Зарядка для телефона с автоматическим отключением
На Хабре есть немало статей о беспроводной зарядке смартфонов, и в комментариях к каждой из них, нет-нет, да и проскользнет наивный вопрос, который местные старожилы мгновенно заминусуют, отправив комментатора учить матчасть. Мы как, не побоимся этого слова, крупнейший производитель зарядных устройств для смартфонов с удовольствием проведем ликбез по беспроводным зарядкам, ответим на вопросы и развеем пару мифов. И начнем, пожалуй, с вопроса, от которого большинство хабровчан начинают скрежетать зубами.
Шапочка из фольги и свинцовые трусы компенсируют все негативные… извините, шутка. Уверения о некоем опасном излучении беспроводных зарядок можно воспринимать только со снисходительной улыбкой. Как говорится, не учите физику, и ваша жизнь будет полна чудес (и/или необоснованных страхов). Если на расстоянии двух сантиметров над поверхностью станции телефон перестает заряжаться и даже распознавать беспроводную зарядку, то откуда взяться излучению, которое будет «бить» на метры вокруг, выжигая мозг и репродуктивную систему?
Каждую секунду вас пронзают радиоволны сотовой связи, Wi-Fi, Bluetooth, ТВ и радиовещания и множество других сигналов в самых разных диапазонах, вы подвергаетесь воздействию электромагнитного поля от компьютера, любого электроприбора и даже электропроводки в стенах, а уж как «фонит» работающая микроволновка! И всё это не оказывает ровным счетом никакого влияния на вас, потому что это не ионизирующее излучение (то есть, не радиация).
Изучением влияния неионизирующего излучения на человека ученые занимаются десятки лет, и за это время было не раз доказано, что реальную опасность для людей представляют только долговременные тесные объятия с мощными неэкранированными излучателями, вроде военного радара, базовой станции сотовой связи, направленной точно на вас на расстоянии в пару метров или микроволновки без двери. И вред будет заключаться в разогреве молекул воды в клетках и денатурации белков.
Единственная рекомендация, которая хоть как-то затрагивает беспроводные зарядки для смартфонов, — не подносить работающую зарядку к кардиостимулятору. По инструкции медицинским устройствам вообще противопоказано любое постороннее мощное излучение. При этом нет никаких доказательств или случаев влияния Qi-зарядки на кардиостимулятор. Более того, уже разработана беспроводная зарядка для самих кардиостимуляторов.
Человеку беспроводная зарядка не может навредить никоим образом. А вот себе самой — вполне, если между телефоном и станцией оставить металлический предмет (как монета на фото). Электромагнитная индукция — дело такое.
Фото: Wireless Power Consortium
Однако если задаться такой целью, с помощью беспроводной зарядки действительно можно нанести вред смартфону. Дело в том, что хоть Qi-станции могут обнаруживать посторонние металлические предметы, попавшие между двумя катушками, некоторые тонкие предметы, вроде скрепок или декоративных вставок на чехле, могут остаться незамеченными. Оказавшись над передающей индукционной катушкой, металл неизбежно начнёт нагреваться. Нескольких минут хватит, чтобы та же скрепка раскалилась и начала плавить пластик.
КПД проводной зарядки составляет около 97%, то есть потерь энергии практически нет. А вот КПД беспроводных зарядок колеблется на уровне 60–75%. В теории, в сферических условиях в вакууме, так сказать. В реальности на КПД зарядки стандарта Qi влияет положение телефона на зарядной станции (то есть положение индукционных катушек друг относительно друга), их характеристики и размеры.
В этом году технологические новостные сайты наперебой репостили «исследование» энтузиаста, сравнившего скорость и энергопотребление проводной и беспроводных зарядок. Закономерно, результаты оказались не в пользу последних, причем КПД индукционной зарядки варьировался от станции к станции и особенно сильно зависел от положения смартфона на них. Если за 100% взять эффективность проводной зарядки, то КПД Qi варьировался от 20% до 53%, а самый лучший результат показала оригинальная Google Pixel Stand — 61%. Правда, исследование было посвящено не скорости или тепловыделению беспроводных зарядок, а их энергопотреблению — автор вел читателя к выводу, что если хотя бы половину от 3 млрд смартфонов в мире заряжать по воздуху с таким КПД, энергопотребление и нагрузка на энергосети возрастут. С одной стороны, с математикой не поспоришь. С другой, неутешительный вывод держится на вероятности «если бы, да кабы», а энергопотребление в мире и так растёт за счет цифровизации общества.
