Зарядка для телефона своими руками: самодельное беспроводное устройство с помощью 3D принтера

Получив доступ к 3D принтеру, я решил своими руками собрать зарядник Qi. В этой инструкции мы сделаем стильную беспроводную зарядку для телефона, которая будет достаточно мощной, чтобы быстро заряжать современные смартфоны и будет реагировать на них свечением светодиодов.

Содержание статьи

Шаг 1: Модель

Кейс был спроектирован в Autodesk Fusion 360 и распечатан на 3D принтере. Верхняя и нижняя части были отпечатаны из серой резины, а центральная из неокрашенной.

Шаг 2: Печать

Для того, чтобы поверхность деталей была ровной, все они печатались под углом. После окончания печати все подпорки были аккуратно отсоединены. Небольшая полировка довела детали до совершенства. Все детали, заснятые на картинках выше — только что вышли из принтера и еще не обрабатывались.

Важная заметка: как вы видите на фото выше, стенка нижней детали надломана. Это произошло не при печати на принтере, просто она не выдержала нагрузки при сборке.

Шаг 3: Электроника

Важнейшей частью нашего устройства является беспроводной зарядник. Я купил мою печатную плату на Ибэй. Есть три основных характеристики при выборе зарядной платы:

Зарядник должен быть совместим с Qi (Ци). Технология Ци — практически универсальный стандарт, который должен заряжать практически все смартфоны с поддержкой беспроводной зарядки.
Три катушки намного лучше, чем одна. Большинство дешевых зарядников имеют всего одну катушку, передающую электромагнитную энергию телефону. Это сильно уменьшает скорость зарядки, а также уменьшает радиус действия зарядника
Световой индикатор зарядки. Когда телефон заряжается от катушек, индикатор горит. В этом проекте мы внедрим светодиодные элементы, которые во время зарядки телефона будут загораться и гаснуть.

Схемы зарядки рассчитаны на 5V, в то время как светодиодные полосы работают от 12. Чтобы использовать и то и другое вместе, я приобрёл конвертер, который понижал 12вольтовый вход до 5V. Корпус конвертера был больше, чем заявлялось в спецификации, поэтому мне пришлось избавиться от корпуса, закрыв водочувствительные места эпоксидкой.

Для светового эффекта я использовал синюю 12вольтовую диодную полосу. Ширина диодной полоски должна быть достаточно малой, чтобы вместиться в зазор, ширина которого равна центральной детали корпуса, напечатанной из прозрачной резины.

Также вам понадобятся конденсаторы, транзисторы, резисторы, реле, печатные или макетные платы и разная мелочь.

Шаг 4: Релетранзистор

Моя зарядная схема содержит два разных типа подсветки. Когда телефон не заряжается, ток в 1.3V подаётся на красные светодиоды. Когда начинается зарядка, ток поднимается до 3V, «зажигая» синие диоды. Это отлично мне подходит, так как транзисторы работают переключателями при схожих уровнях тока. Чтобы обеспечить звуковую сигнализацию зарядки телефона, я также добавил реле, издающее приятный «клик», когда ток включается или выключается. Для управления всей электроникой я создал необычную схему, которая соединяла обе схемы – схему индикации зарядки и источник питания на 12V.

Ввиду того, что ток в схеме подсветки меняется, я имею возможность прикрепить реле прямо к положительной и отрицательной клеммам.

Шаг 5: Светодиодная схема

У меня немного опыта в проектировке схем, поэтому моя схема — не лучшая, но она хорошо работает. Схема угасания диодов очень проста и используется для минимизации жесткости перехода из состояния ВКЛ в ВЫКЛ. Когда подается напряжение, яркость диодов быстро нарастает, а когда ток выключается, диоды медленно гаснут и это смотрится очень красиво.

Убедившись в работоспособностисхемы, я спаял её на печатной плате. После проверки работоспособности я подрезал плату до размера, помещающегося в мой корпус.

Шаг 6: Сборка

После того, как все схемы соединены, сборка не представляет сложности. Единственная трудная вещь — заставить всю электронику поместиться внутрь. Это как собрать пазл. Зарядные катушки хорошо уместились в свой слот. Для подводки электричества пришлось просверлить дырку в стенке корпуса. Чтобы обезопасить устройство от замыканий, вся открытая электроника была изолирована. 12вольтный источник питания был подключен через отверстие в стенке и держался достаточно плотно, чтобы не думать о его приклеивании. Когда всё проверено на работоспособность, приклейте все модули к корпусу для предотвращения смещения.