百元打造手机无线充电器

  DIY
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DIYer: madzero
制作时间: 3天
制作难度: ★★★☆☆
GEEK指数: ★★★☆☆

本文由作者授权转载,原文首先发布在煮机网

 

做这个作品的初衷是我的Veer的续航能力让人欲哭无泪,连续看8小时电子书都成了奢望。其实不止是小薇,现在包括iPhone在内的几乎所有智能机,续航都不怎么给力,于是移动电源这种产品开始大行其道。不过小薇的数据线非常特殊,体积大、价格高,经常插拔还容易造成触点松动,小薇使用移动电源还涉及到线路的改造,更何况同时带着移动电源和数据线也相当的麻烦。 要知道小薇天生可是用点金石充电的。点金石知道么?那可是palm/hp手机的大杀器,只要把手机往点金石上轻轻一放,就可以给手机无线充电了,让那些什么插头插座插拔操作统统见鬼去吧。 可是点金石却必须连接在一条电线上,充其量买两个点金石,一个放家里,一个摆办公室,要是碰到短途出差、开会神马的可怎么办呢?如果能将点金石随身带着该多好啊!

 

1   材料

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〇 DC5v 1.5A以上的锂电升压电路 1片 33元
〇 DC5v 锂电池充电电路 1片 7元
〇 Palm点金石 2个 24元
〇 点金石充电后盖 1个 14元
〇 聚合物锂电池(带保护电路) 1片 19元
〇 DC 5v 1A双掷电磁继电器 1只 3元
〇 塑料盒 1个 5元
〇 另备DV5V 1.5A电源1个、micro接口线一条(质量要好)、线材若干、工具若干。若想用非palm手机实现无线移动电源,还得多准备一个点金石充电后盖,把普通手机改造成能用点金石的手机,改造参考http://t.cn/zOyotNp,在此不表。

在这里升压板我选择的是YZX的2A版本,贵是贵了些,至少真材实料。充电板则直接拆了个座充。

 

2   拆取所需零件

拆开各个零件。

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这一个步骤实际上依然是材料的准备,把成品拆开,取出需要的部分。

点金石后盖的拆法也可以参考http://t.cn/zOyotNp,用电吹风对着后盖的背面(写着PLAM的那面)均匀的猛吹,直到手指摸着有触点的那面比较烫手了,再迅速揭开黑色的贴纸,要注意贴纸下面有层金属片也一起揭下来。如果你揭的时候太费力,那说明你家电吹风不够热。解开黑纸后能看到长得像电磁炉似得黄铜色的线圈和绿色的电路板。好,我建议到此为止了,可以考虑把后盖直接贴到移动电源的壳上面(我下文会讲述),如果一定要把线圈拆下来(比如改造到其他手机的后盖里),务必要很小心的把线圈和电路板用薄刀片切断下面的胶,然后一点一点的翘下来。因为图中红圈那部分跟苍蝇腿一样的脆弱,稍有不慎就会断掉。

然后是拆出充电板,这个没挑战性,就不多说了。

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重点来了,拆点金石。点金石底部有三颗螺丝,撕掉那层胶垫就能看到。拆掉螺丝后,用硬物从插充电线的那个四方口可以很轻松的把底盖撬开。然后是电路板,在micro接口那端是用胶水将电路板粘在下面的金属块上的,还是老办法,用吹风机吹热,然后小心翘下来。要注意的是,翘电路板的时候注意别弄断角落上两根头发丝那么细的线圈。其实为保险起见,还如不先用烙铁把这两根线焊下来再拆电路板。电路板拆开可以看到一块金属,上面若干螺丝,拆吧。拆出金属块,你会发现金属块的背面粘了一块形状挺艺术的磁块,用刀片切断胶就可以弄下来了。

最后,把充电板、升压板、电池的各个触点都甩出连线,至此,准备工作基本上完成了。

 

3   上盖

由于点金石表面是有一定凹陷下去的,非常契合palm的后盖,而这个凹陷实在难以加工。另外,点金石里那圈非常细的线圈也是用胶水粘在外壳上的,比较难取下来。而且点金石上那个“plam”的金属字也比较酷,因此于是我决定将点金石嵌入到移动电源中。

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首先把点金石的外壳的顶部切下来,留下大约1.2cm高的一截,其实参考内部那四块磁钢的高度即可。然后翻转切下的部分,在里面靠近边缘的地方能看到一个个凸起的、被微微压扁的四方小点,用刀片把这些小点都切掉,就可以轻松的把点金石顶部边缘的塑料圈取下来。

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这时候点金石侧视图就像一个“凸”字形。俯视点金石,按照内圈的直径,在移动电源的上盖上挖一个洞,使点金石凸出的内圈刚好能穿过这个洞。要注意将移动电源后盖上被点金石四块磁钢顶住的地方打薄,以便点金石能完美的嵌入移动电源的上盖。

然后,用胶水固定。

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接着,把点金石电路板上的线引出来,并把中间三脚短接。这里忘了拍照,引用segara大神的图。或者也可以按照segara的方法短接R62、R63和第三脚D+,详见http://t.cn/h1u7J1