Кстати, возьмите на вооружение USB-тестер, с помощью которого можно измерять напряжение, ток и переданную энергию. Такой гаджет стоит около 1000 рублей, но позволяет безошибочно оценить качество USB-кабелей и выходные параметры зарядных устройств. Архиполезная вещь в хозяйстве!
Фото: AliExpress
Исходя из невысокого реального КПД индукционной зарядки, мы приходим к необходимости подключения зарядной станции к блоку питания повышенной мощности. Если 5-ваттную станцию подключить к 5-ваттному ЗУ, то из-за потерь скорость зарядки смартфона будет… скорее всего, никакой, потому что результирующая мощность на приёмной катушке смартфона окажется незначительно выше энергопотребления телефона в режиме ожидания. Производители Qi-станций рекомендуют использовать блоки питания с мощностью на 30–40% выше, чем у Qi-зарядки. Так, Apple для своей новой 15-ваттной MagSafe для iPhone 12 рекомендует докупить адаптер с мощностью не ниже 20 Вт. К счастью, не обязательно производства Apple. Мы провели сравнение скорости зарядки iPhone 12 Pro через MagSafe, подключенного к оригинальному 20-ваттному адаптеру Apple и к крохотному Anker Nano на те же 20 Вт. Разница между двумя блоками питания укладывается в несущественную погрешность — 188 минут в случае с ЗУ Apple 20 Вт и 190 минут в паре с Anker Nano 20 Вт. А при зарядке от этих блоков питания не через MagSafe, а напрямую по кабелю, батарею удалось зарядить за одинаковое время в 104 минуты.
Кстати, о MagSafe. Формально с новой зарядкой Apple совместимы все iPhone с Qi-приемником, но лишь семейство iPhone 12 будет заряжаться с максимальной мощностью 15 Вт, тогда как предыдущие модели смартфона — только 5 Вт. Также обозреватели заметили странную несовместимость MagSafe с мощными блоками питания для MacBook — в паре с 96-ваттным адаптером MagSafe «раскачался» только до 10 Вт. Есть мнение, что в адаптер для ноутбука просто не «зашит» необходимый профиль питания, требуемый для MagSafe.
Раньше мы тоже советовали приобретать для наших беспроводных зарядок блоки питания примерно на 40% мощнее, однако теперь самые мощные Qi-станции, вроде Anker PowerWave II Stand мы просто комплектуем сетевым адаптером необходимой мощности. Если в комплекте с вашей Qi-зарядкой не оказалось кабеля, докупите гарантированно хороший провод — дешёвые безымянные USB-кабели часто не могут передать высокие токи, а наименее качественным кабелям не покоряется даже 0,5 А.
Рискуем удивить, но да. Как и проводная зарядка. А уж как опасно для аккумулятора отсутствие любой зарядки и уход в глубокий разряд! Аккумуляторы вообще от жизни умирают. На скорость наступления неизбежного конца по большей части влияет лишь интенсивность использования батареи. В некотором смысле литий-ионные батареи следуют завету «live fast, die young» — чем быстрее аккумулятор выработает свой ресурс циклов заряда/разряда, тем быстрее потеряет ёмкость и потребует замены.
Заметьте, мы говорим о ресурсе, выраженном в количестве циклов зарядки. Самому аккумулятору абсолютно все равно, каким образом ему пытаются восполнить заряд: по проводу или через индукционную катушку — контроллер питания любой входящий ток приведёт к нужным характеристикам и лишь затем подаст на элемент питания.
Но нет дыма без огня, откуда-то ведь взялись городские легенды об опасности беспроводной зарядки? В этом мифе есть доля правды, только не там, где полагают большинство несведущих владельцев смартфонов. Повторим: ток, подаваемый непосредственно на аккумулятор, не различается в зависимости от способа зарядки, так что никакого «повреждения индукционными токами» при использовании стандарта Qi быть не может в принципе. Аккумулятору вредит лишь нагрев до высоких температур, который ускоряет деградацию анода и катода и, как следствие, ведёт к снижению ёмкости и в особо тяжёлых случаях даже к короткому замыканию. Ускоренный износ батареи наблюдается при её нагреве выше 30 °C, то есть температурный порог издевательски мал и ниже температуры тела человека.
Давайте считать и прикидывать. КПД Qi-зарядок составляет около 60%, большая часть потерянной энергии преобразуются в тепло, которое нагревает катушки и, соответственно, смартфон, а вместе с ним и аккумулятор. Важный момент — для наиболее высокого КПД катушки в станции и смартфоне должны находиться точно друг над другом, при их смещении станция вынуждена повышать мощность, что вызывает повышенный нагрев.
