초코볼의 inside Tech

무선 충전 코일을 예전부터 어떻게 활용해 볼까, 여러가지 시도를 하고 있습니다.

아이폰 8 플러스 사용하면서 생각해 보니, 무선 충전이 되었네요!

바로 만들어 보기로 합니다.

1. 무선 충전 코일

거의 3년 전에 무선 코일 세트를 하나 사 놨었습니다.

* dc 12V Wireless Charging Charger Module 5V 2A Power Supply Coil for DIY Cell Phone Transmitter Module + Receiver Module

- https://www.aliexpress.com/item/32717511392.html

사양은 이렇다 합니다. 기록을 위해 남겨 놓습니다.

Instruction manual:

For current wireless charging various series of small electronic products, power supply design, it has small size, extremely easy to use, high efficiency, and low price is mainly applied to mobile electronics products such as : mobile phones, game consoles, fish tank, MP3, MP4, adult products, digital cameras, electric shavers, machine learning, medical supplies and other products of underwater applications. Thanks to contactless charging power supply, make the product completely sealed, waterproof and dust proof; increase product life, easier to use.

Modules main parameters:

- Input voltage: 9 ~ 12V

- Maximum load current: 1.2A

- Receives the maximum output voltage and current: 5V / 2A

(Charging the output resistance can be set to 12V / 700mA)

- Transmitting coil size: diameter 43mm, thickness 2.3mm

- Transmitter module size: 18mm * 8.5mm * 15mm

- Receiver Module size: 10mm * 25mm * 3mm

- Receiving coil size: diameter 43mm, thickness 1.2mm

- Receive the best distance: 3 ~ 6mm

9~12V 를 입력으로 받고, 5V 출력을 내어주는 코일 쌍 입니다.

한쪽 코일에 전원을 넣어 주면, 다른 쪽 코일에 전압과 전류가 인가됩니다.

대략 회로도는 다음과 같다고 하네요. 이 것도 참고로 올려 놓습니다.

2. 코일 외관

도착샷은 찍어 놨는데 너무 오래 전이라, 어디로 갔는지 없네요.

어뎁터와 연결하기 위해 female 3.5mm jack / USB-A 을 끝단에 납땜으로 붙이고, 수축 테이프로 마무리 했습니다.

사용된 chip 들을 보면, XKT-335 와 XKT-412 두 개가 사용되었습니다.

코일쪽으로 전원을 보내주는 OUT 이라고 표시되어 있습니다.

코일을 통해서 전기를 받아주는 쪽은, 코일 연결된 부분은 IN 이라고 표시되어 있어서 혼동되지 않습니다.

제가 구입한 제품은 XKT-412 를 사용한 제품이고, 큰 커페시터가 5개가 실장되어 있으므로, 아래 회로가 더 맞아 보입니다.

3. 기능 확인

전원은 집에 굴러다니던 9V / 500mA 를 사용했습니다.

대기전압은 1.0mV 이 나오는 군요.

무선 충전 가능한 스마트폰을 올려 놓으면 문제 없이 충전이 되네요.

다만 7.7mV 정도로 정말 천천히 충전 됩니다.

뾰롱~!

4. 설치

사용하려는 iPhone 8 Plus 는, 무선충전 코일이 기기 정 가운데에 위치하고 있습니다.

회사에 있는 노트북 세워놓는 지지대에 아이폰 충전 회로 높에로 맞춰, 캡톤 테이프를 이용하여 붙여 놓습니다.

마침 스텐드 가운데 부분이 뚫려 있어, 그 쪽으로 연결선을 빼 놓습니다.

완성!

만족스럽습니다.

잘 사용하고 있었지만, 문제점이 있습니다.

- 상시 전원을 넣어 놓으면, 코일 부분이 조금 뜨거워진 상태로 유지 됩니다.

- 이는 기기 접근을 인식하여 전류를 흘리는 것이 아니라, 계속 전류를 흘려 보내서 그런 것 같습니다.

- 퇴근 후, 주말에 화재의 위험성이 있어서 업그래이드 결정.

5. 업그래이드 부품 구매

고르고 골라서 아래 제품으로 결정했습니다.

