Выбор, сравнение и обсуждение использования USB тестеров / «USB докторов» | USB тестер для проверки зарядных устройств, кабелей и литиевых аккумул



Реп: (70)
Выбор и обсуждение использования USB тестеров / «USB докторов» для проверки зарядных устройств, кабелей и литиевых аккумуляторов телефонов, планшетов и.т.п.
USB тестер, USB доктор
FAQ
Q1: Как выбрать USB тестер?
A1:
Характеристики и цена USB тестера зависят от задач, которые Вы перед ним ставите. Определитесь с тем, что именно Вы хотите проверять
Контрольный список вопросов на которые нужно самому себе ответить:
  • Нужно ли мне проверять качество кабелей для зарядки?
  • Нужно ли мне контролировать "Быструю" зарядку, повышенными напряжениями QC2/3 или подобные?
  • Нужно ли мне будет измерять емкости маленьких аккумуляторов (менее 300-500 мАч)?

Ответили?
Теперь прочитайте ответ на следующий вопрос Q2/A2.

Q2: Сколько должен стоить USB тестер и можно ли брать дешевые за 2-3$?
A2:
Наиболее универсальные и «многозадачные» тестеры на лето-осень 2018 года в AliExpress стоят приблизительно 15-22$.
Тестер за эти деньги, обычно:
а) имеет дополнительные входы micro USB и/или Type C для проверки качества USB кабелей;
б) имеет точность показаний тока 3-4 знака после запятой (т.е. 0,1-1мА), для измерения емкости небольших (пусть будет для определенности, например, менее 300-500 мАч) аккумуляторов в смарт-браслетах, MP3-плеерах, Bluetooth-гарнитурах, квадрокоптерах и т.д. и т.п.
в) имеет достаточно широкий допустимый диапазон входных напряжений – от 3-4В до 30-35В. Верхняя граница в 30-35В нужна для возможности диагностирования процесса «быстрого» заряда (QC2, QC3 и т.п.), при котором часть времени аккумуляторы устройства заряжаются при повышенных напряжениях (например 7, 9, 12В и т.п.)
г) имеет достаточно широкий допустимый диапазон входных токов – верхняя граница от 3-4 А или даже 5А
д) отображает не только проинтегрированное по времени значение тока (Ампер-часы), что мы не совсем корректно называем емкостью, но и Ватт-часы, что больше соответствует смыслу емкости и также позволяет осмысленно проверять количество энергии получаемое или отдаваемое аккумулятором при повышенных напряжениях «быстрых» зарядок.
е) имеет несколько ячеек (обычно около 10) для сохранения результатов последних замеров
ж) опционально, но полезно ночью – умеет отключать свой дисплей

Тестер за гипотетические 2-3-4$, скорее всего, будет измерять нормально напряжение, кое-как ток. Особенно плохо небольшой ток, ниже 100 мА. Если Вы очень стеснены финансово и дадите «честное пионерское» не делать на основе показаний этого тестера никаких количественно-абсолютных выводов, а только относительные («больше/меньше, чем в прошлый раз при тех же условиях»), то можете купить. Иначе, лучше поднять планку хотя бы до 7-8$. Тестер за 7-8$ (если поискать) позволит делать основные замеры хотя бы не внося от себя значительных ошибок. Но и у него, скорее всего не будет дополнительных входов для работы с кабелями.

Q3: USB тестера достаточно или нужно еще что-то?
A3:
Это тоже зависит от задач, которые Вы ставите. Если Вы любите формировать у себя законченный набор инструментов, то, возможно, имеет смысл рассмотреть 2 таких комплекта:
а) «Минимальный оптимальный набор»: USB тестер; регулируемая нагрузка; остальное в запасах найдем.
б) «Ну всё включено»: один основной точный USB тестер подороже, один вспомогательный USB тестер попроще; одна электронная регулируемая нагрузка подороже; одна нагрузка попроще с фиксированными значениями сопротивлений (эти пары нужны для з/у и power bank-ов с несколькими выходами, параллельную работу которых Вы можете захотеть проверить); пара хороших проверенных кабелей-удлинителей USB папа-мама; разные переходники usb (mini, micro, type c, apple); и (это белое пятно в знаниях составителя FAQ, т.к. у него нет такого девайса) – плата согласования и выбора режима работы электронной нагрузки для имитации устройств, работающих с «быстрой» зарядкой (смысл – подключил плату к нагрузке, нажал кнопу, другую и нагрузка начинает прикидываться умной и работает на повышенных напряжениях)

