¿Por qué los cables USB magnéticos tienen chips?

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El título es básicamente la pregunta.

Bueno, sé por qué Apple agregó un chip a sus cables y cambió el conector por una buena medida. Por supuesto, no es una codicia corporativa, sino un cuidado amoroso por sus clientes ... y asegurarse de que les costará una fortuna dejarlos.

Pero en ninguna parte de la especificación USB requiere nada más que el cable. Por supuesto, la alta velocidad introduce límites estrictos a las características eléctricas, etc. Pero aún así ... ¡ES SOLO UN ALAMBRE! Miles de millones de cables en el mundo funcionan bien sin nada más.

Sin embargo, cuando se trata de cables magnéticos, que son básicamente cables regulares con un conector conectado a los cables por algunos pines e imanes, todos tienen chips en su interior. El resultado final es que es prácticamente imposible encontrar un cable que funcione con todos los dispositivos USB en el hogar. Cada cable viene con una lista de dispositivos incompatibles casi tan largos como compatibles. La carga rápida que solía habilitarse mediante un simple pull-up en el micro conector ahora requiere un "chip inteligente mejorado" y no funciona con la mitad de los teléfonos móviles.

La pregunta es: ¿por qué? ¿Hay alguna razón por la que no veo? A diferencia de los productos de Apple, estos cables son muy baratos, y si no hay un aumento en el costo, no debería haber una razón para que los fabricantes hagan todo este lío de una idea extremadamente simple y extremadamente útil.

Actualización:

Con respecto a las sugerencias para romper algunos cables, sí, al desglosarlos y analizarlos con DSO puede proporcionar una respuesta a los problemas de compatibilidad. Pero el punto central de publicar una pregunta aquí fue la esperanza de que pudiera haber un ingeniero eléctrico que sepa una respuesta.

También, de acuerdo con (muy limitada) información de marketing, algunos fabricantes incluyen un chip de identificación en la porción conector , diseñado para engañar a los dispositivos de Apple para que crean que se conectan a un cable auténtico y evitan molestos mensajes emergentes. Dejando de lado las cuestiones legales, esto no tiene nada que ver con la pregunta, ya que esos cables aún tienen más chips en la parte del conector. Lo curioso, sin embargo, es que la mayoría de los dispositivos en listas "incompatibles" son dispositivos micro-B / tipo-C de Android.

De todos modos, aquí están las teorías presentadas hasta ahora:

  1. Por @ pjc50: para simular el orden de conexión requerido por la especificación USB y garantizado mecánicamente en cables normales. Este es el principal candidato en este momento, ya que es aplicable a los 3 tipos de cables en el mercado (no reversibles, electrónicamente reversibles y mecánicamente reversibles).

  2. Por @Ali_Chen: Para proporcionar protección ESD adicional de gran importancia aquí debido a los pines expuestos. Este es otro argumento sólido para tener chips en el cable, también aplicable a todos los tipos de cables.

  3. Por @dim: Para evitar pines colgantes en los modelos de doble fila, que pueden afectar la transmisión de alta velocidad. No estoy seguro si esto es crítico para las velocidades de USB 2.0.

  4. Por @dim: Para revertir las salidas en modelos de una sola fila. Sí, este es ciertamente el caso. Tenga en cuenta que muchos cables solo invierten la potencia, dejándole sin datos. También tenga en cuenta que la inversión simple no debería dar lugar a problemas de compatibilidad selectiva.

  5. Por @tom: Para controlar el LED . Ahora, esta es ciertamente una razón para tener algunos circuitos adentro. Pero si el precio es la pérdida de la función principal con la mitad de los dispositivos, entonces esta es una razón dudosa, por decir lo menos.

Actualización 2:

Parece que no hay nadie aquí con conocimiento privilegiado de lo que realmente está sucediendo en esos conectores.

Por lo tanto, estoy dispuesto a aceptar las sugerencias @ pjc50 y @ agent-l de que esos chips facilitan un orden de conexión requerido por la especificación USB, como algo que se supone estar dentro desde el punto de vista de la ingeniería.

Al mismo tiempo, considerando lo baratos que son esos cables, me gustaría señalar la sugerencia de @ ali-chen de que son televisores simples como algo que en realidad está ahí.

Como nota al margen, una idea muy interesante surgió de los comentarios de @ali-chen: que hay más razones para tener chips dentro de los enchufes que dentro de los cables. Sé que los enchufes de iPhone tienen chips para simular un cable original de Apple. Pero como esos enchufes exponen los pines de la interfaz USB a toda la ESD, tener TVS en todos los enchufes, independientemente del tipo de conector, me parece que otro debe tener .

También para cables reversibles eléctricamente, la solución más simple para intercambiar líneas de energía sería colocar el puente de diodo en el enchufe, en lugar de intentar adivinar de alguna manera la dirección de inserción y administrar la energía en el conector.

Entonces, hasta que alguien rompa el cable real y nos diga la verdad, me propongo considerar esta pregunta como respuesta.

    
pregunta Maple

4 respuestas

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Descargo de responsabilidad: estoy respondiendo acerca de los conectores USB-A y -B, C es un poco más complicado.

El estándar USB no incluye conectores magnéticos. Por lo tanto, esos no pueden ser formalmente llamados "cables USB".

Cómo se debe pensar acerca de este "cable" es que se trata de un dispositivo de USB-A a propietario y, a continuación, de propietario a USB-B. La parte del "dispositivo" es crucial aquí, porque el conector magnético impone problemas propios, como la limitación de corriente, la confiabilidad de la conexión, los pines expuestos y el orden incorrecto de contacto.

