04.11.2012      121980      578
 

Зарядка гаджетов через USB

Схемы распайки зарядных устройств различных производителей.


Проблемы с зарядкой по USB обычно появляются при использовании постороннего (не родного) зарядного устройства. Гаджет может заряжаться медленно, не полностью, а может и вовсе отказаться заряжаться. Собственно, этой проблеме и посвящена сия статья. Но сперва я должен высказать несколько важных замечаний касаемо зарядки по USB вообще.

  1. Как это ни странно, некоторые мобильные устройства вообще не поддерживают зарядку через гнездо USB mini/micro, хоть и оборудованы им. К примеру, некоторые планшеты снабжены отдельным (круглым) гнездом для подключения зарядного устройства (ЗУ).
  2. При зарядке устройства от USB компьютера следует понимать, что порт USB способен выдать ток не более 0,5 ампера (USB 2.0) или не более 0,9 ампера (USB 3.0). И если для заряда устройства требуется больший ток (1÷2 ампера), то время заряда может оказаться мучительно долгим, вплоть до бесконечности. Придётся искать ЗУ подходящей мощности.
  3. Чтобы понимать, какие вообще контакты за что отвечают в разъёмах USB и как они нумеруются, прочтите статью «Распиновка USB 2.0». Вкратце: первый контакт в USB это +5 вольт, а последний — «земля».

Итак, вы подключили гаджет к левому/самодельному зарядному устройству, а он не заряжается, да ещё и пишет, что зарядное устройство не поддерживается. Это связано с тем, что перед тем как позволить себе заряжаться, некоторые  мобильные  устройства замеряют напряжения на 2 и 3 контактах USB и по этим  напряжениям  определяет  тип  зарядного  порта.  А  некоторые  — просто  проверяют  наличие  перемычки  между  контактами   2  и  3 или ещё и контролируют потенциал этой связки. Если гаджет не рассчитан на подключение к данному типу зарядного порта или тип порта не определён, то зарядное устройство будет отвергнуто. Подробно вся эта кухня описана в статье «Типы зарядных портов».

Практическая сторона вопроса заключается в том, чтобы гаджет увидел нужные ему напряжения на контактах 2 и 3, а это обеспечивается подключением различных сопротивлений между контактами USB зарядного устройства. В конце статьи приводится чертёж различных типов зарядного порта (без привязки к моделям гаджетов) с указанием напряжений на контактах 2 и 3. Там же указано, какими сопротивлениями этого можно добиться. А прямо сейчас мы посмотрим, чего ждут определённые модели гаджетов от порта зарядного устройства.

Nokia, Fly, Philips, LG, Explay, Dell Venue и многие другие устройства признают зарядное устройство только если контакты Data+ и Data- (2-й и 3-й) будут закорочены или замкнуты резистором не более 200 Ом ▼
Закоротить контакты 2 и 3 можно в гнезде USB_AF зарядного устройства и спокойно заряжать свой телефон через стандартный дата-кабель. Эту же схему поддерживает планшет Freelander PD10 Typhoon, но кроме этого ему требуется повышенное напряжение заряда, а именно — 5,3 вольта.
Если же зарядное устройство уже обладает выходным шнуром (вместо выходного гнезда), и вам нужно припаять к нему штекер mini/micro USB, то не забудьте соединить 2 и 3 контакты в самом mini/micro USB. При этом плюс паяете на 1 контакт, а минус — на 5-й (последний). ▼

Samsung, HTC и другие «Корейцы»: один резистор 30 кОм между +5 и перемычкой D-D+; другой резистор 10 кОм между GND и перемычкой D-D+ ▼

iPhone и прочей продукции «Apple». От этого же порта охотно заряжается планшет Freelander PX1. ▼

Претендующее на универсальность автомобильное зарядное устройство «Ginzzu GR-4415U» и его аналоги оборудованы двумя выходными гнёздами: «HTC/Samsung» и «Apple» или «iPhone». Распиновка этих гнёзд приведена ниже. ▼

Старая Motorola «требует» резистор 200 кОм между 4 и 5 контактами штекера USB micro-BM. Без резистора аппарат заряжается не до полной победы. ▼

Аппарат E-ten («Енот») не интересуется состоянием этих контактов, и поддержит даже простое зарядное устройство. Но у него есть интересное требование к зарядному кабелю — «Енот» заряжается только если в штекере mini-USB закорочены контакты 4 и 5. ▼

Для питания или заряда навигатора Garmin требуется особый дата-кабель. Просто для питания навигатора через дата-кабель нужно в штекере mini-USB закоротить 4 и 5 контакты. Для подзаряда нужно соединить 4 и 5 контакты через резистор 18 кОм. ▼

Отдельная тема — зарядка планшетов. Как правило, планшету для заряда требуется приличный ток (1÷1,5 ампер), и заряд через гнездо mini/micro-USB во многих планшетах просто не предусмотрен производителем. Ведь даже USB 3.0 не даст более 0,9 ампер.
Правда, некоторые модели планшетов  можно медленно и печально заряжать в выключенном состоянии.
На Ютубе один парень предлагает установить в планшете 3Q перемычку между первым контактом гнезда mini/micro-USB (это +5 В) и плюсовым (центральным) контактом круглого (коаксиального) зарядного гнезда. Дескать, тока от USB этому планшету хватает, просто + гнезда USB не подключен к контроллеру заряда аккумулятора. После установки перемычки планшет якобы заряжается. В принципе, это выход, если само круглое зарядное гнездо уже раздолбано.
Напротив, если круглое гнездо в порядке, но по какой-то причине вам хочется брать питание для заряда именно от USB компьютера или зарядного устройства с таким разъёмом, то можно сделать такой переходник. ▼

Правда, к теме этой статьи он отношения не имеет.

