Apague el circuito del USB de la manera correcta

4

Me gustaría apagar correctamente un gadget de USB (2.4a USB powerbank enlace ) que consiste en:

  • Un bifurcador en Y USB de solo energía barata
  • Raspberry Pi Zero
  • Un convertidor elevador de 5V USB a 12V
  • 4 LEDs en serie
  • Un ULN2003A utilizado para controlar un motor paso a paso unipolar
  • Algún tipo de salida gráfica (OLED / Character LCD)

Sumando todos los valores actuales respectivos juntos, el máximo. el consumo actual de mi dispositivo debería ser:
180mA RPi Zero + 500mA LED (384mA para una transformación perfecta, asumí una eficiencia del 75%) + 165mA Motor paso a paso + 165mA Pantalla LCD de caracteres = 1010mA consumo de energía total.

Lo que sé hasta ahora:

Tras profundizar en (y haber sido abrumado por) la especificación de USB, he descubierto que el USB puede en algunas circunstancias suministrar [email protected] (o incluso más).

En el pasado, aparentemente solía haber un proceso de apretón de manos (enumeración / negociación / ...) que era necesario para permitir > 100mA. Encontré un artículo que explica algunos aspectos de la carga USB: enlace

  

Es importante tener en cuenta que BC-1.1 fue lanzado como un Ingeniero   Aviso de cambio (ECN) a USB 2.0 y se desvió significativamente de la   Sanciones de USB 2.0. Según USB 2.0, cualquier dispositivo USB podría ser   clasificado como de baja potencia (5 V a 100 mA) o alta potencia (5 V a 500)   mamá). En la conexión, a un dispositivo USB se le permitió extraer una corriente de 100 mA   Inicialmente, mientras enumeraba y negociaba su presupuesto de poder con el   anfitrión. Basado en la enumeración, el anfitrión elevaría el poder   entrega a 2.5 W o continúe a 0.5 W.

     

La especificación de carga de la batería continuó definiendo más fuentes de energía que   lo que se recomendó anteriormente:

     
  1. Puerto descendente estándar (SDP): fuente de alimentación compatible con USB 2.0 Spec.

  2.   
  3. Carga del puerto descendente (CDP): la fuente de alimentación no es compatible con USB 2.0. El CDP puede suministrar hasta 7.5 W (5 V, 1.5 A) y la corriente de 1.5 A puede suministrarse antes de la enumeración.
      ...

  4.   
  5. Puerto de carga dedicado (DCP): no hay enumeración aquí, y carga   Ocurre sin ninguna conexión digital. DCP suministra hasta 1,5 A y 5 V.

  6.   

Ha habido una pregunta similar antes ( alimentación "Dumb" desde USB ) , pero no menciona SDP y CDP. Aparentemente, puedes lograr el modo CDP cuando cortas las líneas de datos juntas.

Mi pregunta:

  1. ¿Puedo obtener la potencia completa de 5V 1.5A (o incluso 1.8A) desde un puerto ideal (100% de conformidad con el estándar USB, que sigue el protocolo) sin ningún tipo de enumeración / registro / .. .
  2. ¿Puedo obtener la potencia completa de 5V 1.5A (o incluso 1.8A) de un puerto de mundo real (un banco de potencia decentemente robusto como el Anker en el enlace de Amazon) sin ningún tipo de enumeración / registro? / ...
  3. En caso de que necesite una negociación, ¿no podría el Pi simplemente manejarlo en nombre de ambos lados del separador en Y (terminan en un puerto Micro-USB, por lo que el banco de energía ni siquiera debería saber que el cable se divide en algún lugar aguas abajo ...

Así es como pretendo conectarlo:

    
pregunta iMrFelix

2 respuestas

1

Te estás acercando el problema al revés.

Primero, todos los protocolos de carga BC / QC, etc. se usan principalmente para DISPOSITIVOS, de modo que los dispositivos puedan comprender la capacidad de la fuente, y luego configurarse internamente para alinear su consumo con la fuente. Podría haber otra etapa para negociar el nivel de voltaje, pero en este caso, tanto el proveedor como el consumidor deben usar el mismo protocolo / estándar.

El banco de potencia ANKER es solo una fuente de 5 V 2.4 A. Ni siquiera cumple con los estándares anunciados. Su "PowerIQ" es total BS .

( Exención de responsabilidad: solía haber ideas de cargadores inteligentes que se supone que cambian el estándar anunciado y seleccionan el "mejor" según el consumo de corriente máximo. El problema es que los teléfonos también usan cierta inteligencia y cobran diferentes cargos dependiendo del estado de carga de la batería, por lo que el algoritmo no converge. Estos "cargadores" podrían funcionar un poco mejor que los tontos, pero no tienen garantía).

Por lo tanto, si tiene el banco de poder Anker, no necesita hacer nada, simplemente divida el poder como usted mismo sugirió.

Con respecto a sus preguntas específicas,

(1) No, no puede estar seguro de que cualquier puerto USB (Tipo A heredado) le permita consumir 1.5 A. Aunque normalmente puede hacer mucho más que eso, algunos puertos pueden tener límites de corriente establecidos para 500 -600-900 mA, por lo que el puerto detectará una sobrecorriente y se apagará; [Un puerto que cumple con el estándar 100% USB, que sigue el protocolo con una capacidad de 1.5 A debe estar diseñado específicamente como "puerto de carga", y debe estar explícitamente etiquetado como tal.]

(2) Sí, si un banco tiene una calificación superior a 1.8 A (por ejemplo, 2100 mA), puede sacar 1.8 A de forma segura de él sin ninguna reserva de lujo;

(3) Dado que este es un caso en el que no necesita hacer nada, la pregunta es discutible. Pero no, Pi-3 o lo que sea no pueden manejar ninguna de las "negociaciones", incluso si el banco sigue uno de los estándares de carga inteligente. Primero, el puerto de la fuente de alimentación en Pi no tiene ninguna conexión a los pines D + / D-. En segundo lugar, para iniciar las negociaciones, necesitaría un IC especial diseñado para esto.

    
respondido por el Ale..chenski
0

A pesar de que estoy demasiado cansado y con sueño y todo eso para abrir las especificaciones y buscar algunos detalles para referirme, este comentario se convirtió en una respuesta demasiado larga y demasiado larga, por lo que, aunque empecé a sentir más como un comentario, Lo publico como respuesta ahora. Haz con ello lo que quieras;

Básicamente tu pregunta se reduce a, creo:

"¿Necesito negociación para un conjunto de situaciones muy específico?" (por ejemplo, saber que definitivamente siempre se conectará a un DCP)

Lo que creo que es un "no", sin abrir los documentos y las pautas estándar que tengo por ahí.

Seguido por:

"Para poder conectarlo a cualquier parte sin daños, ¿necesito una negociación?"

Lo que ciertamente es sí, aunque con un hardware moderno, el daño duradero es poco probable.

Por último:

Tu Pi Zero puede hacer la negociación, si esa cuenta con un Atmel (o cualquier otro chip en cualquier otra placa) con USB incorporado, para el cual se pueden escribir los controladores correctos. Puede ser una tarea molesta averiguar si las pilas integradas se pueden usar para la administración avanzada de energía y cómo, y estoy seguro de que en algún lugar hay un chip medio decente por no demasiado dinero para hacerlo. Probablemente con SPI o bus I2C para configuración. Seguramente alguien debe haber hecho una tabla con uno, pero eso puede ser más difícil de encontrar.

    
respondido por el Asmyldof

Lea otras preguntas en las etiquetas