Беспроводная зарядка для телефона. Как работает беспроводная зарядка

Беспроводная зарядка появилась несколько лет назад. Современные производители телефонов, планшетов и прочих гаджетов используют технологию для пополнения емкости аккумулятора. Покупатели отмечают удобство использования данного изделия.

Принцип работы устройства

Для заряда смартфонов Samsung, iPhone, Sony и других марок часто используют специализированные док-станции без электрических кабелей. Принцип работы устройства прост. Телефон помещается на специальную панель для пополнения емкости батареи.

Принцип работы изделия заключается в использовании индукционной катушки. Применение такой зарядки безопасно для человека. Отсутствие провода снижает риск электрического замыкания.

В 2015 году шведская компания ИКЕА начала продажу мебели со встроенным модулем беспроводной зарядки. Флагманские модели телефонов – Samsung, Sony, Xiaomi, Lumia – поддерживают Qi.

Предполагается, что скоро зарядные станции без электрических проводов появятся в аэропортах, ресторанах, кафе, торгово-развлекательных центрах, кинотеатрах. Это позволит быстро осуществить заряд гаджетов в удобное для владельца время.

Стандарт изделия, предназначенного для пополнения емкости аккумулятора, назван в честь термина философии Востока, означающего поток энергии. Разработан организацией, объединяющей мировых компаний-производителей электронных изделий. Консорциум поставил перед собой задачу – стандартизировать процесс пополнения емкости аккумулятора смартфонов индукционным способом.

Индукционная катушка, используемая в современных устройствах без электрических проводов, придумана . Ученый доказал, что при подключении ее к источнику питания возникает магнитное поле.

Принцип работы подобных изделий, поддерживающих технологию Qi, прост. Две катушки располагаются в радиусе действия магнитного поля. К одной из них подключается источник питания. Во второй катушке возникает напряжение. Важное условие – катушки не соприкасаются между собой.

Беспроводная зарядка состоит из двух модулей. Первый компонент встроен в смартфон или планшет. Модуль носит название ресивер либо приемник. Компонент проводит электрический ток к батарее гаджета.

Второй компонент – трансмиттер. Передатчик может иметь различную форму и размер. Спросом у покупателей пользуются круглые и прямоугольные зарядные устройства.

Технология передачи Qi способна зарядить телефон, расположенный на расстоянии 4 см от передатчика. Многих покупателей интересует, как работает зарядка. После установки смартфона на подставку магнитное поле утилизируется и заряжает устройство.

Мощность беспроводных изделий не превышает 5 ватт. Магнитное поле не ионизирующее. Оно не влияет на человеческий организм. Действие аналогично сигналу Wi-Fi либо мобильной связи.

Оказать влияние на организм человека способны изделия с мощностью 120 ватт. Используют их для пополнения емкости аккумуляторной батареи ноутбуков. В промышленных масштабах они не выпускаются. Подобная технология заряда используется для электрических бритв и зубных щеток. Это доказывает безопасность устройств.

Перспективы и модели, поддерживающие технологию

Основной проблемой передатчиков является маленький радиус действия. Проведено много исследований, направленных на увеличение потенциала устройства. Многие из них увенчались успехом. Микроволны и лазер – мощные варианты индуктивного заряда, передающегося на значительные расстояния. Недостатком их является мощное излучение, которое способно нанести вред человеку.

Корпорация Apple запатентовала изделие, позволяющее заряжать смартфоны на расстоянии до 1 метра. Компания Intel уже работает над такой технологией магнитного поля, которая помещается в ноутбуки и способна передавать питание на разные периферийные устройства.

Под брендом Samsung уже выпущена док-станция для пополнения зарядка аккумулятора. Устройством комплектуется модель Galaxy S7. К другим устройствам этого бренда нужно подобрать и приобрести специальную платформу, чтобы пользоваться таким методом пополнения емкости батареи. Если модель смартфона не поддерживает технологию и не оснащена встроенные ресивером, то используют чехлы или особые наклейки на них.

