snel laad USB kabel

Hoe werkt een snel laad USB kabel ?

Waarom duurt het veel langer om mijn GSM op te laden met de ene dan wel met de andere USB naar USB micro (?) kabel.

Hoe zie je het verschil tussen beide ?

Ik heb een chargertje van Huawei, daar laad m'n Samsung telefoon in een uurtje mee op. Hang ik de telefoon aan een USB dinges van m'n computer, dan duurt 't toch wel iets van 4 uur voor dattie volledig geladen is.
Vind ik vreemd.

Edit: ik wil pam z'n topic niet stelen, maar ik verbaas me over ongeveer hetzelfde.

[Bericht gewijzigd door mvdk op 27 oktober 2020 21:07:31 (16%)]

RAAF12

Golden Member

Snelladers met een hogere spanning dan de standaard 5V USB.

Shiptronic

Golden Member

Op 27 oktober 2020 20:57:01 schreef pamwikkeling:
Hoe werkt een snel laad USB kabel ?

Waarom duurt het veel langer om mijn GSM op te laden met de ene dan wel met de andere USB naar USB micro (?) kabel.

Hoe zie je het verschil tussen beide ?

De kabel die langzaam laad is een k*t kabel, hou er eens een magneet bij, 9van de 10 Chinese kabels zijn van ijzen er niet van koper de weerstand is gewoon te hoog. ik koop liever een 2e hands kabel op en rommelmarkt van een gerenommeerd merk dan een nieuwe.

Daar bij moet ook aan de laad kant de juiste eind terminatie op de Data verbinding zitten.

En als er echt data over gaat zaal de laad stroom nooit meer dan 500 mA zijn.

Wie de vraag stelt, zal met het antwoord moeten leren leven.

Op 27 oktober 2020 21:06:28 schreef mvdk:
Ik heb een chargertje van Huawei, daar laad m'n Samsung telefoon in een uurtje mee op. Hang ik de telefoon aan een USB dinges van m'n computer, dan duurt 't toch wel iets van 4 uur voor dattie volledig geladen is.
Vind ik vreemd.

Er is enerzijds de kwaliteit van de kabel (weerstand) en anderzijds wat de USB out kan leveren. Een klassieke standaard USB (zoals op een PC) levert slechts 500mA. Er zijn USB voedingen die tot 2,5 A gaan. ze kunnen dat slechts leveren als de kabel dat ook aankan (en het op te laden apparaat). kortom, alles moet kloppen, anders blijft het gewoon aan 500mA gaan..

En dan heb je dus nog dingen als QuickCharge enz, waarbij de spanning hoger wordt. (9 of 12V) om zo snel te kunnen laden

Dat is een stukje tussen toestel en de lader, als die 't eens zijn kan er een hogere spanning gebruikt worden.

Met USB-C kun je bv prima 100W over een USB poort doen... Technieken gaan ook vooruit. Maar dat werkt dan met 20V.

Belangrijker is zoals gezegd de kabel. Een goedkoop stalen imitatieding gaat zoiezo niet opschieten...

Hensz

Golden Member

Op 27 oktober 2020 21:14:29 schreef Shiptronic: ik koop liever een 2e hands kabel op en rommelmarkt van een gerenommeerd merk dan een nieuwe.

Ik had een tijdje geleden een erg officiele Nokia USB-kabel die totaal pruts was. Ik wilde er Rpi mee voeden, maar die 4-500 mA was al te veel. Spanning viel 1,5V over een kabeltje van 60 cm. De Pi was er niet blij mee en bleef maar rebooten. En ik maar denken wat ik fout gedaan heb. |:(

Don't Panic!

Op 27 oktober 2020 20:57:01 schreef pamwikkeling:
Hoe werkt een snel laad USB kabel ?

Mijn "Samsung Tab x" meet redelijk nauwkeurig wat de spanning op z'n USB ingang is. Als dat onder de 4.9 (of nog iets lager?) zakt, dan gaat ie langzamer laden. Hij kan het instellen in stapjes van ongeveer 100mA wat ie trekt. Het maximum is minimaal 1.45A. Dat zie ik hem doen. Maar met een slechte USB kabel (veel weerstand) gaat dat heel snel omlaag.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
Sine

Moderator

Op 27 oktober 2020 21:14:29 schreef Shiptronic:
[...]

De kabel die langzaam laad is een k*t kabel

Dat, ik heb mijn kabels een keer ohms doorgemeten, en de helft weg gedonderd, er waren er bij van ruim over een ohm.

En er zijn ook kabels zonder datalijnen in omploop. Dat werkt misschien prima als basic laad-kabel of voor een raspberry.
Maar de snelladers kunnen zo niet handshaken en zullen ook niet meer dan 5V gaan leveren.

Bij snelladen wordt ook E-marker als identificatie gebruikt in de kabel, zie bijvoorbeeld onderstaande connector:

Dit is voornamelijk van toepassing bij USB-C en Lightning kabels.

