Usb кабель без питания

USB-кабели и кабели питания

Признаки и примеры качественного USB-кабеля.

Статья из цикла питание и заряд . Автор — Kargal.

USB-кабели содержат одну скрученную пару проводов, образующую «длинную линию» с калиброванным волновым сопротивлением (

90Ω) – для обмена данными и два отдельных провода для подачи питания периферийному устройству. Некоторые кабели (повышенного качества) имеют ещё и экранирующую оплётку, подключенную с обоих концов к металлическим корпусам разъёмов. Оплётка не используется в качестве шины питания и к линии GND не подключена. Она служит для защиты линий кабеля от внешних наводок и выравнивания потенциалов корпусов (экранов) соединяемых устройств, предотвращая протекание токов заземления по их внутренним цепям.

#) У приличных кабелей оплётка надежно присоединяется к корпусам разъёмов пайкой (а не прижимается пластиком кожуха), чем обеспечивается сопротивление между корпусами разъемов не более 1.2Ω при токе 1A. Это сопротивление не должно увеличиваться при приложении изгибающих усилий к пластиковым хвостовикам разъёмов.

Это условие на практике использовалось при отборе кабелей для комплектации серийных приборов и является, например, гарантией предотвращения «синдрома неработающего принтера».

Допустимая длина data-кабеля имеет базовое (абсолютное) ограничение – задержка распространения сигнала данных в одну сторону должна не превышать 26 нсек для HS (USB 2.0). При существующем типе изоляции проводов (монолитный пластик) типична удельная задержка сигнала в

5 нсек/м, что и приводит к декларированному абсолютному ограничению длины 5 м (18 нсек и 3 м для USB 1.0).

Зачастую приводится таблица зависимости допустимой длины кабеля от сечения жил (погонное сопротивление приведено для одиночного провода) :

Но эти ограничения (кроме абсолютного в 5.00 м) обоснованы требованием обеспечения надлежащего качества связи для USB 2.0. И определяются, в основном, не омическими потерями (сопротивление проводов следует соотносить с волновым сопротивлением – 90Ω), а искажением формы сигнала диэлектриком (дисперсией), которое заметно возрастает с уменьшением конструктивных размеров витой пары (и повышением плотности энергии в диэлектрике).

Ну а к рассматриваемой теме (питание и зарядка) эти упрощённые рекомендации никак не подходят. Здесь важно (и существенно) малое сопротивление жил питания.

Используемые для USB-подключения приличные кабели имеют маркировку, дающую более детальное описание свойств кабеля. Для data-кабелей чаще всего используются кабели, имеющие или соответствующие маркировке «28AWG/2C+28AWG/1P» (или просто 28AWG), где:

28AWG/2C – два провода сечением 28AWG (используются для питания);

28AWG/1P – одна витая пара из проводов сечением 28AWG (линия данных).

Наибольшие проблемы (и интерес) представляют кабели с разъемом microUSB, к использованию которого последнее время стремятся производители всех гаджетов. Имеется интересный опыт использования таких кабелей (USB-Am/microUSB-BM) для зарядки/питания 7″ планшета Freelander PX1, у которого максимальный потребляемый ток 1.35A/(4,85÷5.4V на входе).

Привычные (часто встречающиеся) кабели

Как правило кабели беспородные, маркировки не имеют. Приведены метровые кабели «A», «B» и «C/D» разного качества и сопротивления жил питания, причём внешне они практически неразличимы – имеют Ø3.4÷3.8 мм по внешней изоляции.

Интересна зависимость тока потребления от выходного напряжения зарядного устройства (напряжение на входе в планшет не контролировалось ввиду его труднодоступности).

На коротком низкоомном (20 см, 28AWG,

180mΩ с разъёмами) кабеле (CY U2-075-LE) с ростом напряжения ЗУ ток снижается, что объясняется правильной работой ШИМ-преобразователя контроллера заряда планшета. При стабилизированном напряжении внутренней схемы планшета и неизменной степени заряда аккумулятора мощность потребления/зарядки не должна зависеть от напряжения ЗУ (с точностью до потерь в кабеле). Что и наблюдается (6.48÷6.52W без потерь в кабеле). По сопротивлению кабель приемлем – для полноценной зарядки достаточно напряжения ЗУ 5.15÷5.2V, но неудобно короткий.
Длинные (100 см) «тонкие» кабели «A» и «B» (беспородные и немаркированные) приобретены в комплекте с какими-то гаджетами и приведены только для того, чтобы предупредить о возможности наткнуться на такую гадость. Они явно уменьшают ток заряда/потребления и это производится уже не контроллером заряда, а происходит из-за снижения напряжения на входе в гаджет за счёт падения напряжения на кабеле. Что и подтверждается увеличением тока при подъеме напряжения ЗУ, компенсирующем потери в кабеле. Особенно «хорош» кабель «B», имеющий суммарное сопротивление жил питания

1 Ω, что соответствует 32AWG.