Универсальные беспроводные зарядки используют для телефонов:

Samsung Galaxy S3, S6, S7, S8 разные модификации;
Lumia;
Lenovo;
iPhone.

Время полного заряда аккумуляторной батареи составляет от 2,5 до 3 часов. Определяется оно емкостью. Новинкой 2016 года является автомобильная зарядка.

Изготовить устройство можно самостоятельно, если имеются представления об электрическом токе и проводах. Для создания передатчика без кабелей своими руками понадобятся медная проволока и диоды.

Корпусом изделия послужит пластиковая коробка. Необходимы транзисторы (полевые или биполярные). Они сократят время зарядки смартфона. Пригодятся инструменты, ножницы и клей, которые найдутся у каждого.

Чтобы пользоваться передатчиком без кабелей, можно установить универсальный ресивер. Он представляет собой разъем или пластину. Ресивер закрепляется к порту зарядки и фиксируется чехлом. Используя паяльник, приемник скрывают под задней крышкой телефона.

Примерная цена ресивера в комплекте с передатчиком – 700 рублей. Использовать устройство можно для любых моделей телефонов, которые поддерживают технологию Qi.

На покупке оригинальной зарядки без кабелей лучше не экономить. Последние модели смартфонов оборудованы док-станцией и приемником. Поломка данного устройства несет дополнительные финансовые затраты. Предпочтение целесообразно отдавать проверенным компаниям-производителям. Так снижается риск перегрева станции, скачков энергии или перезаряда.

Преимущества и недостатки

Технология заряда аккумулятора без проводов – не очередная ненужная функция современного смартфона. Ответственный подход компании-производителя делает ее популярной среди пользователей телефонов различных марок и моделей. Точки подзарядки гаджетов появляются в общественных местах. Постепенно производители избавляют покупателей электроники от многочисленных кабелей в доме.

Плюсами использования технологии подзарядки без проводов являются:

Отсутствие необходимости в наличии кабеля для соединения смартфона и адаптера. Пополнить емкость аккумуляторной батареи достаточно, поднеся гаджет к специально предназначенной для этого платформе или разместив рядом в радиусе 4 сантиметров.
Изделия, выпускаемые компанией Apple, позволяют одновременно зарядить несколько устройств. Современные модели смартфонов требуют покупки дополнительного адаптера при использовании такого способа пополнения энергии батареи.
Минимальное количество шнуров и проводов в доме.
Док-станцию удобно носить с собой. Но можно и пользоваться передатчиками коллег по работе или домочадцев.
Отсутствие необходимости в подключении к электрической сети.
Невозможность забыть поставить электронное устройство на зарядку.
Незаметность приемника. Производители мебели монтируют док-станции в подлокотники, благодаря чему зарядное устройство отлично вписывается в интерьер и не занимает много места.
Высокая скорость пополнения емкости аккумуляторной батареи.

Огромным плюсом является возможность быстрого и удобного размещения прибора для зарядки. Поместив приемник на кухонном столе, журнальном столике или возле кровати, и кладя туда телефон, можно постоянно поддерживать уровень заряда батареи на уровне 90-100%.

Изделие подключается к смартфону без специального кабеля. При этом сама зарядка присоединяется при помощи провода к электрической розетке.

К недостаткам изделий для пополнения энергией аккумуляторов относят стоимость. Обычно они обходится дороже, чем стандартные зарядки. Примерно цена их в 2-3 раза выше. Несмотря на это данная технология привлекательна для пользователей. Автомобильная зарядка – практичное решение.

Электрическими устройствами пользуются многие люди. Использование изделий без проводов для пополнения емкости батареи позволяет быстро справиться с задачей. Они не вредят здоровью человека, украшают интерьер, удобны в использовании. Человек, использующий смартфон, обязательно оценит практичное решение в виде беспроводной зарядки, которую можно брать с собой на работу или в путешествие.