Q4: Зачем нужны тестеры с точностью по току ~1,0 мА?
A4:
Такие тестеры нужны для корректного определения времени окончания заряда небольших аккумуляторов. Обычно литиевые аккумуляторы, про которые идет речь начинают зарядку относительно большим током 0,5-1,5 С (С - численное значение емкости аккумулятора). Т.е. если заряжается аккумулятор 1000мАч, то обычно для него стартовый ток заряда от 0,5*1000 мА = 500мА до 1,5* 1000 мА = 1500 мА. Чем больше ток, тем вреднее для долгой жизни аккумулятора. Так что 1,5С – это скорее исключение. И это правило, обычно, не работает для аккумуляторов емкостью более 4000-5000 мАч по причине того, что хотя и ток 2,5А вполне допустим для аккумулятора, но такой большой ток уже плохо совместим с долгой жизнью разъема зарядки устройства (за очень редкими исключениями).
Но тут речь не о стартовом токе, а о токе на финише зарядки. А финишный ток зарядки в большинстве случаев составляет единицы процентов от С. Пусть для простоты будет от 0,005 до 0,02 С. Причем выяснение факта окончания заряда обычно осложняется тем, что телефон или смарт-браслет часто начинает индицировать окончание зарядки значительно раньше, чем это происходит на самом деле. Типичны случаи, когда телефон емкостью, например 5000 мАч, начинает зарядку на токе 1,5-1,8А и где-то через 3 часа на токе около 300 мА зажигает индикатор окончания заряда. Но если зарядку продолжить, то аккумулятор будет заряжаться еще около часа, а ток при этом постепенно уменьшится с 300 до 50 мА. В случае с аккумулятором 5000 мА финишный ток в 50 мА мы «поймаем» почти любым USB тестером, кроме самого откровенного сенсореда. Но если Вы хотите поймать момент окончания зарядки, например, аккумулятора фитнес-браслета емкостью 100 или 200 мА, то с дешевым тестером, который обычно или сильно врет на токах ниже 50 мА или вообще их игнорирует, Вас ожидает конфуз. Дешевый тестер отследит только половину времени процесса заряда и, поэтому сильно занизит замеряемую «емкость». Соответственно, если Вы хотите корректно измерять токи 0,5-2%С для аккумулятора в 100 мАч, то желательно, чтобы точность USB тестера по току была бы ~1мА

Q5: Как определить качество кабеля?
A5:
Сопротивление USB-кабелей составляет доли ома и у плохих и у хороших. Такие значения сопротивления измеряются Ом-метрами очень неточно. Поэтому придумали качество кабеля (его сопротивление по питанию) оценивать/измерять под нагрузкой по разности напряжений на входе и выходе кабеля. Сопротивление кабеля при этом вычисляется по закону Ома (падение напряжения на кабеле деленное на ток). Это самый точный способ замера. Можно считать, что для отличных кабелей сопротивление по линии питания должно быть до 0,15 Ом – такой кабель должен вытянуть токи в 3 А, например (почему 3 А? потому, что берем штатное напряжение USB – 5В, смотрим падение напряжение на кабеле при 0,15 Ом – получается 0,45В, т.е. до нагрузки дойдет 4,55В – а это приемлемо). Соответственно, хорошие кабели – 0,15-0,3 Ом (позволят нам делать заряд токами 1,5-3 А, если устройство сможет столько принять, естественно). Удовлетворительные кабели позволяют заряжать устройства токами около 1-1,5А и имеют сопротивление от 0,3 до 0,5 Ом. Остальное – подойдет только для мелочи (часы, наушники и т.п.) которая заряжается маленькими токами. Некоторые тестеры имеют специальный режим замера сопротивления кабеля. Но это можно и сделать более простым тестером, у которого имеется дополнительный вход нужного для кабеля типа – micro USB, type c, имитатором нагрузки и законом Ома. Можно погуглить если школьная физика забылась. Возможно, я или кто-то другой опишет этот способ ниже в сообщениях, если это будет востребовано. Кстати и сопротивление разных переходников можно определять аналогично. При использование переходника его сопротивление суммируется с сопротивлением кабеля… ну, Вы поняли. К сожалению, точность результатов очень сильно будет зависеть от многих параметров – например, от качества используемых в тестере USB разъемов – нередко 2 последовательных замера будут отличаться на 10-20% только из-за того, что Вы вставите разъем с небольшим перекосом.
Состояние линий данных D+, D- обычно можно определить по вспомогательным показаниям продвинутых USB тестеров – там они на одном из экранов отображают какую-то информацию о линиях D+, D-. Но тут по деталям - я пас. Обычно линии данных или работают или нет – а это проще всего проверить передачей данных, например, от телефона на ПК.

