牛人教你百元打造手機無線充電器

發布時間：2012-5-9 22:59 發布者：1770309616

　　很多手機用戶都很羨慕Palm的無線充電神裝“點金石”。現在，我們改裝一下點金石，花費不過百元，就能擁有一個手機無線充電移動電源。這么酷的裝備，你不考慮給你的小機機配一個？這絕對是你跟機友炫耀的巨大資本啊！

　　做這個作品的初衷是我的Veer的續航能力讓人欲哭無淚，連續看8小時電子書都成了奢望。其實不止是小薇，現在包括iPhone在內的幾乎所有智能機，續航都不怎么給力，于是移動電源這種產品開始大行其道。不過小薇的數據線非常特殊，體積大、價格高，經常插拔還容易造成觸點松動，小薇使用移動電源還涉及到線路的改造，更何況同時帶著移動電源和數據線也相當的麻煩。要知道小薇天生可是用點金石充電的。點金石知道么？那可是palm/hp手機的大殺器，只要把手機往點金石上輕輕一放，就可以給手機無線充電了，讓那些什么插頭插座插拔操作統統見鬼去吧。可是點金石卻必須連接在一條電線上，充其量買兩個點金石，一個放家里，一個擺辦公室，要是碰到短途出差、開會神馬的可怎么辦呢？如果能將點金石隨身帶著該多好啊！
　　1 材料

　　〇 DC5v 1.5A以上的鋰電升壓電路 1片 33元
　　〇 DC5v 鋰電池充電電路 1片 7元
　　〇 Palm點金石 2個 24元
　　〇點金石充電后蓋 1個 14元
　　〇聚合物鋰電池（帶保護電路） 1片 19元
　　〇 DC 5v 1A雙擲電磁繼電器 1只 3元
　　〇塑料盒 1個 5元
　　〇另備DV5V 1.5A電源1個、micro接口線一條（質量要好）、線材若干、工具若干。若想用非palm手機實現無線移動電源，還得多準備一個點金石充電后蓋，把普通手機改造成能用點金石的手機，改造參考http://t.cn/zOy，在此不表。
　　在這里升壓板我選擇的是YZX的2A版本，貴是貴了些，至少真材實料。充電板則直接拆了個座充。
　　2 拆取所需零件
　　拆開各個零件。

　　這一個步驟實際上依然是材料的準備，把成品拆開，取出需要的部分。
　　點金石后蓋的拆法：用電吹風對著后蓋的背面（寫著PLAM的那面）均勻的猛吹，直到手指摸著有觸點的那面比較燙手了，再迅速揭開黑色的貼紙，要注意貼紙下面有層金屬片也一起揭下來。如果你揭的時候太費力，那說明你家電吹風不夠熱。解開黑紙后能看到長得像電磁爐似得黃銅色的線圈和綠色的電路板。好，我建議到此為止了，可以考慮把后蓋直接貼到移動電源的殼上面（我下文會講述），如果一定要把線圈拆下來（比如改造到其他手機的后蓋里），務必要很小心的把線圈和電路板用薄刀片切斷下面的膠，然后一點一點的翹下來。因為圖中紅圈那部分跟蒼蠅腿一樣的脆弱，稍有不慎就會斷掉。
　　然后是拆出充電板，這個沒挑戰性，就不多說了。

　　重點來了，拆點金石。點金石底部有三顆螺絲，撕掉那層膠墊就能看到。拆掉螺絲后，用硬物從插充電線的那個四方口可以很輕松的把底蓋撬開。然后是電路板，在micro接口那端是用膠水將電路板粘在下面的金屬塊上的，還是老辦法，用吹風機吹熱，然后小心翹下來。要注意的是，翹電路板的時候注意別弄斷角落上兩根頭發絲那么細的線圈。其實為保險起見，還如不先用烙鐵把這兩根線焊下來再拆電路板。電路板拆開可以看到一塊金屬，上面若干螺絲，拆吧。拆出金屬塊，你會發現金屬塊的背面粘了一塊形狀挺藝術的磁塊，用刀片切斷膠就可以弄下來了。
　　最后，把充電板、升壓板、電池的各個觸點都甩出連線，至此，準備工作基本上完成了。
　　3 上蓋
　　由于點金石表面是有一定凹陷下去的，非常契合palm的后蓋，而這個凹陷實在難以加工。另外，點金石里那圈非常細的線圈也是用膠水粘在外殼上的，比較難取下來。而且點金石上那個“plam”的金屬字也比較酷，因此于是我決定將點金石嵌入到移動電源中。

