Cavi USB ... Perché alcuni sono dannosi per Raspberry Pi?

Ieri ho comprato un altro Raspberry Pi e installato Rasplex su di esso. Durante l'uso di Rasplex, ho ottenuto questo quadratino colorato nell'angolo in alto a destra, indicando che l'alimentazione fornita al mio Raspberry Pi non è sufficiente, anche se stavo usando un alimentatore Anker, 36 Watt , che dovrebbe essere più che sufficiente.

Con un po 'di sperimentazione, ho scoperto che da alcuni cavi Micro-USB, alcuni avevano questo problema, altri no. Poi ho trovato alcuni forum che confermano che i cavi USB possono essere la causa del problema. In questo momento sto usando un cavo Nokia originale e funziona benissimo.

Le mie domande:

1. Che importanza ha un cavo qui? È che la sua resistenza è troppo elevata e che si verifica una forte caduta di tensione? In tal caso, perché i produttori non possono semplicemente risolvere questo problema? Quanto può essere difficile?

2. Come posso sapere se un cavo USB è buono prima di testarlo con il mio Raspberry Pi? Esiste un modo specifico per testarlo? Che dire di altri cavi USB, come Mini-USB? Posso misurare un po 'di resistenza o capacità lì per capirlo?

Tutto in vendita è costruito ad un prezzo.

Il produttore vuole realizzare un profitto.

Non è necessario che molti cavi USB trasportino più di una frazione di un amplificatore in modo da essere costruiti con filo sottile. Il filo sottile è più economico e leggero del filo leggermente più spesso. A parità di altre condizioni, il filo più sottile ha una resistenza più elevata e può trasportare meno corrente e cadere più volt.

I cavi fanno la differenza quando inizi a disegnare centinaia di mA o diversi A.

Spesso puoi dire quanta corrente un cavo può trasportare semplicemente dal suo aspetto. Tutto ciò che è spesso e rigido è buono, sottile e troppo flessibile può causare problemi. Dai un'occhiata a queste immagini per vedere di cosa sto parlando:

VS

Anche la lunghezza del cavo ha un effetto simile: i cavi più corti sono molto meglio per l'assorbimento di corrente elevato rispetto a quelli più lunghi.

Cose popolari come il Raspberry Pi si circondano di Urban Myths. Uno di questi è il cavo USB Myth.

Questo non vuol dire che c'è un po 'di verità, di solito c'è, ma le persone saltano alle conclusioni.

1. USB2 è specificato per fornire 500mA max.
2. L'alimentazione USB è 5 V ± 0,25 V.

Per rimanere nelle specifiche dovrebbe esserci una caduta inferiore a 0,25 V che corrisponde a una resistenza del circuito di 0,5 Ω.

È possibile misurare basse resistenze, ma non è semplice. C'è il problema di contattare i piccoli connettori. Quindi misurare in modo affidabile senza resistenza di contatto. In pratica è necessario un banco di prova che alimenta corrente attraverso il cavo e che sia misurata la caduta di tensione attraverso il cavo.

In pratica è molto più semplice misurare la tensione all'estremità Pi. Questa non è l'intera storia, poiché idealmente devi misurare la tensione alla fine dell'alimentazione.

Ci sono fattori confondenti.

Il Pi e molti smartphone moderni sono progettati per assorbire più corrente rispetto al massimo 500mA. I produttori di telefoni possono fornire caricatori di corrente più elevati, sia con mezzi non standard o adottando le nuove specifiche del caricatore USB, che consente correnti più elevate, ma consente alla tensione di scendere a 3,6 V. Questi sono OK per caricare gli smartphone, ma NON per i dispositivi sensibili alla tensione come il Pi. (Sospetto che il caricabatterie di riferimento sia uno di questi).

I connettori microUSB si danneggiano facilmente. L'ambiente tipico in cui vengono utilizzati dai giovani è favorevole a tale danno. Ciò porta a un contatto scadente o inaffidabile e una potenziale caduta di tensione.

L'uso di un vecchio cavo dati USB2, in particolare uno non progettato per la ricarica, può causare problemi. Se questo è combinato con un caricabatterie inadatto, i problemi si aggravano.

