USB-тестеры и скорость зарядки

Автор: Дмитрий Канн Чтение на 6 мин Этот пост на английском 0251

Из чистого любопытства заказал пару USB-тестеров с eBay (которых там видимо-невидимо).

USB-тестеры.
USB-тестеры.

Для справки: USB-тестер (USB voltage and current tester) — устройство для измерения напряжения и тока, поступающего с USB-порта в какой-либо гаджет, чаще всего от этого порта заряжаемый.

На фото выше — две различные модели, оказавшиеся в моём распоряжении. Нетрудно заметить, что выглядят они как обычные USB-накопители (в простонародье «флешки»), за исключением USB-выхода на торце. Чтобы определить параметры энергопотребления гаджета, нужно включить эту «флешку» между ним и USB-портом.

Официального названия эти изделия китайского электропрома не имеют, лишь тот, что справа, маркирован маловразумительной надписью Keweisi. Так что именовать своих подопытных буду «Модель №1» и «Модель №2».

Модель №1

Модель №1 совсем простая, и обошлась она в пару евро с учётом пересылки. Она снабжена 4-разрядным светодиодным индикатором, который попеременно, с интервалом примерно в 4 секунды, показывает напряжение в вольтах:

Модель №1: режим измерения напряжения.
Модель №1: режим измерения напряжения.

И ток в амперах:

Модель №1: режим измерения тока.
Модель №1: режим измерения тока.

Характеристики

  • Входное напряжение: 3­…8 В
  • Ток: 0…3 А
  • Разрешающая способность по напряжению: 10 мВ
  • Разрешающая способность по току: 10 мА
  • Погрешность по напряжению: ≤ 1%
  • Погрешность по току: ≤ 2%
  • Максимальное падение напряжения: 200 мВ

Модель №2

Модель №2 — более продвинутая и стоила уже около пяти евро (тоже с учётом пересылки). В ней ЖК-дисплей с приятной белой подсветкой, отображающий сразу четыре параметра: напряжение, ток, время заряда (часы:минуты) и заряд:

Модель №2.
Модель №2.

Счётчик времени увеличивается только в процессе заряда.

Характеристики

  • Входное напряжение: 3­,5…9 В
  • Ток: 0…3,3 А
  • Время: 00:00…99:59
  • Заряд: 0…99,999 А·ч
  • Разрешающая способность по напряжению: 10 мВ
  • Разрешающая способность по току: 10 мА
  • Разрешающая способность по заряду: 1 мА·ч
  • Погрешность по напряжению: ≤ 1%
  • Погрешность по току: ≤ 0.4%
  • Максимальное падение напряжения: 200 мВ

Этот тестер способен сохранять значения времени и заряда даже при отключенном питании. Сбрасываются они в ноль специальной кнопкой:

Кнопка сброса показаний времени и заряда.
Кнопка сброса показаний времени и заряда.

Сравнение тестеров: напряжение

Попробуем поэкспериментировать с нашими подопытными, чтобы понять насколько им можно доверять.

Начнём со сравнения показаний напряжения — для обоих заявлена погрешность не более 1%, что для 5 вольт составляет 50 мВ.

Сравнение показаний напряжения.
Сравнение показаний напряжения.

Нетрудно заметить, что показания отличаются больше, чем на 0,05 В (5,29 vs. 5,22). Мультиметр сообщает, что истина, как всегда, где-то посередине:

Контролируем напряжение мультиметром.
Контролируем напряжение мультиметром.

Так что оба устройства, строго говоря, вписываются в вилку ±50 мВ.

Сравнение тестеров: ток

Теперь сравним показания тока. На предыдущем фото можно заметить, что модель №1 сама потребляет около 10 мА. Если поменять их местами, то первая модель вообще не обнаруживает ток, потребляемый второй (видимо, он меньше 10 мА):

Ток, потребляемый моделью №2.
Ток, потребляемый моделью №2.

Будем учитывать это при сравнении их показаний.

Итак, подключаем нагрузку, в качестве которой выступает телефон Samsung Galaxy Note 4, к источнику питания (адаптер от Apple iPad, максимальный выходной ток 2 А):

Измерение тока обоими тестерами, адаптер Apple iPod.
Измерение тока обоими тестерами, адаптер Apple iPod.

Показания слегка различаются. Самое любопытное, что, если поменять тестеры местами, ток заметно падает:

Измерение тока обоими тестерами, адаптер Apple iPod.
Измерение тока обоими тестерами, адаптер Apple iPod.

При этом показания модели №1 стабильно ниже. Впрочем, разница не столь велика.

Ещё один любопытный эксперимент: заменим блок питания на китайский «4-в-1», максимальный выходной ток 2,1 А. Ток возрастает:

Измерение тока обоими тестерами, адаптер ноунейм 2,1 А.
Измерение тока обоими тестерами, адаптер ноунейм 2,1 А.

В этот раз показания очень близки, а если учесть ток, потребляемый тестером справа, так и вообще идентичные. Тест можно считать пройденным.

Дальше я буду использовать тестер №2, как более продвинутый. Кроме того, он может работать от напряжения до 9 вольт (первый только до 8) — и это нам пригодится.

Сравнения адаптеров и USB-кабелей

Настало время продемонстрировать практическую пользу от этих приборчиков с кучей цифр.