Hay una parte crucial de la especificación USB que hace imposible un simple conector magnético. USB define la conexión como un proceso. Se supone que los pines de tierra y voltaje deben hacer el contacto primero, solo entonces los pines de datos pueden hacer contacto. Por lo tanto, el dispositivo puede encenderse y comenzar la negociación tan pronto como se conecten los datos. Es por eso que los pines de datos en los enchufes USB son más cortos, por lo que al colocar el enchufe, hacen contacto al final. Si estuviera haciendo un conector magnético (lo que hace que todos los contactos sean simultáneos), insertaría un chip que retrasaría la conexión de los pines de datos para replicar el comportamiento requerido.

Creo que las tablas de compatibilidad son principalmente "inventadas". No garantizan que el cable sea incompatible con otros dispositivos, simplemente garantizan que el cable será compatible con los dispositivos enumerados. Esto es más probable porque los conectores magnéticos son más voluminosos que los conectores normales. La tabla de compatibilidad es simplemente un fabricante que se protege contra usted al devolver el cable porque "no funciona con mi dispositivo".

Por otro lado, también hay dispositivos que utilizan la negociación de voltaje sobre conectores USB antiguos. Por ejemplo, mi Samsung S7 solicita que se aumente el voltaje a + 9V y el cargador incluido se entrega. Podría freír a un Doctor Charger, si quisiera usar uno. Entonces, es razonable que los fabricantes no quieran que uses un cable que está limitado a 5V (por el chip) en S7. O el chip del cable puede ser lo suficientemente inteligente como para detectar dicha negociación e interrumpirla o se freirá. Afortunadamente, USB-C lo tiene cubierto.

  

La carga rápida que solía habilitarse mediante un simple pull-up en el micro conector ahora requiere un "chip inteligente mejorado" y no funciona con la mitad de los teléfonos móviles.

No sé nada de eso, ¿me puede indicar las especificaciones con respecto a los micro enchufes? AFAIK no hay especificaciones para resistencias en conectores (si excluimos OTG y USB-C). Los resistores están en el cargador y el dispositivo determina la corriente máxima por la resistencia + caída de voltaje. Tener un conector adicional en el camino (que es débil y con una pequeña superficie de contacto) seguramente agrega cierta caída de voltaje, por lo que las implementaciones más primitivas (altas corrientes a 5 V) serían muy limitadas.

Conclusión: creo que los límites en la carga rápida se deben principalmente a la física del propio conector magnético. El chip que garantiza el pedido debe detectar que un dispositivo está conectado, por lo que lo más probable es que monitoree la corriente y que probablemente también agregue un poco de resistencia a + 5V, lo que limita aún más la capacidad de carga de corriente.

Algunos cables normales y dispositivos USB también evitan la carga rápida, por lo que los cables magnéticos no son excepcionales en este aspecto. No le echaría la culpa al chip, sino a extender el USB a sus límites.

    
respondido por el Agent_L
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Por lo general, es muy difícil cortar un cable USB normal. Los conectores macho y hembra tienen tapas y clavijas empotradas.

Este no es el caso de los conectores magnéticos, por lo que requerirán un microcontrolador, o al menos un IC, para determinar si se ha realizado una conexión y, por lo tanto, si es seguro entregar energía y datos. También parecen tener menos pines que un conector normal, por lo que supongo que se requiere una conversión de datos en cada extremo.

    
respondido por el Ferdia McKeogh
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Estas son algunas "mejoras" de maquetas para cargar cables USB. Tienen un enchufe tipo C y luego un cable de alimentación acoplado magnéticamente. Otros "cables" tienen un conector Micro-B intercambiable con un conector Tipo-C.

  

Pero en ninguna parte de la especificación USB requiere nada más que el   alambre.

Esto es incorrecto, para el conector Tipo-C, las Especificaciones USB sí requieren un chip para ser incrustado en el conector Tipo-C, en las líneas CC. Se llama "marcador electrónico". Se requiere este chip para informar al receptor de energía que el cable puede transportar una corriente más alta, 3 A o 5 A, por lo que el dispositivo puede activar el circuito interno de "carga rápida" sin riesgo de ahumar cables delgados inapropiadamente. Sin este IC, el dispositivo consumidor no se cargará a la velocidad máxima.

Parece que hay una creatividad ilimitada para los cables de "carga" del mercado secundario, con cerraduras magnéticas (pionero por Apple, supongo), con protectores iluminados, etc., por lo que la compatibilidad probablemente depende de quién hace el cable elegante.

EDITAR: Si el cable es el "ensamblaje heredado Tipo A al Tipo C", sería ilegal anunciar que el cable tiene capacidad para más de 500 mA. Entonces, los IC se muestran en el enlace proporcionado " magnético USB " es menos probable que sean los" marcadores electrónicos ". Dado que la junta magnética expone los pines de señal sin la protección típica de la protección / cubierta, estos circuitos integrados son probablemente supresores de ESD adicionales.

    
respondido por el Ale..chenski
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Descargo de responsabilidad: esta respuesta es principalmente una suposición

El dispositivo al que se vincula en los comentarios tiene un LED incorporado en el conector, que se ilumina cuando el dispositivo está conectado y se está cargando. Como tal, requerirá algún tipo de circuito para detectar la presencia del dispositivo e iluminar el LED.

Habiendo dicho eso, la única imagen a la que proporciona un enlace es un gráfico de caricatura que muestra los CI místicos. Quién sabe qué pasa si hay algo en el cable y qué pasa si lo hace. Sin un desmontaje adecuado y fotos de las entrañas de un cable real, es imposible responder.

    
respondido por el Tom Carpenter

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