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:

Убеждаемся, что на аппарате есть значок соответствия стандарту WPC (см. ниже);
Просим показать зарядку: там, кроме индикатора включения Power или I/O, должен быть индикатор заряда Charge или обозначенный таким же, как на гаджете, значком;
просим включить. Power должен светиться, а Charge нет;
Кладем на зарядку гаджет – Charge должен засветиться, а дисплей гаджета показать заряд;
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.

Мир избавляется от проводов повсеместно. Стационарную проводную связь похоронили мобильные устройства, для передачи данных активно внедряются новые стандарты сотовой связи и Wi-Fi, транслировать звук можно через Bluetooth, а компьютерные мышки и кабели лишаются проводов, заменяя их на миниатюрные радиомодули. Пора бы уже оставить в прошлом неудобные соединения с помощью проводов, вот только одна проблема не позволяет сделать это. Для того, чтобы электронные устройства работали, им требуется энергия извне. Как раз этот вопрос и призвана решить беспроводная зарядка.

Первыми коммерческими электронными устройствами, питаемыми без проводов, стали мышки для ПК. Они начали появляться в начале прошлого десятилетия, но так и не вытеснили традиционные варианты, уступив более удобным манипуляторам с радиопередатчиком. А корнями исследования уходят еще в середину 19 – начало 20 века, когда Майкл Фарадей и Никола Тесла экспериментировали с беспроводной передачей электроэнергии.

Чтобы понять, как работает беспроводная зарядка для телефона , стоит вспомнить основы из курса школьной физики. Наиболее перспективной и реализуемой на практике оказалась передача методом электромагнитной индукции (ЭМИ). В ее основе лежат явления электромагнетизма: когда через проводник протекает ток, вокруг него (проводника) образуется электромагнитное поле. Если в него попадает другой проводник, то он подвергается воздействию этого поля и в нем тоже возникает ток. Правильная конфигурация (с использованием катушек индуктивности) позволяет сосредоточить относительно мощное электромагнитное излучение на малой площади.

Беспроводная зарядка, как правило, представляет собой док-станцию, подключаемую в USB-порт или розетку, к обычной зарядке. В ней внутри находятся многовитковая катушка, преобразователь питания и управляющая электроника. Совместимые смартфоны, в свою очередь, имеют внутри такую же катушку, только намотанную из более тонкой проволоки. Если расположить смартфон на площадке док-станции – катушки начинают взаимодействовать, а энергия в виде электромагнитного излучения передается от подставки к смартфону. От приемника ток передается на контакты аккумулятора, пополняя его заряд.

Стандарты беспроводных зарядок

Чтобы правильно выбрать док-станцию, недостаточно знать, как работает беспроводная зарядка для телефона . Нужно также учитывать, что существуют разные стандарты, используемые производителями. Первые смартфоны с поддержкой беспроводной зарядки появились еще в 2008 году. Пионером в отрасли стала компания Palm (интересно, помнит ли еще кто-то такую?). Но ее разработки как-то не получили должного распространения. В дальнейшем на рынке сформировалось два консорциума, занятых совершенствованием технологий беспроводной передачи энергии. WPC (Wireless Power Consortium), созданный в 2008, занимается продвижением стандарта Qi («Ци» — энергия, термин из китайской философии). Именно он получил максимальное распространение.

Конкурирующей организацией является PMA (Power Matters Alliance), развивающая альтернативу. Как ни странно, но в ее состав входят многие компании, также поддерживающие Qi. Поэтому многие смартфоны могут, помимо Qi, поддерживать и стандарт PMA. Среди таких устройств можно выделить флагманы Samsung Galaxy S5 (не все версии), S6 и S6 Edge, Galaxy S7 и S7 Edge. Хотя это – далеко не полный перечень совместимых с обоими стандартами смартфонов.

Со стандартом Qi совместимо большее количество девайсов. Среди них – не только флагманы Samsung, но также топовые Nokia и Microsoft Lumia, Motorola, Sharp, Google Nexus, LG, Fujitsu и другие. Чтобы узнать, какой стандарт поддерживается вашим смартфоном, рекомендуется ознакомиться с техническими характеристиками в инструкции или на сайте производителя. Нужно, чтобы и док-станция для беспроводной зарядки, и телефон, соответствовали одной технологии (Qi или PMA).