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将电路板反扣在移动电源的上盖里,将电路板上的线圈与点金石错位开,然后焊接好当初从点金石上拆开的细线圈。这里要注意,电路板与上盖的螺丝柱要留出能够让下盖螺丝柱通过的位置,防止下盖盖不上。

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接下来,将充电板和升压板都装进上盖里,固定好。

在这里我还在上盖上钻了两个小孔制作了指示灯。我找了一直圆珠笔,笔杆是那种硬硬的透明的PE材料,我用电磨磨出刚好穿过小孔的细条,用打火机小心弯曲,把细条的另一端贴住电路板上的LED,将指示灯的灯光引到上盖外面。然后用油料(橡皮泥)或者电工胶布包住led和细条,防止灯光干扰。最后用指甲锉将上盖外突出来的笔杆锉平,用木片抛光,一切都很完美。可惜制作的过程忘记照相了,还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热熔胶,用热熔胶固定比较容易随心所欲的摆放零件的空间位置,而且以后要改动或者回收零件的时候用电吹风吹热就可以拆解,甚至在焊接水平不够高的情况下热熔胶都可以作为减少虚焊的辅助手段,最重要的是热熔胶够便宜,可以随意浪费。

 

4   下盖

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下盖相对来说容易很多,主要是将点金石后盖与移动电源的下盖合二为一。有三个方案:

  • 方案一是将点金石后盖整体粘在移动电源下盖下面,然后钻孔引线。优点是制作容易,缺点是不美观。
  • 方案二是将点金石后盖里的线路板、线圈和四块钢片取出来,在移动电源下盖里面挖出相应的凹槽,将线圈、线路板和铁片嵌入到下盖里。优点是美观,缺点是制作难。这个方案也可以参考我之前的文章http://t.cn/zOyotNp
  • 方案三是折衷方案,美观和制作难易度都介乎于前两个方案之间,就是将点金石后盖剪成小块,在移动电源下盖上挖出相同形状的洞,最后嵌入固定。
 

5   合体

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至此,上盖和下盖都搞定了,最后的步骤就是接好线、把上下盖合起来了。一个简单的方案是点金石后盖给充电板供电,充电板给电池充电,电池给升压板放电,升压板给点金石供电,就像这样:

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顺便插句嘴,这里我选择了705462聚合物锂电,因为它有2700mah。其实选择606168就已经足够了,实在没必要纠结那100mah。总之,电池的选择尽外壳的剩余空间选尽可能大就是了,但是要注意连接柱、焊点的凸起、电线等不起眼的东西占用空间,万一电池选的哪怕是大了一毫米,最后都有可能盖不上盖子。

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6   成果展示

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这是移动电源的背面。

 

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放在点金石上,红灯亮,表示正在充电。

 

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移动电源的正面,上面放手机。

 

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把手机放在移动电源上,好像三明治。

把移动电源从点金石上取下来,模拟上街的时候给手机充电,蓝色放电灯亮,表示电池正在放电。看手机屏幕,电池图标旁边亮起了黑色的小插头。

 

7   一次失败的尝试

经过了两天的试用,发现上面的手机无线移动电源不完美,有致命功能缺陷。首先是“三明治”状态下电池永远充不满,一边充电一边放电,电池总是在充电中。即使手机已经显示充满,移动电源也一直亮红灯。但如果把手机拿走,移动电源就很快亮绿灯(充满)。其次是跑电的问题,空置移动电源会自己缓慢跑电,充满的移动电源放置两天两夜就会把电放光。

Jobs说不完美的产品就是垃圾,于是开始着手尝试对垃圾进行升级。首先,电池充电的时候不能放电。其次,当移动电源从点金石上取下来后断开充电电路。本着这个思路,开始尝试设计解决方案。

最容易想到的方案就是用一堆开关搞定,于是我开始尝试用模拟开关,选用了最常用的4053,开始设计电路。

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很快用面包板把电路组建起来。看到左下角我那根手指了么?用个“跷跷板”控制电池的通断,很酷吧。

 

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这就是那颗4053的模拟开关了,特意买了个插脚封装的,1块钱1颗。

 

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实际测试,和预想一样,成功在望了。

 

新问题很快出现了,要想实现充满电自动断开充电电路,就得有一个充满电的控制信号。红色的LED指示灯是个不错的信号源,但是这货的输出电压只有1.5v(实测只有1.2v),不足够激活模拟开关。于是在充电电路,上满世界找,终于发现R5在充电时输出4.2v,充满后为0v。

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于是引出线,接入面包板实测,一切如预想,狂喜中。

 

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最后,把所有零件组装起来,塞进盒子里,面露微笑的把移动电源放在点金石上……不充电???把手机放在移动电源上,没反应???