Дешевые безымянные Qi-зарядники не испортят ваш смартфон, зато могут испортиться сами — экономия на элементной базе и некачественная пайка могут закончиться коротким замыканием. И хорошо, если не случится возгорания.
Фото: iphones_ru / Instagram
Смартфоны могут охлаждаться только естественным образом, поэтому добротный чехол серьезно ухудшает отвод тепла. Это не значит, что надо непременно избавляться от чехлов во имя сохранности батареи — новый аккумулятор через пару лет обойдётся дешевле, чем потенциально разбитый экран сейчас. Но свою лепту в перегрев смартфона чехол всё-таки вносит.
Поэтому же мы не рекомендуем добавлять смартфону функцию беспроводной зарядки с помощью Qi-приёмника в виде тонкой пластины со штекером. Смартфоны без Qi-катушки просто не рассчитаны на то, что сквозь них начнут протекать индукционные токи, а тыльную часть начнет нагревать индукционная катушка. В лучшем случае при использовании такого ресивера вы получите очень быструю деградацию аккумулятора из-за перегрева, в худшем — испорченные MEMS-компоненты, вроде компаса или гироскопа.
Подобные Qi-ресиверы для смартфонов можно купить за 200–300 рублей, но мнимое удобство может обернуться повреждениями аккумулятора и микромеханических компонентов смартфона.
Фото: AliExpress
Всё-таки стандарт беспроводной зарядки Qi разрабатывался не наобум лазаря. Начинку смартфонов предложили защищать изолирующей пластиной, возможные негативные эффекты от перегрева были просчитаны, а мощность — ограничена гарантированно безопасными значениями (те самые 5 Вт в первых ревизиях стандарта, 15 Вт сейчас).
Даже в самом неблагоприятном случае беспроводная зарядка не превратит телефон в сковородочку для жарки шкварок. В смартфоны встроен термодатчик, который не позволяет батарее нагреваться выше 45 °C. Если обнаружится перегрев, например из-за толстого чехла, не дающего телефону охлаждаться естественным образом, то контроллер питания потребует снизить подаваемую мощность.
Но всё это касается оригинальных спецификаций Qi с базовым ограничением мощности беспроводной зарядки смартфонов в 15 Вт. А что же с быстрыми беспроводными зарядками?
Заряжать современный смартфон от беспроводной станции мощностью 5 Вт — это очень медитативное занятие, имеющее смысл только если телефон оставлять на прикроватной тумбочке на всю ночь. Для тех, кто закономерно не хочет ждать по шесть часов, производители смартфонов предлагают собственные проприетарные быстрые зарядки, на полную мощность работающие только с определёнными устройствами их же марки. Так у Huawei есть SuperCharge на 27 Вт и 50 Вт, OPPO представила AirVOOC на 65 Вт, а Xiaomi так и вовсе в ноябре 2020 года анонсировал 80-ваттную беспроводную зарядку, способную зарядить батарею на 4000 мА·ч за 19 минут.
Чудо техники от Xiaomi — беспроводная зарядка телефона за 18 минут. А что с температурой батареи? Пока неизвестно.
Потрясающие мощности и, в теории, потрясающее тепловыделение. Заметим, что при проводной зарядке гаджеты тоже нагреваются, и этот нагрев зависит от мощности зарядки (при условии, что сам смартфон в этот момент не используется, иначе нагрев будет значительно выше). Но при беспроводной передаче энергии тепла выделяется всё же больше. Соответственно, Qi-зарядник на 5 Вт нагреется крайне несущественно, на 15 Вт — побольше, а вот как должен разогреться смартфон, который питают через 80-ваттную беспроводную станцию… На самом деле однозначно мы пока не можем ответить на этот вопрос, сверхмощная зарядка Xiaomi ещё не вышла в серию, и реальных независимых тестов пока не проводилось.
Итак, с тепловыделением быстрых беспроводных зарядок более-менее разобрались — в теории оно выше, но практически нагрев контролируется термодатчиками и разнесением высокой мощности на две отдельных передающих катушки. Но есть другой возможный негативный фактор, общий и для проводной, и для беспроводной быстрой зарядки — повышенный ток, подаваемый на аккумулятор.
Разрядка и зарядка литий-ионной батареи представляет собой процесс передачи положительных ионов лития между анодом и катодом. Чем выше мощность заряда или разряда, тем быстрее ионы покидают один электрод и прикрепляются к другому. В ходе эксплуатации батареи анод и катод неизбежно изнашиваются, а быстрая зарядка незначительно ускоряет этот процесс. Насколько? Если использовать исключительно «быстрый» способ, то разница в ёмкости в сравнении с медленно заряжаемым аккумулятором проявится года через два или примерно 500–600 циклов, но при таком износе в принципе разумно заменить батарею, так как та неизбежно потеряет 10–15% ёмкости. Подчеркнем, что эта проблема проявляется при использовании и проводных, и беспроводных зарядных устройств высокой мощности.
