Зачем usb в блоке питания
В прошлый раз я рассказывал про минимальный набор компонентов, который может быть включён в устройство для поддержки базовых функций USB-C. Но бывают ситуации, когда этих базовых возможностей недостаточно – например, нужно использовать несколько профилей напряжения, чтобы блок питания от одного устройства подходил к другому. Или же есть необходимость подстроить сами профили. Или просто нужна бОльшая мощность питания (в случае с USB-C доступный максимум – 15 Вт). Во всех этих ситуациях на помощь придёт стандарт Power Delivery. Он, например, используется в линейке зарядных устройств Apple – профили с бОльшим напряжением доставляют бОльшую мощность к устройству и позволяют его быстро заряжать. В нашем смарт-экране SberPortal есть узлы, которые требуют значительной мощности питания – прежде всего это высокопроизводительная система на кристалле (SoС) и акустика. Один только звук требует около 30 Вт. Поэтому при разработке устройства пришлось усложнить систему питания и реализовать Power Delivery. Об этом стандарте и пойдёт ниже речь.
Также разберёмся в его особенностях и посмотрим, как со временем изменился способ передачи данных в стандарте. А ещё я расскажу и покажу с помощью анализатора протокола, что происходит при установлении подключения в устройствах, на примере ноутбука с Power Delivery. Затем посмотрим, как мы реализовали PD в нашем смарт-экране SberPortal.
Коротко о главном
USB как стандарт появился почти двадцать лет назад. Первые спецификации на USB 1.0 появились в 1994 году и решали три ключевых проблемы: унификацию разъёма, по которому подключалось расширяющее функции ПК оборудования, простоту для пользователя, высокую скорость передачи данных на устройство и с него.
Не смотря на определённые преимущества USB-подключения перед PS/2, COM и LPT-портами, популярность пришла к нему не сразу. Взрывной рост USB испытал в начале двухтысячных: сначала к нему подключались камеры, сканеры и принтеры, затем флеш-накопители.
В 2001 году появились первые коммерческие реализации того USB, который нам привычен и понятен: версии 2.0. Им мы пользуемся вот уже 14-й год и устроен он сравнительно просто.
USB 3.1, Type-C и питание
За возможности по передаче действительно серьёзных мощностей отвечает новый стандарт USB PD (Power Delivery). Согласно спецификациям, для сертификации USB PD устройство и кабель должны обеспечивать передачу тока с мощностью до 100 Ватт, причём в обе стороны (как к хосту, так и от него). При этом передача электроэнергии не должна мешать передаче данных.
Пока существует только два ноутбука, полностью поддерживающие USB Power Delivery: новый макбук и Chromebook Pixel.
Ну а потом, кто знает, может, будем дома вот такие розетки ставить?
USB 3.0
Для улучшения характеристик стандарта была разработана новая спецификация USB 3.0, которая содержала следующие ключевые отличия:
Кроме того, появилось ещё 4 разъёма, электрически и механически совместимые с USB Type-A версии 2.0. Они позволяли как подключать USB 2.0-устройства к 3.0-хостам, так и 3.0-устройства к 2.0-хостам или по 2.0-кабелю, но с ограничением по питанию и скорости передачи данных.
USB Type-C и туннелирование
Скорость передачи данных стандарта USB 3.1 позволяет не только подключать накопители и периферию, заряжать ноутбук от сети через Type-C-кабель, но и подключить, скажем… монитор. Одним проводом. И USB hub с несколькими 2.0-портами внутри монитора. 100 Вт питания, скорость, сравнимая с DisplayPort и HDMI, универсальный разъём и всего один проводок от ноутбука к монитору, блок питания которого и дисплей обеспечит электричеством, и ноутбук зарядит. Разве это не прекрасно?
USB 3.1
С осени 2013 года приняты спецификации на обновлённый стандарт USB 3.1, который и принёс нам разъём Type-C, передачу до 100 Вт питания и удвоение скорости передачи данных по сравнению с USB 3.0. Однако стоит отметить, что все три новшества — это лишь части одного нового стандарта, которые могут быть как применены все вместе (и тогда девайс или кабель получит сертификацию USB 3.1), либо по отдельности. Например, технически внутри Type-C кабеля можно организовать хоть USB 2.0 на четырёх проводах и двух парах контактов. К слову, такой «финт» провернула компания Nokia: её планшет Nokia N1 имеет разъём USB Type-C, но внутри используется обычный USB 2.0: со всеми ограничениями по питанию и скорости передачи данных.