无奈,只好拆开移动电源,找原因。在经过了无数次测量、实验,花费了漫长的一个多星期,终于找到了问题所在。期间忘记了拍照,抱歉。

原来,当点金石后盖放在点金石上之后,可能受到磁场的影响,4053模拟开关就不在按照Sn脚控制Zn闭合Ynx的规律了,而是Zn与Yn0常断开、Zn与Yn1之间电阻从几十K到几十M之间不停的随机变化,一切都乱套了。我C,4053居然不能正常工作,模拟的东西真靠不住。

 

8   另一次失败的尝试

既然模拟开关靠不住,那就用物理开关好了。这次我决定选用电磁继电器,DC5v双刀双掷的HK19f就不错,8脚,一只3块钱。

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电路的设计就为了实现两个功能,首先在移动电源没有放在点金石上面的时候断开充电电路,防止跑电。其次是移动电源放在点金石上面的时候直接用点金石后盖给放电电路供电,而同时将放电电路和电池之间断开。

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接好电路,听着继电器啪啪的响声,心里真美啊。

迅速装好零件,盖好外壳,实测。把移动电源放在点金石上,“啪”一声响。拿起移动电源,又是“啪”一声响。我就这么啪啪的玩的不亦乐乎,比当年装windows看着状态条蜗速移动还傻。

悲剧往往发生在喜剧的高潮,当我把手机放在移动电源上之后,移动电源就再也不发出啪啪的响声了。

拆,找故障。原来是点金石后盖烧掉了。

估计是点金石后盖功率不够,不足以带动全功率输出的点金石。我开始尝试将两个点金石后盖叠起来放在一块点金石上,然后并联他们给点金石供电。不过我很快发现无论两个点金石后盖与点金石多么近,哪怕是都拆出线圈来紧紧叠放在点金石表面上,远离点金石的那个线圈也不工作。

 

9   改进型

既然没办法实现用点金石后盖直接向点金石供电,那就干脆把充电放电连在一块算了。无非是一边充一边放导致电池老是充不满而已,其实此时电池基本能保持85%~90%的电量了,足够了。至于可能影响电池寿命的问题不予考虑,十来块钱的电池,坏了换新的呗。

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重新设计的电路,这次的可真简单。

 

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焊接零件,组装入盒。

 

这次为了经常调试方便,把后盖和电池的接头做了插接。对了,还更换了升压板,换成了QSKJ家3A的升压板,还便宜,才20块。还换了个双TP4057充电板,输出1A,能冲的快点,才6块5一片。

 

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还有就是由于新的升压板带一个大线圈,只能竖着放,导致指示灯的位置变了,重新弄了。

 

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还值得一提的是为了解决跑电的问题,我在电池正极上串了个簧片,簧片上是一个顶针,凸出上盖点金石那面一点点。当手机放在移动电源上盖上,会压下顶针,闭合簧片,电池向升压板输出。当拿开手机时,顶针弹起,簧片断开,不跑电。

 

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搞定一切,装盒实测。把移动电源放到点金石上,“啪”的一声,熟悉而悦耳,比intel的灯等灯等灯还动听。红灯亮,充电中。

 

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把手机叠放在移动电源上,手机屏幕亮起,显示“正在充电”。

我Ca~终于成功了。

 

10   总结

收拾好工具,照例是要总结一下的。

首先,YZX的板子是没有保护的,它采用的61030芯片也特别容易烧,而且还有可能烧掉点金石。因此,如果采用YZX的板子的话,锂电池务必要带保护板,升压板要注意屏蔽,输出和点金石之间最好加上个保险。当初拆点金石后盖的时候,拆下来的金属片就是很好的屏蔽材料。

其次,点金石必须要有1A以上才带的动,否则根本点不亮。如果功率稍差一点的话,容易造成亮一下就断然后又亮又断的循环。这个现象跟线材也有很大关系,要选用好的线材,并且尽量短。而且,这个现象跟点金石本身也有关系,我曾被这个问题搞怒了,一气之下买了3块石头5个后盖,加上本来的两块石头,我发现在线材差的情况下,只有一块石头正常,其他4块都又亮又断的循环。而换成好线但线很长时,有三块正常,两块又亮又断的循环。最后用好线又很短的情况下,冲改造的8700五块都正常,冲小薇只有四块正常,1块又亮又断的循环。而这块该死的石头只在原装充电头+原装充电线的情况下才能正常给小薇充电,只好摆办公桌上了。

再次,最后的方案只用了单刀双掷的电磁继电器,所以就没必要用19F了,用5脚的就行了,体积能小一半,那样就能打横放了,节约空间。

还有,如果是家里单位两头跑,可以去掉移动电源上的点金石后盖,增加一个usb接口。要是用小薇的数据线还可以做成磁吸的接口。那样就变成了移动加强版点金石。

最后,可以用点金石后盖改造其他东西。我还改造了一个mifi,放在点金石上自动开启无线网络并充电,随时带走,很方便,再也不用插拔该死的插头了。

点金石,只是抛砖引玉,相信未来的生活是无线生活、无限自由,让插头插座都统统见鬼去吧。

 

11   DIYer签到处

 
编辑: 灰色泰迪熊

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