無線是男人的浪漫！無線充電正夯 (2) Samsung S3 無線充電實作

阿輝

前面說了這麼多，其實還是要心情複雜的說，實際上要買到有無線充電的設備來用還真不簡單啊！除非要用外接的背夾式充電器，但是這樣外接就一點爽度都沒有了啊！要無線充電就是要內建整合完整才像話，但是看看目前比較新推出的 Sony Xperia、Samsung S3 智慧型手機，官方都有提供無線充電配件可以選購，但是到目前為止都沒有賣！這真是令人覺得匪以所思加上令人氣餒的一件事情啊！
好吧土砲萬歲！我們自己動手來做吧！以下我們就以 Samsung S3 為例，自己改造加入無線充電功能。

備註：SAMSUNG S3 之外的手機改造？

其實原理都是一樣，S3 由於機器已經有內建了無線充電使用的接點 (SONY XPERIA S 也有)，因此改裝完成度最高，其他廠牌的手機由於目前充電電壓幾乎 99% 都是 DC 5V，因此改造的原理都是一樣，不過要注意如果是內建電池的機種，因為沒辦法藏在機體內，就得安裝在外側或是保護殼中；另外還有一個特例是金屬外殼的手機，因為多了金屬的屏蔽，並不適合改裝無線充電，效果會大打折扣。

零件購買

當然不可能從零開始自己繞線圈寫 IC，抱歉筆者真的做不到，以下列出需要的零件與說明，大致上都不會太難買，淘寶上面價格低且齊全，如果要方便的話台灣露天拍賣上也有廠商引進

項目	說明	購買來源與參考價格
TouchStone 點金石組	無線充電的基礎	淘寶，約 45RMB，合台幣約 NT$200
TouchStone 線圈組合	完整零件組合，改裝進手機背蓋中	淘寶，約 65RMB，合台幣約 NT$300
TouchStone 點金石 + 線圈組合	包含前面兩者	台灣露天拍賣，台幣 NT$700 (不含變壓器)
Samsung S3 背蓋	改裝用零件	機器內付 NT$0，或是淘寶約 22RMB，合台幣約 NT$100
Samsung S3 書蓋型背蓋	改裝用零件	一般門市或網路商店，台幣約 NT$1200
廢棄 SD 記憶卡或是轉接卡	殺肉拿金屬端子來改造用	找廢棄物 NT$0，或是買一張轉接卡 NT$50

零件說明 - Palm 的遺產 - TouchStone 點金石

TouchStone 是過去知名 Palm 公司（這樣的介紹有點辛酸的感覺）在 2009 年隨著 Palm Pre 所推出提供選購的無線充電配件， TouchStone 也通常被稱為『點金石』， TouchStone 也隨著被應用在 Palm 後續推出的 Palm Pre2, Pre3, Pixi 等機器上，在當時的智慧型手機市場中，是非常少見且技術領先的無線充電解決方案。

Palm 的遺產 – TouchStone 點金石與 Pre 的合照，迄今雖然以結果來看 Palm 算失敗了，但是 WebOS Device 一直到現在筆者都認為是一個優雅的硬體、優美的系統的最佳代表。

不過因為很多因素，大概也主要是推出的時機不對、硬體上市太慢等等可能的原因，讓 Palm Pre 並沒有預期地讓 Palm 這家公司翻生，後來也如同大家所知的市場變成了 Apple 的 iOS Device 與 Google 的 Android 眾手機瓜分並競爭市場的情況；後來 Palm 被 HP 買下來了，又過了一段繼續推出了 Pre2, Pre3, 甚至是平板 TouchPad 等機器，然後... HP 也放棄了，並宣布將 WebOS 開源 OpenSource ，因此大概就奠定了 Palm 正式走入歷史。

說遠了回到 TouchStone 本身，仰賴萬能的中國大陸同胞與神奇的淘寶啊！TouchStone 可以用非常低廉的成本取得，給各位讀者參考一下 Samsung S3 官方預計（不知道何時）要推出的無線充電配件預估售價為 USD$79，折合台幣要 NT$2000 以上，而上網淘一下 TouchStone 一組要多少錢？台幣 200 就有了，各位讀者，就算把成本零件一堆都加上去，看完本篇 DIY 一組無線充電只要 1000 元以內，足足讓你省下一張可愛的小朋友玩地球啊（2000 - 1000 = 1000）！有沒有很贊！

目前在淘寶上可以買到所有所需的零件，不過如果怕麻煩，可以在台灣露天拍賣上買有人在賣的 TouchStone 點金石 + 線圈組合的改裝套件，價格稍微高了一點，不過購買的難度相對比較低。