[Bericht gewijzigd door Red_Arrow op 28 oktober 2020 09:57:19 (21%)]

Sine

Moderator

Dat is bij type-C inderdaad, bij micro is dat nvt.

Overigens kun je je afvragen of je een telefoon wel snel wilt laden, voor de levensduur van de accu is het in ieder geval niet bevorderlijk.

En het is ook niet nodig, een beetje telefoon houdt het makkelijk een dag uit, dan hoef je enkel 's avonds of 's nachts te laden ... en dan heeft het ding alle tijd.

Ik heb hier thuis allemaal 'gewone' 5V telefoonladers met micro-usb aansluiting waar op staat 1000 mA. En sinds ik een tablet heb ook eentje waar op staat 2000 mA.
Toen bij de Action zo'n soort dingetje gekocht: https://www.bol.com/nl/p/usb-meter-vol-meter-tester-ampere-meter-detec…
En deze tussen lader en telefoon gezet.

Blijkt dat sommige van die (Samsung) laders helemaal geen 1000 mA willen leveren, bij gebruik van dezelfde kabel en dezelfde telefoon!
Terwijl er op de lader precies hetzelfde staat...
Geven wel netjes 5V.

Die paar 'selchte' laders maar weggegaan...

Mijn oude Samsung lader (2A van een S4) schroeft de spanning omhoog als er meer stroom geaccepteerd wordt door het te laden apparaat, tot iets van 5,3V. Dit (vermoedelijk) voor het compenseren van kabelverliezen.

Ik gebruik ook al sinds mijn Windows-bedrijfs telefoon (~2008) apps die de stroom meten om te zien of het laadproces wel goed gaat (momenteel 'Ampere' op Android). Voor alle andere telefoons in huis heb ik inderdaad een wat uigebreidere USB-power meter met LCDisplay, maar de 1€ (volt/ampere, geen power, 7 segmentLED) gevallen uit China houden het vaak maar één jaar uit.

Interessant om te zien dat een half-lege telefoon regelmatig aangeeft op te laden terwijl er geen stroom loopt (of in ieder geval kleiner dan de resolutie van 0,01A). Ik probeer dat besef er nu thuis een beetje in te rammen zodat mensen niet klakkeloos vertrouwen op het 'oplaadsymbool'.

Overigens heb ik naast mijn bed bewust een 500mA lader gehangen. De laatste tijd heeft de telefoon wat moeite de dag door te komen als ik een paar uur navigatie gebruik, maar gewoonlijk is die 500mA voldoende om mijn telefoon met 4000mAh accu 's nachts op te laden en door de lage stroom hoop ik de levensduur zo weinig mogelijk negatief te beïnvloeden..

Op 27 oktober 2020 20:57:01 schreef pamwikkeling:
Hoe werkt een snel laad USB kabel ?

Waarom duurt het veel langer om mijn GSM op te laden met de ene dan wel met de andere USB naar USB micro (?) kabel.

Hoe zie je het verschil tussen beide ?

Lastige vragen, dat hangt van een hoop factoren af, ik ken er maar een aantal. Onderstaande is een beetje uit de losse pols, dus misschien zijn de precieze waarden hier en daar onjuist, maar het principe blijft gelijk:

Standaard mag een USB device maar 100mA trekken zonder onderhandeling voor meer. Als je dus iets wil laden heb je een USB apparaat nodig met intelligentie die dan communiceert met de host en die dan meer stroomverbruik toestaat. Zo gaat het op bijvoorbeeld een computer, waar een apparaat 100mA mag trekken om zijn interne logica op te starten, maar pas na onderhandeling meer mag trekken. In theorie kan een telefoon van je computer dus meer stroom krijgen, maar ik heb het idee dat dit in de meeste telefoons niet (goed) is geïmplementeerd. Bij mij laadt mijn telefoon erg traag op de computer.

Dit systeem voldoet niet voor laders omdat je dan een volledige USB host in de lader moet stoppen wat belemmerend complex is. Daarom zijn er laadstandaarden in het leven geroepen, één van de eerste was gebaseerd op het kortsluiten van de datapinnen. Je device kon dan zien dat de pinnen waren kortgesloten, en dan had die de vrijbrief meer stroom te trekken. Ik weet niet of er een officiële norm voor was, die heb ik in elk geval nooit gezien, maar de routine voor een apparaat is dan om de stroom stapsgewijs op te voeren tot de spanning daalt en op dat stapje daar onder te gaan laden.

Als je nu een kabel hebt zonder datalijnen zal de telefoon dus traag blijven opladen, omdat hij maar geauthoriseerd is om 100mA te trekken. Als er wel datalijnen zijn en de kabel is te dun, dan zal de spanning aan de devicekant eerder dalen en zal je device de laadstroom beperken. Dit is de "ouderwetse" methode en de voornaamste problemen met het al dan niet snel laden hangen zo ver ik kan zien voornamelijk met deze methode samen.

