Мобильная зарядка для телефона своими руками. Портативное USB зарядное устройство

Мобильные устройства давно стали неотъемлемой составляющей жизни современного человека. Но для их работы надо постоянно пользоваться блоком питания для восполнения ресурса батарейки. Шнур часто становится помехой при эксплуатации гаджета в процессе подзарядки. Чтобы эффективно решить эту проблему, достаточно узнать, как сделать беспроводную зарядку своими руками?

О функционировании беспроводного зарядного устройства

Беспроводные зарядки не являются инновациями. Они создаются на основании технологии, разработанной много лет назад инженером Николой Тесла. Последний нашёл способ передачи энергии на расстоянии. Достигалось это благодаря магнитной индукции. Первооткрыватель технологии сумел таким образом обеспечить электричеством целый штат.

В гаджетах методика применяется так. Катушка, встроенная в зарядку, играет роль создателя и проводника магнитного поля, которое направляется на антенну устройства. В качестве приёмного контура выступает плоская спиральная катушка, находящаяся под крышкой мобильного телефона. Излучение электромагнитных импульсов активируется только после того, как приёмник попадает в зону действия передатчика. Посредством конденсаторов и выпрямителя оказывается воздействие на батарею гаджета.

О недостатках беспроводной системы зарядки

Эксперты установили, что столь удобное на первый взгляд устройство обладает некоторыми существенными недостатками. К числу таковых можно отнести:

• отсутствие данных относительно степени негативного воздействия высокочастотных импульсов на человеческий организм;
• низкий уровень эффективности транслирования энергии;
• увеличение времени для полного восстановления заряда батареи как минимум на два часа;
• риск уменьшения рабочей ёмкости аккумулятора, возникающий из-за соединения с зарядным устройством до полного обнуления батареи;
• при неправильной сборке устройства или при использовании неподходящих комплектующих для беспроводной зарядки возможен перегрев аккумулятора, чреватый его быстрым износом.

Простая технология модификации мобильного телефона «кнопочника»

Чтобы усовершенствовать мобильник, необходимо выполнить ряд простых действий. После обновления гаджета такие проблемы, как выход из строя гнезда для зарядки, путающиеся провода и прочее, станут несущественными.

Для реализации беспроводной зарядки потребуется пара метров медной проволоки тонкого сечения. Проводник необходимо смотать в катушку. Оптимальное количество витков 15 шт. Спираль желательно закрепить посредством клея или двухстороннего скотча, чтобы сохранить её форму. При этом для пайки контактов оставляется несколько сантиметров проволоки. Для соединения с гнездом зарядного устройства применяется импульсный диод и конденсатор, прикрепляемые к разным концам.

С целью создания передающего контура беспроводной зарядки формируются витки размером 1,5 см. Диаметр катушки после скручивания должен составлять 10 см. Оба конца должны быть свободными. Остальная конструкция скрепляется при помощи изоленты или скотча.

Далее наматывается 30 витков более тонкого медного проводника для передатчика. Для замыкания контура применяются транзистор и конденсатор. Положив устройство, оснащённое под крышкой приёмника, в зоне передающего кольца вверх дисплеем, можно добиться беспроводной зарядки телефона.

Особенности универсальной зарядки

Такое универсальное устройство станет незаменимым в любом доме. Сегодня практически у каждого пользователя найдётся целый арсенал мобильной техники: ноутбуки, планшетники, электронные книжки, фотокамеры. Использовать для каждого из них персональную зарядку крайне неудобно и непрактично.

Решить эту проблему помогли ведущие производители техники. Некоторое время назад они договорились комплектовать устройства зарядками, имеющими единый стандарт. Техника, которая поддерживает указанную функцию, имеет маркировку в виде символа Qi. Вполне вероятно, что подобные технологии в скором времени появятся в общественных заведениях – в ресторанах, кафе, библиотеках и т.д. Стоит отметить, что в объединение производителей не вошёл крупнейший «яблочный» бренд. Позже разработчики данной компании выпустили собственное зарядное устройство iQi Wireless Charger.