　　首先把點金石的外殼的頂部切下來，留下大約1.2cm高的一截，其實參考內部那四塊磁鋼的高度即可。然后翻轉切下的部分，在里面靠近邊緣的地方能看到一個個凸起的、被微微壓扁的四方小點，用刀片把這些小點都切掉，就可以輕松的把點金石頂部邊緣的塑料圈取下來。

　　這時候點金石側視圖就像一個“凸”字形。俯視點金石，按照內圈的直徑，在移動電源的上蓋上挖一個洞，使點金石凸出的內圈剛好能穿過這個洞。要注意將移動電源后蓋上被點金石四塊磁鋼頂住的地方打薄，以便點金石能完美的嵌入移動電源的上蓋。
　　然后，用膠水固定。

　　接著，把點金石電路板上的線引出來，并把中間三腳短接。這里忘了拍照，引用segara大神的圖。或者也可以按照segara的方法短接R62、R63和第三腳D+，詳見http://t.cn/h1u7J1

　　將電路板反扣在移動電源的上蓋里，將電路板上的線圈與點金石錯位開，然后焊接好當初從點金石上拆開的細線圈。這里要注意，電路板與上蓋的螺絲柱要留出能夠讓下蓋螺絲柱通過的位置，防止下蓋蓋不上。

　　接下來，將充電板和升壓板都裝進上蓋里，固定好。
　　在這里我還在上蓋上鉆了兩個小孔制作了指示燈。我找了一直圓珠筆，筆桿是那種硬硬的透明的PE材料，我用電磨磨出剛好穿過小孔的細條，用打火機小心彎曲，把細條的另一端貼住電路板上的LED，將指示燈的燈光引到上蓋外面。然后用油料（橡皮泥）或者電工膠布包住led和細條，防止燈光干擾。最后用指甲銼將上蓋外突出來的筆桿銼平，用木片拋光，一切都很完美。可惜制作的過程忘記照相了，還好下文可以看到做好的效果。
　　另外，所有的零部件固定我都采用了熱熔膠，用熱熔膠固定比較容易隨心所欲的擺放零件的空間位置，而且以后要改動或者回收零件的時候用電吹風吹熱就可以拆解，甚至在焊接水平不夠高的情況下熱熔膠都可以作為減少虛焊的輔助手段，最重要的是熱熔膠夠便宜，可以隨意浪費。
　　4 下蓋

　　下蓋相對來說容易很多，主要是將點金石后蓋與移動電源的下蓋合二為一。有三個方案：
　　方案一是將點金石后蓋整體粘在移動電源下蓋下面，然后鉆孔引線。優點是制作容易，缺點是不美觀。
　　方案二是將點金石后蓋里的線路板、線圈和四塊鋼片取出來，在移動電源下蓋里面挖出相應的凹槽，將線圈、線路板和鐵片嵌入到下蓋里。優點是美觀，缺點是制作難。這個方案也可以參考我之前的文章http://t.cn/zOyotNp
　　方案三是折衷方案，美觀和制作難易度都介乎于前兩個方案之間，就是將點金石后蓋剪成小塊，在移動電源下蓋上挖出相同形狀的洞，最后嵌入固定。
　　5 合體

　　至此，上蓋和下蓋都搞定了，最后的步驟就是接好線、把上下蓋合起來了。一個簡單的方案是點金石后蓋給充電板供電，充電板給電池充電，電池給升壓板放電，升壓板給點金石供電，就像這樣：