На что еще обратить внимание при выборе беспроводного ЗУ

Основным критерием выбора беспроводной зарядки для смартфона является стандарт. Но не только он имеет значение. При покупке следует обратить также на электрические характеристики зарядного устройства. Если напряжение на выходе является стандартизированным и составляет 5 В, то сила тока может варьироваться от сотен миллиампер – до ампера и больше. Учитывая, что сила тока на выходе проводного ЗУ составляет 1-2 А, выбирать нужно модель, у которой ток заряда составит около 1 А. Чем больше значение – тем лучше, так как слабая док-станция будет подзаряжать телефон слишком долго.

Форма тоже может иметь значение: Иногда дизайн ЗУ может попросту не вписываться в интерьер. Наклонные устройства не всегда удобны в плане устойчивости. Наиболее предпочтительными являются прямоугольные и круглые горизонтальные площадки.

Плюсы и минусы беспроводной зарядки для смартфона

Как работает беспроводная зарядка для телефона – мы разобрались, в чем заключаются основные нюансы и тонкости подбора – тоже. Осталось определить, стоит ли покупать такой гаджет, или он себя не оправдает. Для этого нужно ознакомиться с плюсами и минусами, чтобы решить для себя, покупать или нет зарядку Qi.

Плюсы

Защита для интерфейсного разъема смартфона . В процессе зарядки исключается риск повредить гнездо, случайно дернув за кабель. Разъем подвергается меньшему износу, так как используется реже.
Возможность зарядить смартфон, не имея ЗУ. Многие заведения в мире, такие как McDonalds или StarBucks, оснащают столики док-станциями Qi. Благодаря этому можно перекусить или попить кофе, одновременно подзаряжая телефон. IKEA также продвигает такие зарядки, встраиваемые в бытовую мебель.
Всегда заряженный аккумулятор дома. Беспроводная зарядка позволяет вовремя подзаряжать смартфон, просто положив его на площадку док-станции. Если телефон используется редко, а ЗУ Qi всегда под рукой – можно не беспокоиться о том, что батарея сядет в неподходящий момент. Продуманный контроллер прекращает подачу тока на батарею по достижении 100 %, поэтому перезаряда бояться не стоит.
Безопасность. Как бы не противились скептики индукционных технологий и не заявляли о вреде невидимой «радиации» (откуда только ей взяться в электромагнитной катушке?), беспроводные зарядки безопаснее проводных. Риск получить удар током от кабеля сетевого ЗУ мизерен, но в случае с Qi он еще ниже, так как работают док-станции обычно от 5 вольт. Что же касается индукции – на таких мощностях она абсолютно безвредна для человека. В ходе проведения МРТ организм подвергают воздействию в тысячи раз большего электромагнитного излучения.

Минусы

Потеря мобильности . Электромагнитное излучение док-станции достаточно слабое и эффективно лишь на малом расстоянии. Чтобы телефон быстро зарядился – нужно положить его ровно на подставку. Пользоваться устройством в процессе зарядки проблематично, если не невозможно.
Низкая скорость зарядки. Выходная мощность беспроводной зарядки для смартфона редко превышает 1 А. Это значит, что батарея, емкостью 3000 мАч, в идеальных условиях будет заряжаться около 3 часов. А если положить смартфон неровно – время может резко увеличиться.
Ограниченная совместимость. В общей массе относительно мало смартфонов поддерживают стандарт Qi или PMA. Далеко не для всех существуют совместимые приемники или чехлы, позволяющие заряжать девайс без кабелей.
Большие размеры катушек. Проблема совместимости устройств в значительной степени обусловлена относительно большими размерами индукционных катушек. Если стремиться сохранить их малую толщину – извлечь большую мощность тока (свыше 1 А) не получится. Увеличение размеров неминуемо приведет к утолщению смартфона. В гонке за каждым миллиметром производители не всегда могут это позволить.