Если вас интересует сборка самодельной зарядки, стоит посмотреть видео с мастер-классом. Здесь разработчики разрезали USB-кабель на три составляющие, удалив среднюю часть. Оставшиеся фрагменты были использованы для прикрепления индукционной катушки. Чтобы усилить поле воздействия, на блок питания положили магнит. Этот эксперимент показал, что зона покрытия здесь составляет 15 м.

Зачем может понадобиться беспроводная зарядка?

Все мы устали от кучи удлинителей и проводов, которые спутываются друг с другом, пылятся и теряются.

У удлинителей перетираются провода и они перестают заряжать. Или же проблема может быть в гнезде смартфона. Так или иначе, но беспроводная зарядка может значительно облегчить жизнь.

Правда, назвать её полностью беспроводной всё-таки нельзя. Само устройство всё равно придётся подключать к источнику электричества. Но телефон можно просто класть на зарядное устройство и со спокойной совестью заниматься своими делами.

Стоимость таких устройств может быть разная. Есть подороже, есть и подешевле привычных нам зарядных кабелей для телефонов. Тем не менее, некоторые энтузиасты пытаются сделать беспроводную зарядку самостоятельно. Причин здесь может быть несколько. Возможно, кто-то предпочитает обойтись минимальными средствами. Или же здесь играет роль страсть к созданию чего-либо своими руками. Об этом мы и написали выше.

В нынешнее время невозможно существовать без мобильного телефона, они есть у каждого человека. Даже у детей в первом классе есть современный мобильный телефон. Но вот представьте, что в один прекрасный день, ваш любимый телефон перестает заряжаться. Ни одна зарядка не хочет его заряжать. Что же тогда делать? А выход есть, вам поможет беспроводная зарядка своими руками. Как сделать беспроводную зарядку своими руками, и какие использовать при этом материалы, вы прочтете в данной статье ниже. И это вполне реально, ваш телефон будет работать. Проверьте и убедитесь сами.

Большинство людей, найдя эту статью, могут задать себе вопрос, как же такая зарядка для телефона будет работать? Основной процесс разработки такого устройства очень простой. В виде роли для зарядки выступает именно передающий профиль. Это приспособление имеет два профиля – передающий и принимающий. Принимающий профиль присутствует именно в мобильнике, а передающий изготовлен подобно маленькой опоре, внутри него спрятана передающая катушка.

Из чего состоит традиционное зарядное устройство

Прежде чем сделать зарядное устройство, рассмотрим из чего оно состоит и как действует. Есть коробочка (плата), на которой будем делать генератор. К нему присоединён передающий контур. Он воздействует на приёмный контур. На первичном контуре возникает высокочастотное поле. Это напряжение с помощью индукции передаётся на вторичный контур. Там оно выпрямляется и сглаживается конденсатором, потом стабилизируется до 5 Вольт в узле стабилизации.

Схема беспроводной зарядки

Схема беспроводной зарядки выглядит так: электроэнергия проходит через все контуры, с помощью метода индукции. Электричество, которое возникает в одном из профилей, изначально выпрямляет и подает его на источник энергии. И так, схема беспроводной зарядки для телефона, начинается с проводника. Проект проводника очень легкий и доступный. Он выглядит как проект релаксатора на одном транзисторе. Рамой для наматывания катушки, вы можете выбрать любую по своему желанию, но лучше всего, чтоб оправа была до 10 см. На саму раму необходимо намотать около 40 оборотов медной проволоки, у которой диаметр 0.5 мм. Обманывать нужно с центра.

Изначально надо намотать 20 оборотов, потом сам провод скрутить, и сделать вывод, и снова приступить к намотке последних 20 оборотов. И вот когда вы намотали 40 оборотов, катушка закончена. Теперь приступаем к транзистору. Тут очень повезло, потому что беспроводная зарядка для смартфона своими руками может поддерживать все виды транзисторов. Будь – то полярный или биполярный транзистор, или даже можно воспользоваться транзистором, у которого прямая проводимость. Если вы решили воспользоваться последним видов, то тогда вам придется изменить полярность для питания. Лучше всего и быстрее заряжает полевой транзистор.