Ribadirei la risposta di @ joan, ma il problema che hai non è qualcosa che può essere evitato solo guardando il pacchetto - a parte una valutazione delle cure che il produttore avrebbe fatto nel produrlo (il paese di origine potrebbe avere alcuni attinenti a questo! Cool))

Potresti essere in grado di misurare la resistenza di ciascun contatto nel conduttore da un connettore all'altro (se i due fili che portano l'alimentazione {la coppia esterna su un connettore USB standard} hanno la stessa resistenza della "caduta di tensione" in i volt che otterrai saranno due volte quella resistenza in ohm moltiplicata per la corrente in ampere) - ma dovresti aprire l'imballaggio al dettaglio e avere un mezzo per stabilire un contatto affidabile - Non riesco a vedere un rivenditore che vuole davvero permetterti di strappare aprire la scatola nella loro sede di attività - e le sonde in media D igitale M in ultima M eter sono un po 'grande per fare contatto con i terminali, almeno, il connettore micro-USB. Un pensiero è che porta all'uso con un Apple iPad o altri tabletpotrebbe avere maggiori probabilità di avere lo spessore del filo necessario in quanto sono "noti" per aver bisogno di forniture ad alta corrente - aspettatevi solo di pagare per quel marchio!

Potrebbe essere possibile ottenere un rimborso dal tuo fornitore a seconda di dove ti trovi nel mondo, ad esempio, nel Regno Unito abbiamo questa legislazione nota come The Sale of Goods Act che potrebbe offrirti la possibilità di ottenere un compenso da un'azienda che vende qualcosa che non è adatto allo scopo previsto - dovrai solo essere in grado di dimostrare che l'uso previsto è ragionevole, ma far vedere al fornitore che può rappresentare una sfida per alcuni valori di "fornitore"!

Modifica: ho appena notato che hai fatto riferimento al "quadrato di avvertimento di bassa tensione", che è una caratteristica dei modelli successivi (Pi + e Pi2) che comprendo hanno requisiti di corrente migliori (inferiori) rispetto agli originali. Quindi, se un vantaggio non è abbastanza buono per quei modelli successivi, è ancora meno probabile che sia sicuro per i precedenti senza quell'avvertimento.

C'è anche il problema della lunghezza del cavo. Uno dei miei cavi eroga 1,5 A mentre un cavo simile, che è il doppio del tempo, eroga solo 0,7 A. Maggiore lunghezza significa maggiore resistenza interna, quindi una quantità inferiore di Ampères erogata.

Per rispondere effettivamente al punto 2 della domanda: basta leggere le specifiche del cavo!

La resistenza è proporzionale alla lunghezza del conduttore, alla conduttività del materiale e al diametro del conduttore. Poiché la corrente fornita dal nostro alimentatore dovrebbe essere DC-ish, non dobbiamo preoccuparci dell'effetto pelle. Ciò significa anche che non dobbiamo preoccuparci molto della capacità e dell'induttanza del cavo.

La conduttività del materiale sarà spesso fissa, poiché i cavi dovrebbero essere generalmente in rame.
Come molti altri hanno notato, la lunghezza dovrebbe essere il più breve possibile.

Questo ci lascia con il diametro.
Spesso è effettivamente scritto sul cavo stesso. La guaina esterna del cavo avrà delle iscrizioni e di solito vedrai valori di temperatura e tensione, materiale isolante e così via, cose che molte persone non si disturbano a leggere.

Tra queste cose, vedrai la descrizione dei cavi effettivi utilizzati all'interno di un cavo più grande. Ad esempio, un cavo che ho dice 28AGW / 1P 28AWG / 2C.
Ciò significa che internamente il cavo ha una coppia intrecciata da 28 AWG e due conduttori da 28 AWG. L'AWG sta per American Wire Gauge. Con AWG, maggiore è il numero, più sottile è il filo che ottieni.
Pertanto, è necessario cercare un cavo con un numero AWG basso per la parte / 2C. Ad esempio, potresti vedere 26AWG / 1P 24AWG / 2C o forse anche 24AWG / 1P 20AWG / 2C (non ho visto questi cavi micro USB da solo, ma ne ho sentito leggende).