* 1 Set 3 Coils S8 Type-c Qi Wireless Fast Charging Charger Transmitter DIY PCBA Circuit Board Qi Wireless Charging Standard

- https://www.aliexpress.com/item/32957404175.html

6. 업그래이드 부품 도착

2주 정도 걸려서 도착.

역시 기기 접근을 인식하고, 그에 따른 전류 컨트롤 기능이 들어가 있으므로 회로가 복잡해 졌습니다.

분명 다른 기기 OEM 으로 들어가는 제품을 외관 껍질을 벗기고 브랜드 없는 제품으로 판매하는 형식이군요.

코일은 3개가 한 묶음으로 되어 있습니다. 다만, 정 가운데에 위치시키지 않으면 충전되지 않습니다.

예상하기로는 양쪽 두 개의 코일은 충전 boost 용이 아닌가 합니다.

회로부와 코일부를 플렉서블 케이블로 연결하여, 서로 유연하게 위치를 잡을 수 있게 되어 있습니다.

테스트 해보니 잘 되네요.

한가자 아쉬운 점은 Fast Charging 이라고 표현되어 있지만, USB PD 대응한 어뎁터를 이용하자 전혀 동작하지 않았습니다.

결과적으로는 Fast Charging 은 거짓 문구 입니다. 확인해본 어뎁터는 아래 제품 입니다.

* Hardware | HP 65W USB-C 슬림 여행용 전원 어댑터 구입기

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-HP-65W-USBC-slim-travel-power-adapter-buy

일반적인 USB Charger 를 사용해야만 제대로 동작합니다. 그냥 Type-C 인터페이스와 intelligent charging 으로 만족.

7. 회사 사무실에 설치

기존 것을 걷어내고 새로 받은 PCBA 를 설치합니다. 정리 그까이꺼~.

플렉서블 케이블을 잘 구부려, 앞쪽에 붙여 놓은 코일과 연결해 놓습니다.

코일을 잘 고정합니다.

8. 완료

아래는 이전 버전의 사진이지만, 동일하게 동작하므로 여기서 같이 사용 했습니다.

업그래드 버전은 상태 LED 가 붙어 있어서, 충전이 활성화 되면 파란 불빛으로 알 수 있습니다.

마침 휴대폰에 씌워진 클리어 케이스 덕에, 대충 위치한 LED indicator 를 통해 빛이 전체로 잘 퍼집니다.

업그래이드 하면서 좋아진 점은 다음과 같습니다.

- 향후 일반적으로 사용될 Type-C 를 채용

- 충전시 LED indicator 로 상태 확인 가능

- 충전하지 않을 때, 전원 차단으로 코일이 뜨거워 지지 않아 안정성 확보

- 충전 속도 향상!

Update - 20201102

완중이 되면 녹색으로 색이 바뀌며, 더 이상 충전시키지 않는 모습도 올립니다.

현재 집에서 사용하는 PC 는, 2015년에 구입한 Intel NUC5i5RYK 입니다.

데스크탑 처럼 큰 PC 가 아니라, 손바닥 만 한 컴퓨터죠. 그래도 RAM 은 16GB 꽉꽉 채워 놨습니다.

nuc-kit-nuc5i5ryk-brief.pdf

잘 쓰던 중, 음료수 등이 살짝 유입되어서 그런지, 전원 버튼이 눌리지 않고 켜지지 않는 현상이.

처음에는 열관리 부실로, CPU 나 보드 자체가 고장난 것으로 생각 했으나,

전원 버튼을 한참을 문질문질 하고 있으면, 커지는 것을 알고, 전원 버튼 쪽의 문제로 확신 했습니다.

원인을 알면 대처는 단순해 질 수 있습니다.

이번 기회에 PCB 세척용 IPA 도 구입하고, 토출기도 구입했으니, 유지보수 작업에 들어가 보기로 합니다.

* Hardware | PCB 세척용 IPA 와 토출기

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-IPA-Isoprophyl-dispenser

1. 외관

외관은 심플 합니다. 윗쪽 덮개가 플라스틱으로 되어 있는지라, 긁히는게 싫어서 아직 실을 제거하지 않았네요.

