Apa cara ideal untuk menangani pin data D + dan D- pada adaptor daya USB agar kompatibel dengan pengisian daya yang cepat pada perangkat?

Saya telah menemukan bahwa banyak pengisi daya dinding USB menggunakan pembagi tegangan resistif untuk mengatur D + dan D-pin ke tegangan tertentu, biasanya antara 2 dan 3 volt. Pengisi daya dinding USB lainnya menyingkat D + dan D-pin bersama tanpa koneksi ke hal lain. Dari pengalaman saya, beberapa perangkat tidak akan menerima tingkat pengisian daya di atas 500mA pada pengisi daya menggunakan pembagi tegangan, tetapi akan mengisi hingga maksimum input pada pengisi daya dengan pin data yang disingkat. Saya telah membaca hal-hal yang menunjukkan yang sebaliknya mungkin juga benar, tetapi belum dapat memverifikasi ini. Saya berharap untuk mengetahui metode mana yang memberikan kompatibilitas terbaik dengan semua perangkat USB.

Apa cara ideal untuk menangani pin data D + dan D- pada adaptor daya USB agar kompatibel dengan pengisian daya yang cepat pada perangkat? ... Saya berharap mengetahui metode mana yang memberikan kompatibilitas terbaik dengan semua perangkat USB.

Untuk tujuan praktis, mustahil membuat pengisi daya yang benar-benar universal menggunakan kombinasi celana pendek atau resistor yang tidak berubah pada pengisi daya USB atau saluran data perangkat target karenaAnda bersaing dengan produsen yang berusaha menghentikan Anda melakukan persis apa yang Anda coba lakukan. Misalnya, Apple menerapkan sejumlah skema kontrol pengisian menggunakan berbagai kombinasi pembagi resistor, diatur sehingga hanya catu daya "pencocokan" dan peralatan target yang akan bekerja bersama. Sementara argumen dapat diajukan bahwa pengaturan semacam itu memungkinkan kinerja pengisian optimal, tidak jelas bagaimana hal ini dapat terjadi pada baterai Lithium Ion / Lithium Polymer dan tingkat kontrol pengisian yang lebih dari cukup dapat dan dicapai oleh banyak produsen lain tanpa menggunakan teknik seperti itu. Contoh salah satu pengaturan Apple tersebut disediakan di bawah ini.

Namun, dengan mengikuti jejak orang lain yang telah menyelidiki bidang ini, Anda dapat mencapai kompromi yang cukup baik.

Banyak pabrikan tidak mempublikasikan spesifikasi pengaturan khusus mereka dan yang terbaik yang dapat Anda lakukan adalah menganalisis sendiri produk mereka atau belajar dari mereka yang telah melakukan ini dan yang dengan baik hati menyediakan pengetahuan mereka.

Salah satu sumber tersebut adalah dokumentasi untuk pengisi daya Lady ADA / ADA buah USB Mintyboost.
Ini lebih merupakan saga daripada tutorial !!! :-). Anda bisa mulai dari akhir dan bekerja kembali untuk menemukan bagaimana versi terbaru menggunakan apa yang mereka ketahui untuk memaksimalkan kompatibilitas awal di akun awal dan mengikuti jalur pengembangan mereka. Kedua pendekatan ini valid tergantung pada seberapa banyak yang ingin Anda ketahui.

Halaman muka Mint Boost
Tinjauan Umum
Berjalan melalui proses desain - bernilai bagi para desainer

Di sini , Misteri pengisian daya perangkat Apple memberi tahu Anda tentang misteri pengisian daya perangkat Apple - dan beberapa materi berguna lainnya di sepanjang jalan.

Ugh / Wow! - Satu pengaturan resistor Apple. Ini dari pengisi daya iPhone 3GS resmi:

Berikut ini adalah daftar kompatibilitas versi 2 yang patut dilihat jika Anda mencoba solusi universal, karena mencantumkan sejumlah contoh di mana pengisi daya standar TIDAK berfungsi, tetapi di mana "peretasan kabel" memungkinkannya berfungsi sepenuhnya atau sebagian.

contoh di atas akan membawa Anda ke kasus-kasus khusus seperti "ret" seri Samsung D di sini atau modifikasi RAZR V3 di sini

Berikut adalah daftar hasil menggunakan Minty Boost versi 3 dengan beragam ponsel.
Jika Anda meniru antarmuka mereka, Anda harus dapat mencapai kompatibilitas yang serupa.

