30.04.2020      1005      0
 

OTG-поведение двух Андроид-смартфонов

Как Xiaomi Redmi Note 5А Prime реагирует на попытку перевести его в режим OTG с одновременным зарядом.


Статья из цикла питание и заряд. Автор — Kargal.

Данный материал относится к смартфонам/планшетам c 5-контактным разъёмом microUSB 2.0 для обмена информацией и зарядки аккумулятора.

Поведение некоторых смартфонов при манипуляциях с сигналом ID

Обследование проводилось с использованием хаба (концентратора) 4N00076, имеющего встроенный ручной переключатель режимов (SW), позволяющий изменять потенциал входа ID смартфона. У переключателя 3 положения:
1 — ID никуда не подключен,
2 — ID подключен к GND через резистор R12 (якобы задающий режим «OTG+зарядка»),
3 — ID закорочен на GND.

 

Внешнее питание хаба подключается к разъёму X5 (только питание, сигнальные контакты не используются)▲

#) Сиреневым овалом отмечена  доработка хаба:
Z1 – стабилитрон защиты от перенапряжения (1N5339B, 5.6V, 5W),
C1 – конденсатор фильтрации дребезга контактов переключателя SW.

Jiayu G2F

(MT6582m, Android 4.2.2)

UID_хх=1.8V, IID_кз=23μA. Имеется чётко разделённые две зоны по напряжению UID с порогом безгистерезисного переключения UID_порог=0.80V (нестабильность ±3%), IIDпорог=22μA (RIDэкв=36kΩ). При UID выше порога режим данные/зарядка, ниже – режим OTG без зарядки. То есть ведёт себя в соответствии со спецификацией типа порта DCP (Dedicated Charging Ports) — при подключении  «магнитным» кабелем.

Xiaomi Redmi Note 5А Prime

(MSM8940 Snapdragon 435, Android 7.1.2 N2G47H; MIUI Global 9.5.0)

В принципе ввести аппарат в режим OTG+«зарядка»/до 0,5A возможно (но несколько «замудренно»).

Реально данный аппарат может находиться в одном из трёх состояний (режимов):

  • режим OTG-on (подключенная к хабу мышка по экрану «бегает»), без зарядки – смартфон не потребляет никакого тока от внешнего питания хаба или даже сам запитывает периферию, если напряжение внешнего питания меньше 4.95V.
  • режим Charge-поддержка (OTG активен, подключенная к хабу мышка по экрану «бегает»), смартфон потребляет ток до 0.5A от внешнего питания хаба, в основном для поддержки активного состояния смартфона, но аккумулятору тоже немного достаётся (степень заряженности медленно, но растёт).
  • режим ChargeFull – OTG пассивен (мышка по экрану не «бегает»), смартфон потребляет от внешнего питания хаба полный требуемый ему ток (1.2÷1.5A). Происходит только зарядка, обмен данными через хаб невозможен - линии данных не подключены.

Прямого управления режимами только сигналом ID нет, требуется некая последовательность действий.

Для принудительного включения любого режима необходимо сначала установить переключатель на хабе и только затем подключить хаб к разъёму смартфона. Непонятно как смартфон опознаёт факт подключения, но именно оно (или переподключение) побуждает смартфон пересмотреть свой текущий («никакой») режим в пользу задаваемого.

#) При подключении таким способом в режим ChargeFull с помощью 2-контактного «магнитного зарядного кабеля», зарядка происходит максимальным требуемым смартфоном (полным) током. В приобретенном кабеле в microUSB-вставке соединены контакты D+ и D-, что соответствует типу порта DCP Short Mode (он же Chinese), но смартфон об этом не знает — линии D+ и D- через хаб не проходят. При подключении питания к хабу обычным, не «магнитным» кабелем, смартфон потребляет по-минимуму, до 0.5A, честно воспринимая зарядный порт как SDP. Видимо в магнитном кабеле есть какая-то хитрость, позволяющая реализовать зарядку смартфона полным током без использования постоянного (аппаратного) кодировщика типа порта. (В описаниях торговцев кабелями присутствуют только жалкие намёки, типа «быстрая зарядка», а некоторые даже упоминают всуе слово «QC»). 

Разным режимам (OTG, OTG+зарядка/данные, зарядка/данные) можно сопоставить разные значения напряжения UID на входе ID. Это напряжение формируется входным током IID (индивидуальным для разных смартфонов), на внешнем резисторе RID (R12 на схеме хаба), подключенном к GND (pin5 microUSB). Режиму OTG-on соответствует диапазон 0÷0.57V, режиму Charge-поддержка – диапазон 0.62±0.1V, режиму ChargeFull – диапазон ≥0.65V (естественное UID_max≈1.8V).

▲ Плавное изменение UID внешними цепями приводит к изменению режима (перескоку), но странным однобоким способом – повышение UID переключает смартфон в «старший» режим, а понижение UID (вплоть до 0V) на режим не влияет – остаётся включённым режим, соответствующий точке начала снижения UID. Для возврата в «младший» режим (OTG-on) требуется кроме обеспечения UID=0V ещё и переподключить разъём смартфона.

  • При подключении к разъёму смартфона хаба с поданным внешним питанием и закороткой IDGND (положение «, UID=0; IID_кз≈140μA) включается режим OTG-on (подключенная к хабу мышка по экрану «бегает»), потребления смартфоном тока по цепи внешнего питания хаба нет.

При плавном подходе к режиму Charge-поддержка (UID до ≈0.50÷0.515V) начинает появляться заметный ток (≈0.05A) потребления по цепи внешнего питания хаба, смартфон не отмечает этот режим как «зарядка» значком «молния».

  • При выходе на режим Charge-поддержка (UID=0.62±0.1V) смартфон начинает потреблять ток (≈0.5A), по-прежнему мышка по экрану «бегает», значок зарядки «молния» не предъявляется. (При возврате отсюда на режим OTG-on (UID=0V) состояние не изменяется).
  • При переключении в режим ChargeFull UID поднимается до ≈0.68V, мышка «бегать» по экрану перестаёт, ток потребления (с задержкой до 5 сек) подрастает до 1.2÷1.5A и появляется значок зарядки «молния». (При возврате UID назад к нулю состояние не изменяется.)

 

Для реализации режима Charge-поддержка в аппарате Xiaomi Redmi Note 5А Prime потребовалось в хабе заменить величину RID (R12 на схеме хаба) на ≈7,75kΩ (что никак не соответствует спецификации порта типа ACA с упоминанием RID=124 кΩ).

Все приведённые выше числовые параметры справедливы именно для этой модели смартфона. Для других, даже обладающих описанными свойствами, значения параметров могут быть другими.

Особенности
  • После некоторых процедур смартфон запоминает состояние (зарядка) и сбрасывается в исходное состояние (но с током потребления ≈40 mA переподключением при подключении с UID=0V)
  • Иногда смартфон «крепко запоминает обиду» (возможно из-за дребезга контактов SW), капризничает и для его отрезвления переподключения недостаточно. Приходится смартфон перезагрузить.
  • В зоне UID «Charge-поддержка» (UID≈0.6V) ток внешнего потребления небольшой – (20÷45 mA) и, похоже, обеспечивает только работу процессора (без собственно зарядки, значок зарядки не активен).
  • Зона UID режима Charge-поддержка неустойчива – иногда после прогрева смартфона сам переключается в режим «зарядка» – (UID подскакивает до ≈0.67V, ток внешнего потребления – до 1.2A). Более устойчив диапазон UID=0.62±0.05V.

 

Файл в формате PDF представлен здесь.


Ваш комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Если нужно, добавьте картинку (только JPG)