Стандарт Qi сразу создавался открытым, поэтому за установку индукционной Qi-катушки производители гаджетов не платят никаких лицензионных отчислений. Соответственно, поддержка Qi — это лишь вопрос себестоимости индукционного модуля и перепроектирования внутренностей смартфона. Всякая компания вольна решать, внедрять ли ей поддержку Qi или нет и катушку какой мощности интегрировать.
В мире продукции, выпускаемой тиражом в десятки и сотни тысяч (а кому повезёт со спросом — и миллионов) штук экономия даже в несколько центов не бывает лишней. Например, в iPhone X закупочная стоимость компонентов для реализации беспроводной зарядки составила $6. И это по мегаоптовой скидке для уважаемого заказчика, и это для катушки с мощностью приёма не более 7,5 Вт. Для флагмана за $1000 лишние $6 в себестоимости погоды не делают, чего не скажешь об Android-фонах начального и среднего уровня, производители которых не прочь сэкономить для повышения конкурентоспособности среди равных.
Смартфон Palm Pre опередил свое время, став первым массовым телефоном с беспроводной зарядкой. И это в 2009 году, за год до появления Qi, за два года до первого Android-фона с опциональной Qi-крышкой и за шесть лет до интеграции Qi-катушек внутрь смартфонов.
Фото: HP
К счастью, цена катушек пала достаточно низко, чтобы установка приёмника даже на 10 Вт практически не отражалась на цене телефона, хотя 3–4 года назад смартфоны почти поголовно имели катушки всего на 5 Вт. В современных устройствах приемник Qi с мощностью 5 Вт можно встретить только по двум причинам: либо вам попалось удешевлённое по всем возможным фронтам устройство, либо это намеренный шаг для разнесения смартфонов компании по разным ценовым сегментам, чтобы дорогие модели имели более явные преимущества над дешёвыми.
Недавно была тема на 4pda
Заинтересовавшись темой и немного поучаствовав в дискуссиях, я нашёл коммент человека о том, что такое уже существует для андроида
Этот человек показал мне на ebay такой аксессуар и я нашёл для ios
(ищите по запросу "rock auto disconnect cable iphone")
Данная фишка заключается в том, что зарядка добивает до 100% и отключается
Спорить о целесообразности не хотелось бы.. конечно, многие в курсе того, как работает аккумулятор и контроллер при полном заряде, но просто для информации могу уточнить пару вопросов
Самый частый ремонт у девайсов - аккумулятор, контроллер (ещё модем, но это другая история).. одной из причин умертвления акума и контроллера - экономия (маркетинг) при производстве.. если часто оставлять девайс на зарядке всю ночь, то контроллер выходит из строя
Он, конечно, нормально работает в начале и хорошо "отбивает" ток при достижении 100%, но потом контроллер накрывается (это может произойти когда-угодно, а может и не произойти - зависит от множества факторов), девайс адски нагревается на зарядке и это начало конца.. девайс перестаёт нормально держать заряд
В общем, лучше и желательно - избегайте долгих зарядок
И эта фишка должна помочь
Заказал себе и протестировал на нескольких девайсах.. видимо, провод отключается при первом срабатывании контроллера девайса, который отбивает зарядку при достижении 100%
На 5s, которому больше трёх лет (или даже ещё больше) и можете представить сколько циклов зарядки, этот провод глючит.. заряжает до 90% и останавливается, не отключаясь при этом (лампочка у коннектора горит), но и не заряжая дальше.. в данном случае можно предположить, что реальная ёмкость акума уже намного меньше и контроллер срабатывает непредсказуемо
На другом 5s, ифонах 6, ипадах 4-6 этот провод работает идеально - добил до 100% и лампочка на нём гаснет - отключился, зарядка больше не идёт
Можно вытащить/воткнуть обратно провод в девайс и провод отключится, ибо контроллер опять сработал на 100%..