　　順便插句嘴，這里我選擇了705462聚合物鋰電，因為它有2700mah。其實選擇606168就已經足夠了，實在沒必要糾結那100mah。總之，電池的選擇盡外殼的剩余空間選盡可能大就是了，但是要注意連接柱、焊點的凸起、電線等不起眼的東西占用空間，萬一電池選的哪怕是大了一毫米，最后都有可能蓋不上蓋子。

　　6 成果展示

　　這是移動電源的背面。

　　放在點金石上，紅燈亮，表示正在充電。

　　移動電源的正面，上面放手機。

　　把手機放在移動電源上，好像三明治。
　　把移動電源從點金石上取下來，模擬上街的時候給手機充電，藍色放電燈亮，表示電池正在放電。看手機屏幕，電池圖標旁邊亮起了黑色的小插頭。
　　7 一次失敗的嘗試
　　經過了兩天的試用，發現上面的手機無線移動電源不完美，有致命功能缺陷。首先是“三明治”狀態下電池永遠充不滿，一邊充電一邊放電，電池總是在充電中。即使手機已經顯示充滿，移動電源也一直亮紅燈。但如果把手機拿走，移動電源就很快亮綠燈（充滿）。其次是跑電的問題，空置移動電源會自己緩慢跑電，充滿的移動電源放置兩天兩夜就會把電放光。
　　Jobs說不完美的產品就是垃圾，于是開始著手嘗試對垃圾進行升級。首先，電池充電的時候不能放電。其次，當移動電源從點金石上取下來后斷開充電電路。本著這個思路，開始嘗試設計解決方案。
　　最容易想到的方案就是用一堆開關搞定，于是我開始嘗試用模擬開關，選用了最常用的4053，開始設計電路。

　　很快用面包板把電路組建起來。看到左下角我那根手指了么？用個“蹺蹺板”控制電池的通斷，很酷吧。

　　這就是那顆4053的模擬開關了，特意買了個插腳封裝的，1塊錢1顆。

　　實際測試，和預想一樣，成功在望了。
　　新問題很快出現了，要想實現充滿電自動斷開充電電路，就得有一個充滿電的控制信號。紅色的LED指示燈是個不錯的信號源，但是這貨的輸出電壓只有1.5v（實測只有1.2v），不足夠激活模擬開關。于是在充電電路，上滿世界找，終于發現R5在充電時輸出4.2v，充滿后為0v。

　　于是引出線，接入面包板實測，一切如預想，狂喜中。

　　最后，把所有零件組裝起來，塞進盒子里，面露微笑的把移動電源放在點金石上……不充電？？？把手機放在移動電源上，沒反應？？？
　　無奈，只好拆開移動電源，找原因。在經過了無數次測量、實驗，花費了漫長的一個多星期，終于找到了問題所在。期間忘記了拍照，抱歉。
　　原來，當點金石后蓋放在點金石上之后，可能受到磁場的影響，4053模擬開關就不在按照Sn腳控制Zn閉合Ynx的規律了，而是Zn與Yn0常斷開、Zn與Yn1之間電阻從幾十K到幾十M之間不停的隨機變化，一切都亂套了。我C，4053居然不能正常工作，模擬的東西真靠不住。
　　8 另一次失敗的嘗試
　　既然模擬開關靠不住，那就用物理開關好了。這次我決定選用電磁繼電器，DC5v雙刀雙擲的HK19f就不錯，8腳，一只3塊錢。

　　電路的設計就為了實現兩個功能，首先在移動電源沒有放在點金石上面的時候斷開充電電路，防止跑電。其次是移動電源放在點金石上面的時候直接用點金石后蓋給放電電路供電，而同時將放電電路和電池之間斷開。