Что делать, если смартфон не поддерживает беспроводную зарядку

Отсутствие поддержки беспроводной зарядки вовсе не ставит крест на возможности зарядить телефон без кабеля. Сторонние производители разработали специальные аксессуары, предназначенные для этой цели. Они делятся на две категории.

Пластины

Ресиверы-пластины для беспроводной зарядки представляют собой тонкую пластиковую карточку, внутри которой расположена катушка индуктивности. С помощью тонкого контактного шлейфа она подключается к служебным контактам или аккумулятору и аккуратно укладывается под крышку. Малая толщина позволяет свободно поместиться в узкий зазор. Такие пластины-приемники практически не утяжеляют смартфон и не влияют на его внешний вид. Существенным ограничением является только совместимость с узким кругом моделей со съемной крышкой. В противном случае придется разбирать устройство и колдовать с паяльником.

Чехлы

Владельцы смартфонов iPhone тоже хотят попробовать беспроводную зарядку. Но яблочные смартфоны никогда не имели съемной крышки. Батарея у них запрятана глубоко внутри, места там мало и просто так к ней не пробраться. Выходом из ситуации становятся специальные чехлы. В их задней части внутри расположена такая же пластина, только контакты от нее подводятся не к батарее, а в разъем Lightning. Для этого в нижней части чехла установлен соответствующий штекер. Минусами подобного решения являются увеличение размеров смартфона, а также не самая низкая цена на красивые чехлы с беспроводной зарядкой Qi.

Компромиссным решением является пластина Qi, подключаемая к разъему Lightning, но лишенная своего корпуса. Благодаря малой толщине ее можно положить под любой чехол , не ограничивая себя в выборе. Для смартфонов на Android , корпус которых неразборный, также есть аналоги с разъемом MicroUSB или USB Type C.

Современные технологии становятся незаменимыми в нашей жизни. Каждый год появляются интересные новинки, которые заслуживают внимания. Большим спросом пользуются беспроводные зарядки - аксессуары, применяющие электромагнитную индукцию.

В статье будут рассмотрены лучшие беспроводные зарядки, подходящие для смартфонов. Отдельный раздел - автомобильные устройства. Читатель сможет найти информацию о внешних АКБ с зарядкой без проводов. Часть обзора посвящена современным устройствам, предназначенным для зарядки часов.

Как работает беспроводная зарядка

Разные модели используют магнитный резонанс, магнитную индукцию. Пользователь просто размещает гаджет на специальной поверхности, ожидает завершения процесса зарядки. Нет необходимости подключать кабель к прибору.

Аксессуары, созданные по технологии WPC, имеют индикационные катушки. Такие же катушки должны быть в смартфоне (часах или других гаджетах). Одна катушка выступает приемником, другая - передатчиком электричества. Когда в магнитное поле попадает смартфон, его аккумулятор начинает заряжаться.

По стандарту Qi передача энергии возможна в том случае, когда расстояние между двумя устройствами не превышает 5 см. Большинство современных индукционных зарядок - небольшие панели, на которых заряжаются смартфоны.

Индукционные устройства не могут функционировать без проводов. Смартфоны, планшеты или умные часы не подключают к зарядке. Само устройство необходимо подключать к USB, адаптеру питания. Выполняется это действие с использованием кабеля.

Как заряжать беспроводной зарядкой

Рассмотрим особенности использования на примере моделей с открытым стандартом Qi. Этот стандарт распространен в аэропортах, ресторанах, отелях и подобных местах.

Сначала необходимо подключить зарядную станцию к питанию. Обязательно нужно использовать адаптер, поставляемый в комплекте с аксессуаром. Зарядку ставят на ровную поверхность, на другое место, рекомендуемое производителем.

Следующий шаг - расположение смартфона (другого гаджета) на зарядной станции. Запомните, можно заряжать беспроводным устройством не все современные аксессуары.

Зарядка начинается автоматически после размещения аппарата на беспроводной станции. Чтобы определить успешный старт, необходимо посмотреть на соответствующий значок, который отображается при проводной зарядке.