____________________________________

Pembaruan - akhir 2016:

Pengontrol Port Pengisian Daya Khusus USB:

Pengguna SE florisla telah mencatat keberadaan IC 'baru' yang ditujukan untuk menyediakan kapabilitas port pengisian USB khusus. Dia mencatat sebagai contoh TI
"TPS2513A-Q1, TPS2514A-Q1 USB Dedicated Charging Port Controller"

Cara terbaik untuk meringkas kemampuannya adalah dengan melihat ringkasan yang diberikan pada lembar datanya - lihat di bawah:

Saya menemukan halaman ini menjawab pertanyaan Anda dengan jelas. Saya mengutip bagian yang relevan di bawah ini.

BC1.2 menguraikan tiga jenis port USB dan dua moniker kunci. Port "pengisian" adalah port yang memberikan arus lebih tinggi dari 500mA. Port "downstream" memberi sinyal data sesuai USB 2.0. Spesifikasi BC1.2 juga menetapkan bagaimana masing-masing port akan muncul ke perangkat akhir, dan protokol untuk mengidentifikasi jenis port apa yang diterapkan. Tiga tipe port USB BC1.2 adalah SDP, DCP, dan CDP (lihat Gambar 1):

1. Standard Downstream Port (SDP) Port ini memiliki resistor pulldown 15kΩ pada D + dan D-line. Batas saat ini adalah yang dibahas di atas: 2.5mA saat ditangguhkan, 100mA saat terhubung, dan 500mA saat terhubung dan dikonfigurasi untuk daya yang lebih tinggi.
2. Dedicated Charging Port (DCP) Port ini tidak mendukung transfer data apa pun, tetapi mampu memasok arus muatan melebihi 1,5A. Ini fitur pendek antara D + dan D-line. Jenis port ini memungkinkan untuk pengisi daya dinding dan pengisi daya mobil dengan kemampuan pengisian tinggi tanpa perlu enumerasi.
3. Downstream Port (CDP) Port ini memungkinkan pengisian daya tinggi saat ini dan transfer data sepenuhnya sesuai dengan USB 2.0. Ini fitur resistor pulldown 15kΩ yang diperlukan untuk komunikasi D + dan D-, dan juga memiliki sirkuit internal yang diaktifkan selama fase deteksi pengisi daya. Sirkuit internal ini memungkinkan perangkat portabel untuk membedakan CDP dari jenis port lainnya.

Bahkan dengan spesifikasi BC1.2 yang tersedia, beberapa produsen elektronik mengembangkan protokol khusus untuk pengisi daya khusus mereka. Saat Anda memasang salah satu perangkat mereka ke port pengisian BC1.2 yang sepenuhnya sesuai, Anda mungkin masih mendapatkan pesan kesalahan, "Mengisi daya tidak didukung dengan aksesori ini." Terlepas dari pesan ini, perangkat ini mungkin masih mengisi daya, tetapi arus pengisian bisa sangat kecil. Untungnya, hampir semua pengisi daya khusus ini mengidentifikasi diri mereka sendiri dengan level DC yang ditetapkan pada garis D + dan D-oleh pembagi resistor antara 5V dan ground

Komentar
Tambahan : Seseorang mungkin mempertimbangkan level sinyal data adalah 0,0-0,3 V untuk logis rendah, dan 2,8-3,6 V untuk logis tinggi. Tanpa jaringan pemisah tegangan menjadi dua pin data korsleting, tegangan pada mereka bebas untuk mengambang. Meskipun kabel data bengkok menyediakan beberapa perisai dari sinyal elektromagnetik yang tersesat, mereka masih berpotensi menyebabkan tegangan yang tidak dapat diprediksi pada saluran. Di sisi lain, jaringan pemisah tegangan menjepit tegangan pada 2.5v yang aman.