Типы зарядных портов

Повторюсь, подробную информацию можно почерпнуть в статье Типы зарядных портов. Здесь же приведу сводную схему  напряжений на контактах USB с указанием номинала резисторов, позволяющих те или иные напряжения получить. Там, где указано сопротивление 200 Ом нужно ставить перемычку, сопротивление которой не должно превышать те самые 200 Ом.

Схема кликабельна ▼

Распайка зарядных портов USB под разные телефоныИтак, если вы хотите переделать обычное ЗУ в USB-зарядку для телефона:

  • удостоверьтесь, что устройство выдаёт около 5 вольт постоянного напряжения
  • узнайте, способно ли это ЗУ дать ток не менее 500 мА
  • внесите необходимые изменения в коммутацию гнезда USB-AF или штекера USB-mini/micro

Смежные материалы:

Все материалы по теме «Компьютер»
Все материалы по теме «Мобильное»
Все материалы по теме «Зарядное устройство»



Обсуждение: 578 комментариев
  1. Алекс:

    Ребята, не нашел распиновку резисторов для Asus ZenFone 5 ZE620KL.
    В нем тоже стоит защита, и ток зарядки от чужого ЗУ ограничивает 0,9А.
    Мой второй телефон Asus ZenFone ZE520KL без защиты , кушает от любых 5вольтовых розеток 1,8А.
    А эта зараза только от своей, ему мощность ЗУ не важна, от более мощного все равное есть только 0,9А

    Ответить
  2. Юльич:

    Недавно столкнулся с зарядным устройством Samsung и не могу понять по поводу выходных напряжений. Проверил мультиметром — на выходе +5 вольт. Может растолкуете, что к чему?

    Ответить
    1. Rones:

      Вот это как раз ЗУ с поддержкой быстрой зарядки (Quick Charge 2.0). По умолчанию зарядка выдаёт 5 вольт. Смартфон с поддержкой QC по линии Data запрашивает повышенное напряжение и ЗУ переключается на 9 В.

      Ответить
      1. Юльич:

        Вот сейчас протестировал режим быстрой зарядки на «родном» (из коробки) зарядном устройстве. Есть интересные моменты.

        Ответить
        1. Rones:

          Похоже, USB-тестер при расчёте заливаемого заряда не учёл повышенного напряжения.

          Ответить
          1. Юльич:

            А при чем тут напряжение-то? Заряд измеряется в амперх часах

            Ответить
            1. Rones:

              Заряд формируется из передаваемой мощности (ВА). Иначе почему повышение напряжения сокращает время заряда?

              Ответить
              1. Юльич:

                Не согласен! А как быть с законом Ома (вечная ему память)? На примере зарядки аккумуляторных батарей: повышаем напряжение — повышается ток заряда. Соответственно, быстрее происходит зарядка. Повторюсь — в формуле подсчета ампер-часов нет напряжения! Смотрим ток заряда, засекаем время, высчитываем ампер-часы.

                Ответить
                1. Rones:

                  Вы обнаружили увеличение зарядного тока пропорционально увеличению напряжения (9/5=1,8)?

              2. Юльич:

                Вы путаете счетчик электроэнергии (Ватт-часов (вольт*ампер=ватт ватт*час=ватт час)) и счетчик емкости АКБ ( Ампер-час-= ампер*час).

                Ответить
        2. Юльич:

          Цитата — «Вы обнаружили увеличение зарядного тока пропорционально увеличению напряжения (9/5=1,8)?»
          По скрину видно, что повышения нет — скорее понижение. Только время зарядки до 100% уменьшилось почти вдвое!

          Ответить
      2. Юльич:

        А вот фото

        Ответить
      3. Юльич:

        С процессом быстрой зарядки вроде как разобрался (На 4PDA навели на правильное направление мысли).
        При включении в телефоне быстрой зарядки, через линии D+ D- идет сигнал к зарядному устройству. Оно включается в режим выдачи +9 вольт. Все это видно на тестере. Вот тут самое главное — после тестера в самом телефоне идет еще одно преобразование в максимальное напряжение заряда 4,2 вольта, соответственно повышение тока мы на тестере уже не видим.
        При обычной зарядке второго преобразования нет, и тестер показывает «правильные» ампер-часы.

        Ответить
        1. Rones:

          О, я упустил из вида, что преобразование может происходить в самом теле. Спасибо!

          Ответить
          1. Юльич:

            Тут можно еще пару слов добавить, что при повышении напряжения и уменьшении тока, при передаче от адаптера к телу, снижается токовая нагрузка на кабель и разъемы.