Flickr 上 chehui 的 20120917-026
萬能的淘寶啊，這樣一組點金石只要台幣 200 元！

備註：TOUCHSTONE 有分機型嗎？
其實從 PRE 1/2/3 一直到 PIXI 都是使用相同的 TOUCHSTONE 點金石，只有充電背蓋因機型而有所不同，因此不需要擔心買錯，唯一的例外是在最後期針對平板 TOUCHPAD 有推出 TOUCHSTONE FOR TOUCHPAD，因為平板較大台，因此 FOR TOUCHPAD 的 TOUCHSTONE 是類似立架的設計，不過大致上不太需要擔心買錯，因為真的要買到 TOUCHSTONE FOR TOUCHPAD 還蠻有難度的.....

零件說明 - 改裝手機背蓋

因為要改裝到手機內部，因此要對手機的背蓋動手腳（打磨），這是屬於破壞型改裝，不過因為 S3 本身有預留無線充電的電源接點，因此除了背蓋之外不會對手機造成任何可能破壞保固的行為讀者可以放心，除了使用機器內付的背蓋直接改造之外（不用花錢），也可以選擇另外買一個背蓋，或是買原廠的FlipCover書蓋型背蓋來改裝都可以，FlipCover書蓋型背蓋的材質和一般背蓋比較不同，其實是比較厚一點，但相比之下因為背蓋我們改造時都會打磨，因此反而書因為塑膠較厚，反而加工比較簡單  。


左：S3 原廠背蓋、右：選購的 FlipCover 書蓋型背蓋

零件說明 - 廢棄 SD 卡或是 MircoSD 轉接卡

這項倒是沒有一定，其實只是要用來作為改造接點使用，一般較正式的作法也可以在電子材料行買焊片來推疊焊接，不過因為其實我們只需要做出兩個接點而已，因此找一下閒置廢棄的記憶卡，或是找片 MircoSD 轉接卡，破壞取出金手指部分的金屬片就可以用來改造用（不硬，因此可以很簡單的用箝子彎折加工，用一般簡單剪裁）


其實只是要拿金手指部分來使用，因此轉接卡算是最容易取得而且便宜的選擇。

使用工具

當然還是需要一些輔助工具，大致上必備的就是烙鐵和焊錫，認真一點的話多準備一下砂紙與一些基本工具即可，沒有太大難度，項目條列如：

工具一覽，其實大概就是烙鐵一定必須，打磨機有的話比較方便，不然其實砂紙也是效果相同的。

項目	說明
烙鐵	必備，一般使用 45W  款即可，購買的話約 NT$150 元
悍錫	必備，少量即可，大約  NT$20
打磨器或砂紙	非必備，打磨背蓋使用，建議有的話會比較好，打磨器約 NT$300，砂紙一張約 NT$5，一般建議買砂紙就可以了比較便宜
美工刀	必備，要刮除電路絕緣層，用一般美工刀就可以了
其他雜項工具	非必備，家裡文具找一找就可以了；剪刀、箝子（可用指甲剪或是巧手取代）、雙面膠帶

開始動手改造

背蓋加工 - 標記充電定位點
Samsung S3 原廠已經預留了無線充電的接點位置，我們改裝 DIY 最重要的第一步就是把充電接點位置標出來，請把背蓋拿出來並翻到內側，請仔細看在右側中間有兩道淡淡的模線痕跡。


提早先看看 S3 機背與改造完成完成的充電背蓋，正中間應該可以看到線圈與機器的接點位置。


因為怕讀者看不清楚，直接拍攝深藍色版本的背蓋，並用鉛筆畫出實際的框框出來。

在兩個模線的『內緣』兩邊，各用鉛筆畫上一個 2.5mm x =2.5mm 的正方形方框，就是我們待會要固定做出充電連接接點的位置。


當然如果真的感受不到那兩條內緣，請參考圖片中紅色標示的位置，就是模線的位置。

充電線圈加工

重點來了，因為我們是拿 Palm Pre 使用的 TouchStone 線圈來做修改，因此保證腳位 100% 不合，所以得改造才行（真是廢話），先來看看線圈套件包含哪些部分：


