Что показало вскрытие
В чем причина такой избирательности? Если оставить за кадром фантастический нигилизм Galaxy Nexus, который ни с одной зарядки не стал брать более 0,7 А, то в остальном «претензии» касаются качества источников по показателям тока и напряжения. При этом некоторые смартфоны распознают проблемные зарядки до того момента, как на них начнет просаживаться ток и напряжение. Лучше всех это удается Axon 7 mini.
Во всех моделях зарядок установлены ШИМы, которые отвечают за понижение напряжения с 12 до 5 вольт. Им в компанию допаивают простейший LC-фильтр для сглаживания пульсаций, а также добавляют один конденсатор на вход, как того требуют производители ШИМов.
В SA 2211 и HZ-008 установлен один и тот же ШИМ AD84064Q, который по спецификациям не должен выдавать стабильный ток более 0,8 А, что мы и видим на практике. Вдобавок при нагреве показатели значительно падают. А что за ШИМ установлен в черной зарядке, показавшей самые лучшие результаты в статике и суммарный ток более 3 А – осталось загадкой. Чип вообще не имел никакой маркировки.
При этом Galaxy Nexus отказывался принимать от нее более 0,4 А. Можно предположить, что причиной такого поведения являются плохо сглаженные пульсации. Однако LC-фильтр в ней с виду реализован куда более качественно, чем в той же SA 2211. Но проверить его работу без специальных инструментов, того же осциллографа, весьма сложно. Возможно, я прикуплю какую-нибудь недорогую модель у китайцев и проведу более детальное изучение.
P.S. Чуть не забыл, с сетевыми зарядками примерно та же история. На своей практике я сталкивался с ситуацией, когда от одной и той же зарядки разные смартфоны брали разный ток. Но будучи тут же подключенными к своей родной использовали ее уже по максимуму.
Slimport
К YotaPhone 2 можно подключать внешние устройства отображения, мониторы и телевизоры. Это очень удобно для просмотра фотографий и видео. Подключение производится с помощью адаптера SlimPort-HDMI (приобретается отдельно), подключаемого к microUSB-разъёму смартфона.
Кстати, в первом YotaPhone для подключения внешних устройств использовался интерфейс MHL. Однако SlimPort имеет по сравнению с ним целый ряд преимуществ. Например, глубина цвета составляет 36 bpp вместо 16 при разрешении 1080р и 60 кадрах в секунду, эта разница особенно заметна при отображении градиентов.
Беспроводной способ зарядки
В мире существует несколько стандартов беспроводных зарядных устройств, среди которых можно выделить Qi, PMI и A4WP. Yota Devices является
WPC (Wireless Power Consortium) разрабатывающего стандарт Qi. Это на сегодняшний день наиболее распространённый стандарт беспроводной зарядки, и именно с ним совместим YOTAPHONE 2.
Беспроводная зарядка, называемая также индуктивной зарядкой, стала возможной благодаря закону индукции, открытому Майклом Фарадеем в 1831 году. Через 60 лет Никола Тесла на практике продемонстрировал возможность беспроводной передачи электричества от генератора к потребителю.
Для этого необходимы две катушки — приёмная и передающая, расположенные очень близко друг к другу. Переменный ток, протекающий по передающей катушке, генерирует магнитное поле. Оно, в свою очередь, создаёт в приёмной катушке индукционный электрический ток.
Как и любой другой подход, метод электромагнитной индукции имеет свои особенности. Чтобы передача энергии протекала с наибольшей эффективностью, катушки должны располагаться как можно ближе друг к другу. Это не составляет проблемы в лабораторных условиях, однако на практике расстояние между катушками в смартфоне и зарядном устройстве получается относительно большим.
Ведь их разделяет материал корпусов обоих устройств и другие элементы конструкции. К тому же в YOTAPHONE 2, в отличие от большинства других гаджетов, приёмная катушка распложена не по центру, а несколько смещена вниз. На это пришлось пойти, чтобы разместить антенну NFC, не увеличивая при этом толщину устройства.
В целом для лучшей стабильности процесса зарядки можно использовать зарядные устройства с тремя индуктивными катушками (3 coil). Однако это вовсе не означает, что зарядки с меньшим количеством катушек не смогут заряжать YotaPhone 2.
Использование беспроводного ЗУ не оказывает никакого влияния на дисплей на электронных чернилах, не повреждает его и не искажает изображение.
Как решает проблему зарядки samsung
Современные мобильные телефоны практически не имеют недостатков, если не считать проводной зарядки.
Многие гаджеты приходится подзаряжать ежедневно, под каждое устройство требуется индивидуальный провод и зарядный блок. Если потребуется в процессе зарядки позвонить, для начала смартфон отсоединяем от проводов, и после разговора подключаем их снова.