            Ответить
            1. Rones:

              Кстати, да! Хоть отдельную статью пиши…

              Ответить
              1. Юльич:

                Это точно! И добавить в нее сведения о USB Safety tester. Нюансы показаний и прочие подробности.

                Ответить
    2. Rones:

      Вру, у Samsung разработана аналогичная технология быстрой зарядки — AFC, но суть примерно та же.

      Ответить
  3. Юльич:

    Спасибо! Очень полезный материал.
    Купил USB Carger на 8 портов. В нем на шинах данных USB распаяны микросхемы PC5889 — по одной на два порта. Каково их назначение?

    Ответить
  4. Юльич:

    Купил USB Charger на 8 портов. В нем на линии данных USB распаяны микросхемы PC5889 — по одной на 2 порта.
    Даташит на китайском (почти весь). Может Вы объясните назначение этих микросхем? Есть догадки, но хочется подтверждения специалиста.

    Ответить
    1. Rones:

      С микрухой не знаком. Похоже, это интеллектуальная система зарядки — перебирает различные типы портов, запоминает, при каком типе был максимальный ток заряда и включает именно этот тип.

      Ответить
      1. Юльич:

        Вот аналогичное устройство, только вместо этих микрух стоят обычные резистивные делители
        https://lygte-info.dk/review/USBpower%208%20port%20usb%20charger%20YC-CDA6%20UK.html
        похоже под «яблочные» гаджеты.
        Попробую прикрепить фото своего устройства
        Спасибо за быстрый ответ и попытку помочь!

        Ответить
        1. Rones:

          Да, на аналогичном устройстве фиксированная кодировка портов — даже подписаны выходы (по-бытовому).

          А в устройстве из первого комментария действительно порты подстраиваются под гаджет. На первой схеме ручной перебор типов порта, на второй — автоматический.
          Дайте пожалуйста ссылку на него.

          Ответить
          1. Юльич:

            Я выписывал это https://ru.aliexpress.com/item/8-USB/32859664989.html?spm=2114.13010708.0.0.674633edSJPDWa
            Мне прислали точно такое же, только без надписи OLAF

            Ответить
            1. Rones:

              Спасибо.

              Ответить
          2. Юльич:

            Похоже, что Вы действительно правы по поводу PC5889!
            Видимо наши китайские партнеры сделали специализированную микросхему для USB зарядников. Сейчас экспериментирую при помощи USB Safety Tester с разными телефонами. Если интересует, то могу по окончании оформить табличкой.

            Ответить
            1. Rones:

              Это было бы очень интересно!

              Ответить
              1. Юльич:

                Сделаю.

                Ответить
                1. Rones:

                  К слову, читали статью другого автора — http://rones.su/techno/5v_gadget_supply_and_charging.html?
                  Там материал поинтереснее.

              2. Юльич:

                Извиняюсь за задержку! Получилось медленнее, чем я рассчитывал. Может много лишнего, но хотелось по-подробнее.
                Ссылка на файл https://yadi.sk/i/NTEg2H0kY47fmA , если картинка не «прицепится»
                За ссылку на вторую статью спасибо! Очень полезная информация и все в одном месте.

                Ответить
                1. Rones:

                  Огромное спасибо за материал! Мне потребуется время на изучение и публикацию.

                2. Rones:

                  Материал — просто супер. Как указать имя автора в статье? Какой ник?

              3. Юльич:

                Материал — просто супер. Как указать имя автора в статье? Какой ник?
                Под Вашими последними сообщениями нет пункта «ответить», пишу здесь
                — укажите ник как здесь — Юльич. Вообще, если нужно — Игорь Железнов

                Ответить
                1. Rones:

                  Хорошо, напишу «Юльич».
                  К сожалению, чат ограничивает количество комментариев в ветке.

                2. Rones:

                  Вот статья: http://rones.su/techno/olaf-8-port-charger.html
                  Таблицу пришлось перелопатить под вертикальный вид.

  5. Павел:

    Подскажите, пожалуйста, актуальна ли iPhone-схема для iPad mini 4, купленного в 2019 году?

    Ответить
    1. Rones:

      Вряд ли что-то изменилось с года выпуска — 2015.

      Ответить
  6. Роман:

    Добрый день. Подскажите. Хочу сделать своего рода универсальный переходничок от лабораторного блока питания banana — usb. Как поступить??

    Ответить
    1. Rones:

      • Можно взять за основу USB-хаб на несколько портов, убрать всю начинку и распаять все типы зарядных портов.
      • Можно распаять один порт, но вместо постоянных резисторов впаять подстроечные и выставлять нужные сопротивления под каждый конкретный гаджет. Понадобится 4 резистора и один переключатель, чтоб замыкать/размыкать Data- и Data+.

      Ответить
  7. Володимир:

    Сделал себе зарядку для е-сиги от 5В выхода комповского блока питания. Теперь вот думаю, какие резисторы паять и по какой схеме.

    Ответить
    1. Rones:

      Просто замкните data+ и data-.

      Ответить

Ваш комментарий

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

Если нужно, добавьте картинку (только JPG)