線圈套件組合，缺一不可，請檢查買到的零件是否有缺少了。

A. 線圈本體：和電路板是一體的，請小心呵護它，溫柔一點地拿它，待會再粗暴個改造
B. 金屬隔片：其實正式名稱我不確定，到時候安裝好線圈時，要隔在線圈背後，這個非常重要，不裝的話輸出電壓不穩定且低會無法充電
C. 塑膠隔離貼紙：這個有可能是黑的也有可能是白的，其實沒什麼差，只是完成後貼在線圈上做隔絕避免拆裝時受損，還有避免不小心短路的情況造成問題。
D. 金屬零件 x 4：用來固定線圈位置使用，和 TouchStone 點金石上面的磁石會緊密的貼在一起，後面會說明安裝方法。

線圈電路
主要我們要動工的就是線圈的部份，這部份筆者已經幫各位量好接點，請參考以下圖片


線圈電路標示圖

編號        說明
A 接點        + 正極輸出
A 區域        表面絕緣面下都是 + 正極輸出
B 接點        - 負極輸出
C 接點        + 正極輸出
D 接點        - 負極輸出

簡單來說我們要做出一個總寬度 7 mm 寬，左右各一個 2mm x 2mm x 2mm 的正負接點出來，而對應上面的線圈線路圖，建議各位最簡單的方式，就是以 B 接點不動，然後在 A 區域對應的位置刮出一對應新接點的方式來做會比較容易。

備註：C 接點與 D 接點的用途？

正所謂馬有失蹄、人有失足，偶爾還是有失手的時候，如果真的加工失敗，可以從 C 接點與 D 接點兩點利用漆包線或是 OK 線拉出 + - 正負極，也是可以加工處理的，也有一個特別情況就是如果改裝手機的線圈安裝位置不足，其實也可以將電路板 AB 區域整個剪掉，利用另外從 C, D 接點拉線的方式來做到變更充電電路形狀的效果。

依照下圖尺寸，在 A 區域中，小心地用美工刀將表面的絕緣層刮開，露出金屬電極面（我們就稱這為 A2 接點吧）；這邊注意請小心輕柔的刮開，若刮太過頭刮破了金屬層，就短路再見啦～ 請小心


用美工刀小心的刮開表面的保護層，說實在也沒多可怕，看到金屬露出來了就減輕力道就好了。


原來的 B 點，與新做出來的 A2 點

然後接著我們要來做出兩個接點出來，拿出零件中的 SD 卡或是 MicroSD 轉接卡，並且粗魯地破壞。


稍微用力，或是用箝子扭開轉接卡，就可以取出金手指零件

然後取出我們要的金屬片，用美工刀或是小刀剪裁成 2mm x 4mm 的小長條，然後對折起來，一共要做兩組


像這樣對摺金手指，然後剪下作為零件使用

然後拿出烙鐵，將兩個對摺後的小金屬片，用烙鐵和悍錫固定 B 接點與新做出來的 A2 接點上

背蓋打磨與固定

其實主要的改造就是接點部分做出來然後就是固定到正確位置就好，不過還有一個問題 - 厚度，因為現在手機其實精密度都很高，在原有的背蓋中加入充電線圈之後，就會碰到厚度的問題，問題會有兩個，其一是可能會因為厚度變了，背蓋安裝會無法密合，其二其實就比較嚴重的就是充電效率的問題，因為背蓋越厚，也就是線圈與點金石中間的間隔就更大，相對來說就會直接影響到充電的效率問題。
我們可以利用砂紙或是打磨器針對背蓋安裝線圈的位置僅可能的打磨，至於要打磨多少就看功力了，再不磨穿的情況下盡量打磨吧！

另外打磨時會產生大量的塑膠粉塵，其實會挺困擾的包含清潔與健康因素，這邊也可以建議，一邊加水一邊打磨，就可以降低這樣的困擾了。


將下半部線圈的安裝位置努力的打磨吧，把背蓋磨薄就是了

打磨後安裝起來就不會有扣不上背蓋的冏狀發生了，另外因為背蓋本來就很薄了，裝上之後其實會感覺背蓋線圈的部份有凸起，這是正常現象不用太擔心。


打磨完成後的背蓋，安裝之後還是 100% 密合！成功

最後收尾固定

最後還要好好固定，前面有提到無線充電設備與充電器，線圈需要妥善的固定，不然會有影響到充電效率的可能發生，而 TouchStone 和充電背蓋的固定方式是靠 TouchStone 上的強力磁鐵，配合四個金屬元件，作為固定使用。
先將線圈放置到對應的位置，並用雙面膠帶稍微固定一下。
接的將點金石放在背蓋之後，然後在背蓋內放上四個金屬元件，放心磁力很強會自己吸付到正確位置