Самыми приличными оказались метровые кабели «C» и «D» с маркировкой на собственно кабеле « 28AWG » и « SHIELDED » (экранированный). Кабели имеют угловые MicroUSB разъёмы (что весьма удобно) и различаются только «направлением угла» разъёма MicroUSB (правый и левый, картинки могут быть перепутаны ).

#) Кабели приобретены в ноябре 2013 по $3.5÷$4.5/шт на aliexpress в лавочке, которая сейчас уже пропала. Но похожие можно найти на aliexpress в поиске по строчке «Right (или Left) Angled 90 Degree Micro USB Male».

С этими кабелями ток потребления начинает спадать уже при U_выхЗУ=5.4V, то есть суммарное сопротивление их жил питания и переходного сопротивления разъёмов не превышает 0.5 Ω и для полноценной зарядки достаточно напряжения ЗУ 5.3÷5.4V.

Судя по таблице кабели «C» и «D» имеют суммарное сопротивление линий питания на

300 mΩ большее, чем короткий («20см») кабель и на 80 см длиннее. Это соответствует сечению жил питания 28AWG.

Заманчиво было бы найти data-кабели USB-AM/MicroUSB-BM подходящей длины (0.8÷1.5 м) на основе кабеля «24AWG/2C+28AWG/1P» (жилы питания 24AWG). Подозревается, что они могли бы получить приличные токи зарядки (до 1.5A) без повышения напряжения ЗУ. Для метрового кабеля 24AWG сопротивление жил питания ожидается на

220 мОм меньше, чем у кабеля 28AWG (

250 мОм с разъёмами), что в примере с Freelander PX1 приводит к необходимости ЗУ с выходным напряжением всего 5.2V.

Но такие готовые почему-то не встречаются. Есть USB-AM/USB—BM, USB-AM/miniUSB—BM разных длин, которые так и провоцируют приобрести их, а разъёмы с одной стороны заменить на MicroUSB, приобретенные отдельно.

#) Для проверки был приобретен кабель-удлинитель (двухметровый USB-AM/USB—AF) типа «24AWG/2C+28AWG/1P». Наружный диаметр 4,8 мм, бугристость наружной изоляции намекает на наличие оплётки-экрана. Экран прозванивается –

200 mΩ между корпусами разъёмов, но ни к одной из шин питания не подключен.

Суммарное сопротивление его жил питания оказалось равным

240 mΩ, что даже меньше паспортного значения для 24AWG на

30%. В таблице токов под маркой «E» представлена последовательная сборка удлинителя с 20-сантиметровым. Судя по ней удлинитель добавил потерю

320 mV, что соответствует расчётной.

Для метрового кабеля такого типа ожидается сопротивление

130 mΩ, что приведёт к потере напряжения всего в

200 mV при токе 1.5A.

Организовать питание USB-гаджета с помощью двухпроводного кабеля, которые встречаются чаще, в общем случае практически нереально. Для этого необходимо в кабельный MicroUSB-разъём встроить эмулятор типа порта, подходящий именно вашему гаджету (причём кабель будет только зарядным). В простейшем случае потребуется закоротка контактов шин данных (DCP Short Mode), это реализуется относительно легко, если корпус разъёма разборный. В предельном случае необходимо установить четыре резистора (два делителя) и здесь трудно обойтись без Левши.

MicroUSB-разъём имеющегося подходящего кабеля можно заменить на разборный разъём или на приведённый картинке ▲ Unbrick JIG с разборным корпусом, в котором один резистор уже установлен и хватит места для замены его на закоротку, а может быть и на четыре других.

Мощные data-кабели

Но время идёт, и производители навстречу движутся. И большими шагами. Осенью 2014 г. на рынке появились data-кабели, удовлетворяющие потребности мощных гаджетов (AlexG03 от 03 октября 2014). Такие кабели универсальны — не ограничивают их применения только зарядкой и не влияют на опознавание гаджетом типа зарядного порта.

Встречаются data-кабели на основе собственно кабеля «20AWG/2C+26AWG/1P». Сечение проводов пары (линии данных) 26AWG увеличивает в полтора раза (в пределах 5 м) допустимую длину кабеля по условиям качественной связи. Сечение проводов питания 20AWG снижает суммарное (оба провода) сопротивление до

70 мОм/м, что приводит к потере напряжения на метровом кабеле всего в

150mV при токе 2A. То есть 7″÷8″ гаджеты заведомо будут полноценно питаться от ЗУ с привычным выходным напряжением 5.0÷5.1V (хватило бы у ЗУ тока) . Полноценное питание 10″ гаджетов если не обеспечится, то заведомо улучшится.

При выборе конкретного кабеля следует обратить внимание на материал проводящих жил кабеля — встречаются чисто медные (к которым относятся предыдущие рассуждения и самые недешевые), а бывают и похуже — алюминиевые с медным покрытием и стальные с медным покрытием. Информация об этом в заголовках не встречается, но где-то в описаниях находятся признаки: «pure copper (20AWG)».

