# Wireless Charger — HasiKe > Wireless Charging erklärt — Induktion, Resonanz, Spulen. DIY-Projekt für Handy-Halterung. Quelle: https://hasike.de/WirelessCharger/ ## Wie funktioniert *Wireless Charging*? ### Elektromagnetische *Induktion*. Wireless Charging basiert auf einem Prinzip, das **Michael Faraday** bereits **1831** entdeckte. Wenn Strom durch eine Spule fließt, entsteht ein Magnetfeld um sie herum. Bringt man eine zweite Spule in ein wechselndes Magnetfeld, wird in ihr eine **Spannung induziert** — es fließt Strom, ohne dass sich die Spulen berühren. Genau das nutzen wir zum kabellosen Laden. Die Sendespule im Ladegerät erzeugt ein hochfrequentes Wechselfeld (ca. **100–200 kHz**), die Empfängerspule im Handy wandelt es zurück in Gleichstrom für den Akku. ## Die *Komponenten*. ### Sende*spule* Die Primärspule erzeugt das magnetische Wechselfeld. Sie wird mit hochfrequentem Wechselstrom gespeist und sollte möglichst flach und großflächig sein für gute Kopplung. ### Empfangs*spule* Die Sekundärspule im Gerät nimmt das Magnetfeld auf und wandelt es in elektrische Energie um. Je besser die Ausrichtung zur Sendespule, desto effizienter die Übertragung. ### *Resonanz* Durch Kondensatoren werden Sende- und Empfangskreis auf die gleiche Resonanzfrequenz abgestimmt. Das maximiert die Energieübertragung und minimiert Verluste. ## Die *Berechnung*. ### Induktivität einer Flachspule L Die **Induktivität** beschreibt, wie gut eine Spule ein Magnetfeld aufbauen kann. Je höher die Induktivität, desto mehr Energie kann im Magnetfeld gespeichert werden. Für Wireless Charging brauchen wir typischerweise Werte zwischen **6 und 15 µH**. #### Beispielrechnung Angenommen wir wickeln eine Spule mit **12 Windungen**, einem mittleren Durchmesser von **40 mm** und einer Wicklungsbreite von **10 mm**: Das ist etwas zu viel für Qi. Mit Windungszahl auf **8** reduziert kommen wir auf ca. **10 µH** — perfekt für 15 W Laden. ### Resonanzfrequenz f Die **Resonanzfrequenz** ist der Schlüssel für effiziente Energieübertragung. Bei dieser Frequenz schwingen Spule und Kondensator perfekt zusammen — wie eine Schaukel, die man im richtigen Moment anstößt. Der **Qi-Standard** arbeitet bei **100–205 kHz**, typischerweise um 150 kHz. #### Beispielrechnung Wir haben eine **10 µH Spule** und wollen bei **150 kHz** arbeiten. Welchen Kondensator brauchen wir? Wir brauchen also einen **~100 nF Kondensator** (oder mehrere kleinere parallel). In der Praxis nimmt man 100 nF + Feinabstimmung mit kleineren Werten. ### Kopplungsfaktor k Der **Kopplungsfaktor k** beschreibt, wie gut das Magnetfeld von der Sendespule zur Empfangsspule „übergreift". Er liegt zwischen **0** (keine Kopplung) und **1** (perfekte Kopplung). Bei Wireless Charging erreichen wir typischerweise **0.3 bis 0.6**. #### Was bedeutet das praktisch? Ein Kopplungsfaktor von **k = 0.5** bedeutet, dass etwa **50 %** des magnetischen Flusses von der Sendespule auch durch die Empfangsspule geht. **So verbesserst du die Kopplung:** Bei einem **Wirkungsgrad von 80 %** und einer Sendeleistung von 20 W kommen also etwa **16 W am Handy an** — der Rest wird zu Wärme. ## Das *Wichtigste*. ### Wireless Charging in *30 Sekunden*. Zwei Spulen übertragen Energie durch ein gemeinsames Magnetfeld. Die Kunst liegt darin, beide Seiten auf die gleiche Frequenz abzustimmen und die Spulen möglichst gut auszurichten. ## FAQ. ### Wie funktioniert Wireless Charging? Über elektromagnetische Induktion, entdeckt von Michael Faraday 1831: Eine Sendespule erzeugt ein hochfrequentes Magnetfeld (ca. 100–200 kHz), eine Empfangsspule wandelt es zurück in Gleichstrom für den Akku — ohne dass sich die Spulen berühren. ### Welche Induktivität braucht eine Qi-Ladespule? Typischerweise 6–15 µH. Eine Flachspule mit 12 Windungen, 40 mm Durchmesser und 10 mm Wicklungsbreite ergibt rechnerisch ca. 22,7 µH — mit 8 Windungen reduziert kommt man auf ca. 10 µH, passend für 15 W Ladeleistung. ### Bei welcher Frequenz arbeitet der Qi-Standard? Zwischen 100 und 205 kHz, typischerweise um 150 kHz. Bei einer 10 µH Spule und 150 kHz Zielfrequenz braucht man einen Kondensator von ca. 112 nF (praktisch: ~100 nF plus Feinabstimmung). ### Wie effizient ist die Energieübertragung? Der Kopplungsfaktor liegt bei DIY-Wireless-Charging typischerweise bei 0,3 bis 0,6. Bei 80% Wirkungsgrad und 20 W Sendeleistung kommen etwa 16 W am Handy an — der Rest wird zu Wärme. ## Lust auf *mehr*? Schau dir meine anderen Hardware- und Elektronik-Projekte an oder folge mir auf Instagram für Updates.