Приемник для беспроводной зарядки

Приемник беспроводной зарядки мотается около часа , можно конечно и быстрее все сделать, это будет зависеть только от вас и вашей скорости. Берите маленькую катушку, она должна состоять из 25 оборотов, провода должны быть около 0.4 мм. Лучше всего наматывать контур на незначительную часть пластика, последовательно необходимо укреплять с помощью супер клея. Все это придется долго собирать, плюс ко всему это очень грязное дело. После того, как вы намотаете все, нужно отделить контур от пластиковой стойки, на которую его намотали. Уместнее всего это сделать, благодаря монтажному ножу, либо лезвию. После всей проделанной работы необходимо подключить зарядный аккумулятор, с помощью диода. Все, беспроводная зарядка своими руками 2 ампера готова.

Осталось подсоединить зарядное устройство к телефонной батареи. Конечно, будет некомфортно, ведь вы не увидите зарядный уровень, потому, что датчика не будет видно. Как долго будет заряжаться телефон, с помощью самодельной зарядки, может зависеть только от мощности источника питания. Телефон таким способом заряжается на протяжении 7 часов, если вы хотите зарядить его быстрее, то воспользуйтесь более мощным блоком питания и намотаете контур проводом толще.

Также,узнать как сделать зарядку своими руками, Вы сможете посмотрев видео ниже.

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 такая 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.

Мой любимый мобильный телефон NOKIA 6500, который был куплен порядка полугода назад, изначально не заряжался. Были проведены ремонтные работы, после чего телефон поработал около месяца. Основная проблема заключалась в том, что телефон приходилось заряжать при помощи универсального зарядного устройства, и постоянно вынимать аккумулятор неудобно.

Именно в связи с этим, я решил установить на телефон систему беспроводной зарядки. Система была собрана по собственной задумке в течение пары часов.

Как работает беспроводная зарядка

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

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

Cхема беспроводной зарядки

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

Сборку беспроводной зарядки своими руками начнем с передатчика.

Передатчик

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

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

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

Приемник

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

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

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

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

Этот девайс был задуман давно и неоднократно был опробован, все, что представлено ниже, является авторской разработкой. Не смотря на очень простую схему, устройство работает очень стабильно. Сам аппарат представляет из себя зарядное устройство для мобильного телефона без использования проводов.

Как же работает все это?
На данном сайте были опубликованы этого устройства. Первая версия оказалась не очень эффективной, затем были придуманы другие версии. Этот вариант оказался самым экономичным. Устройство позволяет зарядить телефон, если последний находится от приемника на расстоянии не более 3 - 4 см. Основа первого устройства - высокоэффективный ШИМ контроллер, который может генерировать прямоугольные импульсы с частотой до 1 МГц, но из-за больших потерь идея оказалось не очень хорошей, хотя это устройство позволяло зарядить мобильные устройства на расстоянии до 50 см от приемника.
После некоторых неудачных попыток создании такого девайса, на помощь пришел упрощенный блокинг-генератор, который с успехом использовался мною в электрошоковых устройствах.

Основные достоинства девайса:
1) Малое потребление
2) Высокое КПД (по сравнению с собратьями)
3) Сравнительно большой ток зарядки
4) Возможность работать от пониженного источника (первая версия работало от напряжения 9-16вольт)
5) Простота и компактность

Передающая часть устройства состоит из двух основных контуров. Каждый из них имеет диаметр 10 см, намотаны проводом 0,8мм. Первый контур (L1) состоит из 20 витков, второй из 35 витков того же провода. Контуры укладываются друг на друге и оформляются скотчем или изоляционной лентой.

Заранее нужно нумеровать выводы катушек, поскольку их нужно фазировать. Фазируют так - начало первой катушки соединяют с концом второй или наоборот, главное получить одну катушку с отводом.

