ЗУ при глубоком разряде батареи.
- Таймер, определяющий время работы преобразователя при критическом разряде батареи.
- Индикатор работы преобразователя 12,6 → 5 Вольт – светодиод.
Импульсный преобразователь напряжения MC34063
Долго выбирать драйвер для преобразователя напряжения не пришлось, так как выбирать то было особенно не из чего. На местном радиорынке по разумной цене (0,4$) я нашёл только популярную микросхему MC34063. Сразу купил парочку, чтобы выяснить, возможно ли как-либо принудительно отключить преобразователь, так как в даташите на данный чип такая функция не предусмотрена. Оказалось, что сделать это возможно, если подать на вывод 3, предназначенный для подключения частотозадающей цепи, напряжение питания.
На картинке типовая схема понижающего импульсного преобразователя. Красным отмечена цепь принудительного отключения, которая может понадобиться для автоматизации.
В принципе, собрав такую схему, уже можно запитать телефон или плеер, если, например, питание будет осуществляться от обычных элементов питания (батареек).
Я не буду подробно описывать работу этой микросхемы, но из «Дополнительных материалов» вы можете скачать и подробное описание на русском языке, и небольшую портативную программу для быстрого расчёта элементов повышающего или понижающего преобразователя, собранного на этой микросхеме.
Узлы управления зарядом и разрядом литий-ионной батареи
При использовании литий-ионных батарей, желательно ограничивать их разряд и заряд. Я для этой целей использовал компараторы на основе копеечных микросхем КМОП. Микросхемы эти крайне экономичны, так как работают на микротоках. На входе у них стоят полевые транзисторы с изолированным затвором, что даёт возможность применить микротоковый же Источник Опорного Напряжения (ИОН). Где взять такой источник я не знаю, поэтому воспользовался тем обстоятельством, что в режиме микротоков, напряжение стабилизации обычных стабилитронов снижается. Это позволяет управлять напряжением стабилизации в некоторых пределах. Так как это не задокументированное включение стабилитрона, то, возможно, для обеспечения определённого тока стабилизации, стабилитрон придётся подобрать.
Чтобы обеспечить ток стабилизации, скажем, 10-20 мкА, сопротивление балласта должно быть в районе 1-2 МОм. Но, при подгонке напряжения стабилизации, сопротивления балластного резистора может оказаться, либо слишком маленьким (несколько килоом), либо слишком большим (десятки мегаом). Вот тогда придётся подобрать не только сопротивление балластного резистора, но и экземпляр стабилитрона.
Переключение цифровой КМОП микросхемы происходит тогда, когда уровень входного сигнала достигает половины напряжения питания. Поэтому, если запитать ИОН и микросхему от источника, напряжение которого требуется измерить, то на выходе схемы можно получить сигнал управления. Ну, а этот самый сигнал управления и можно подать на третий вывод микросхемы MC34063.
На чертеже изображена схема компаратора на двух элементах микросхемы К561ЛА7.
Резистор R1 определяет величину опорного напряжения, а резисторы R2 и R3 гистерезис компаратора.
Узел включения и идентификации зарядного устройства
Чтобы телефон или плеер начал заряжаться от разъёма USB, ему нужно дать понять, что это разъём USB, а не какой-то суррогат. Для этого можно подать на контакт «-D» положительный потенциал. Во всяком случае, для Blackberry и iPod-а этого достаточно. Но, моё фирменное зарядное устройство подаёт положительный потенциал ещё и на контакт «+D», поэтому я поступил точно так же.
Другое назначение этого узла – управление включением и выключением преобразователя 12,6 → 5 Вольт при подключении нагрузки. Эту функцию выполняют транзисторы VT2 и VT3.
В конструкции портативного ЗУ предусмотрен и механический выключатель питания, но его назначение скорее соответствует "выключателю массы" АКБ в автомобиле.
Электрическая схема портативного блока питания
На рисунке представлена схема мобильного блока питания.