Некоторые устройства нагревают заряжаемые девайсы. Минимизировать вред для АКБ можно простым способом - это ограничение уровня заряда до 75-80%.

Виды беспроводных зарядок

Такие устройства имеют несколько форм-факторов. Современные модели бывают:

настольными;
автомобильными;
в виде подставки;
встраиваемыми;
павербанки qi.

Настольные предметы - стандартные станции в виде компактных подставок. Они занимают мало места, подходят для зарядки смартфонов.

Второй вид аксессуаров специально создан для применения в автомобиле. Модели могут дополняться кронштейнами, держателями, адаптерами в прикуриватель, другими элементами.

Зарядки-подставки не только «питают» батарею девайса. Такие устройства выполняют функцию подставки. Во время зарядки смартфон или планшет находится под удобным углом, что позволяет пользователю просматривать видео, почту.

Встраиваемые модели имеют специальный дизайн, могут монтироваться в тумбы, столы, шкафы, барные стойки. Портативные устройства этого типа защищены от пыли, влаги.

Для смартфонов

Перед покупкой портативной зарядки необходимо убедиться в том, что смартфон поддерживает такое решение. Беспроводные модели представлены широким ассортиментом, разными ценовыми категориями. Предметы выглядят элегантно, поэтому хорошо вписываются в интерьер комнат, офисов и кабинетов.

Устанавливать аппараты на док-станцию можно в горизонтальном (вертикальном) положении. Пользователь имеет возможность смотреть мультимедийные файлы, входящие уведомления и другую информацию.

Быстрые зарядки для гаджетов Samsung - это настоящее открытие. Устройства отличаются мощностью работы, заряжают смартфоны и планшеты бренда Samsung с разной скоростью. Есть варианты со светодиодной индикацией, которая сигнализирует о подключении смартфона, отображает уровень «жизни» батареи.

Оригинальная беспроводная зарядка Samsung имеет складную конструкцию. Корпус устройства выполнен из пластика. Подходит адаптер для смартфонов серии Galaxy S.

Устройство Mi Wireless Charger - универсальный вариант для товаров xiaomi. В док-станции использован стандарт Qi, ее можно использовать для смартфонов других брендов. Сплав алюминия с анодированием - основа корпуса этой портативной модели.

Производитель утверждает, что зарядка осуществляется даже при расстоянии 4 мм до смартфона. Можно наполнять энергией батареи аппаратов, заключенных в защитные чехлы.

Беспроводные зарядные устройства подходят для новых iPhone, более старых «яблочных» версий. Можно приобрести зарядку для айфона 8 или 8 Plus, модели XS, других аппаратов с NFC-модулем. Для техники Apple подходят док-станции, площадки-таблетки.

Оригинальная беспроводная зарядка - AirPower, но ее нет в продаже. Ходят слухи, что устройство работает нестабильно, перегревается. На официальном сайте Apple нет информации о таком аксессуаре.

Устройства можно устанавливать в автомобиле, что позволяет заряжать гаджеты во время езды. Разные модели устанавливаются на ветровое стекло, торпеду или воздуховоды печки (кондиционера). Смартфон фиксируется зажимами, а сам адаптер можно использовать в горизонтальном режиме.

Подзарядка гаджета начинается автоматически после его подключения к зарядке. Высококачественные электронные компоненты обеспечат защиту, оптимальную эффективность заряда. Подходят автомобильные модели для девайсов разных брендов.

Беспроводной внешний аккумулятор станет помощником при поездках, деловых встречах, отдыхе. В таких устройствах может быть 2 USB-выхода, что позволяет подзаряжать 2 гаджета. При использовании внешнего аккумулятора не нужно применять переходники.

Устройства этого типа дополнены встроенной индукционной катушкой, что обеспечивает стабильную подзарядку. Есть модели с дисплеем, встроенной защитой от перегрузок.

Беспроводные внешние аккумуляторы характеризуются увеличенной емкостью, дополнительными возможностями Qi зарядки, небольшими размерами. Устройства свободно помещаются в кармане, дамской сумочке. Минимальный вес позволяет брать внешние аккумуляторы в путешествия, на природу.