Далее, подбираем сопротивление (если планируется запустить устройство с пониженного источника, то резистор может быть убран).
Желательно использовать подстроечный резистор 0...470 Ом, мощность резистора не очень важна (0,25-2 Ватт).

Как настроить? Просто! собираем для начала схему приемника. Подключаем питание (любой стабилизированный источник постоянного напряжения 4,5-9вольт). Настраиваем резистор так, чтобы ток покоя схемы не превышал 150мА.
Максимальный ток потребления схемы не более 600мА, согласитесь немного.
После подбора оптимального сопротивления, можно заменить переменник на постоянный резистор (0,25-1вт). Сопротивление базового ограничителя напрямую зависит от номинала входного напряжения.

В моем варианте транзистор не перегревался, но на всякий случай установите его на небольшой теплоотвод.
Устройство начинает работать от напряжения 1 вольт - еще одна особенность данной конструкции, но от такого напряжения он не будет заряжать мобильник, взамен его можно использовать в качестве преобразователя для питания маломощных устройств.

Транзистор - можно использовать буквально любой НЧ транзистор независимо от структуры. В схеме использован транзистор КТ818, с успехом можно заменить на 837, 816, 814 или 819, 805, 817, 815, только при использовании транзисторов обратной проводимости следует поменять полярность питания.

Приемник

Конструкция приемника до безобразия проста - контур, выпрямитель, стабилитрон и накопительный конденсатор. Диод нужен импульсный, желательно в СМД исполнении, поскольку вся схема будет находится в мобильном телефоне. В моем случае применен довольно мощный и распространенный диод Шоттки SS14. Такой диод способен работать на частотах до 1МГц, ток составляет до 1А!

Конденсатор не критичен, имеет емкость от 47 до 220 мкФ (больше конечно лучше, но места может не хватить). Напряжение конденсатора от 10 до 25 Вольт.
Стабилитрон - любой на напряжение 5-6 вольт (часто встречаются с напряжением 5.6 Вольт, к примеру - BZX84C5V6).

Контур приемника (L3) содержит 15 витков провода 0,3-0,7мм, мотается по спирали на внешней или внутренней стороне задней крышки телефона.

Схему можно собрать на компактной плате или же разместить в удобном месте при помощи навесного монтажа, но желательно залить монтаж резиновым клеем или силиконом.

В качестве подопытного телефона использовался сони Sony Ericsson K750, он полностью рабочий и был куплен специально для этих опытов (куплен на запчасти за 5$), затем уже был переделан подручный Nokia N95.
Устройство может заряжать мобильный телефон достаточно быстро, все зависит от общей мощности, в данном случае аккумулятор 1000мА полностью заряжается за 3 часа.

Ток во второй контур передается методом электромагнитной индукции, в данном случае это полностью безопасно, поскольку частота понижена, никаких вредных воздействий на человека нет.

Для того, чтобы установить приемный контур, мобильный телефон разбирают. К гнезду зарядки подключают промышленное зарядное устройство и находят полярность на контактах гнезда. Далее выводы приемника подключают к соответствующим выводам гнезда.

Контур можно прикрепить к задней крышке телефона при помощи эпоксидной смолы, силикона (крайне не желательно), супер клея (использовать только тогда, когда контур планируется закрепить с внешней стороны крышки).

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
VT1	Биполярный транзистор	КТ818А	1	КТ837, КТ816, КТ814		В блокнот
VD1	Стабилитрон	BZX84C5V6	1	5-6 Вольт		В блокнот
VD2	Диод Шоттки	SS14	1			В блокнот
С1	Электролитический конденсатор	10 мкФ	1

Создание своими руками солнечной USB зарядки для телефона — один из самых интересных и полезных проектов на . Сделать самодельное зарядное устройство не слишком сложно — необходимые компоненты не очень дорогие и их легко достать. Солнечные зарядные USB устройства идеально подходят для зарядки небольших устройств, например, телефона.