Итоги
USB 3.1 наконец-то станет «королём» разъёмов. По нему можно подключить практически что угодно: внешний диск, дисплей, периферию, адаптер питания и даже массив из SSD-дисков. Пропускная способность и 100 Вт передаваемой мощности — серьёзная заявка на успех.
Представьте мир через 5 лет? Куда не приди — всюду и зарядка есть, и разъём подходит, и спрашивать не надо. И фотоаппарат подключить легко, и телефон, и вообще всё-всё-всё… И только в бухгалтерии как пользовались дискетами, так и будут пользоваться.
Спасибо за внимание!
Особенности Power Delivery
Power Delivery расширяет возможности USB-C, позволяет использовать повышенное, по сравнению с привычным USB, напряжение на контактах VBUS – 20 В (и, как мы увидим, даже выше). При использования стандартного кабеля USB-C возможна доставка потребителю до 60 Вт, а при использовании ECMA кабеля – до 100 Вт.
Важная особенность стандарта – наличие PDO (Power Delivery Objects). PDO представляет собой профиль питания с заданным напряжением и током. Таких профилей в PD-источнике должно быть больше, либо равно 2. Другими словами, в одном адаптере находится несколько источников питания, выбор нужного при этом делается потребителем. Обязательный профиль – 5V/3А. Благодаря этому допустимо подключение устройства-источника, в котором реализован полноценный PD, к потребителю, где выполнена только базовая функциональность USB-C (СС-логика). В таком случае источник установит на своем выходе 5V.
Физический уровень
Пример двоичной частотной манипуляции (BFSK)
Такой вид передачи довольно помехоустойчив, так как помеха искажает в основном амплитуду сигнала, а не частоту. В последней редакции стандарта USB PD 3.0 BFSK больше не используется, и описание этого механизма передачи исключено из спецификации.
В последней на текущий момент ревизии 3.0 USB Power Delivery поддерживается только Biphase Mark Code (BMC). Передача данных происходит по одному из СС-контактов. Информационный обмен идёт в режиме полудуплекс с предотвращением коллизий и с 4b5b-кодированием для баланса постоянного тока.
BMC представляет собой версию манчестерского кодирования. Логический 0 соответствует отсутствию переключения в середине битового интервала, логическая 1 – наличию переключения. На границе интервалов переключение происходит всегда. Частота сигнала составляет 300 kHz ± 10 %.
Пример Biphase Mark Coding (BMC)
USB Type-C и обратная совместимость
USB как стандарт силён своей обратной совместимостью. Найдите древнюю флешку на 16 мегабайт, поддерживающую только USB 1.1, вставьте её в порт 3.0 и работайте. Подключите современный HDD в разъём USB 2.0, и если ему хватит питания — всё заведётся, просто скорость будет ограничена. А если не хватит — существуют специальные переходники: они используют цепи питания ещё одного порта USB. Скорость не увеличится, но HDD будет работать.
Та же история и с USB 3.1 и разъёмом Type-C, с одной лишь поправкой: новый разъём геометрически никак не совместим со старыми. Впрочем, производители активно начали производство как проводов Type-A Type-C, так и всевозможных переходников, адаптеров и разветвителей.