По большому счёту, сам являюсь убеждённым оем-щиком и пользую только родные зарядки, но сдаётся мне, что этот провод не самый плохой вариант из сторонних, да ещё провода этой компании сертифицированы apple по программе MFi
Можете пробовать и заказывать.. никаких магазинов не выделяю - где хотите, там покупайте
(сейчас цена в Китае от 600р для ios)
На моём проводе:
- индикатор горит при подключении к сети;
- индикатор мигает медленно и плавно при зарядке девайса;
- индикатор выключается и не горит при достижении 100% заряда в девайсе
Второй пункт немного раздражает и отвлекает, если во время зарядки пользовать девайс
Цвет индикатора всегда зеленый
Ресурс аккумуляторов зависит от многих факторов, в том числе от соблюдения режимов эксплуатации. Важно не допускать глубокой разрядки и избыточной зарядки. Для управления зарядкой Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов предназначены устройства, автоматически останавливающие её после накопления полного заряда, некоторые из них описаны в статье, предлагаемой вниманию читателей.
Зарядные устройства разной сложности и разных ценовых категорий для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов выпускаются промышленностью. Простые обеспечивают зарядный ток в определённых пределах. Контроль зарядки такими устройствами осуществляет владелец доступным ему способом. Обычно это определённое время зарядки установленным током или достижение напряжения на аккумуляторе, соответствующего полной зарядке.
Последний способ считается более достоверным. При контроле напряжения нет необходимости поддерживать ток зарядки неизменным. Ток может быть в интервале от 0,1С до 2С, в зависимости от типа аккумулятора (С - ёмкость аккумулятора в А·ч). По мере накопления аккумулятором заряда напряжение на нём растёт до определённого значения. После накопления полной ёмкости рост прекращается, и напряжение на аккумуляторе немного уменьшается [1]. Если прекращать зарядку после достижения определённого напряжения на аккумуляторе, близкого к максимальному, не дожидаясь его понижения, аккумулятор будет заряжен практически полностью.
Реализовать функцию автоматического отключения несложно с помощью порогового элемента, например, триггера Шмитта или компаратора. В качестве прототипа ЗУ взято устройство с пороговым элементом на триггере Шмитта [2]. В нём есть контроль напряжения на аккумуляторе, который показывает полную зарядку, но нет функции автоматического прерывания зарядного тока. Прерывать зарядный ток можно, установив электронный ключ в цепь тока зарядки и управляя им от индикатора полной зарядки.
Для питания устройства использовано ЗУ мобильного телефона. Обычно их называют зарядка, и они обеспечивают стабильное напряжение 5 В и ток нагрузки 300. 700 мА (зависит от производителя и типа телефона, который комплектует устройство). Сначала устройство было проверено на макете. Ток зарядки аккумулятора ёмкостью 600 мА · ч был выбран 120 мА, т. е. 0,2С. Контролируемым напряжением на аккумуляторе определена точка перегиба зарядной характеристики на завершающем этапе зарядки. Было установлено напряжение отключения Uоткл=1,5 В. В результате требуемые параметры устройства подтвердились. Однако после монтажа в корпусе оказалось, что работает оно нестабильно. Время полной зарядки оказалось значительно меньше расчётного и различалось в разных циклах. Продолжительность работы на разрядку также неодинаково и показывает неполную зарядку аккумулятора.
Анализируя схему прототипа (фрагмент его схемы показан на рис. 1), я пришёл к выводу, что причина в очень малом токе базы транзистора 1VT1. Очевидно, что транзисторы 1VT1 и 1VT2 и резистор 1R5 сопротивлением 1 мОм установлены для уменьшения разрядки постоянно подключённого к ним аккумулятора.
Рис. 1. Фрагмент прототипа ЗУ
При расчёте режима автор [2] исходил из того, что триггер переключится при токе эмиттера составного транзистора 1VT1, 1VT2, равном 30 мкА. Однако он не учёл, что нагрузка этих транзисторов 1R7 = 10 кОм. При Uбэ1VT3 = 0,6. 0,7 В (как и других кремниевых транзисторов) транзистор 1VT3 открывается.
Такое напряжение на сопротивлении 10 кОм создаст ток 60. 70 мкА. Даже при наименьшем h21Э = 70 транзисторов 2SC3199, применённыхв составном транзисторе, такой ток в нагрузке обеспечит ток базы 1VT1 около 0,014 мкА, что вполне сопоставимо с обратным током коллектора IKO < 0,1 мкА для транзистора 2SC3199. Кстати, следует отметить, что на возможность влияния температуры на характеристики прибора указывает и автор [2].
Поэтому схема ЗУ доработана, она показана на рис. 2. При подаче питания на разъём XS1 зарядный ток протекает в основном через резистор R1, а также через резистор R3 и переход база-эмиттер транзистора VT2. Падение напряжения на резисторе R1 вызывает ток в цепи R2HL1, и светодиод светит и сигнализирует о режиме зарядки аккумулятора.