Слабым местом всех самодельных солнечных зарядок являются аккумуляторы. Большинство собираются на базе стандартных никель-металл-гидридных аккумуляторов — дешёвых, доступных и безопасных в эксплуатации. Но к сожалению у NiMH аккумуляторов слишком низкие напряжение и ёмкость, чтобы их можно было серьёзно рассматривать в качестве , энергопотребление которых с каждым годом только растёт.

Например, аккумулятор iPhone 4 на 2000 мА*ч ещё можно полностью перезарядить от самодельной солнечной зарядки с двумя или четырьмя аккумуляторами АА, но вот iPad 2 оснащён аккумулятором на 6000 мА*ч, который уже не так просто перезарядить с помощью подобного зарядного устройства.

Решением данной проблемы является замена никель-металл-гидридных аккумуляторов на литиевые.

Из этой инструкции вы узнаете, как своими руками сделать солнечную USB зарядку с литиевым аккумулятором. Во-первых, по сравнению с это самодельное зарядное устройство обойдётся вам очень дёшево. Во-вторых, собрать его очень просто. И самое главное — эта литиевая USB зарядка безопасна при эксплуатации.

Шаг 1: Необходимые компоненты для сборки солнечной USB зарядки.

Электронные компоненты:

• Солнечная батарея на 5 В или выше
• Литий-ионный аккумулятор на 3,7 В
• Контроллер зарядки литий-ионного аккумулятора
• Повышающая USB схема постоянного тока
• Разъём 2,5 мм с креплением на панель
• Разъём 2,5 мм с проводом
• Диод 1N4001
• Провод

Конструкционные материалы:

• Изолента
• Термоусадочные трубки
• Двухсторонняя лента из пеноматериала
• Припой
• Жестяная коробка (или другой корпус)

Инструменты:

• Паяльник
• Пистолет для склеивания горячим клеем
• Дрель
• Дремель (не обязателен, но желателен)
• Кусачки
• Инструмент для зачистки проводов
• Помощь друга

В этом руководстве рассказывается как сделать зарядное устройство для телефона на солнечной энергии. Вы можете отказаться от использования солнечных батарей и ограничиться только изготовлением обычной USB зарядки на литий-ионных аккумуляторах.

Большинство компонентов для этого проекта можно купить в интернет магазинах электроники, но повышающую USB схему постоянного тока и контроллер заряда литий-ионного аккумулятора найти будет не так просто. Далее в этом руководстве я расскажу, где можно достать большинство необходимых компонентов и для чего каждый из них нужен. Исходя из этого вы сами решите какой вариант вам лучше всего подходит.

Шаг 2: Преимущества зарядных устройств с литиевыми аккумуляторами.

Может быть вы не догадываетесь, но скорей всего литий-ионный аккумулятор прямо сейчас лежит у вас в кармане или на столе, а может и в вашем кошельке или . В большинстве современных электронных устройств используются литий-ионные аккумуляторы, характеризующиеся большой ёмкостью и напряжением. Их можно перезаряжать множество раз. Большинство аккумуляторов формата АА по химическому составу являются никель-металл-гидридными и не могут похвастаться высокими техническими характеристиками.

С химической точки зрения разница между стандартным никель-металл-гидридным аккумулятором АА и литий-ионным аккумулятором заключается в химических элементах, содержащихся внутри элемента питания. Если вы посмотрите на периодическую таблицу элементов Менделеева, то увидите, что литий находится в левом углу рядом с самыми химически активными элементами. А вот никель расположен в середине таблицы рядом с химически неактивными элементами. Литий обладает такой высокой химической активностью из-за того, что у него только один валентный электрон.

И как раз именно по этой причине на литий много нареканий — иногда он может выходить из-под контроля из-за своей высокой химической активности. Несколько лет назад компания Sony, лидер в производстве аккумуляторов для ноутбуков, изготовила партию некачественных аккумуляторов для ноутбуков, некоторые из которых самопроизвольно возгорались.