Уровень протокола
Фирма «Орико» появилась на слуху пару-троику лет назад, мол это такой крутой бренд, чуть ли не Эппл в периферии, на всяких Муськах и прочих тейкерах её пиарили как только могли, и всё это было «поддержано» не хилым ценником уровня там Belkin или Buffalo. Покупать что-то неизвестное, да и за такую цену не хотелось, так что, так и не купил, но сейчас реалии изменились, цены стали заметно доступней, а на таобао, цена на Orico даже ниже чем Ugreen, и на пару десятков центов дороже полного нонейма, следовательно, можно попробовать его на «вкус», какой он на самом деле, вдумчиво и со всех сторон, а не писать восторженные дифирамбы, в стиле «приветствующих заглянувших на огонёк» и «сегодня мы поговорим» :)
Что такое USB Hub вообще? — это такое устройство, которое позволяет подключить в N раз больше устройств к вашему персональному компьютеру, телефону, андроид приставке. Они бывают с разным количеством портов, с кардридерами, LAN портом и выходном на наушники, есть даже модели со встроенным адаптером для подключения монитора. Но несмотря на разнообразие, все хабы можно поделить на 3 типа: Пассивные, полуактивные, активные. В переводе на человеческий это означает вовсе не то, кто сверху а кто снизу, а всего лишь то, что хабу не требуется внешнее питание (пассивный хаб), внешнее питание можно подключать по необходимости (полуактивный хаб), внешнее питание необходимо для нормальной работы хаба (активный хаб). Может возникнуть вопрос, а зачем хабу может вообще понадобится питание, он же, и так к USB порту подключается, где есть 5 вольт? Ответ на этот вопрос скрывается в нагрузочной способности USB порта, ведь устройствам важно не только напряжение, а и ток, и с током у USB портов всегда было не ахти (кроме новомодного USB-PD, но речь сегодня не об нём). Даже у USB 3.0 максимальный ток на порт составляет 0.9А, что в принципе может быть достаточно для одного устройства, но при подключении хаба, этот ток распределяется между подключенными устройствами, и если в случае с скажем там принтером или веб камерой тока наверняка хватит всем, то в случае с геймерской клавиатуры с RGB подсветкой и внешнего жесткого диска, тока может не хватить. Именно для таких случаев и выпускают полуактивные и активные хабы — они или содержат свой дополнительный источник напряжения (активные хабы), или имеют возможность подключения такого (полуактивные хабы). Вроде всё просто и понятно, но как обычно, дьявол скрывается в мелочах, и на ровном месте появляются такие нехорошие проблемы, как выгорание USB порта, а то и целого чипсета, на устройстве, к которому подключен хаб с внешним питанием. Причина этой проблемы кроется в желании копеечной экономии от производителей хабов — они не ставят в хаб транзистор по питанию, который бы отсекал протекание тока в обратном направлении — из хаба в основное устройство, что и вызывает необратимые повреждения в электронике. Расскажу на личном примере. У меня в рабочем компьютере стоит материнка Asus Rampage IV Gene — серьезная, геймерская материнка, цена на момент приобретения была в районе $300. Так как кейс стоит под столом, а устройства подключаются на столе, пришлось брать USB 3.0 хаб с длинным проводом, от чего и появились проблемы — внешние жесткие диски или не определялись, или работали нестабильно. Купил хаб с внешним питанием, подключил, всё работает, всё отлично, в конце рабочего дня выключаю систему, а она до конца не выключается — индикаторы на материнке горят. Отключаю блок питания кнопкой — индикаторы всё равно горят! Отключаю блок питания хаба — индикаторы погасли. На следующее утро включаю компьютер, вроде всё работает, но ни одно устройство по USB 3.0 не определяется. Подумал на хаб или кабель, втыкаю флешку прямо в порт на материнке — ноль реакции. В девайс менеджере всё чисто, никаких восклицательных знаков и проблем. Отключение от сети, перезагрузка, переустановка драйверов не помогла — порты умерли, и пришлось ставить PCI-E USB 3.0 карту.Забегая вперёд, напишу, что и с обозреваемым хабом у вас точно такие же шансы сжечь USB порты, если подключать к хабу внешнее питание! Чтоб этого не случилось, или надо соблюдать правило — при включении подаем сначала питание на основное устройство, только потом на хаб, а при выключении — наоборот — сначала обесточиваем хаб, и только потом выключаем основное устройство. Я уверен, желающих заниматься такими извращениями будет мало, так что мой совет — или не подключайте к хабу внешний блок питания, или берите другой хаб.
Ну а теперь собственно, сам обзор. Хаб поставляется в простенькой коробочке, с маленьким листком-вкладышем и кусочком двухстороннего скотча, чтоб его куда-небудь прикрепить. За хаб я заплатил 27 юаней на таобао, это около $4, и вполне приятно, а вот на алиэкспресс от стоит $14.74, что делает покупку там малоразумной. Эксплуатировать я его буду вместе с планшетом Surface Pro 5 (i5-7300/4GB/128GB), и хотя у меня уже есть для сабжа компактный хаб (На фото внизу справа), у него при наличии аж 3х слотов для карточек памяти, только 2 USB порта, которых стало не хватать, так что взял обозреваемый Orico.