Адаптер Apple iPad на 2 А

С одним-единственным тестером эппловский адаптер отдаёт 1,57 ампера, напряжение при этом проседает до 4,97 В:

Адаптер Apple: ток 1,57 А.
Адаптер Apple: ток 1,57 А.

В общем, ток он отдаёт нехотя, и полный свой потенциал может раскрыть лишь с одноимёнными устройствами.

Адаптер ноунейм на 2,1 А

Китайский четырёхпортовик, напротив, демократичен и добросовестно работает с чем угодно. И сейчас я продемонстрирую, что от выбора USB-кабеля ток (т.е. скорость) зарядки зависит не меньше, а порой и больше.

Родной качественный самсунговский кабель от Galaxy Note 4, длина около метра:

Кабель от Samsung Galaxy Note 4.
Кабель от Samsung Galaxy Note 4.

Подключаем телефон — ток заряда 1,74 ампера:

Кабель Samsung: ток 1,74 А.
Кабель Samsung: ток 1,74 А.

Неродной, но добротный кабель Hema длиной два метра — ток падает до 1,22 А:

Кабель Hema: 2 м, ток 1,22 А.
Кабель Hema: 2 м, ток 1,22 А.

Совсем неродной, очень китайский, но чертовски удобный Muvit Retractable Micro USB, длина в растянутом виде около 70 см:

Кабель Muvit Retractable.
Кабель Muvit Retractable.

С ним ток падает ещё сильнее, до 1,11 А:

Кабель Muvit Retractable: ток 1,11 А.
Кабель Muvit Retractable: ток 1,11 А.

Столь же китайский, тоже очень удобный, но уже совершенно безымянный суперкомпакт длиною 20 см. Стоят они на том же Ибее пару евро за пучок, а фишка в том, что его концы примагничиваются друг к другу:

Кабель 20 см.
Кабель 20 см.

А теперь сюрприз — ток заряда с ним точно такой же, как и с оригинальным, 1,74 А:

Кабель 20 см: ток 1,74 А.
Кабель 20 см: ток 1,74 А.

Но основной сюрприз впереди. Совершенный и окончательный китайский ноунейм, прибывший с каким-то копеечным гаджетом — кабель Micro USB длиной около полуметра, на вид совершенно обычный. Но внешность, как выяснилось, обманчива: ток заряда с ним падает до 220 мА, то есть почти в восемь раз!

Кабель ноунейм: ток 0,22 А.
Кабель ноунейм: ток 0,22 А.

Телефон через это чудесное изделие будет заряжаться, соответственно, в восемь раз дольше. Такие дела.

Теперь проверим одновременную зарядку двух устройств. Суммарный ток даже слегка превысил обещанные 2,1 А:

Зарядка двух устройств одновременно: суммарный ток 2,19 А.
Зарядка двух устройств одновременно: суммарный ток 2,19 А.

Активный USB-хаб

В результате экспериментов выше можно вполне считать магнитный кабель-коротышку референсным.

Заменим адаптер на активный USB-хаб (оснащённый двухамперным блоком питания):

Зарядка от USB-хаба, ток 0,94 А.
Зарядка от USB-хаба, ток 0,94 А.

С нашим референсным розовым шнурком ток падает почти вдвое. Модель №1 с этим согласна:

Зарядка от USB-хаба, ток 0,92 А.
Зарядка от USB-хаба, ток 0,92 А.

Адаптер Samsung Galaxy Note 4

Теперь самое экзотичное. Последний писк моды, адаптер от Samsung Galaxy Note 4 (макс. выходной ток 2,1 А), украшенный надписью Adaptive Fast Charging, на вид похож на миллион других USB-адаптеров, и на холостом ходу выдаёт ожидаемые 5 вольт.

Адаптер Samsung, напряжение 5 В.
Адаптер Samsung, напряжение 5 В.

Однако если к нему подключить именно тот девайс, для которого он предназначен, то он ВНЕЗАПНО начинает выдавать напряжение 9 вольт!

Адаптер Samsung, напряжение 9 В.
Адаптер Samsung, напряжение 9 В.

Ток при этом почти такой же, соответственно, аккумулятор должен заряжаться почти вдвое быстрее. Остаётся надеяться, что схема адаптивной зарядки не ошибается в выборе напряжения и для других устройств будет выдавать нормальные пять вольт.

Судя по всему, самсунговцы засунули в него ещё и немаленький конденсатор, поскольку, отключенный от сети, он ещё продолжает питать тестер с полминуты:

Остаточный заряд в адаптере.
Остаточный заряд в адаптере.

Выводы

Мои выводы таковы:

  1. Тестеры и адаптеры китайцы научились делать неплохо.
  2. USB-кабели (они почти всегда китайские) бывают очень разные.
  3. При прочих равных длинный и/или тонкий кабель снижает скорость зарядки.
  4. Единственный надёжный способ подобрать оптимальные адаптер и кабель — использовать USB-тестер.
  5. Адаптеры Samsung — зверские устройства.
  6. Эппл не нужен.

См. также

Post image
USB-магия: двусторонний коннектор
Post image
Обзор электрического мини-компрессора Xiaomi
Post image
Обзор mesh-роутера Netgear Orbi Pro SRK60
Post image
Обзор автоматического электроштопора Xiaomi
Post image
Термометр-гигрометр Xiaomi Mijia на электронной бумаге
Post image
Обзор наушников Xiaomi In-Ear Headphones Pro HD

Комментарии

Поделиться