Именно поэтому при работе с литий-ионными аккумуляторами мы должны придерживаться определенных мер предосторожности — очень точно поддерживать напряжение во время зарядки. В этой инструкции используются аккумуляторы на 3,7 В, которые требуют заряжающего напряжения 4,2 В. При превышении или уменьшении этого напряжения химическая реакция может выйти из-под контроля со всеми вытекающими последствиями.

Вот почему при работе с литиевыми батареями необходимо проявлять предельную осторожность. Если обращаться с ними осторожно, то они достаточно безопасны. Но если вы будете делать с ними недопустимые вещи, то это может привести к большим неприятностям. Поэтому их следует эксплуатировать только строго по инструкции.

Шаг 3: Выбор контроллера заряда литий-ионного аккумулятора.

Из-за высокой химической реактивности литиевых аккумуляторов вы должны быть на сто процентов уверены, что схема контроля напряжения заряда вас не подведёт.

Хотя можно изготовить собственную схему контроля напряжения, но лучше просто купить уже готовую схему, в работоспособности которой вы будете уверены. На выбор доступны несколько схем контроля заряда.

На данный момент Adafruit выпускает уже второе поколение контроллеров заряда для литиевых аккумуляторов с несколькими доступными значениями входящего напряжения. Это весьма неплохие контроллеры, но у них слишком большой размер. Вряд ли на их базе получится собрать компактное зарядное устройство.

В интернете можно купить небольшие модули контроллеров зарядки литиевых аккумуляторов, которые и используются в данном руководстве. На базе этих контроллеров я также собрал множество других . Они мне нравятся за компактность, простоту и наличие светодиодной индикации заряда аккумулятора. Как и в случае с Adafruit, при отсутствии солнца литиевый аккумулятор можно зарядить через USB порт контроллера. Возможность зарядки через USB порт является крайне полезной опцией для любого зарядного устройства на солнечных батареях.

Независимо от того, какой контроллер вы выбрали, вы должны знать как он работает и как его правильно эксплуатировать.

Шаг 4: USB порт.

Через USB порт можно заряжать большинство современных устройств. Это стандарт во всём мире. Почему бы просто не подключить USB порт напрямую к аккумулятору? Зачем нужна специальная схема для зарядки через USB?

Проблема заключается в том, что по стандарту USB напряжение составляет 5 В, а литий-ионные аккумуляторы, которые мы будем использовать в данном проекте, имеют напряжение всего 3,7 В. Поэтому нам придётся воспользоваться повышающей USB схемой постоянного тока, которая увеличивает напряжение до достаточного для зарядки различных устройств. В большинстве коммерческих и самодельных USB зарядок, наоборот, используются понижающие схемы, так как они собираются на базе аккумуляторов на 6 и 9 В. Схемы с понижением напряжения более сложные, поэтому в солнечных зарядных устройствах их лучше не применять.

Схема, которая применяется в данной инструкции, была выбрана в результате длительного тестирования различных вариантов. Она практически идентична схеме Minityboost Adafruit, но стоит дешевле.

Конечно вы можете купить онлайн недорогое зарядное USB устройство и разобрать его, но нам нужна схема, преобразующая 3 В (напряжение двух батареек АА) в 5 В (напряжение на USB). Разборка обычной или автомобильной USB зарядки ничего не даст, так как их схемы работают на понижение напряжения, а нам наоборот нужно повышать напряжение.

Кроме того следует учесть, что схема Mintyboost и используемая в проекте схема способны работать с гаджетами Apple, в отличии от большинства других зарядных USB устройств. Устройства от Apple проверяют информационные пины на USB, чтобы знать куда они подключены. Если гаджет Apple определит, что информационные пины не работают, то он откажется заряжаться. У большинства других гаджетов такая проверка отсутствует. Поверьте мне — я перепробовал множество дешёвых схем зарядки с интернет-аукциона eBay — ни от одной из них мне не удалось зарядить свой айфон. Вы же не хотите, чтобы от вашей самодельной USB зарядки нельзя было заряжать гаджеты Apple.