Пластиковый корпус так себе, есть облой и сам пластик не очень и крепкий, но для хаба это мало критично — он не айфон последней модели, чтоб им хвастаться. Корпус держится на пластиковых защелках, и разобрать его даже с помощью только ногтей можно без проблем. Внутренности собраны довольно пристойно, флюс отмыт хорошо, а в качестве основного чипсета использовано проверенное временем решение GL3520 от Genesys Logic. Никаких дополнительных фильтров и защит на портах нет, что и не удивительно, исходя из цены. На задней части устройства есть порт Micro USB для подключения внешнего источника питания, а вот управляющего транзистора не наблюдается. Хотел выковырять плату, чтоб посмотреть с обратной стороны, но не смог — она вклеена, только зря поцарапал. Но это не проблема, наличие управляющего транзистора можно проверить и по другому, что позже и сделал, и такого транзистора ожидаемо не обнаружилось.
Подключаем. В центре хаба есть неяркий синий светодиод, что есть хорошо — лишняя иллюминация мне не к чему.
В Диспетчере устройств он определяется как Generic Superspeed USB Hub (VID_05E3&PID_0612). Для оценки производительности хаба использовал USB 3.0 флешку Transcend, 64гб SD карточку Lexar 1000X, которая была подключена в обозреваемый хаб через кардридер Transcend RD-F5. Все тесты были проведены в реальных условиях — К хабу кроме указанных устройств были подключены звуковая карта Behringer U-CA202 и Logitech unifying receiver, а во время проведения тестов играла музыка в фоне, и набирался текст в ворде. Различие в скоростях при подключении через хаб и напрямую оказалось в пределах погрешности, звук не заикается, мышь и клавиатура работают нормально. Для проверки нагрузочной способности подключил внешний жесткий диск Seagate Backup Plus 4TB, который хотя и и использует «ноутбучный» жесткий диск, формата 2.5 дюимов, но он толстый — 11мм, так как пластин в нём 4, соответственно, и потребление тока повышенное. Никаких проблем с этим жестким диском не наблюдалось, раскрутился и работал без внешнего диска совершенно без проблем. Для дополнительной проверки также подключил внешний BD-R рекордер Pioneer BDR-XD05B, с работоспособностью которого тоже проблем не заметил — тестовая BD-RE болванка прожглась и прочиталась нормально.
Ну и напоследок — проверяем, а отдаёт ли хаб ток обратно в основное устройство, при подключении внешнего питания? Для проверки собрал такую «схему» — к хабу подключил внешний блок питания, а к входу хаба, выход «белого USB Доктора». Как можете сами убедится — копеечную экономию производитель таки сделал, что для потребителя может вылиться в поврежденный USB порт.
За $4 это вполне нормальный хаб, проблем со стабильностью и нагревом нет, но при подключении внешнего питания, вполне реально сжечь USB порт в вашем компьютере, так что мой совет — не подключайте к нему внешний блок питания. Что касается именно бренда Orico, ничего расчудесного внутри я не увидел, всё на уровне обычного нонейма, и соответственно, платить за него $14, как хотят на алиэкспресс и прочих геар-банггуд-томтоп-бестах — считаю большой глупостью.
Так выпьем же за то, чтоб все неприятности ушли с короной, цены падали, а доходы — росли. Всем здоровья и счастья!
USB устройств различного предназначения развелось нынче, что грибов после дождя: вентиляторы, светильники, чайники и кофеварки, тапочки с подогревом и т.п. Подключать к USB пытаются практически всё, заряжают смартфоны и планшеты. Некоторые из устройств используют USB по основному назначению, но большинство новинок используют USB в качестве источника питания пяти Вольт.
Нехватка разъёмов USB разрешается с использованием хабов, разветвляющих не только интерфейс, но и шины питания. А простых разветвителей USB интерфейса в виде пассивных хабов, можно отыскать сотни, если не тысячи разновидностей. Порой их создают в виде вычурных фигурок, здесь дизайнерской мысли нет предела.
