¿Cuál es la manera ideal de manejar los pines de datos D + y D- en un adaptador de corriente USB para que sea compatible con la carga rápida en dispositivos?

44

Descubrí que muchos cargadores USB de pared usan un divisor de voltaje resistivo para configurar los pines D + y D a un voltaje específico, generalmente entre 2 y 3 voltios. Otros cargadores de pared USB cortan los pines D + y D juntos sin conexión a ninguna otra cosa. Según mi experiencia, algunos dispositivos no aceptarán una tasa de carga superior a 500 mA en los cargadores que usan los separadores de voltaje, pero cargarán hasta su entrada máxima en un cargador con los pines de datos en corto. He leído cosas que sugieren que lo contrario también puede ser cierto, pero no he podido verificarlo. Espero averiguar qué método proporciona la mejor compatibilidad con todos los dispositivos USB.

    
pregunta Jonathan Adams 29.07.2014 - 00:44

3 respuestas

28
  

¿Cuál es la manera ideal de manejar los pines de datos D + y D- en un adaptador de corriente USB para que sea compatible con la carga rápida en dispositivos? ... espero descubrir qué método proporciona la mejor compatibilidad con todos los dispositivos USB.

Por motivos prácticos, es imposible hacer que un cargador verdaderamente universal use cualquier combinación de inmutables o resistencias en el cargador USB o en las líneas de datos del dispositivo de destino porque está compitiendo con fabricantes que intentan impedir que hagas exactamente lo que intentas hacer. Por ejemplo, Apple implementa una serie de esquemas de control de carga que utilizan varias combinaciones de divisores de resistencia, dispuestos de modo que solo una fuente de alimentación "coincidente" y un equipo objetivo funcionen juntos. Si bien se puede avanzar con la idea de que tales disposiciones permiten un rendimiento de carga óptimo, no es obvio cómo puede ser el caso de las baterías de Litio Ion / Polímero de Litio y un grado más que adecuado de control de carga puede ser alcanzado por muchos otros fabricantes sin usar tales técnicas A continuación se proporciona un ejemplo de uno de estos acuerdos de Apple.

Sin embargo, al seguir los pasos de otras personas que ya han investigado esta área, puede lograr un compromiso razonablemente bueno.

Muchos fabricantes no publican las especificaciones de sus arreglos personalizados y lo mejor que puede hacer es analizar sus productos usted mismo o aprender de aquellos que ya lo han hecho y que están a su disposición.

Una de esas fuentes es la documentación del cargador USB Mintyboost para frutas Lady ADA / ADA.
Esta es más una saga que un tutorial !!! :-). Puede comenzar al final y volver a trabajar para descubrir cómo la versión más reciente usa lo que saben para maximizar la compatibilidad del inicio en las primeras cuentas y seguir su ruta de desarrollo. Ambos enfoques son válidos dependiendo de cuánto quieras saber.

página de inicio de Mint Boost
Overview
Recorrido por el proceso de diseño : valor para los diseñadores

Aquí Los misterios de la carga de dispositivos Apple le informa acerca de los misterios de la carga de dispositivos Apple, y algún otro material útil en el camino.

Ugh / Wow! - Una disposición de resistencia de Apple. Esto es de un cargador oficial de iPhone 3GS:

Aquíestásu lista de compatibilidad de la versión 2 que vale la pena ver si está intentando encontrar un universal Solución, ya que enumera una serie de ejemplos en los que el cargador estándar NO funciona, pero un "cable trenzado" le permite funcionar total o parcialmente.

por ejemplo, lo anterior lo lleva a casos especiales como "hack" de la serie Samsung D aquí o la Modificaciones de RAZR V3 aquí

Aquí hay una lista de resultados utilizando la versión 3 Minty Boost con una gama de teléfonos celulares
Si emula su interfaz, debería poder lograr una compatibilidad similar.

respondido por el Russell McMahon 29.07.2014 - 01:35
24

Encontré esto página responde a su pregunta claramente. Cito las partes relevantes a continuación.

  

El BC1.2 describe tres tipos distintos de puertos USB y dos nombres clave. Un puerto de "carga" es uno que entrega corrientes superiores a 500 mA. Un puerto "descendente" señaliza los datos según USB 2.0. La especificación BC1.2 también establece cómo debe aparecer cada puerto en el dispositivo final y el protocolo para identificar qué tipo de puerto se implementa. Los tres tipos de puerto USB BC1.2 son SDP, DCP y CDP (consulte la Figura 1):

     
  1. Puerto descendente estándar (SDP) Este puerto cuenta con resistencias desplegables de 15 kΩ en las líneas D + y D-. Los límites actuales son los mencionados anteriormente: 2,5 mA cuando se suspenden, 100 mA cuando está conectado y 500 mA cuando está conectado y configurado para una potencia mayor.
  2.   
  3. Puerto de carga dedicado (DCP) Este puerto no admite ninguna transferencia de datos, pero es capaz de suministrar corrientes de carga más allá de 1.5A. Presenta un corto entre las líneas D + y D-. Este tipo de puerto permite cargadores de pared y cargadores de automóviles con capacidad de alta carga sin necesidad de enumeración.
  4.   
  5. Puerto de flujo descendente (CDP) Este puerto permite la carga de alta corriente y la transferencia de datos totalmente compatible con USB 2.0. Cuenta con las resistencias desplegables de 15 kΩ necesarias para la comunicación D + y D, y también tiene un circuito interno que se conecta durante la fase de detección del cargador. Este circuito interno permite que el dispositivo portátil distinga un CDP de otros tipos de puertos.
  6.   