Шаг 5: Выбор аккумулятора.

Если вы немного погуглите, то обнаружите огромный разных размеров, ёмкостей, напряжений и стоимости. Поначалу во всём этом многообразии будет несложно запутаться.

Для нашего зарядного устройства мы будет использовать литий-полимерный (Li-Po) аккумулятор на 3,7 В, который очень напоминает аккумулятор для айпода или мобильного телефона. Действительно, нам нужен аккумулятор исключительно на 3,7 В, так как схема зарядки рассчитана именно на это напряжение.

То, что аккумулятор должен быть оснащён встроенной защитой от перезаряда и переразряда, даже не обсуждается. Обычно эта защита называется «PCB protection» («схема защиты»). Поищите по этим ключевым словам на интернет-аукционе eBay. Из себя она представляет всего лишь небольшую печатную плату с чипом, которая защищает аккумулятор от чрезмерного заряда и разряда.

При выборе литий-ионного аккумулятора смотрите не только на его ёмкость, но и на его физический размер, который преимущественно зависит от выбранного вами корпуса. В качестве корпуса у меня выступила жестяная коробка Altoids, так что я был ограничен в выборе аккумулятора. Я сначала думал купить аккумулятор на 4400 мА*ч, но из-за его больших размеров мне пришлось ограничиться аккумулятором на 2000 мА*ч.

Шаг 6: Подсоединение солнечной батареи.

Если вы не собираетесь делать зарядное устройство с возможностью подзарядки от солнца, то можете пропустить этот этап.

В этом руководстве используется солнечная батарея в жестком пластиковом корпусе на 5,5 В и 320 мА. Вам подойдет любая большая солнечная батарея. Для зарядного устройства лучше всего выбирать батарею, рассчитанную на напряжение 5 - 6 В.

Возьмите провод за кончик, разделите его на две части и немного зачистите концы. Провод с белой полоской отрицательный, а полностью чёрный провод — положительный.

Припаяйте провода к соответствующим контактам с обратной стороны солнечной батареи.

Закройте места пайки с помощью изоленты или горячего клея. Это защитит их и поможет снизить нагрузку на провода.

Шаг 7: Сверлим жестяную коробку или корпус.

Так как в качестве корпуса я использовал жестяную коробку Altoids, то мне пришлось немного поработать дрелью. Кроме дрели нам понадобится ещё и такой инструмент, как дремель.

Перед тем, как начать работу с жестяной коробкой, сложите в неё все компоненты, чтобы убедиться на практике, что она вам подходит. Продумайте, как лучше всего в ней разместить компоненты, и только потом сверлите. Места расположения компонентов можете обозначить маркером.

После обозначение мест можете приниматься за работу.

Вывести USB порт можно несколькими способами: сделать небольшой надрез прямо вверху на коробке или же сбоку на коробке просверлить отверстие соответствующего размера. Я решил сделать отверстие сбоку.

Сначала приложите USB порт к коробке и обозначьте его место. Внутри обозначенной области просверлите дрелью два или больше отверстий.

Зашлифуйте отверстие дремелем. Обязательно соблюдайте технику безопасности, чтобы не травмировать пальцы. Ни в коем случае не держите коробку в руках — зажмите её в тиски.

Просверлите отверстие диаметром 2,5 мм для USB порта. При необходимости расширьте его с помощью дремеля. Если вы не планируете устанавливать солнечную батарею, то в отверстии 2,5 мм нет необходимости!

Шаг 8: Подключение контроллера зарядки.

Одна из причин, по которой я выбрал этот компактный контроллер зарядки, это его высокая надёжность. У него четыре контактные площадки: две впереди рядом с портом mini-USB, куда подаётся постоянное напряжение (в нашем случае от солнечных батарей), и две сзади для аккумулятора.

Чтобы подключить разъём 2,5 мм к контроллеру зарядки, необходимо подпаять два проводка и диод от разъёма к контроллеру. Кроме того желательно воспользоваться термоусадочными трубками.