Некоторые модели имеют функциональную подставку, выдвигаемую на 2-3 уровня. Если смартфон устанавливается под углом, то можно просматривать фильмы, книги. В таком случае беспроводная зарядка на внешнем аккумуляторе не будет доступной.

Беспроводная зарядка для часов

Смарт-часы необходимо установить на специальную подставку, включить зарядку. Заряжаются наручные аксессуары по индукционной технологии. С использованием компактной выдвижной платформы нагрузки на разъемы «умных» часов будут минимальными, что значительно продлевает их срок службы.

Беспроводные подставки полностью заряжают «умные» часы за короткое время. Точное время зависит от толщины корпуса, модели смарт-часов. На зарядку до 100% уходит 1-2 часа.

Сколько стоит беспроводная зарядка

Цена устройства зависит от разных факторов. Учитывается мощность, входное напряжение, размеры и вес модели. Имеет значение количество USB-портов, входное напряжение. Стоимость аксессуаров колеблется от 5 до 100 долларов. В продаже есть и более дорогие модели.

Беспроводная зарядка - одно из ключевых нововведений в iPhone 2017 года. Значит, настало время понять, что это за технология. Раз уж даже Apple сдалась.

Вот несколько основных вопросов, в которых должен разбираться любой современный пользователь. Постараемся не грузить научными терминами.

Как все начиналось

Идею беспроводной передачи энергии стали претворять в жизнь в 19 веке. Первая резонансная демонстрация новинки - Всемирная выставка 1893 года, где Никола Тесла своими руками зажёг не подключенные люминесцентные лампы.

Через сто с лишним лет мы только начали получать то, о чём мечтал сербский гений - повсеместное внедрение революционной технологии. Сегодня существуют несколько способов беспроводной передачи энергии, но на коммерческие рельсы удалось поставить только зарядные устройства, работающие на принципах электромагнитной индукции.

Что за электромагнитная индукция

В паре слов: если на одну из двух помещённых рядом катушек подать переменный электрический ток, то во второй возникнет свой ток. Всё благодаря электромагнитной индукции. Задав напряжение нужной величины можно зарядить аккумулятор.

Связь между этими катушками осуществляется через электромагнитное поле, что и позволило избавиться от соединяющих проводов. Но приёмник должен быть расположен рядом с передатчиком, иначе часть поля расходуется зря.

На деле всё немного сложнее, катушки могут быть как магнитно-индуктивными, так и магнитно-резонансными. Также существуют определенные наборы параметров - стандарты, которым должны соответствовать современные зарядные устройства (например, всем известный «Qi-стандарт»). Эти нюансы влияет на скорость зарядки и на допустимое расстояние поля.

Причём тут Qi?

Современные исследования в сфере беспроводной передачи энергии консолидировали в себе две большие группы: Wireless Power Consortium и AirFuel Alliance. Безусловно, есть и другие команды, работающие над собственными, уникальными технологиями, но до их массового использования ещё далеко.

Сегодня основной стала спецификация, разработанная Wireless Power Consortium. Именно она получила название «Qi» (читай «ци»).

В теории, Qi обеспечивает зарядку мощностью до 5 Вт и силой тока 1 или 2 А, при напряжении 5 В. Эти параметры сопоставимы с проводными ЗУ, но питание идёт намного медленнее.

При этом, приемник и передатчик могут обмениваться информацией о поддерживаемых стандартах и уровне зарядки. Например, это позволяет отключить передающее устройство, когда аккумулятор полностью зарядится.

Магнитное поле - это не излучение, и на организм человека влияет не больше, чем Wi-Fi или сигнал мобильного. В любом случае, мощности 5 ватт не хватит, чтобы оказать негативное воздействие.

5 сантиметров – не предел

Две катушки «понимающие» Qi - не единственный вариант беспроводной передачи энергии. Есть множество рабочих прототипов, способные заряжать девайсы на расстоянии нескольких метров.