Q6: Какой главный показатель при проверке качества аккумулятора? Что лучше Ватт часы или Ампер часы?
A6:
Наверное, главный показатель – это соответствие заявленной Ёмкости.
Если производитель аккумулятора декларирует его емкость в Ватт – часах (Вт ч) – ориентируйтесь именно на эту цифру. Особенно это важно для «быстрых» зарядок повышенными напряжениями.
Ампер-часы (А ч) имеют много недостатков.
Если Вт ч неизвестны – приходится использовать А ч, игнорируя то, что в процессе заряда напряжение изменяется.
Производитель может приводить несколько цифр – типичная емкость, минимальная и т.п.
То что, Вы измерите своим тестером при зарядке аккумулятора от как бы 0% до как бы 100% обычно будет составлять около 85-90-95% от заявленной производителем минимальной емкости.
Если Вы хотите возмутиться «пропавшими» 15-10-5% - толку не будет.
Производитель замеряет емкость иначе (другие пороги напряжения заряда-разряда, другие токи заряда/разряда и т.д и т.п.)
А еще важно внутреннее сопротивление аккумулятора – но это мы этот параметр, наверное, для литиевых аккумуляторов не будем трогать.

Q7: Как точнее всего измерить емкость литиевого аккумулятора? Хотя бы в теории?
A7:
Игра обычно не стоит свеч. Потребуется много «колхоза» или наоборот, лабораторное оборудование.
*В теории* (с отказом от ответственности – не надо всё это делать), максимально точные цифры вы получите так:
Подготовка:
Выясняете какая точно химия у вашего аккумулятора и, в зависимости от этого узнаете какой точно диапазон допустимых значений напряжения – минимальное напряжение разряда Umin и максимальное напряжение заряда Umax
Выясняете при каких токах заряда Iз и разряда Iраз производитель калибрует свои аккумуляторы. И это могут отказаться не константы, а некоторые меняющиеся в зависимости от напряжения значения.
Извлекаете свой аккумулятор из устройства
Удаляете припаянный к аккумулятору контроллер заряда
Разряжаете аккумулятор до напряжения Umin током Iраз с помощью специальной регулируемой нагрузки, поддерживающей нужное правило для значения разрядного тока.
Затем заряжаете аккумулятор с помощью лабораторного источника питания до напряжения Umax (тоже током согласно правилу от производителя).
Пример, взятый со стороны
"...Стандартный метод зарядки: 0.2C CC (постоянный ток) заряда до 4,25 В, затем CV (постоянное напряжение 4,2 В) заряд до тока заряда 0.05C..."

Аккумулятор готов к замеру.
Далее сам замер емкости:
Повторно разряжаем аккумулятор от Umax до Umin с частой фиксацией мгновенных значений мощности (напряжение*ток) и тока, которые потом будут интегрированы по времени – чтобы получить значения емкости.
Потом все это надо будет еще правильно собрать обратно…
*На практике* вместо всего этого используется USB тестер и понимание того, что в инженерном смысле ошибка в 10-20% это нормально :)

Q8: Если кто-то проверил тестером и имитатором нагрузки свое з/у и кабель и они показали отличные результаты – низкое сопротивление и большой выходной ток, то есть ли гарантия, что если я их одолжу или куплю точно такие же, то мой телефон/планшет будет заряжаться также хорошо, как и с его родными кабелем и з/у?
A8:
К сожалению, гарантий нет. Некоторые производители техники специально встраивают в свои телефоны, кабели и з/у некоторые элементы , которые при начале зарядки осуществляют некоторые проверки («рукопожатие», опознавание). И если кабель или з/у не выдает правильный «отзыв», то зарядка будет идти пониженным током (обычно 500мА) или, по слухам, даже вообще может не начаться.
Пример описания подобных схем согласования:
Цитата, взятая со стороны
Ссылка:

Цитата:
Типы зарядных портов
Использование USB-порта
При подключении к USB-порту портативное устройство (PD) не имеет права потреблять по питанию более 100 мА. Этого достаточно для проведения процедуры опознавания (digital negotiation), в которой PD определяет возможности порта по питанию (для стандартных портов USB 2.0 – 500 мА, USB 3.0 – 900 мА). Длительность процедуры – до двух секунд. После опознавания допускается ток потребления не превышающий номинал данного порта. В случае превышения тока потребления порт снижает напряжение или его совсем отключает (встроенная защита порта от перегрузки).
... ... ...
/пример одного из подвариантов "рукопожатия"/
На первом этапе (primary detection) PD выдает +0.6±0.1V на линию D+ и «оттягивает» линию D− к GND током ~100мка. В этом состоянии PD проверяет напряжение UD− (на линии D−). Если напряжение UD−<+0.32±0.07 V, то порт опознается как SDP, если +0.32±0.07 V <UD−<+0.8 V — как CDP или DCP. Но если напряжение UD− окажется больше чем 0.8V, PD будет считать, что он к порту не подключен и позволит себе потреблять по питанию не более 2.5 mA (ISUSP).

На втором этапе (secondary detection) PD выбирает между CDP и DCP: выдает +0.6±0.1V на линию D− и «оттягивает» линию D+ к GND током ~100мка. В этом состоянии PD проверяет напряжение UD+ (на линии D+). Если напряжение UD+<+0.32±0.07 V, то порт опознается как CDP. Если +0.32±0.07 V <UD+<+0.8 V – как DCP
DCP Divider Mode Selection

DCP Divider Mode 1A
* при D+=D−=2.0 V устройству разрешено потреблять до 500 мА;
* при D+=2.0 V и D−=2.7 V — до 1 A (схема «Divider1 DCP»);
* при D+=2.7 V и D−=2.0 V — до 2 A (схема «Divider2 DCP»).

DCP Divider Mode 2A
* Используются индивидуальные для линий D+ и D− резистивные делители от выходного напряжения +5V (VBUS):
для U=2.7 V — делитель +5V←43kΩ/51kΩ→GND (2,713 V);
для U=2.0 V — делитель +5V←75kΩ/51kΩ0→GND (2,024 V).

/В общем, такая простая, казалось бы вещь - зарядка, реально оказывается не такой уж простой.../

Q9: А как проверять Power bank?
A9:
Казалось бы, ответ на поверхности – заряди полностью, а потом разряди через тестер на нагрузку и узнаешь какая емкость аккумулятора в Power bank. Увы. При «разрядке» в Power bank обычно осуществляется повышающее преобразование напряжения с 3-4 В до 5 В (или более для QC). Повышающее преобразование почти всегда сопровождается бОльшими потерями, чем понижающее. Результаты окажутся, скорее всего, значительно более низкими, чем указано в характеристиках. Поэтому обычно емкость аккумулятора Power bank проверяют когда заряжают этот Power bank от з/у