Зафиксируйте диод 1N4001, контроллер зарядки и разъём 2,5 мм. Расположите разъём перед собой. Если смотреть на него слева направо, то левый контакт будет отрицательным, средний — положительным, а правый вообще не используется.

Один конец проводка припаяйте к отрицательной ножке разъёма, а другой к отрицательному контакту на плате. Кроме того желательно воспользоваться термоусадочными трубками.

Ещё один проводок припаяйте к ножке диода, рядом с которой нанесена метка. Припаивайте его как можно ближе к основанию диода, чтобы сэкономить побольше свободного места. Припаяйте другую сторону диода (без метки) к средней ножке разъёма. Опять же, постарайтесь припаять максимально близко к основанию диода. И в завершение подпаяйте проводок к положительному контакту на плате. Кроме того желательно воспользоваться термоусадочными трубками.

Шаг 9: Подключение аккумулятора и USB схемы.

На данном этапе потребуется всего лишь подпаять четыре дополнительных контакта.

Нужно подсоединить аккумулятор и USB схему к плате контроллера зарядки.

Сначала отрежьте несколько проводков. Подпаяйте их к положительным и отрицательным контактам на USB схеме, которые расположены на нижней стороне платы.

После этого соедините вместе эти проводки с проводками, идущими от литий-ионного аккумулятора. Убедитесь, что вы соединили вместе отрицательные проводки и соединили вместе положительные проводки. Напоминаю, что красные провода у нас положительные, а чёрные — отрицательные.

После того, как вы скрутили проводки вместе, приварите их к контактам на аккумуляторе, которые находятся на обратной стороне платы контроллера зарядки. Перед пайкой проводки желательно продеть в отверстия.

Теперь можно поздравить вас — вы на 100% справились с электрической частью этого проекта и можете немного расслабиться.

На этом этапе неплохой идеей будет проверить работоспособность схемы. Так как все электрические компоненты подсоединены, то всё должно работать. Попробуйте зарядить айпод или любой другой гаджет, оснащённый USB портом. Устройство не будет заряжаться, если аккумулятор разряжен или неисправен. Кроме того поместите зарядное устройство на солнце и посмотрите будет ли заряжаться аккумулятор от солнечной батареи — при этом должен загореться маленький красный светодиод на плате контроллера зарядки. Также вы можете зарядить аккумулятор через mini-USB кабель.

Шаг 10: Электрическая изоляция всех компонентов.

Перед тем, как разместить все электронные компоненты в жестяной коробкой, мы должны быть уверены, что она не сможет стать причиной короткого замыкания. Если у вас пластиковый или деревянный корпус, то пропустите этот этап.

На дне и по бокам жестяной коробки наклейте несколько полос изоленты. Именно в этих местах будет находиться USB схема и контроллер зарядки. На фотографиях видно, что контроллер зарядки у меня остался незакреплённым.

Постарайтесь тщательно всё заизолировать, чтобы не произошло короткого замыкания. Перед тем, как наносить горячий клей или наматывать изоленту, убедитесь в прочности пайки.

Шаг 11: Размещение электронных компонентов в корпусе.

Так как 2,5 миллиметровый разъём необходимо закрепить с помощью болтов, то разместите его в первую очередь.

На моей USB схеме сбоку имелся переключатель. Если у вас такая же схема, то сначала проверьте работает ли переключатель, который нужен для включения и отключения «режима зарядки».

И наконец нужно закрепить аккумулятор. С этой целью лучше использовать не горячий клей, а несколько кусочков двустороннего скотча или изоленты.

Шаг 12: Эксплуатация самодельного зарядного устройства на солнечных батареях.

В завершение поговорим о правильной эксплуатации самодельной USB зарядки.

Заряжать аккумулятор можно через mini-USB порт или от солнца. Красный светодиод на плате контроллера зарядки указывает на процесс зарядки, а синий на полностью заряженный аккумулятор.