　　接好電路，聽著繼電器啪啪的響聲，心里真美啊。
　　迅速裝好零件，蓋好外殼，實測。把移動電源放在點金石上，“啪”一聲響。拿起移動電源，又是“啪”一聲響。我就這么啪啪的玩的不亦樂乎，比當年裝windows看著狀態條蝸速移動還傻。
　　悲劇往往發生在喜劇的高潮，當我把手機放在移動電源上之后，移動電源就再也不發出啪啪的響聲了。
　　拆，找故障。原來是點金石后蓋燒掉了。
　　估計是點金石后蓋功率不夠，不足以帶動全功率輸出的點金石。我開始嘗試將兩個點金石后蓋疊起來放在一塊點金石上，然后并聯他們給點金石供電。不過我很快發現無論兩個點金石后蓋與點金石多么近，哪怕是都拆出線圈來緊緊疊放在點金石表面上，遠離點金石的那個線圈也不工作。
　　9 改進型
　　既然沒辦法實現用點金石后蓋直接向點金石供電，那就干脆把充電放電連在一塊算了。無非是一邊充一邊放導致電池老是充不滿而已，其實此時電池基本能保持85%~90%的電量了，足夠了。至于可能影響電池壽命的問題不予考慮，十來塊錢的電池，壞了換新的唄。

　　重新設計的電路，這次的可真簡單。

　　焊接零件，組裝入盒。
　　這次為了經常調試方便，把后蓋和電池的接頭做了插接。對了，還更換了升壓板，換成了QSKJ家3A的升壓板，還便宜，才20塊。還換了個雙TP4057充電板，輸出1A，能沖的快點，才6塊5一片。

　　還有就是由于新的升壓板帶一個大線圈，只能豎著放，導致指示燈的位置變了，重新弄了。

　　還值得一提的是為了解決跑電的問題，我在電池正極上串了個簧片，簧片上是一個頂針，凸出上蓋點金石那面一點點。當手機放在移動電源上蓋上，會壓下頂針，閉合簧片，電池向升壓板輸出。當拿開手機時，頂針彈起，簧片斷開，不跑電。

　　搞定一切，裝盒實測。把移動電源放到點金石上，“啪”的一聲，熟悉而悅耳，比intel的燈等燈等燈還動聽。紅燈亮，充電中。

　　把手機疊放在移動電源上，手機屏幕亮起，顯示“正在充電”。
　　我Ca~終于成功了。
　　10 總結
　　收拾好工具，照例是要總結一下的。
　　首先，YZX的板子是沒有保護的，它采用的61030芯片也特別容易燒，而且還有可能燒掉點金石。因此，如果采用YZX的板子的話，鋰電池務必要帶保護板，升壓板要注意屏蔽，輸出和點金石之間最好加上個保險。當初拆點金石后蓋的時候，拆下來的金屬片就是很好的屏蔽材料。
　　其次，點金石必須要有1A以上才帶的動，否則根本點不亮。如果功率稍差一點的話，容易造成亮一下就斷然后又亮又斷的循環。這個現象跟線材也有很大關系，要選用好的線材，并且盡量短。而且，這個現象跟點金石本身也有關系，我曾被這個問題搞怒了，一氣之下買了3塊石頭5個后蓋，加上本來的兩塊石頭，我發現在線材差的情況下，只有一塊石頭正常，其他4塊都又亮又斷的循環。而換成好線但線很長時，有三塊正常，兩塊又亮又斷的循環。最后用好線又很短的情況下，沖改造的8700五塊都正常，沖小薇只有四塊正常，1塊又亮又斷的循環。而這塊該死的石頭只在原裝充電頭+原裝充電線的情況下才能正常給小薇充電，只好擺辦公桌上了。
　　再次，最后的方案只用了單刀雙擲的電磁繼電器，所以就沒必要用19F了，用5腳的就行了，體積能小一半，那樣就能打橫放了，節約空間。
　　還有，如果是家里單位兩頭跑，可以去掉移動電源上的點金石后蓋，增加一個usb接口。要是用小薇的數據線還可以做成磁吸的接口。那樣就變成了移動加強版點金石。
　　最后，可以用點金石后蓋改造其他東西。我還改造了一個mifi，放在點金石上自動開啟無線網絡并充電，隨時帶走，很方便，再也不用插拔該死的插頭了。
　　點金石，只是拋磚引玉，相信未來的生活是無線生活、無限自由，讓插頭插座都統統見鬼去吧。

來源：電子工程網

無線充電器的設計（原理圖主材bom）.pdf (229.71 KB)

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