Стол для беспроводной зарядки телефонов

Стол, положив на который свой подсевший смартфон, можно осуществить беспроводную зарядку телефона – отличная задумка, о которой рассказал на своем канале блогер Ака Касьян. Её можно реализовать дома, но еще больший интерес она представляет для общественных мест, где посетителям не надо будет просить розетку для того, чтобы подзарядить свой смартфон. Достаточно положить на некоторое время телефон на стол и пожалуйста – он зарядится без каких-либо дополнительных манипуляций. Купить же модуль можно в этом китайском магазине – в поиске напишите: DIY беспроводное зарядное устройство.

Сегодня мы пойдем далеко вперед, сделав целый стол, на котором будет работать самая мощная электроника, заряжаться смартфоны, планшеты, и это будет происходить просто лежа на столе, без проводного подключения.

Начнем со схемы. Состоит она из трех основных частей. Это блок питания, высокочастотный преобразователь, контур в роли излучателя.

Блок питания должен выдавать напряжение от 9 до 20 вольт и ток на выходе от 5 до 15 ампер. Оптимальный вариант – использование 12- вольтовой обмотки компьютерного блока питания или же можно взять готовый блок питания для светодиодных лент на 12 вольт. Хотя не исключено и применение сетевых трансформаторов с дополнительным диодным мостом и сглаживающим трансформатором на выходе.

Высокочастотный преобразователь сложно назвать им, но он преобразует постоянный ток в высокочастотный. Контур или излучатель играет роль передатчика и обычным методом электромагнитной индукции во вторичной или приемного контура будет возникать напряжение, которое зависит от количества витков в приемных контурах а сила тока в них будет зависеть от диаметра провода.

Схема генератора “преобразователя” представляет из себя мощный мультивибратор. Иначе говоря, это преобразователь с параллельным резонансным контуром. Рабочая частота схемы зависит от параметров резонансного конденсатора. Онлайн программа расчета для этой части имеется на сайте vip-cxema.org/index.php/online-raschjoty. Скачать схему и плату по ссылке.

Схема имеет несколько вариантов реализации. Работает почти одинаково хорошо. По какому варианту собирать, решайте сами. Эти варианты, а также печатную плату можно скачать. Какую схему выбрать, чтобы была доступна для повторения, дешева и не требовала никакой наладки? У автора видео есть много роликов на тему простых индукционных нагреватель. Его схема – как раз то, что нужно. Хотя генерация нестабильна, но зато в схеме никаких микросхем и сложных настроек.

Использован транзистор IRF 150, подойдут любые n-канальные полевые транзисторы с током от 30 ампер. При этом чем выше ток, тем лучше. Напряжением от 60 до 150-200 Вольт. Задействованы диоды типа UF 5408, можно его UF 4007. В принципе подойдет любая подобный диод с током от 1 ампера с обратным напряжением 400 вольт.

Дроссели намотаны на кольцевых сердечниках от блока питания, но можно использовать ферритовый стержень от радиоприемника с длиной 3-4 сантиметра. Количество витков в обоих случаях может варьироваться от 7 до 15. Диаметр провода от 1 до 1,5 миллиметров. Оба дросселя должны иметь одинаковые параметры.

Конденсаторы использованы напряжением от 800 до 1600 Вольт. Даже в случае 400-вольтовых конденсаторов последние будут нагреваться. Общая емкость конденсаторной батареи около 1 микрофарада. Но может быть от 0,33 до 2,2 микрофарад. Чем больше емкость, тем больше ток в контуре. Следовательно тем выше мощность устройства в целом.

Сборка

Плата пока что не полностью собрана, но решено установить транзисторы на теплоотвод. Нельзя забывать о разделительных прокладках. Желательно также использовать термопасту. Затворные резисторы могут иметь сопротивление от 270 до 470 ом, мощностью от 1 до 2 ватт.

О контуре. Для данного варианта был взят провод 4,5 квадратных миллиметров. Не следует путать поперечное сечение с диаметром окружности, в данном случае речь именно про сечение. Длина провода зависит от размеров стола. в данном случае провод имеет длину 4 метра. Провод многожильный в изоляции.

Во время начальных классов источником питания служили литий-ионные аккумуляторы общим напряжением около 12 вольт. Все это впоследствии было заменено на адаптер.

Резонанс – большая сила, и тут опять вспоминаем великого гения всех времен Николу Теслу. Настройка достаточно проста, нужно вводить приемные контура на резонансную частоту передающего контура. Делается это путем расчета и подбора конденсатора, который подключается параллельно первичному контуру. Если кто-то соберет схему, а дальность передачи будет мала, значит скорее всего нарушена резонансная частота.

Проведем тест, который наглядно может показать, что такое резонанс и как настроить катушки, чтобы получить максимальную эффективность. Намотан небольшой приемный контур, к которому был подключен светодиод без ограничительных резисторов. Это сделано только для теста. Проверим расстояние передачи без резонансного конденсатора на вторичном, или приемном, контуре.

Теперь подключен резонансный конденсатор к вторичному контуру. Результат очевиден. Беспроводной прием на расстоянии около 14 см и это далеко не предел. Без резонансного конденсатора расстояние передачи около 3-4 см. Если подобрать неверный конденсатор, то это расстояние может снизиться до 1 сантиметра и меньше.

Сразу будем монтировать систему под стол, чтобы не делать лишние настройки. Необходимо равномерно натянуть контур, зафиксировав последний термоклеем.

Теперь самое важное. Сколько времени вы тратите на то, чтобы зарядить каждый гаджет, испытывая неудобства, путаясь в проводах под ногами. А тут – раз, включил тумблер, бросил на стол любое устройство и оно работает или заряжается. Можно даже в ноутбук вставить приемный контур и избавиться от адаптера. Вхолостую устройство потребляет ток около 1 ампера. КПД очень низкое, но зато такой стол облегчает жизнь, это самое главное.

Мощности хватит на все гаджеты в доме, и в запасе еще останется. В дальнейшем автор видео-урока хотел бы добиться большей дальности приема.  А стол для беспроводной зарядки основан на изобретении Николы Теслы.

Для тестов были намотаны и настроены приемные контура, к которым подключены разные нагрузки, ноутбук пока не переделан, он стоит рядом, и наглядно показывает, что такая система полностью безопасна
для техники.

Насчет воздействия на людей – частота низкая, вредного излучения нет, любой WiFi модем излучает гораздо больше, чем такая зарядка.
Конструкцию стоит рассматривать просто как демо вариант, поэтому строго судить не нужно.