Примеры мощных кабелей

▼ $3.79 – «Алюминиевая фольга + PP + Медь» , «20÷22AWG*2C+26÷28AWG*1P», Product ID: 80220 , Sean OKBUY Store

▼ $4.98 – pure copper , «20AWG*2C+28AWG*1P», Product ID: 1683690302, Store No.110569 Bravo industrial (hk) company

И, следуя общему тезису «хорошо просто (и дешево) – не бывает!», перед покупкой следует твёрдо решить — тебе нужно «хорошо» или − «дёшево»?

Источник

Как отличить USB-кабель, предназначенный только для зарядки, от USB-кабеля для передачи данных

Вы когда-нибудь пытались передать файлы с ПК на смартфон с помощью USB-кабеля, но компьютер не распознает ваше устройство? — он только заряжает его. Такое случается, и, я думаю, все мы бывали в такой ситуации. Но почему это происходит? Иногда кабель может быть «поддельным». Также возможно, что ваш кабель неисправен или оборван. Но обычно с USB-кабелем все в порядке, он просто не предназначен для передачи данных.

Типы USB-кабелей

Поскольку большинство USB-кабелей, которые продаются и поставляются со смартфоном, поддерживают передачу данных, вы могли быть уверены, что все кабели поддерживают передачу данных. Что ж, это на самом деле не так.

Как правило, есть два типа кабелей:

1. Кабели для зарядки: могут только заряжать ваш смартфон и другие устройства, но не могут передавать данные. Их обычно называют кабелями «только для зарядки» (Charge-only).
2. Кабели для передачи данных: они могут делать и то, и другое — этот кабель заряжает ваши устройства и передаёт данные (Data cable).

Чем (и почему) отличаются эти кабели?

Что отличает USB-кабель только для зарядки от кабеля для передачи данных, так это способ их изготовления. Точнее, их разводка — количество жил внутри кабеля. Под причудливым корпусом ваших USB-кабелей прячутся провода, верно? Количество проводов в кабеле будет определять, будет ли ваш телефон заряжаться, передавать данные или делать и то, и другое.

Система подключения кабеля USB

Кабели для передачи данных обычно содержат четыре провода (положительный, отрицательный, для передачи и приёма данных). Положительный (+) и отрицательный (-) провода подают электроэнергию к устройству, в то время как два других провода передачи данных (D +) и приёма данных (D-) отвечают за обмен данными. С другой стороны, кабели только для зарядки имеют только положительный и отрицательный провода питания, но не имеют проводов для обмена данными.

Все USB-кабели имеют положительный и отрицательный провода (потому что они являются наиболее важными), но не все USB-кабели имеют провода для обмена данными — поэтому некоторые кабели только заряжают ваш смартфон.

USB-кабель для передачи данных (с 4 проводами)

Как отличить

Поскольку на форуме разработчиков USB нет никаких правил, обязывающих производителей USB маркировать кабели только для зарядки и кабели передачи данных или отличать их от кабелей передачи данных, их практически невозможно отличить друг от друга по внешнему виду. Тем не менее, все ещё есть несколько проверенных способов узнать, предназначен ли USB-кабель только для зарядки или поддерживает передачу данных.

1. Физическое обследование

Из-за количества проводов в них USB-кабели для передачи данных обычно толще, чем USB-кабели для зарядки. Кабели для передачи данных имеют четыре провода и, как таковые, имеют более толстую внешнюю изоляцию/покрытие, чем их аналоги, предназначенные только для зарядки, с двумя (2) проводами.

Кабель только для зарядки USB (с 2 подключёнными проводами)

2. Обратитесь в службу поддержки

Если вы покупаете USB-кабель в Интернете, и на странице продукта прямо не указано, что кабель поддерживает обмен данными, лучше всего обратиться в службу поддержки клиентов веб-сайта для подтверждения. Если вы покупаете кабель в офлайн-магазине, обязательно свяжитесь с продавцом, чтобы убедиться, что кабель, который вы покупаете, действительно является кабелем для передачи данных.

3. Предварительный тест

Другой способ отличить USB-кабель для зарядки от передачи данных — это проверить кабель. Поскольку на форуме разработчиков USB нет стандарта, символа, метки или значка, чтобы различать эти кабели, вам действительно нужно использовать их, чтобы узнать возможности провода.

Если у вас возникают проблемы с доступом к устройству на компьютере или ваш смартфон только заряжается, то ваш кабель определённо не является USB-кабелем для передачи данных.

4. Описание кабеля

Обращайте внимание на описание кабеля — если присутствует слово «Charge», но отсутствует слово «Data», то скорее всего это кабель только для зарядки.

5. Кабели со съёмными головками

5. Кабели со съёмными головками — удобные кабели для зарядки с красивой подсветкой, делающее подключение более безопасным — если вы забылись и случайно резко дёрнули телефон, то вместо того, чтобы сломать гнездо телефона или розетку, произойдёт отсоединение магнитной головки. Такие кабели обычно являются кабелями только для зарядки!

Источник