Наряду с обычными (простыми) хабами имеются на рынке и USB-хабы оснащаемые дополнительным внешним или встроенным блоком питания. Зачем такое решение продвигается, сейчас и разберёмся.
Недостаток свободных портов USB для подключения внешних устройств случается чаще всего именно из-за того, что пользователь компьютера подключает в USB разъёмы различные устройства, необходимость в которых весьма сомнительна. Штатных разъёмов USB от четырёх штук, выведенных наружу корпуса компьютера в стандартной конфигурации южного моста чипсета, где как минимум, присутствует два базовых (корневых) хаба, должно хватать в практически любых применениях.
Необходимость расширять количество подключаемых к компьютеру устройств часто заложено в сами внешние устройства. Не исключение составляют кард-ридеры, имеющие на своём борту USB концентраторы. И в других устройствах, часто размещают хаб, просто как буферный элемент схемы для снижения нагрузки на компьютер. Такие устройства имеют возможность подключения своего блока питания или подпитки от второго и последующего портов USB компьютера.
Хабы с внешним питанием предназначены для подключения устройств, которые критичны к питанию от шины компьютера через USB разъём. Ограничение на нагрузочную способность порта USB заложено в спецификации и составляет не более полуампера в стандарте спецификации номер два. А с целью экономии, в том числе и аккумуляторных батарей в ноутбуках, чаще всего производители компьютерной техники выстраивают такие схемы питания, в которых стандартные значения тока нагрузки не обеспечивается.
Не всегда и незачем с каждого разъёма подавать устройству столько энергии, в каком количестве это устройство не нуждается. Перерасход за счёт резервирования обращается в дорогостоящем воплощении конечного изделия. Поэтому с целью экономии схемы питания делают такими, чтобы было достаточно питать буферные элементы схем внешних устройств.
Например, манипулятор «мышь» или флэшка не нуждается в питании мощностью два и более Ватт. Принтеры, подключаемые к компьютерам и ноутбукам по USB, так же имеют отдельный блок питания. Так как никоим образом с одного шинного разъёма USB не обеспечить питание принтера или многофункционального устройства (МФУ).
Умные люди сами соображают, что нельзя уповать на «защиту от дураков» и загружать USB порты, а тем более перегружать, при этом тупо руководствоваться стандартом спецификации интерфейса USB. Поэтому, подключая устройства, заботятся о включении внешних блоков питания устройств и хабов, не экспериментируя и испытывая судьбу, на «выдержит – не выдержит» нагрузку.
Внешний (дополнительный) блок питания хаба обеспечивает распределение нагрузки для интерфейсного разъёма USB. Тем самым нагрузка на схемы главной (материнской) платы компьютера или ноутбука остаётся в пределах допустимых значений. Что оберегает дорогостоящее изделие от выхода из строя по причине перегрузки буферных элементов схем, шин разводки питания и других компонентов.
Небольшой обзор новых и необычных USB-модулей, которые являются источниками питания. Устройства предусматривают стабилизацию тока и напряжения, поддерживают современные протоколы быстрой зарядки и работают от USB источника, позволяя получить до 30 Вольт (в режиме стабилизации напряжения) или до 2 Ампер (в режиме стабилизации силы тока). Это хорошие варианты для самоделок, которые можно встраивать в устройства. А в связке с павербанком модули обеспечивают автономное питания, позволяя производить тестирование и проверку устройств.
Основное применение — резервное или автономное питание различных устройств от внешних аккумуляторов. У некоторых моделей присутствует встроенный зарядный диод — можно выставить необходимое напряжение для зарядки аккумуляторных батарей. Про эти и другие источники питания у меня была отдельная статья.
Постараюсь рассказать про каждый чуть более подробнее.
Начну с нового DP3A, который представляет собой компактный модуль питания с возможностями лабораторного источника питания: стабилизация тока и напряжения с точностью до 0.01 единицы. В модуле предусмотрена поддержка быстрой зарядки (QC3.0 и другие протоколы), защита порта USB от превышения по мощности, обратный диод для зарядки аккумулятора — можно спокойно заряжать батареи напрямую от этого устройства, просто выставив нужный ток.