C1, C3 = 1000µF
C2, C6, C10, C11, C13 = 0,1µF
C14 = 20µF (танталовый)
IC1, IC2 – MC34063
| DD1 = К176ЛА7 | R3, R12 = 1k | R27 = 44M |
| DD2 = К561ЛЕ5 | R4, R7 = 300k | R28 = 3k |
| FU = 1A | R5 = 30k | VD1, VD2 = 1N5819 |
| HL1 = Green | R6 = 0,2Ом | VD3, VD6 = КД510А |
| HL2 = Red | R8, R15, R23, R29 = 100k | VT1, VT2, VT3 = КТ3107 |
| L1 = 50mkH | R10, R11, R13, R26 = 1М | VT4 = КТ3102 |
| L2 = 100mkH | R16, R24 = 22М | Подбираются |
| R0, R21 = 10k | R17, R19, R25 = 15k | R14* = 2М |
| R1 = 180Ом | R18 = 5,1М | R22* = 510k |
| R2 = 0,3Ом | R20 = 680Ом | VD4*, VD5* = КС168А |
Назначение узлов схемы.
IC1 – повышающий преобразователь напряжения 5 → 14 Вольт, который служит для заряда встроенной аккумуляторной батареи. Преобразователь ограничивает входной ток на уровне 0,7 Ампера.
DD1.1, DD1.2 – компаратор заряда батареи. Прерывает заряд по достижению 12,8 Вольт на батарее.
DD1.3, DD1.4 – генератор индикации. Заставляет мигать светодиод во время заряда. Индикация сделана по аналогии с зарядными устройствами Nikon. Пока идёт заряд, светодиод мигает. Заряд окончен – светодиод горит постоянно.
IC2 – понижающий преобразователь 12,6 → 5 Вольт. Ограничивает выходной ток на уровне 0,7 Ампера.
DD2.1, DD2.2 – компаратор разряда батареи. Прерывает разряд батареи при снижении напряжения до 7,5 Вольт.
DD2.3, DD2.4 – таймер экстренного включения преобразователя. Включает преобразователь на 12 минут, даже если напряжение на батарее упало до 7,5 Вольт.
Тут может возникнуть вопрос, почему выбрано такое низкое пороговое напряжение, если некоторые производители не рекомендуют допускать его снижение ниже 3,0 и даже 3,2 Вольта на банке?
Я рассуждал так. Путешествия случаются не так часто, как этого бы хотелось, поэтому батарее вряд ли придётся пережить много циклов заряда-разряда. Между тем, в некоторых источниках, описывающих работу литий-ионных батарей, напряжение 2,5 Вольта как раз называют критическим.
Но, Вы можете ограничить предельный разряд более высоким уровнем напряжения, если предполагается часто использовать подобное зарядное устройство.
Конструкция и детали
Выражаю благодарность Сергею Соколову за помощь в поиске компонентов конструкции!
Печатные платы (ПП) изготовлены из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1мм. Размеры ПП выбраны исходя из размеров приобретённого корпуса.
Все элементы схемы, кроме аккумуляторной батареи, размещены на двух печатных платах. Причём на меньшей расположен только разъём Mini USB для подключения внешнего зарядного устройства.
Узлы БП были помещены в стандартный полистироловый корпус Z-34. Это самая дорогая деталь конструкции, за которую пришлось выложить 2,5$.
Выключатель питания поз.2 и кнопка принудительного включения поз.3 спрятаны заподлицо с внешней поверхностью корпуса, во избежание случайного нажатия.
Разъём Mini USB выведен на заднюю стенку корпуса, а разъём USB поз. 4 вместе с индикаторами поз. 5 и поз.6 на переднюю.
Размер печатных плат рассчитан так, чтобы зафиксировать аккумуляторы в корпусе портативного БП. Между аккумуляторами и другими элементами конструкции вставлена прокладка из электрокартона толщиной 0,5мм, согнутая в виде коробки.
This movie requires Flash Player 9 |
||
А это портативный БП в собранном виде. Потяните изображение мышкой, чтобы рассмотреть БП с разных сторон.
Настройка
Настройка портативного зарядного устройства свелась к подбору экземпляров стабилитронов и сопротивлений балластных резисторов для каждого из двух компараторов.
Как это работает? Видеоиллюстрация.
В трёхминутном видеоролике показано, как работает эта самоделка и что находится внутри. Формат видео – Full HD.