Q10: У меня есть USB тестер. Я с его помощью замеряю емкость некоего устройства Икс. Тестер показывает, что емкость аккумулятора около 30-60% от заявленной производителем. Нужно ли вернуть товар продавцу или просить компенсацию деньгами?
A10:
Приблизительно в 4 случаях из 5 попадавшихся мне на глаза на этом форуме (даже чаще) проблема не в аккумуляторе, а в неправильном замере. Если пересказать наши вопросы Q4/A4, Q6/A6 и прочее другими словами, то гораздо более вероятны не проблемы с аккумулятором, а два следующих варианта:
1) Вы смотрите на тестере емкость в Ампер часах, но при этом заряжали своё устройство в режиме "быстрой" зарядки, например, QC2/3 или подобной. В подробности не будем вдаваться, но если аккумулятор заряжался не от напряжения 5В, которое присутствует в "обычных" з/у, а от "быстрого" з/у большей частью времени, например, от напряжения 9 или 12В, то цифра емкости в Ампер часах буде занижена приблизительно соответственно в 9/5=1,8 раза или в 12/5 = 2,4 раза. Нужно либо пересчитывать, либо заряжать для проверки "обычным", "не быстрым" з/у
2) Вы заряжали устройство Икс, которое имеет аккумулятор малой емкости (менее 300-500 мАч). Нижняя граница и точность замера силы тока у Вашего недорогого тестера 50 или 10 мА (типичные цифры). Т.е. часть времени типичные токи заряда аккумулятора Вашего устройства были тоже малы и близки к нижней границе точности измерений вашего тестера - например те же 100-50-30 мА. Соответственно, значительную часть времени заряд реально происходил, но Ваш тестер его не фиксировал, не хватало его точности/разрешающей способности по току. При этом, если бы Вы замеряли емкость тестером с большей точностью по току, пусть будет 1 мА, для определенности, то Вы бы увидели в 1.5-2 раза большие цифры мАч. Т.е. нужен другой тестер
И только если первые два варианта - не Ваш случай и цифры корректно измеренной емкости отличаются от заявленных производителем более чем на 5-10-15% - уже тогда начинайте думать о компенсациях от продавца. Да и то, опытный продавец всегда скажет, что Ваш тестер не является лабораторным прибором
Юмористическая врезка
Лично видел продавца аккумуляторов на Али, у которого на страницах описания товара присутствовал приблизительно такой информационный блок:
Картинка с кучей больших лабораторных приборов - источников и измерителей
Ниже текст - "Так мы проверяем качество и емкость своих аккумуляторов"
Ниже картинка с перечеркнутым USB-тестером (как запрещающий дорожный знак)
Ниже текст - "Дорогие российские покупатели, если Вы собираетесь измерять емкость с помощью USB тестеров и затем приводить эти замеры в спорах - пожалуйста, не покупайте у нас ничего"

Родственные темы на Форуме:
полезное


Сообщение отредактировал slava_ussr - 18.03.23, 19:29
Причина редактирования: Схема питания мобильных устройств



Реп: (1)
RealYoti @ 04.06.23, 21:54 *
изучить шапку

Изучал, но много новых версий появилось и я запутался, по выбору тема старая как я понял



Реп: (43)
turboxxx @ 03.06.23, 23:35 *
в данный момент максимум брать

Смотря что подразумевать под максимум. Если хочется измерять сопротивление кабелей без отдельной дополнительной нагрузки, то U3, если нужно свои сценарии использовать, то CT3 и разбираться в lua, а если ничего этого не надо, но нужен экран побольше и шрифты покруглее, то fnb58. А если нужно измерение параметров при передаче данных по usb3, то ни один из указанных не подойдёт.



Реп: (35)
U3_Firmware_V7.3
update time: 2023.06.06

Прикрепленные файлы

Прикрепленный файлU3_Firmware_V7.3.rar ( 220.73 КБ )


Сообщение отредактировал Dezmond_2 - 08.06.23, 06:44



Реп: (219)
Очередное обновление для WITRN U3L V4.3
* Оптимизирована проблема помех при вращении экрана при запуске PD и других протоколов
* Добавлена поддержка PD мощностью 20 В при 7А 140 Вт
* Добавлена информация Emark

P.S. Я бы не рекомендовал обновляться на данную версию или у меня что-то не срослось. Заметил странное поведение при автодетектировании протокола PD без внешнего питания, идет постоянная перезагрузка. Хотя с Mi PD вроде всё нормально.

Прикрепленные файлы

Прикрепленный файлU3L_4.3.zip ( 214.42 КБ )


Сообщение отредактировал Cakypa23 - 09.06.23, 12:16



Реп: (9)
WITRN C4/C4L Firmware Update 2023/06/06

C4/C4L V3.7

* Оптимизирована проблема помех вращающемуся экрану при запуске PD и других протоколов
* Добавлена поддержка PD мощностью 20 В при 7А 140 Вт
* Добавлена информация Emark



Реп: (470)
* Dezmond_2, * Cakypa23, * HottMac,
Может стоит публиковать только номера версий на разные дивайсы Witrn со ссылками на файлы?
Changelog все равно один и тот же



Реп: (97)
Mikl1984 @ 9.06.23, 11:15 *
Changelog все равно один и тот же

Не всегда.