Рис. 2. Доработанная схема ЗУ
Пороговое устройство собрано на транзисторах VT3 и VT4. В цепь эмиттера транзистора VT3 в прямом направлении включён стабилитрон VD1. Суммарное напряжение последовательно включённых p-n переходов транзистора и стабилитрона определяет напряжение их открывания - примерно 1,35 В.
В процессе зарядки аккумулятора G1 напряжение на нём растёт. Вместе с ним растёт ток базы транзистора VT3 и соответственно ток в цепи его коллектора и через резистор R7. Когда напряжение на этом резисторе достигнет напряжения открывания транзистора VT4, напряжение на его коллекторе увеличится, и за счёт положительной обратной связи через резистор R9 транзисторы VT3 и VT4 переключатся в открытое состояние (режим насыщения). Потечёт ток через резистор R5, светодиод HL2 и переход база-эмиттер транзистора VT1. Последний откроется, напряжение на его коллекторе и, соответственно, на базе транзистора VT2, уменьшится, он закроется, и зарядка прекратится. Светодиод HL2 сигнализирует об этом.
Фильтр R4C1 подавляет пульсации питающего напряжения. Резистор R8 ограничивает ток коллектора VT3 и ток базы VT4 до безопасного значения.
В конструкции [2] автор применил на входе порогового элемента составной транзистор для уменьшения тока, потребляемого им от неотключаемого аккумулятора. В предложенном варианте ток управления пороговым устройством во время его срабатывания (ток разрядки аккумулятора G1 после отключения питания имеет такое же значение) не превышает 8 мкА. Такой ток за один месяц разрядит аккумулятор ёмкостью 600 мА · ч менее чем на 1 % его ёмкости, что сравнимо с током саморазрядки Ni-Cd аккумуляторов. При этом расчёте не учитывается уменьшение тока при снижении напряжения на аккумуляторе, которое, как известно, и при отсутствии внешней разрядной цепи уменьшается сразу после отключения от источника зарядного тока. Кроме того, ток через резистор R6 существенно уменьшается при уменьшении напряжения на аккумуляторе и практически прекращается, когда напряжение аккумулятора снижается до 1,35 В.
Транзистор КТ815 может быть с любым буквенным индексом, его можно заменить на транзистор серии КТ830 или другой, отечественного или импортного производства с допустимым током коллектора не менее 0,5 A и напряжением насыщения не более 0,5 В. Транзистор VT1 - КТ315, КТ3102 с любым буквенным индексом. Транзистор VT3 - КТ3102Г-КТ3102Е или другой структуры n-p-n отечественного или импортного производства, имеющий h21э > 150 и Iко < 0,015 мкА, VT4 - любой маломощный соответствующей структуры. Стабилитрон VD1 следует подобрать по наибольшему прямому напряжению. Сделать это можно с помощью омметра по наибольшему сопротивлению. Проверка некоторых типов диодов показала, что такие экземпляры чаще встречаются среди низковольтных стабилитронов и варикапов КВ109. Светодиоды - серии АЛ307 или другие отечественные или импортные с прямым током до 20 мА, желательно разного цвета свечения для большей информативности о режиме работы. Конденсатор С1 - оксидный К50-35 или импортный, конденсатор С2 - керамический или плёночный. Резисторы - МЛТ или любые другие, подходящие по мощности и размерам. Розетка XS1 - микроUSB, SA1 - выключатель электробритвы.
Устройство собрано в корпусе электробритвы SUNNI RM-109 на имеющейся плате, с которой удалены детали и часть печатных проводников. Монтаж проведён с помощью проволочных перемычек, светодиоды установлены рядом против окна в корпусе, в которое выходил индикаторный светодиод исходной конструкции. Резистор R1 следует установить как можно дальше от транзистора VT3 и стабилитрона VD1.
Для налаживания в собранную конструкцию на место аккумулятора G1 устанавливают истощённый щелочной элемент типоразмера АА. Подключают устройство к тому источнику питания, с которым впоследствии оно будет работать. К элементу подключают вольтметр, следят за его показаниями в процессе зарядки и определяют напряжение отключения. Если оно отличается от 1,5 В (или другого, если выбрано таковое), корректируют его подборкой резистора R6. При увеличении сопротивления резистора напряжение отключения увеличивается, а при уменьшении - уменьшается. После того, как выбранное напряжение отключения установлено, нужно несколько раз проверить его отключением и подключением зарядного устройства к сети. Если результат подтверждается, надо установить на место элемента аккумулятор, который будет работать в приборе.