Вот некоторые из них:

WiTicity
Идея пришла в голову сотруднику Массачусетского Университета, Марину Солячичу. Две катушки настроены таким образом, чтобы резонировать друг с другом. При подаче переменного тока на одну катушку, магнитное поле передаётся другой катушке. Этот метод запатентован, и все детали держатся в секрете. Известно, что уже получилось передать энергию на расстояние около двух метров, при теоретически возможных семи метрах. Компания уже сотрудничает с такими гигантами как Delphi, Toyota, IHI, Audi, Haier или OSRAM.
PoWiFi
Ребята из Вашингтонского университета придумали способ, позволяющий использовать Wi-Fi в качестве источника энергии. Они перепрошили роутер Asus RT-AC68U, для того, чтобы передавать заряд по незанятым каналам. Сенсоры, расположенные на расстоянии до 8 метров от роутера успешно преобразовали энергию электромагнитной волны в постоянный ток. Таким образом удалось подать питание на камеру видеонаблюдения и даже зарядить Jawbone Up24.
DCRS
Другая система, под названием Dipole Coil Resonant System работает на расстоянии до 5 метров. Здесь тоже используются катушки, и они относительно компактны. Эксперимент показал, что с помощью данного метода можно запитать даже ЖК-телевизор (40 Вт) на расстоянии до пяти метров. Но чем больше разрыв, тем ниже КПД, например, при передаче 40 ватт на 5 метров, придётся «выкачать» 400 ватт из электросети. Зато без проводов между приёмником и передатчиком.

Но все эти методы не готовы к массовому рынку. Поэтому мы довольствуемся беспроводной зарядкой по стандарту Qi. Как оказалось, даже такого ограниченного способа передачи энергии хватает для его повсеместного распространения.

От теории к практике. Вокруг все меньше проводов

Пару лет назад я объявил войну всем проводам в своей квартире и нещадно их ПРЯТАЛ. В ход шло все, от скрытой разводки в стене до аккуратного прокладывания кабелей с помощью липучек из ИКЕИ. Но как бы я ни старался, шнуры для зарядки гаджетов все равно на виду, они либо используются по назначению, либо терпеливо ожидают своих прожорливых «потребителей».

С каждым новым устройством, «понимающим» беспроводной заряд, маленький перфекционист внутри меня ликует. Совсем скоро можно будет выкинуть весь этот моток проводов, заменив их на один зарядник под все девайсы. Который я не поленюсь встроить в стол.

Беспроводная передача энергии может гораздо большее, чем удобно заряжать смартфон дома. Появилась возможность оставаться на связи всегда, стоит только подтянуть инфраструктуру. И это уже происходит:

Первыми вскочили на волну предприниматели. Сегодня наличие площадок для беспроводной зарядки в кафе, ресторанах и кинотеатрах - пример хорошего тона и неплохой способ добавить в свою копилку ещё одно конкурентное преимущество.
Не отстают и производители автомобилей. Например, в приборную панель Volvo XC40 встроили площадку для беспроводной зарядки - сел в машину, положил смартфон в специально отведённый отсек и вообще не задумываешься об оставшихся процентах.
Да даже в IKEA продаются предметы интерьера с встроенной беспроводной зарядкой. Шведы предлагают как готовые лампы с дополнительными площадками, так и отдельные модули, встраиваемые в мебель. Можно собрать неплохой стол в офис.

Получается, что уже сейчас можно круглые сутки оставаться подключенным к сети: дома, по пути на работу, в офисе и во время прогулок. Этого хватит даже самому прожорливому андроиду смартфону.

За беспроводной зарядкой - будущее

Эпоха отличающихся разъемов уходит, грядёт время унификации. Судите сами, все больше гаджетов получают одинаковый USB Type C, а теперь и беспроводную зарядку по Qi-стандарту.

Итак, смартфон или часы можно вообще не подключать к проводу. Не удивлюсь, если через пару лет, рядом с роутером, раздающим Wi-Fi, появится коробочка, раздающая заряд. И достаточно будет просто войти в помещение, а смартфон начнёт заряжаться сам.