È un peccato che i cavi USB di solito forniscano poche informazioni sulla qualità dei connettori utilizzati, poiché avranno anche un impatto sulla resistenza del cavo.

Un altro trucco, indirettamente correlato al cavo, è leggere attentamente le specifiche dell'alimentatore. Gli alimentatori USB di solito hanno un valore nominale di 5 V, poiché l'USB più vecchio prevede 5,00 V ± 0,25 V. Ciò che alcuni alimentatori fanno è cercare di tenere conto della caduta di tensione del cavo quando si progetta la tensione di uscita ed è molto stretto sull'alto- estremità delle tolleranze di tensione interne. Ad esempio, ho un alimentatore Samsung EP-TA10EWE che ha una tensione di uscita nominale di 5,3 V. Al momento in cui questo raggiunge il dispositivo, quasi sicuramente perderemo 0,05 V e torneremo alle specifiche USB.

Inoltre, tieni presente che sebbene il tuo particolare alimentatore abbia una classificazione di 36 W, il sito web a cui hai collegato ha anche una valutazione di 2,4 A per porta!

Al lavoro, gioco molto con Raspberry Pi, dispositivi USB e telefoni cellulari.

Penso che le tue domande abbiano ricevuto risposta da altri in questo thread; I cavi USB sono prodotti per uno scopo specifico (ad esempio un determinato modello di telefono) o secondo le specifiche USB.

Il mio primo consiglio: se acquisti un caricabatterie USB ad alta potenza, prendi un cavo specifico per questo. Non essere economico su questo, ci sono molti altri modi per risparmiare denaro. E ottieni il cavo più corto che funziona ancora per te.

Ma ragionevolmente, non è necessario disporre di un caricabatterie USB da 2,4 A per eseguire il Raspberry Pi. Quali dispositivi USB hai collegato a RPi?

Nella nostra applicazione, proviamo a mettere il maggior numero possibile di telefoni cellulari su un Raspberry Pi. Si scopre che 2 cellulari sono il massimo, se al massimo uno di essi è un moderno Android o iPhone . Questo perché quando iniziano a caricare le batterie, succhiano davvero tutto il succo che possono ottenere. E in questa situazione, non estrarre mai / collegare un cellulare mentre l'RPi è in esecuzione. Questo alla fine ucciderà la tua scheda SD. Se non di più.

Il mio secondo consiglio: se hai bisogno di tanta energia per i tuoi dispositivi USB, ottieni un hub USB autoalimentato che non fornisce alimentazione all'RPi. Fornisci alimentazione per RPi e dispositivi da diversi alimentatori.

Il mio terzo consiglio: ottenere un nuovo alimentatore dopo un po '. Alcuni dei nostri RPi sono attivi 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Tutto l'anno. Abbiamo acquistato costosi alimentatori da 2,1 A che alla fine vanno a gonfie vele perché non sono costruiti per quel tipo di applicazione.

Sono rimasto scioccato quando ho scoperto che alcuni cavi USB non avrebbero fornito la stessa potenza di altri al Raspberry Pi.

Abbiamo un telefono Android collegato al Pi e quando la sua batteria è quasi scarica e il suo browser oscilla su 4G / LTE, la batteria potrebbe scaricarsi più velocemente di quanto possa essere ricaricata dal Raspberry Pi. Così ho comprato un semplice misuratore di potenza USB e ho scoperto che uno specifico cavo USB noname era davvero un collo di bottiglia - il misuratore non sarebbe andato più di 700 mA. Ora sto usando i cavi Anker e il misuratore è da qualche parte intorno a 1,3 A con il telefono collegato al Pi.

Nella mia configurazione, in realtà ci sono 2 cavi USB: 1) sta alimentando il Pi da un caricabatterie USB e 2) sta collegando il telefono al Pi (dati via adbe caricando il telefono). Ovviamente il cavo 1) ha ca. 250 mA di carico in più (la corrente media del Pi).

Inoltre, vorrei menzionare queste impostazioni in /boot/config.txttrovate sul Pi:

safe_mode_gpio=4
max_usb_current=1

Assicurati di leggere tutti i dettagli al riguardo qui