Второй модуль DP2F — попроще и чуть подешевле, с аналогичными возможностями, но с сегментным дисплеем (4 х 7 разрядов). Точность установки 0,1, также имеет триггеры QC.
А третий вариант более интересен для того, чтобы припаять его насовсем в какую-либо самоделку, выставив нужное напряжение. Для этого и предусмотрены контакты под пайку или стандартные пины через 2,54 мм. На входе есть коннектор USB и MicroUSB. Стоит рублей 80, дешевле только встраиваемые DC-DC платы.
Естественно, что XY-UP самый компактный модуль из перечисленных.
А вот остальные два имеют подобие корпуса — отрезки плат и акриловых пластин на стойка.
Конструктив сходный, у DP3A (слева) и DP2F (справа) собран одинаковый импульсный DC-DC преобразователь со стабилизацией и с входом в пределах от 4 до 13 Вольт. Отличия в дисплее, плюс у DP3A дополнительный выход USB-A, удобные клеммы с быстрым зажимом и дополнительная кнопка триггера.
Все перечисленные в статье варианты имеют пассивное охлаждение. Конечно, оно рассчитано на работу в пределах 15 Вт. Но тем не менее, будьте внимательны при долговременном включении в предельных режимах.
Внешний вид платы модуля DP3A. Слева входные коннекторы USB-A, USB-C, MicroUSB, то есть питать можно и с кабеля.
Справа быстрозажимные клеммы (красный плюс, серый минус, об этом свидетельствует маркировка на плате и на корпусе). Предусмотрен выход USB-A (гнездо) для подключения стандартными кабелями нестандартной нагрузки. Справа два переменных резистора для установки режимов питания CV (стабилизация по напряжению) и CС (стабилизация по силе тока). Кнопка слева внизу ON включает и отключает выход, справа у дисплей SW переключает режимы, плюс выбирает контекстные значения в меню. Крайняя кнопка внизу — Триггер, для активации и переключения протоколов быстрой зарядки.
Похожая компоновка платы и у модуля DP2F. На фотографии видно аналогичный по составу и мощности DC-DC преобразователь, слегка перекомпонованный, те же самые емкости, два переменных резистора (CV/CC). Слева входные интерфейсы: USB-A, USB-C, MicroUSB. А на выходе одинокие винтовые клеммы. Как и у DP3A, установлен мощный диод на выходе, так что и эта модель поддерживает прямую зарядку аккумуляторов.
Сразу хочу обозначить отличия DP3A от других вариантов, каких еще существует огромное множество. В том же магазине можете найти модификацию DP3D, который отличается, по большому счету, только многофункциональной кнопкой-энкодером. Корпус DP3A сделан из красных акриловых панелей, на обороте надпись WUZHI. Используемые быстрозажимные клеммы удобнее, чем винтовые, а в качестве выхода можно использовать стандартные кабели с USB.
Для и входное напряжение от источника можно подключить по кабелю. На выбор USB-C или MicroUSB.
Для оценки качества модуля я использую стенд для проверки в составе:
Для начала подключаю оба устройства («питальника») к USB выходу павербанка. Естественно, без нагрузки, на холостом ходу (ХХ). Оба модуля сразу автоматически включили триггер по питанию (индикация QC2.0).
Кстати, можно вручную установить конкретный протокол программного триггера быстрой зарядки. Доступны: QC2.0, QC3.0, AFC, FCP, SCP, AUTO (режим автоматического перебора).
В автомате подключается без проблем. Загорелась индикация FC (Fas Charge, быстрая зарядка) и активировался протокол QC2.0, по которому на выход павербанк выдал 12 Вольт. В этом режиме мы можем потреблять аж до 1,5А, что, с учетом КПД устройства, будет достаточно.
Выкручивать почти на максимум регулятор напряжения. Устанавливаю 24 Вольта. На нагрузке даю ток чуть более 0,5 Ампера. В сумме примерно 13 Вт, с учетом КПД потребляется 17,6 Вт. Неплохо для такого компактного устройства. Потянет для проверки мощных светодиодных сборок (30 Вт запитает, еще 50-100 Вт можно будет проверить на «живучесть»).