2.5 inch 드라이브를 추가 장착할 수 있는 모델은 높이가 더 높습니다만, M.2 SSD 만 장착되는 납작한 녀석으로 구입했었죠.

앞면에는 USB 3.0 port 와 스피커/헤드셋 단자가 위치하고 있습니다.

옆면에는 공기 흡입구와 도난방지 기구를 걸 수 있는 구멍이 뚤려 있습니다.

뒷면 위쪽은 열 배출구 이고, 나머지는 표기된 인터페이스들 입니다. 특이하게 HDMI mini port 도 있습니다.

밑면 입니다.

2. 본체 분해

분해의 시작은, 윗 사진에서 보이는 네 귀퉁에 자리잡고 있는 발 안쪽의 나사를 돌려주면 됩니다.

이 제품이 마음에 드는 부분 중, 나사를 풀어도 어디 도망가지 않게 고정되어 있도록 처리된 것이 좋습니다. 배려가 느껴져요.

밑판을 따면, SSD 부분은 써멀 패드가 장착되어 있어, 열 처리에 신경을 쓴 부분도 보입니다.

메모리는 다다익선. 그 당시로는 투자좀 한, 풀 bank 입니다. 보드에 군더더기가 없습니다.

SSD 를 들어 내면, 그 밑에 숨어있는 나사가 있습니다.

대칭되는 반대편 나사도 제거하면 보드를 케이스에서 들어 낼 수 있습니다.

보드를 들어 내기 전에 wireless connector 에 연결된 안테나 선들을 뽑아 줍니다.

전면 USB port 의 힌지가 케이스에 물려 있으니, 뒷쪽부터 들어올리면 쉽게 분리가 가능합니다.

케이스는 통 알루미늄으로 되어 있고, 무선랜과 bluetooth 안테나가 둘러쳐져 있습니다.

케이스에도 생산 및 검수일이 마킹되어 있습니다.

3. heat sink / 쿨러 분해

보드 윗면은 쿨러와 heat sink 로 덮혀 있습니다.

쿨러를 고정하는 나사 두 개를 빼면, heat sink 고정용 나사 세 개가 보입니다. (왼쪽 가운데 구멍 뚤린 부분까지 포함)

쿨러를 제거하면, CPU 와 South Bridge (CPU die 에 같이 올려져 있슴) 를 확인할 수 있습니다.

써멀 구리스는 경화가 되어 있어서, 모두 제거하고 새롭게 발라 줬습니다.

CPU 는 메인보드에 땜이 되어 있어서, 교체할 수 없는 형식입니다.

보통 이런 형식의 BGA 방식은, 보드와 붙어 있는 납볼 들에서 크랙이 생겨 고장나기 쉽다는 단점이 있습니다.

Intel NUC 는 냉납 등의 문제를 방지하기 위해, 보드와 CPU 사이에 몰드 처리를 해 놨습니다.

이렇게 해 놓으면 열에 의한 휨이나, 납볼 크랙을 예방할 수 있을 것 같네요. 잘 만들었다는 생각이 듭니다.
이전 Intel 회장의 삽질만 아니면, 정말 외계인 고문에 탁월한 회사.

이미 많은 외계인 기술자들이 회사를 떠나버려, 예전만큼은 기대 할 수 없습니다만, 이런 제품을 꾸준히 출시해 줬으면 하는 바램입니다.

모두 분리 후, 메일 보드는 IPA 를 가지고 구석구석 칫솔로 닦아 줬습니다.

4. 팬 청소

뜯은 김에 팬 청소도 같이 작업했습니다.

팬을 분해하기 위해서는, 먼저 사진 왼쪽 밑에 있는 나사를 풀고...

걸쇄 세 개를 띄우면, 쉽게 분리가 가능 합니다.

메인 보드의 스위치 부품에도 뿌려준 접점 부활제 재등장.

팬에 쌓인 먼저를 깨끗하게 털어주고, 회전축에 접점부활제를 뿌려 줬습니다.

마찰을 줄여주는 구리스가 발라져 있는 회전축에, 이 접점부활제를 뿌려주는 것이 맞는 방법인지는 자신이 없네요.

뭐라도 해야 할 듯 하여 뿌려 줬습니다.