    

InclusoconlaespecificaciónBC1.2disponible,algunosfabricantesdeelectrónicadesarrollanprotocolospersonalizadosparasuscargadoresdedicados.CuandoconectaunodesusdispositivosaunpuertodecargaBC1.2totalmentecompatible,aúnpuederecibirelmensajedeerror"La carga no es compatible con este accesorio". A pesar de este mensaje, estos dispositivos aún pueden cargarse, pero las corrientes de carga pueden ser extremadamente pequeñas. Afortunadamente, casi todos estos cargadores dedicados patentados se identifican por un nivel de CC establecido en las líneas D + y D por un divisor-resistencia entre 5V y tierra

     

Comentarioagregado:
Unopodríaconsiderarquelosnivelesdeseñaldedatosson0.0–0.3Vparabajalógica,y2.8–3.6Vparaaltalógica.Sinunareddivisoriadevoltajeendospinesdedatoscortocircuitados,elvoltajeenelloseslibredeflotar.Apesardequeloscablesdedatostorcidosbrindanunpocodeproteccióncontralasseñaleselectromagnéticasdispersas,puedeninducirvoltajesimpredeciblesenlalínea.Porotrolado,unareddivisoradevoltajesujetaelvoltajeaunnivelsegurode2.5v.

Paraobtenermásdetalles,consulte Página Me he originado o leo USB.org PDF que describe la especificación de la carga de batería USB BC 1.2

    
respondido por el Keith Reynolds 13.11.2015 - 00:29
8

Actualización de 2017:

No hay una manera ideal de manejar los pines de datos USB para proporcionar compatibilidad y "carga rápida". Podría haber muchos cargadores diferentes, y hay muchos dispositivos USB / teléfonos / tabletas que necesitan ser cargados. Históricamente hubo dos enfoques:

  1. El dispositivo es un "dispositivo inteligente". Intenta detectar varias firmas del puerto al que está conectado y selecciona el modo de carga adecuado para sí mismo. Obviamente, el dispositivo hace esto de manera secuencial, y se necesita tiempo para atravesar los tiempos de espera.

  2. El puerto de carga es un puerto inteligente. Esta idea se implementó en algunos chips de TI y centros de SMSC / Microchip. La idea para el puerto de carga es / era afirmar diferentes firmas de puerto de carga (Apple 2 / 2.7V, Sony, secuenciación por BC1.1, BC1.2 o cargador dedicado / estándar de China, etc.) una por una. Nuevamente, ya que no había manera de obtener una respuesta confiable de que la firma del cargador es la correcta para un dispositivo en particular (que no sea para medir la corriente suministrada / consumida), la secuenciación toma mucho tiempo, necesita restablecimientos de encendido VBUS, Más aún, la batería de un dispositivo USB puede estar en varios estados diferentes de carga (inactiva, débil, completamente cargada, etc.), la corriente consumida no puede ser un indicador confiable de nada, el tiempo de espera del sistema se vuelve indeterminista, por lo que la búsqueda El algoritmo / switch no puede producir nada bueno.

Los problemas reales ocurren cuando el puerto y el dispositivo intentan ser "inteligentes". Luego todo se atornilla y todas las apuestas se cancelan.

Las especificaciones de carga de la batería USB 1.2 intentaron imponer una restricción: el puerto es pasivo, el dispositivo inicia la firma secuencial y mide la respuesta del puerto, y solo entonces el dispositivo se convierte en modo de consumo completo (si lo necesita). El límite fue VBUS = 5V.

El método QualComm QC (carga rápida) fue un paso más allá y permite aumentar el voltaje USB predeterminado de 5V a 9, 12, 15 y 20V. Después de que el dispositivo afirma alguna secuencia de señalización de bajo nivel en D + / D-, luego le indica al cargador qué nivel de voltaje puede aceptar al afirmar ciertas combinaciones de voltaje de CC en los cables D + y D-. Es un método muy simple.

Las nuevas especificaciones de USB Power Delivery están proporcionando medios para que un puerto y un dispositivo sean realmente inteligentes. La especificación inicial requería un protocolo en serie sobre VBUS (para que esto ocurra, el VBUS debe estar libre de desacoplamiento capacitivo pesado). Esta especificación ahora está abandonada en PD Rev3.0 con la llegada del conector Tipo C, y la negociación entre los roles de alimentación de los puertos y dispositivos (productores y consumidores) se realiza a través de un cable CC dedicado (Canal de comunicación).

Además de las negociaciones de PD completas, los cables Tipo C están diseñados para tener marcadores electrónicos, pequeños circuitos integrados en uno de los sobremoldes, que deben informar a los consumidores (sumideros) y productores (fuentes) sobre la cantidad de corriente que puede manejar un cable en particular . [Se requiere que todos los cables USB3.1 C-C tengan los eMarkers integrados, pero aún no he visto ninguno en el mercado abierto].

Al momento de escribir (enero de 2017), cada departamento de electrónica (incluido Walmart) podría tener aproximadamente un 20% (1 de 5) cargadores con funcionalidad de control de calidad, y ninguno con la funcionalidad de PD. Tengo el presentimiento de que esta proporción no cambiará.

En resumen, la firma de puerto de carga más compatible parece ser del estilo de China, con D + / D, cortocircuitada y flotante en relación con GND y VBUS.

    
respondido por el Ale..chenski 04.01.2017 - 02:50

Lea otras preguntas en las etiquetas