Untuk detail lebih lanjut, lihat Halaman I bersumber atau lihat PDF USB.org yang menguraikan spesifikasi Pengisian Baterai USB BC 1.2

Pembaruan 2017:

Tidak ada cara ideal untuk menangani pin data USB untuk memberikan kompatibilitas dan "pengisian cepat". Mungkin ada banyak pengisi daya yang berbeda, dan ada banyak perangkat USB / ponsel / tablet yang perlu diisi. Secara historis ada dua pendekatan:

1. Perangkat ini adalah "perangkat pintar". Ia mencoba untuk mendeteksi berbagai tanda tangan dari port yang terhubung, dan memilih mode pengisian yang tepat untuk dirinya sendiri. Perangkat jelas melakukan ini secara berurutan, dan butuh waktu untuk mengarungi waktu habis.

2. Port pengisian daya adalah port cerdas. Gagasan ini diterapkan di beberapa chip TI dan hub SMSC / Microchip. Gagasan untuk port pengisian adalah / adalah untuk menegaskan tanda tangan port pengisian yang berbeda (Apple 2 / 2.7V, Sony, diurutkan berdasarkan BC1.1, BC1.2, atau Dedicated charger / standar Cina, dll) satu per satu. Sekali lagi, karena tidak ada cara untuk memiliki umpan balik yang dapat diandalkan bahwa tanda tangan pengisi daya adalah yang tepat untuk perangkat tertentu (selain untuk mengukur arus yang disediakan / dikonsumsi), pengurutannya membutuhkan banyak waktu, membutuhkan VBUS mengatur ulang, dll. Lebih lanjut, baterai perangkat USB mungkin berada dalam beberapa kondisi pengisian yang berbeda, (mati, lemah, terisi penuh, dll.), arus yang dikonsumsi tidak dapat menjadi indikator yang dapat diandalkan dari apa pun, waktu tunggu sistem menjadi tidak ditentukan, sehingga pencarian / Algoritma switch tidak dapat menghasilkan sesuatu yang baik.

Masalah nyata terjadi ketika port dan perangkat mencoba menjadi "pintar". Kemudian semuanya kacau, dan semua taruhan dibatalkan.

Spesifikasi Pengisian Baterai USB 1.2 mencoba memaksakan pembatasan: port pasif, dan perangkat memulai tanda tangan berurutan dan mengukur respons port, dan hanya kemudian perangkat berubah menjadi mode konsumsi penuh (jika diperlukan). Batasnya adalah VBUS = 5V.

Metode QualComm QC (pengisian cepat) melangkah lebih jauh, dan memungkinkan peningkatan tegangan USB default dari 5V menjadi 9, 12, 15, dan 20V. Setelah perangkat menegaskan beberapa urutan pensinyalan tingkat rendah pada D + / D-, maka sinyal ke pengisi daya yang tingkat tegangan dapat diterima dengan menyatakan kombinasi tegangan DC tertentu pada D + dan kabel D. Ini adalah metode yang sangat sederhana.

Spesifikasi Pengiriman Daya USB yang baru menyediakan sarana bagi port dan perangkat untuk menjadi benar-benar cerdas. Spesifikasi awal meminta protokol serial melalui VBUS (untuk mewujudkannya, VBUS harus bebas dari penggandaan kapasitif yang berat). Spesifikasi ini sekarang ditinggalkan dalam PD Rev3.0 dengan munculnya konektor Tipe-C, dan negosiasi antara peran daya port dan perangkat (produsen dan konsumen) dimaksudkan melalui kawat CC khusus (Saluran Komunikasi).

Selain negosiasi PD penuh, kabel Tipe-C dimaksudkan untuk memiliki penanda elektronik, IC kecil di salah satu overmolds, yang harus memberi tahu konsumen (tenggelam) dan produsen (sumber) tentang seberapa besar arus yang dapat ditangani oleh kabel tertentu. [Semua kabel USB3.1 CC diwajibkan untuk memiliki eMarker tertanam, tetapi saya belum melihatnya di pasar terbuka].

Pada saat penulisan (Jan 2017), setiap departemen elektronik (termasuk Walmart) mungkin memiliki sekitar 20% (1 dari 5) pengisi daya dengan fungsi QC, dan tidak ada yang memiliki fungsionalitas PD. Saya punya firasat bahwa proporsi ini tidak akan berubah.

Singkatnya, tanda tangan port pengisian yang paling kompatibel tampaknya dari gaya Cina, dengan D + / D disingkat bersama dan melayang relatif terhadap GND dan VBUS.