Такое устройство можно использовать для зарядки аккумуляторов ёмкостью до 2,8 А·ч, т. е. практически всей номенклатуры имеющихся в продаже аккумуляторов. Для этого следует подобрать резистор R1 так, чтобы ток зарядки Iзар = 0,3 А. Для аккумуляторов ёмкостью 0,6 А·ч это будет 0,5С, а ёмкостью 2,8 А·ч - 0,1С.
При этом R1 = (5 - (UнacVT1 + UG1))/Iзар = (5 - (0,5+1,5))/0,3 = 10 Ом, где U нacVT1 - напряжение насыщения коллектор-эмиттер транзистора VT1. Соответственно надо пересчитать резистор R3, чтобы транзистор VT2 при токе коллектора 0,3 A находился в режиме насыщения. Для этого ток базы должен быть Iб = Iзар/10. Для КТ815В R3 = 100 Ом.
Почти не изменяя схему устройства, можно заряжать два аккумулятора (рис. 3). Но измерение напряжения происходит только на одном из них. Расчёт сопротивления резисторов R1 и R3 описан выше. На место VT2 следует установить транзистор серии КТ815, так как сопротивление резистора R3 будет мало, поскольку ток коллектора транзистора VT2 при отключении зарядки будет значительным.
Рис. 4. Схема компаратора
Повысить точность и стабильность отключения процесса зарядки можно, если применить компаратор (рис. 4). При этом входной ток компаратора не превысит 0,25 мкА. Подойдёт микросхема сдвоенного компаратора с низким напряжением питания, например, КР1464СА1 [3] или LM393. В качестве управляющего ключа применён полевой транзистор КП406А3 или импортный 3055L. Можно попробовать и другие, управляемые логическими уровнями на затворе. При налаживании следует учитывать, что увеличение сопротивления резисторов R4 и R12 приведёт к уменьшению порога переключения. Увеличение сопротивления резисторов R7 и R13 приведёт к увеличению порога переключения. Увеличение сопротивления резисторов R6 и R14 приведёт к уменьшению гистерезиса.
1. Новые виды аккумуляторов. - Радио, 1998, № 1, с. 49.
2. Бутов А. Доработка электробритвы. - Радио, 2012, № 8, с. 50, 51.
Автор: В. Степанов, г. Егорьевск Московской обл.
Мнения читателей
Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.
Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:
Battery Charge Limit - программа остановит заряд аккумулятора на указанном вами значении. Многочисленные исследования доказали, что для продления срока службы аккумуляторов их необходимо заряжать до уровня, не превышающего 80%. Утилита Battery Charge Limit поможет установить этот режим зарядки на рутованном устройстве под управлением Android. Заряд аккумулятора до предельного значения вызывает постепенное снижение его характеристик и уменьшение срока службы. Поэтому в многочисленных руководствах пользователям советуют снимать гаджет с зарядки, когда её уровень достигает 80%.
Но для того чтобы вовремя отключить зарядное устройство, за этим процессом нужно внимательно следить. Поэтому предлагаем вам познакомиться с утилитой Battery Charge Limit, которая автоматически останавливает заряд на указанном вами значении. Данная утилита изменяет параметры в системном файле charging_enabled, расположенном по адресу sys/class/power_supply/battery. Предупреждаем, что этот метод срабатывает не на всех устройствах, поэтому необходимо испытывать работоспособность Battery Charge Limit на каждом конкретном смартфоне или планшете.
Для изменения предельного уровня заряда запустите программу, введите в поле Limit нужное значение и нажмите на кнопку Change. После этого предоставьте Battery Charge Limit разрешение на получение прав суперпользователя, которые понадобятся для изменения системного файла. Заключительный шаг — активация заданного порога с помощью переключателя Enable. Утилита Battery Charge Limit не работает в фоновом режиме и не потребляет системных ресурсов. Она автоматически запускается в момент подключения гаджета к зарядному устройству, делает своё дело и тут же закрывается.
Разработчик: harsha1397
Платформа: Android 4.4 и выше
Язык интерфейса: Английский, Русский (RUS)
Состояние: Full (Полная версия)
Root: Нужен
Автомобильные зарядные устройства и держатели для телефона давно стали едва ли не вещами первой необходимости - иной раз с меньшей вероятностью в машине отыщутся аптечка с огнетушителем или балонный ключ.
Вместе с тем все большую популярность набирает беспроводная зарядка смартфонов, а потому производители аксессуаров стали совмещать держатели и зарядные устройства в одном девайсе. Среди всех предложений несколько выделяются держатели с автоматическим "приемником" телефона. Они бывают двух типов: первый тип оснащен датчиком - держатель сам раздвигает "лапки", второй чуть проще - за автоматический захват отвечает механическая часть.