Добавляем к этому имеющиеся у портов заглушки, неудобства соединений, не позволяющие осуществить подключение тактильно, и другие мелочи, и в голове появляется оптимальное решение – вернуться домой, положить телефон или другое устройство на стол, чтобы начался процесс восполнения энергии.
Отметим, что первые попытки отказа от проводной системы выполнены компаниями Apple и Samsung.
Предлагаем рассмотреть их результаты. Для примера возьмем корпорацию Самсунг, детищем которой является Samsung Galaxy S5. Для эксперимента также потребуется приобрести сменную заднюю панель, оснащенную модулем зарядки беспроводного типа стандарта Qi «SCharger Cover», и зарядную панель Самсунг «SCharger Pad» без проводов.
Особенности необходимых элементов
Зарядка через NFC для Гэлэкси S5 осуществляется без приемной антенны, с помощью задней крышки, в которую встроен микрочип.
Недостаток заключается в том, что толщина мобильного телефона на несколько миллиметров увеличивается, и многие чехлы к нему уже не подходят. Но такие неудобства порождают преимущество – из-за увеличения размеров корпусной части фотокамера не выступает за ее габариты, вероятность появления царапин на защитном стекле минимизируется. Кроме того, возможно использование технологии НФС с неоригинальным элементом питания.
Корпорация Самсунг интегрирует антенны в элемент питания.
Зарядное устройство своими габаритами напоминает кубик высотой в девять миллиметров и гранями по 7.2 см. На паре смежных сторон располагается разъем микро-USB, предназначенный для подсоединения питающего адаптера, и световой индикатор, отслеживающий состояние процесса.
Ширина зарядного блока не больше, чем аналогичный параметр смартфона, и при зарядке его модно не заметить за мобильным устройством. Правда, свет индикаторной дампы не виден, но об окончании процесса оповещает специальный звуковой сигнал, а на экране телефона появляется сообщение.
Паранойя
Вызывают ли беспроводные катушки рак, импотенцию, слабоумие? Не более, чем любая проводка в вашем доме. Беспроводная зарядка — это просто два мотка проволоки под напряжением.
Можно ли через беспроводную зарядку считать данные телефона? Нет, но можно — через беспроводную технологию NFC, если ваш телефон готов этими данными поделиться.
Можно ли с помощью беспроводной зарядки размагнитить банковскую карту? Если карта с магнитной полосой и вы положите ее между зарядной станцией и телефоном надолго, то магнитная полоса может повредиться. Карта с чипом — нет.
Можно ли приготовить или разогреть на беспроводной зарядке еду? Можно, если ваша еда — свёрнутая в спираль медная проволока, а у зарядной станции будет мощность в 100—200 раз выше, чем у современных. Проволока нагреется, её можно будет съесть. (Это шутка, не ешьте медную проволоку).
Принцип работы
Процесс простой, выполняется по следующему алгоритму:
- мобильный телефон кладется на устройство для подзарядки;
- раздается специальный сигнал, сопровождаемый сообщением на дисплее, что процесс начался;
- состояние процесса сопровождается свечением индикаторной лампы.
Получается, что микрочип NFC и беспроводная зарядка – это одно и тоже.
В течение одного часа мобильный телефон восстанавливает до тридцати процентов заряда от общего объема аккумуляторной батареи.
Скручиваем провод
Если мы возьмём длинный провод и скрутим его по спирали, то у нас получится катушка, магнитное поле будет сильнее и будет распределяться так:
Если мы пустим по этой спирали ток, а сверху положим такую же спираль, то в ней появится такой же ток, только на 20–25% слабее. Потери связаны с преобразованием магнитного поля в электричество, поэтому обычно на спираль подают ток побольше, чтобы на выходе получить нужные значения.
Для беспроводной зарядки одну такую спираль подключают через преобразователь к розетке, а другую встраивают в телефон. Когда мы положим такой телефон на площадку, под которой будет катушка под напряжением, то спираль телефона уловит это магнитное поле, преобразует его в электричество и будет заряжать батарею.
Стандарты беспроводных зарядок
Qi. Самый популярный стандарт, который поддерживают почти все телефоны. Его минус — нужно очень точно расположить телефон над катушкой, чтобы всё работало как нужно. Именно для этого делают несколько катушек в зарядке. Максимальное расстояние для заряда — 4 сантиметра, а максимальная мощность — 120 ватт.
PMA. Использует тот же принцип, что и Qi, но работает на другой частоте тока в катушке. Его поддерживают меньше телефонов, но есть и такие модели, которые работают с обоими стандартами. Ещё PMA-зарядки встраивает Старбакс в столы у себя в кофейнях.
Есть и другие стандарты для беспроводной зарядки устройств, но в телефонах они не применяются и рассчитаны на промышленные устройства, электромобили и остальную технику.
Тесты
К вопросу тестирования меня как раз и подтолкнула ситуация с двумя зарядками, которые были в моем арсенале в одной из дальних поездок. Первая честно выдавала 0,7 А при 5 В, но работающий в режиме навигатора смартфон за несколько часов не только не восполнил заряд своего аккумулятора, но и полностью его исчерпал.
Вторая зарядка по тестам выдавала уверенные 2 А на любом из разъемов, но с ней ситуация полностью повторилась. В итоге я заказал на Aliexpress еще три модели и проверил работу всех пяти со статической нагрузкой в 1 и 2 А, а также с пятью смартфонами, что оказались на тот момент под рукой.
Тесты со статикой выявили два любопытных момента: китайцы нагло обманывают с заявленными характеристиками у дешевых моделей (тут никто не сомневался). Кроме того, их и без того низкие показатели снижаются до совсем неприемлемых значений спустя пару-тройку минут по мере нагрева электроники ЗУ.
Чтобы не загромождать статью, все тесты со статическими нагрузками я решил убрать за кадр, оставив для каждой зарядки лишь значения максимального стабильного тока и напряжения на одном порту до и после прогрева. Но если кто-то захочет посмотреть все замеры статики с нагрузками в 1 и 2 А, их можно найти тут.
Сам процесс тестирования был предельно прост: к 12-вольтовому полностью заряженному аккумулятору 7 А·ч подключалась очередная зарядка, а к ней по очереди пять тестовых смартфонов, батареи которых были заряжены на 25-40%. Для каждого смартфона фиксировались ток и напряжение, которые были выбраны им для зарядки, пока зарядник был еще холодным.
Смартфонов было пять. Два старичка: Samsung Galaxy Nexus (GT-i9250) с максимальным потребляемым током в 1 А и Zopo ZP-100 (максимальный ток ~700 мА). Плюс три абсолютно новых: Huawei P9 Light, Apple iPhone SE и ZTE Axon 7 mini. Первые два ограничиваются током в 1 А, в то время как ZTE использует технологию Qualcomm Quick Charge 2.0 и от 5-вольтового источника может брать до двух ампер.
Вот общая таблица результатов. В первой строчке указаны параметры, которые выдают зарядники в первые пару минут. Во второй строчке те, которые устанавливаются по прошествии некоторого времени. Если в ячейке стоит OK, то в связке зарядка-смартфон использовался максимально возможный для нее режим. Красным выделены случаи, когда смартфон включал более слабый режим, чем изначально могла дать зарядка.
* — примерно на каждый пятый раз смартфон устанавливал минимальный режим по току в 0,4 А.
** — на втором разъеме стабильный результат не более 0,4 А при 5,08 В.
*** — на втором разъеме более 1,25 А смартфон брать не пытался, в то время как из первого стабильно извлекал 1,6 А.
Физика и магнитное поле
Если сильно упростить, то любая беспроводная зарядка основана на эффекте, который мы знаем из уроков физики:
когда по проводу идёт ток, вокруг провода образуется магнитное поле.
Выглядит это примерно так:
Но у магнитного поля есть и обратное свойство: если его точно так же пустить вдоль другого провода, то в этом проводе появится ток:
Получается, что если мы сформируем такое же магнитное поле вокруг провода, то сможем подключить этот провод к батарее, чтобы она заряжалась. Это можно сделать, например, так:
- Положить рядом два провода
- Пустить по одному ток
- Смотреть, как во втором тоже появляется ток
Чем ближе провода друг к другу — тем лучше.
Но чтобы в новом проводе тока хватало для заряда батареи, у нас должно быть достаточно сильное магнитное поле. Самый простой способ получить поле посильнее — скрутить много витков провода по спирали.
Выводы по тестам
1. Китайцы беззастенчиво врут насчет характеристик своих зарядок, поскольку для всех их были обещаны токи до 2 А (кроме HZ-008).
2. Есть «капризные» смартфоны, которым нравятся далеко не все зарядки.
3. Контроллеры простых и дешевых смартфонов (и прочих устройств) наименее требовательны к зарядкам (см. ZP-100).
4. Если напряжение на источнике падает ниже 4,8 В, контроллер зарядки снижает ток нагрузки на одну ступень. В большинстве случаев подстройка делается только один раз перед началом процесса зарядки.
5. QuickCharge 2.0 следит за параметрами источника постоянно, а не только перед началом процесса.
6. Если вы покупаете недорогую зарядку, всегда есть шанс, что она может «не понравиться» вашему смартфону, даже если исправно выдает заявленные амперы и вольты.