點金石上的磁力很強，其實稍微把金屬件丟上去，就會差不多吸付到正確的位置。

關鍵來了，請依照線圈的位置，移動調整點金石和金屬元件的位置，務必讓 1. 線圈本體在四個金屬元件的相對中央 2. 四個金屬元件可以的話盡可能形成的正方形跟背蓋的位置有成正確的水平與垂直。


調整好線圈和金屬元件的位置

固定好之後，將四個金屬點用雙面膠固定住，若怕不夠牢靠的話也可以用 AB 膠或是快乾固定也可以；確定固定好之後蓋上金屬隔片，注意要完整覆蓋金屬線圈，最後再黏上塑膠隔離貼紙


最後固定上金屬隔片與塑膠隔離貼紙。


完成的特寫

充電效率實測

秉持著實驗精神，改造完成當然要上機測試，我們將同一支手機，同樣的變壓器使用的情況下，一起比較有線與無線充電的充電時間，來看看效率相差多少。
測試條件， S3 安裝 SIM 卡，開啟 Wifi，關閉 Push 相關服務，不執行任何背景程式，僅開啟電池記錄用 Widget，並每 20min 記錄充電 % 數，設備都先放電到自動關機無法啟動的狀態視為 0%，以此狀態接上有線充電 / 無線充電，並開始充電一直到機器出現充電已完成的訊息為 100%。

測試對照組 A ： Samsung 原廠充電器有線充電
0 ~ 100% 充滿顯示停止：2 小時 22 分（142 分鐘）

無線充電組： Samsung 原廠充電器 + TouchStone 點金石
0 ~ 100% 充滿顯示停止： 4  小時 25 分（265 分鐘）

TouchStone 查詢到的官方轉換效率數據是 85%，不過這應該是理想值，跟實測的解果還是有一點差距，實測在使用一樣的變壓器的情況下，無線充電相比需要有線充電的 1.87 倍時間，換算約為 54% 的效率。



充電曲線圖，相對起來無線充電的確比較慢，不過可以看到也是穩定的線性充電曲線。

結語

隨著技術的進步，Nokia、Samsung、Sony 等大廠陸續投入無線充電技術的配件商品化，無線充電技術普及可以說即將來臨，相比傳統有線充電，無線充電也許有速度較慢的問題，但是給使用者帶來的方便性也是無庸置疑的，你的智慧手機有無限充電了？！試試看一定會上癮！



無線充電完成，回家只要放上手機，自動就吸付固定住，不用插線不用對準，就是這樣的輕鬆，享受無線充電帶來的方便生活吧！

lexusmark

看到這一篇 , 有點感傷 , 看到 palm 就這樣 bye bye 了 , 輝大果然說的很感性

chenkl

另外有人做出在 Nexus 7上用兩個線圈來加速充電，阿輝要不要再挑戰一下？
http://www.webosnation.com/nexus ... courtesy-rod-whitby

阿輝

chenkl 發表於 2012-12-20 11:43
另外有人做出在 Nexus 7上用兩個線圈來加速充電，阿輝要不要再挑戰一下？
http://www.webosnation.com/nexu ...

我哪來的 Nextus 7....

chenkl

阿輝 發表於 2012-12-20 11:47
我哪來的 Nextus 7....

我的 Veer 用原廠變壓器+磁性有線 的充電電流約 380mA，如果用 Touchstone 則有 500mA。在 Veer 上是無線充得比較快。
我想可能是無線充電的線圈限制住了充電電流，而不是無線的效率較差。如果用兩個線圈應該就可以充分發揮S3原廠變壓器的電流。
S3看起來有空間擠兩個喔！

阿輝

chenkl 發表於 2012-12-20 17:43
我的 Veer 用原廠變壓器+磁性有線 的充電電流約 380mA，如果用 Touchstone 則有 500mA。在 Veer 上是無線 ...

我的新機沒地方塞線圈... 哭哭..

白色奶油蒼蠅....

Jerry

S3預留了無線充電的電源，手上買的點金石也放也很久了，
iphone體驗了很多年後，想再回味一下android，運氣也相當好的便宜購入了galaxy nexus。
galaxy nexus的充電接點是在外觀上要與底座連接用的。
所以必須要自己動手加工將無線充電的電源接點挖出來。
看了網路上的一堆介紹，需要動用到小型電鑽，但平常工具到處丟的我，實在不知那心愛小電鑽的下落。
為了取代電鑽，動用了圖釘、T5的星形起子、再加上小小的一字起子。用手工的方式，先用圖釘點出小孔，再拿T5的星形起子慢慢轉動，最後用一字起子將銅片上的殘餘的塑膠刮乾淨。

上方是負極，下方是正極。