В наши руки попала именно последняя версия держателя стоимостью порядка 15 долларов при условии заказа из Китая. Решение на самом деле простое и интересное: при давлении телефона на нижнюю площадку боковые "уши" сдвигаются к центру, чем и обеспечивают фиксацию. Таким образом, появляется возможность быстро и удобно установить или взять телефон одной рукой, чего лишены многие другие держатели. Взглянем на него подробнее.
Крепление
Установка держателя осуществляется при помощи прищепки, которая располагается на шарнире с зажимом. Именно этот шарнир и позволяет регулировать положение телефона в пространстве. Что до самой прищепки, то при установке держателя необходимо выбирать крайние ячейки дефлекторов - в ином случае они опускаются вниз под весом девайса со смартфоном.
Прочность крепления мы проверили на четырех типах дефлекторов. Так, у Renault Logan первого поколения более-менее прочно закрепить девайс удалось лишь при перевернутом "вверх ногами" дефлекторе, когда "лепестки" в принципе не могут опуститься ниже. Правда, особого доверия эта конструкция не внушила: кажется, одно неосторожное движение - и дефлектор сломается.
У нового Renault Logan ситуация уже лучше. Девайс моментально опускается в дефлектор вниз до упора, однако за счет шарнира добиться удобного расположения все же можно.
В KIA Sportage наиболее удачно держатель "сидит" вверху или внизу дефлектора. Крепление в середине решетки попросту не обеспечивает желаемой жесткости.
В Ford Focus с вертикальными рассекателями ситуация схожая: дополнительный упор внизу дефлектора пусть и необязателен, но желателен.
Сказались и размеры держателя: установка его на привычном владельцу авто месте оказалась невозможной - виной всему размеры девайса, которые на ближнем к рулю дефлекторе откровенно мешали.
В целом же ощущения от держателя двоякие: с одной стороны, все действительно держится, с другой - у некоторых пользователей могут возникнуть претензии к жесткости и габаритам всей конструкции.
Захват
Конструкция захвата телефона оказалась более удобной. Смартфон действительно без труда можно снимать и ставить обратно одной рукой. Дополнительно дожимать боковые "лапки" не надо.
Перфекционистам придется чуть труднее. Во время движения не всегда удается поставить телефон строго горизонтально - получается небольшой перекос в одну из сторон. На качество крепления это не влияет, но глаз может раздражать.
Еще один отыскавшийся минус - возможное перекрытие "лапками" кнопки блокировки. Именно это случилось с подопытным телефоном во время теста: кнопка оказалась частично перекрыта, пользоваться ею с удобством уже не получалось. Однако с чехлом-книжкой ситуация изменилась в лучшую сторону: кнопка оказалась свободной, причем наличие чехла никак не повлияло на качество крепления.
К слову, на горизонтальное крепление телефона рассчитывать не стоит. Формально держатель позволяет это сделать, но на практике не работает: пользоваться становится неудобно, да и телефон можно вылететь из крепления при повороте.
Зарядка
О зарядке скажем просто: она работает. Для этого необходимо подключить кабель MicroUSB с задней части. Как указано на девайсе, для работы ему требуется 2 ампера входного тока. На деле с блоком питания на 1 ампер iPhone 8 заряжался без проблем, разве что массивный чехол со встроенным кольцом-держателем пришлось снять. Так, в режиме ожидания ему хватило 40 минут для зарядки с 68% до 89%, а для набора заряда с 93% до 96% понадобилось еще 15 минут.
Как заявляет производитель, зарядное устройство совместимо также с iPhone Xs, iPhone Xr и Samsung S10. По отзывам покупателей не вызвала проблем и зарядка LG G7, Samsung S8 и Samsung S7 Edge. Проверить работу зарядного устройство со всеми смартфонами по понятным причинам мы не можем, однако вероятность возникновения проблем в деле мала.
Продуман держатель и для владельцев телефонов, которые беспроводную зарядку не поддерживают. Для этого в нижней подпорке предусмотрен вырез, который освобождает доступ к обычному зарядному разъему смартфона.
Наш вердикт
Когда-нибудь беспроводная зарядка обязательно станет штатной опцией всех без исключения автомобилей. Пока что это удел избранных: и машин, и смартфонов. Если с первым вам не повезло, подобные устройства "2-в-1" вполне имеют право на жизнь. И вряд ли здесь будет уместно рассуждать о скорости зарядки в целом: куда важнее, чтобы телефоном было удобно пользоваться и не беспокоиться о некстати разрядившемся аккумуляторе.
Автобизнес
Кабели, адаптеры, трекеры и прочие полезные девайсы легко найдутся в нашей базе объявлений!
Читайте также: