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小米手机M1M2零成本改装无线充电 QI标准

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发表于 2013-8-1 22:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
小米M1M2零成本改装无线充电 QI标准----桂林米粉出品


     7月13日一则年轻空姐使用正充电iPhone打电话被电死的新闻,再一次把无线充电推上了前台。虽然果壳网及时解释了正常情况下不会发生此类事件,只是万一的事情还真不太好说,不是吗?!




7月25日Google发布了第二代Nexus7,开创了平板支持无线充电的开端。同时据各方可靠消息,咱们的小米3也将加入无线充电行列,还有国内另外一家手机品牌-大可乐,也放出风来,在可乐3代支持无线充电。无线充电这把火算是在国内烧起来了。至于无线充电是否实用先不讨论,想想看,你就这么随手一放都能充电,这是多美的一件事情啊!反正不管你接不接受,他真的来了。记得有位大神说过一句话,“世界的进步是被懒人推动的”。(这是在给懒找理由吗,嘻嘻……)




      无线充电的概念和原理经过了几年的传导已无须多加解释,简单点甚至可以把它想象成我们日常用的电磁炉(国外还真的有牛人把诺基亚标配无线充电的920放在电磁炉上充电,不知道是不是真的,反正我没试过,呵呵)。目前无线充电最成熟且大规模商用的是——QI标准,标准的东西就是好,拿来就可以用,建议大家基于此标准来改装。(话说我们国企啊,什么时候才能真正的为人民干点实事呢!?)
     米3支持无线充电了,那我们的M1、M2咋么办呢?大家最受不了的就是比拼,你有的我也要有,呵呵,这个还真的难不倒神通广大的米粉们。高手在民间嘛,有很多米粉也进行了尝试。有人直接开壳从usb焊接处引出线, 就是稍麻烦了点需要拆机;更牛的是有个鸡哥兄,竟然用上了刚刚兴起的3D打印技术,不过此等高级装备非我辈能尝鲜啊!




     好了说了这么多,先给大家介绍下我研究的这种方法的优势:

— 几乎是零成本投入,现有闲置配件(买一套无线充电套装不能算进改造成本哈);
— 普通动手能力,不用担心,都是些简单的手工课而已;
— 最重要的是,所需的工具都是家居常备。3D打印机,CNC(数控机床)想必很多兄弟都没见过的对吧,呵呵;再就是有点小暴力,受不了的不要喷哈,呵呵。

再看看我们都需要些什么材料就知道难度了:

1、X宝上买一套无线充电套装,包括发射、接收,根据方案不同成本大概一百多吧;
2、后盖,在雷鼠黍的赠送配件攻势下,估计大家多少都整有一个吧,如果你真的没整,又不想破坏现有的,那就买个吧,X宝很便宜质量也不差,十多块一个;
3、USB公头,可用现有闲置的线来拆解;
4、焊接装备;
5、2根细线(越细越好,需要一定耐折性);
6、热熔胶(也可以用其他胶,粘牢就行);
7、双面胶;
8、钢锉;
还需要,一点耐心、一点时间、一点激情!都备齐了吗,那就动手吧! Let’s  go


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 楼主| 发表于 2013-8-1 22:52 | 显示全部楼层
一、       先改造接口




备用的数据线,或者充电线,都可以,下面暴力开始了。
(“这哥怎么一上来就暴力啊!”,其实哥想说的是,暴力才刚刚开始,好戏还在后头,嘻嘻!)








其实很容易就能剥开,只是过程要小心锋利的美工刀!(欲练此功,需先自宫,“这兄弟是不是电影看多了,又不是葵花大法”。欧!)






如果你不懂得正负极,就需要小心剥开,记住正负极接线的位置。这点一定切记啊!不然悲催了不要怪兄弟没提醒哈。也可以参照最后的附     图来操作。








如上图,这是2种不同结构的micro usb公头,好在不影响我们改造。为了方便,选了下面那个进行改造。





搞掉金属包皮。这个步骤有点麻烦的是,表面有2个倒钩把金属套钩住。有2个解决办法,一是再找个人协助,一个人负责把倒钩往下按,另一个人把里面的塑胶件拔出来;还有一种就是直接把金属套破坏掉,金属片很薄,小心操作,不要弄坏里面的塑胶件,因为这个才是我们真正要用的。





1、 把拔出来的塑胶件再插到手机,用刀从边缘划个痕做个记号,大概5mm;
2、 用剪钳先把塑胶件从根部剪断(不是从划痕剪断);
3、 把里面那些接触小针小心的拔出来(不要弄坏了,还要用上);
4、 再用剪钳把塑胶件从划痕处剪断;
5、 当然后续也可以参照上图做成防尘塞状,这步就留给要求完美的兄弟研究了;









找来2根细线(这里用的是做测试架用的那种,0.5mm厚度)。再剪2根和塑胶件(5mm)一般长度的接触针。然后分别焊接上,比较细,需要点耐心。




按照正负极的排序放回去(可参考后面针脚定义图),并用热熔胶粘好。不要怪我粘得不好看哦,这都是为了给大家保持原始的样子。注意:分清极性很重要,仔细看放大的图!(关于充电速度快慢可以看后面的探讨)




由于把外面的金属套去掉了,插回去肯定会很松没法用,再找来一片金属片(或者类似的,如矿泉水瓶),大概厚度0.22mm(没有卡尺童鞋只能亲自去试了),剪成塑胶件差不多大小用双面胶粘上(经多次拔插测试,很牢固,没问题)。




最后用自制的专业移动版电流电压测试仪接入测试,可以正常充电,OK,接口改造没问题。

到此最关键的接口改造完成。

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 楼主| 发表于 2013-8-1 22:52 | 显示全部楼层
二、改造接收端后盖:




这个是买回来的成品接收端,需要揭开保护层,为了不破坏里面的线路板,最好用酒精浸泡下再揭。




还有一片隔磁片,为了看清真面目,只能把它也先摘下来。





使线圈多往上靠点,省点后续步骤磨合的功夫。用笔给线路板位置做个记号。




把接收端拿出来,再把接口的线焊接上去(也可以尝试用FPC软排线来试试,更薄,更省事)。还是提醒,要注意正负极!再把线路板按记号位置用双面胶粘好,并贴上隔磁片。




最后上电测试,福禄克显示:5V输出,NO Problem!

接收后盖改造完成。

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 楼主| 发表于 2013-8-1 22:53 | 显示全部楼层
三、整体磨合改造




由于手机和保护套之间放进去了厚度1mm左右的线路板,要想还像原来那样完美套进去是不可能了。有2个解决方案:

      1、至少要把保护套磨去大概0.6mm,这个就要用到鸡哥兄所说的CNC了,先不说雷鼠黍说的这个是号称0.8mm的第二代超薄保护套(差点薄过gb,你懂的,嘻嘻),单就这个CNC,大家可能连听都没听过,这方案比较难;

      2、有难度没关系,山人自有妙计。这时闲置的那个后盖派上用场了,别说你舍不得哈。磨薄这个后盖,高潮部分到了;





“刑具”曝光。(呵呵,跟大明锦衣卫的十八班刑具差远了去了)





    在最厚的主控MCU上涂上颜色,快速把后盖套进去再拿出来,在有印记的附近做上记号,下面就是上“大刑”了。真不忍心啊,这可是原装后盖,要不是因为摔蹦了2个扣齿,也不至于此。
     革命总是有牺牲的!这也是他重生的唯一机会了。所以苦难也不见得总是坏事!





圆的、扁的、方的轮番上阵。








原装的后盖真的不是盖的,磨得手都有点酸。没想到还有点苦力活,哈哈,不过咱们屌丝DIY的乐趣就体现在这了。领袖也说过,自己动手丰衣足食,拿来就用真说明不了什么问题。




快收工了,最后用点酒精擦拭下。浴火重生。



看看,磨的前后还是有很大区别的。



插进去才露尖尖角。基本达到了预期效果。



最后装上保护套,也没发现有什么的不适感。说一点都没有那是骗你,但是和马上就可以用无线充电的感觉相比,这都不算什么,况且可能你磨得比我还精细呢,呵呵。

找准位置,轻轻的放上去,听到滴的一声,随后屏幕点亮,呼呼,耶耶,成了!!!DIY万岁!!! 屌丝万岁!!!










最后装上保护套,也没发现有什么的不适感。说一点都没有那是骗你,但是和马上就可以用无线充电的感觉相比,这都不算什么,况且可能你磨得比我还精细呢,呵呵。





找准位置,轻轻的放上去,听到滴的一声,随后屏幕点亮,呼呼,耶耶,成了!!!
DIY万岁!!! 屌丝万岁!!!

关于充电速度问题的探讨:(相关资料有兴趣的可以微信找我要哈,见上)



先看看小米M1正常充电测试,在电量少的阶段时,实际充电电流在800mA多点,充满大概是2个多小时。
       目前最牛的接收端主控——TI(德州仪器)BQ51013A,这是一片高度集成化的MCU(太专业的文字相信大家都不是很关心,我们就只说我们感兴趣的),也是目前QI标准无线充电接收端唯一的一个成熟且大规模市场化的方案。经过大家的测试和实际使用,发现这颗IC工作在约600mA电流的时候是比较理想的,超过了也不是说不行,就是发热量也剧增了,这样就会对手机电池安全存有一定风险。
       还有一个情况,前面我们改造接口的时候,只接了2根线,实际给手机充电的时候并不是这样,这个接线还是有说法的。下面看我慢慢道来吧。


     先来看看此种接法,整个无线充电过程所需的电流是:800mA多点,按目前非TI方案的无线充电转化率大概是在65%,换算过来,实际到手机充电接口的电流是在500mA多点,这个电流就比较适合前面我们所讲的了。也就是说我们需要牺牲点时间来换取安全,至少目前是这样。
其实这样还有一个好处,就是无需更换适配器。现在无线充电一般都是需要至少1.5A以上的适配器,如果我们需要的是小点的充电电流,那就可以省下换适配器的银子了。

     下面我们用另外一种接法再试试。把数据线进行短接后,看看所需电流有没有变化。



    把数据线短接以后,无线充电过程所需电流马上上升到1A多,换算过来,到手机的充电电流就大于800mA了,温度升高,你的JJ可能会受不了哦!

    这就是我们所说的智能机2种充电模式:
D+D,短接:手机会判定为连接在标准充电器上,此时按手机最大电流充电;D+D,断开:手机会识别是传数据状态,此时最大电流是500mA;(D+D,指的是2、3引脚,如下图:)
Micro-USB接口定义:




我们来总结下此次改造吧:
— 这个改造的方案,接口是关键所在,改造后的接口可能拔插稍稍有点麻烦,拔出来最好用尖的东西协助。要是可以把这个moicrusb公头搞成超短的成品就好了,批量生产价格便宜,质量还跟现有的一样,更可以大量应用到其他不支持无线充电手机的改装上;

— 还有就是需要破坏掉一个后盖,好在一个后盖的成本比较低。现在市面上各款手机的保护套真是太多了,如果能批量用CNC加工出一个槽也是比较容易实现,而且量大价格也不贵。(关于这点我还在找其他能尽量避免CNC的方案,如有情况会第一时间跟大家分享。)

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还没看明白,有空了详细研究
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珍惜现在所拥有的一切,明天和意外不一定那个会先到来
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