Реп: (36)
HottMac @ 9.06.23, 11:42 *
Добавлена поддержка PD мощностью 20 В при 7А 140 Вт
Протокол когда изменили ?



Реп: (219)
ahg68 @ 09.06.23, 19:25 *
Протокол когда изменили ?

А надо? )) Завтра напишут 20V 8A 160W

Прикрепленные изображения
Прикрепленное изображение



Реп: (104)
Сегодня через юсб тестер FNB 48P поставил заряжать вентилятор. Позже посмотрел,а юсб тестер полэкрана потух,весь нагрелся горячий. Думал,замыкание в вентиляторе но он впорядке. А вот кабель воткнутый в юсб тестер тоже нагрелся, решил что причина в кабеле. Попробовал этот кабель воткнуть в простой юсб тестер keweisi и поставил на зарядку вентилятор, все нормально, кабель не греется. С другим кабелем аналогично, тестер Fnirsi нагревается. Получается, причина нагрева кабеля в юсб тестере FNB 48P ?

Сообщение отредактировал bo4arov - 11.06.23, 23:06



Реп: (13)
bo4arov @ 11.06.23, 22:46 *
Получается, причина нагрева кабеля в юсб тестере FNB 48P ?

Вот вы и сами ответили на свой вопрос. Скорее всего где-то кз по питанию на плате FNB 48P. Вероятно по фото можно будет определить эту неисправность.



Реп: (108)
вышла обновка на FNB 58 тынц

V0.68 2023-05-06 Pan 1- Fix temperature unit switch invalid
2- The character of a certain voltage and current unit in the curve mode is wrong


upd обновился..после 100% на экране тестера возникли артефакты в средней шкале там где амперы...перезагрузил тестер, артефакты исчезли и все работает...не помню было раньше или нет, но если на тестер подано питание и ничего более не подключено, то скачут тысячные доли ампер и ватт на шкалах. Если питание подать через ПК разъем, то эти шкалы больше не скачут, напряжение показывает 0,75 в

Сообщение отредактировал Smartview - 12.06.23, 17:19



Реп: (13)
Smartview @ 12.06.23, 16:38 *
Если питание подать через ПК разъем, то эти шкалы больше не скачут, напряжение показывает 0,75 в

0,75в и ничего более не подключено кроме ПК разъема? Многовато что-то для наводок.



Реп: (253)
So-Hm @ 12.06.23, 20:48 *
Многовато что-то для наводок

На высокоомном входе до 1в всё возможно. Не помню но в вроде в этой теме что-то подобное уже было и давал совет на входе замкнуть + и - и посмотреть что тогда будет тестер показывать.



Реп: (13)
Technics66 @ 12.06.23, 18:56 *
давал совет на входе замкнуть + и - и посмотреть что тогда будет тестер показывать.

Fnb48s показывает меньше 1мВ. Пробовал на вход добавить хорошей керамики примерно 50мВ убралось, но в целом все равно кажет 0.1-0.13В
Откуда берется эта наводка хз, мультиметр её тоже видит.



Реп: (104)
* So-Hm, но откуда кз взялось? тестер в корпусе, защищен от внешних факторов :unsure:



Реп: (13)
bo4arov @ 12.06.23, 19:36 *
но откуда кз взялось? тестер в корпусе, защищен от внешних факторов

Вариантов масса - проблемные разъемы, стабилизаторы и т.п.



Реп: (104)
* So-Hm, а в юсб тестере FNB48 есть защита от перегрева?



Реп: (13)
bo4arov @ 12.06.23, 20:00 *
а в юсб тестере FNB48 есть защита от перегрева?

Нет, только мониторинг температуры платы.



Реп: (19)
Всем привет, подскажите девайс подешевле, но чтобы точно показывал ёмкость которая через него прошла? Измерения мощностей, протоколов, пульсаций - не нужно, но если будет, то ок. Важна точность измерения ёмкости аккумов


Полная версия   Текстовая версия

Помощь   Правила

Сейчас: 29.03.24, 16:24