Чуть снижаю напряжение. На выходе «питальника» 20 Вольт и 0,75А. Это уже получилось ближе к предельной выходной мощности — 14,6 Вт. Потребляет 12В/1,65А (19,6 Вт).
Опять снижаю. И подкручиваю ток на нагрузке. 15 Вольт и 1 Ампер. Вполне годное питание для устройств.
А вот если крутить переменный резистор стабилизатора тока, то можно переключиться в режим стабилизации по току. Максимально, что может данное устройство, это выдавать 2 Ампера в пределах той же общей мощности (до 15 Вт).
Для сравнения я повторил тесты для модуля питания DP2F. Все полностью аналогично, выходные параметры те же самые. Пример — 24 Вольта и 0,55 Ампера.
Что касается модуля XY-UP, то тут все весьма скромно. Выделю основные преимущества: компактность и простота. На дисплее из трех символов по кругу индицируется напряжение -> сила тока -> мощность. Компактный размер позволяет встроить его в какую-нибудь коробку с самоделкой, выставив дисплей наружу. И питать компактное устройство от USB. Пример — можно заряжать аккумуляторы от USB .
Отмечу корректное срабатывание защиты. Конкретно на фотографии защита по общей мощности (OPP). Есть также и защиты OVP/OCP/OTP.
Ну и в конце выполнил проверку точности тестером. Тестер, кстати с инверсным EBTN дисплеем. Весьма интересная моделька.
Показания: 11.30 Вольт. Совпадает.
Показания: 20.00 Вольт. Тестер показывает, что модуль питания завышает показания на 0,02 В или 0,1%.
Показания: 25.00 Вольт. Тестер опять показывает, что модуль питания завышает показания на 0,02 В или 0,1%. Весьма неплохо, это точность недорогого лабораторного источника питания.
На пределе диапазона (30 Вольт) разница составила чуть больше, это 0,06 Вольта или 0,2%. Ну что ж, проверку точности устройство выдержало.
Пара слов про полезный режим стабилизации тока (СС). Для проверки светодиодов и других элементов, требующих токовое питание можно использовать данные модули питания в режиме СС. Просто ограничиваем силу тока до требуемых.
О режиме СС свидетельствует соответствующая индикация режима (верхний светодиод).
В данном случае я ограничил ток до 25 мА, что достаточно для проверки партии светодиодов на работоспособность.
А в быстрозажимные клеммы очень удобно вставлять стандартные выводные компоненты. Для примера стандартный светодиод AL307B. Также легко проверить в режиме стабилизации тока.
В любом случае, все указанные варианты — хорошие модули питания для самоделок. Всегда пригодятся модули питания, позволяющие сделать до 30 Вольт от любого USB источника. Фактически, это карманный лабораторный источник питания. Правда ограничена максимальная мощность до 15Вт из-за спецификаций USB. Отмечу, что есть защиты по превышению и стабилизация. В режиме стабилизации тока (режиме СС) можно проверять и питать светодиоды. Также предусмотрен защитный диод для прямой зарядки аккумуляторных батарей.
День добрый, Geektimes! Все уже слышали про USB Type-C? Тот самый, который двухсторонний, быстрый-модный-молодёжный, заряжает новый макбук, делает волосы гладкими и шелковистыми и обещает стать новым стандартом подключения на следующие лет десять?
Так вот, во-первых, это тип разъёма, а не новый стандарт. Стандарт называется USB 3.1. Во-вторых, говорить нужно именно о новом стандарте USB, а Type-C лишь приятный бонус. Чтобы понять, в чём разница, что скрывается за USB 3.1, а что — за Type C, как заряжать от USB-кабеля целый ноутбук и что ещё можно сделать с новыми USB Type-C:
Что сейчас есть на USB Type-C
Так как технология молодая, на USB 3.1 девайсов совсем немного. Устройств же с кабелем / разъёмом USB Type-C немногим больше, но всё равно недостаточно, чтобы Type-C стал таким же распространённым и естественным, как Micro-B, который есть у любого пользователя смартфона.
На персональных компьютерах Type-C ждать можно уже в 2016, но некоторые производители взяли и обновили линейку имеющихся материнских плат. Например, USB Type-C с полной поддержкой USB 3.1 есть на материнской плате MSI Z97A Gaming 6.