Naderhand kwamen er hogere capaciteit laders die de informatie dat ze meer stroom konden leveren konden overdragen zonder de volle USB standaard te gebruiken door combinaties van weerstanden. Onder andere Apple gebruikte een combinatie van weerstanden in de lader om aan het apparaat te vertellen dat er meer stroom voorhanden was dan de standaard lader. Die apparaten reageerden aanzienlijk minder op de kwaliteit van de kabel omdat ze door de "voorkennis" dat ze met een capabele lader van doen hadden pas afschakelden als de spanning echt idioot daalde.

Latere ontwikkelingen (ik geloof vanaf QuickCharge 2.0) lieten toe de laadspanning te verhogen als de device dat aan kon. Daarmee kon meer vermogen worden overgedragen zonder onrealistische hoeveelheden stroom door een USB kabel en connector te hoeven sturen. Die stelde de datalijnen dan op specifieke spanningen in die door de lader konden worden gedecodeerd, wederom zonder een volledige USB host te hoeven implementeren. Bij QC2.0 konden een aantal discrete spanningen worden ingesteld (5, 9, 12 en ik geloof 20V), en met QC3.0 kon de spanning in stapjes van 200mV worden ingesteld. Dat maakte dat laders volgens deze laadstandaard praktisch niet op de weerstand van de kabel reageerden, en de kabel tegelijkertijd minder spanningsval genereerde door de lagere stroom bij gebruik van een hogere spanning. Alle Qualcomm SoCs ondersteunen deze standaard sinds een paar jaar, maar het hangt wel van de maker van het toestel af om een geschikte down-converter in het apparaat in te bouwen. Dat alle actuele telefoons met Qualcomm processors ermee overweg kunnen is volgens mij daarom niet helemaal waar, al zie ik dat nog wel af en toe genoemd worden. Ik vermoed dat er in heel goedkope toestellen nog wel lineaire regelaars kunnen worden gebruikt die niets hebben aan een hogere laadspanning.

Er zijn ook talloze apparaten die de 100mA beperking totaal negeren en gewoon zo veel stroom trekken als ze willen. Goedkope powerbanks zijn daar bijvoorbeeld vrij goed in. Dat is potentieel problematisch voor computers waar het dus best mogelijk is om een interne zekering op te blazen of stabiliteitsproblemen te geven door meer stroom te trekken dan toegestaan, al zijn de meeste computer poorten wel in staat in elk geval 1A continu te leveren.

Toen kwamen de genoemde lightning connector en USB-C nog die interne chips hadden om de devices te vertellen hoeveel stroom zij zelf aankonden. Bij USB-C kwam daar ook nog de optie voor directionaliteit bij, want daar kan je theoretisch de ene device met de andere laden. Dit wordt een beetje een mijnenveld om goed uit te leggen en te implenteren, zeker als je met goedkope kabeltjes te maken krijgt, de fabrikanten van welke nog weleens een hogere stroom in programmeren dan de kabel daadwerkelijk aan kunnen. Daardoor omzeil je dus het "slechte kabel fenomeen" door de lader en je device te vertellen dat ze de spanningsval wel kunnen negeren, terwijl er in de tussentijd een connectortje of adertje erg ongelukkig wordt.

O ja, nog een extra complicatie: bij USB-C is de chip niet een vereiste, zonder zou die vergelijkbaar met een "standaard" USB-B connector moeten functioneren.

Op 28 oktober 2020 12:10:51 schreef r-p:
Mijn oude Samsung lader (2A van een S4) schroeft de spanning omhoog als er meer stroom geaccepteerd wordt door het te laden apparaat, tot iets van 5,3V. Dit (vermoedelijk) voor het compenseren van kabelverliezen.

Volgens mij is dat geen compensatie, ik heb dit ook weleens gezien bij een Action lader die ik heb gedemonteerd om de werking ervan te analyseren. Daar ging de spanning van 5,11 op 0,25A naar 5,27V op 2A. Mijn conclusie was toen:

De metingen lijken op een inwendige weerstand van -0,087Ω te wijzen tussen 0,25 en 2A, de regulering is dus niet perfect, maar wat mij betreft nog zeer netjes. Het zal echter waarschijnlijk te weinig zijn om te compenseren of een te dunne kabel.

Daar sta ik nog steeds wel achter, de weerstand van een kabel en twee connectors is snel meer dan 87mΩ (of de equivalente waarde bij jouw lader), en je zit vast aan de USB specificatie dat de spanning niet meer dan (ik geloof) 5% hoger mag zijn dan nominaal. Ik vermoed dat deze verandering eerder komt doordat deze specifieke lader de secundaire spanning primair meet zonder directe terugkoppeling van de secundaire. Dat kan bij sommige topologieën en kan kosten besparen, maar is niet perfect en leidt tot een Ri≠0. De eerdere versie had een optocoupler en een Ri<1mΩ. Het kan natuurlijk altijd zijn dat er fabrikanten zijn die deze eigenschap voor marketingdoeleinden hebben aangegegrepen, maar de weerstand van een slechte kabel kan je er sowieso niet mee compenseren zonder ruim over de 5V te gaan. Volgens mij is dit gewoon de eigenschap van een goedkope lader eerder dan van een goede lader.