Не отстаёт и компания ASUS: материнские платы ASUS X99-A и ASUS Z97-A поддерживают USB 3.1, но, к сожалению, лишены разъёмов Type-C. Кроме того, анонсированы специальные платы расширения для тех, кому не хочется ни обновлять материнскую плату, ни отказываться от пары USB 3.1-портов.
Компания SanDisk не так давно представила 32 Гб флеш-накопитель с двумя разъёмами: классическим USB Type-A и USB Type-C:
Разумеется, не стоит забывать про недавний MacBook с пассивным охлаждением и всего одним разъёмом USB Type-C. Про его производительность и прочие прелести поговорим как-нибудь отдельно, а вот про разъём — сегодня. Apple отказалась как от своей «волшебной» зарядки MagSafe, так и от других разъёмов на корпусе, оставив один порт для питания, подключения периферии и внешних дисплеев. Разумеется, если вам мало одного разъёма, можно купить официальный переходник-разветвитель на HDMI, классический USB и разъём питания (всё тот же Type-C) за… 80 долларов. :) Остаётся надеяться, что Type-C придёт и на мобильные девайсы Apple (и на этом зоопарк с проводами для смартфонов закончится окончательно), хотя шансы на такой апдейт минимальные: зря что ли разрабатывали и патентовали Lightning?
Один из производителей периферии — LaCie — уже успел выпустить для нового макбука стильный внешний накопитель с поддержкой USB 3.1 Type-C. Цена у него, правда, совершенно яблочная, но что поделаешь – за новые технологии и надпись PORSCHE DESIGN надо платить.
Кроме Apple заигрывают с USB 3.1 Type-C и в компании Google: новый ChromeBook Pixel помимо интересных характеристик получил и соответствующий порт.
Ну и, разумеется, не стоит забывать про девайс от компании Nokia. Их планшет N1 получил разъём Type-C одним из первых, правда, без поддержки функций USB 3.1.
USB 2.0
Любой кабель USB версии 2.0 и ниже имеет внутри 4 медных проводника. По двум из них передаётся питание, по двум другим — данные. Кабели USB (по стандарту) строго ориентированы: один из концов должен подключаться к хосту (то есть системе, которая будет управлять соединением) и называется он Type-A, другой — к устройству, он называется Type-B. Разумеется, иногда в устройствах (таких, как флешки) кабеля нет вообще, разъём типа «к хосту» располагается прямо на плате.
На стороне хоста существует специальный чип: контроллер USB (в настольных компьютерах он может быть как частью системной логики, так и вынесен в качестве внешней микросхемы). Именно он инициализирует работу шины, определяет скорость подключения, порядок и расписание движения пакетов данных, но это всё детали. Нас больше всего интересуют разъёмы и коннекторы классического USB-формата.
Самый популярный разъём, которым все пользовались — USB Type-A классического размера: он расположен на флешках, USB-модемах, на концах проводов мышей и клавиатур. Чуть реже встречаются полноразмерные USB Type-B: обычно таким кабелем подключаются принтеры и сканеры. Мини-версия USB Type-B до сих пор часто используется в кардридерах, цифровых камерах, USB-хабах. Микро-версия Type-B стараниями европейских стандартизаторов стала де-факто самым популярным разъёмом в мире: все актуальные мобильники, смартфоны и планшеты (кроме продукции одной фруктовой компании) выпускаются именно с разъёмом USB Type-B Micro.
Ну а USB Type-A микро и миниформата наверное никто толком и не видел. Лично я навскидку не назову ни одного устройства с такими разъёмами. Даже фотографии пришлось из википедии доставать:
Все эти разъёмы объединяет одна простая вещь: внутри находится четыре контактных площадки, которые обеспечивают подключаемое устройство и питанием, и связью:
Номер контакта | 4 | 3 | 2 | 1 |
Обозначение | GND | D+ | D- | VBUS |
Цвет провода | Чёрный | Зелёный | Белый | Красный |
С USB 2.0 всё более-менее понятно. Проблема стандарта заключалась в том, что двух проводников для передачи данных мало, да и разработанные в середине первого десятилетия спецификации не предусматривали передачу больших токов по цепям питания. Сильнее всего от подобных ограничений страдали внешние жёсткие диски.
Читайте также: