Câbles USB… Pourquoi certains d'entre eux sont-ils mauvais pour le Raspberry Pi?

Hier, j'ai acheté un autre Raspberry Pi et y ai installé Rasplex. En utilisant Rasplex, j'ai obtenu ce carré coloré dans le coin supérieur droit, indiquant que la puissance fournie à mon Raspberry Pi n'est pas suffisante, bien que j'utilisais une alimentation Anker, 36 Watts , qui est censée être plus que suffisante.

Avec une certaine expérimentation, j'ai découvert que sur quelques câbles Micro-USB, certains avaient ce problème, et d'autres non. Ensuite, j'ai trouvé des forums confirmant que les câbles USB peuvent être à l'origine du problème. En ce moment, j'utilise un câble Nokia d'origine, et cela fonctionne très bien.

Mes questions:

1. Comment un câble est-il techniquement important ici? Est-ce que sa résistance est trop élevée pour qu'une forte chute de tension se produise à travers elle? Si tel est le cas, pourquoi les fabricants ne peuvent-ils pas simplement résoudre ce problème? À quel point cela peut-il être dur?

2. Comment savoir si un câble USB est bon avant de le tester avec mon Raspberry Pi? Existe-t-il un moyen spécifique de le tester? Qu'en est-il des autres câbles USB, comme le Mini-USB? Puis-je y mesurer une résistance ou une capacité pour le comprendre?

Tout à vendre est construit à un prix.

Le constructeur veut faire du profit.

Il n'est pas nécessaire que de nombreux câbles USB transportent plus d'une fraction d'un ampli afin qu'ils soient construits avec un fil mince. Un fil mince est moins cher et plus léger qu'un fil légèrement plus épais. Toutes autres choses étant égales, un fil plus mince a une résistance plus élevée et peut transporter moins de courant et chuter plus de volts.

Les câbles font une différence une fois que vous commencez à tirer des centaines de mA ou plusieurs A.

Vous pouvez souvent dire combien de courant un câble peut transporter simplement par son apparence. Tout ce qui est épais et rigide est bon, mince et trop flexible peut causer des problèmes. Découvrez ces photos pour voir de quoi je parle:

CONTRE

La longueur de câble a également un effet similaire: des câbles plus courts sont bien meilleurs pour une consommation de courant élevée que des câbles plus longs.

Des choses populaires comme le Raspberry Pi s'entourent de mythes urbains. Un tel est le mythe du câble USB.

Cela ne veut pas dire qu'il y a un grain de vérité, il y en a habituellement, mais les gens sautent aux conclusions.

1. USB2 est spécifié pour fournir 500mA max.
2. La puissance USB est de 5 V ± 0,25 V

Pour rester dans les spécifications, il devrait y avoir une chute inférieure à 0,25 V, ce qui correspond à une résistance de boucle de 0,5 Ω.

Il est possible de mesurer de faibles résistances, mais ce n'est pas simple. Il y a le problème du contact avec les petits connecteurs. Puis mesure fiable sans résistance de contact. En pratique, un banc d'essai qui alimente le câble en courant et mesure la chute de tension à travers le câble est nécessaire.

Il est beaucoup plus facile en pratique de mesurer simplement la tension à l'extrémité Pi. Ce n'est pas toute l'histoire, car vous avez idéalement besoin de mesurer la tension à l'extrémité d'alimentation.

Il existe des facteurs de confusion.

Le Pi et de nombreux smartphones modernes sont conçus pour consommer plus de courant que le 500mA max. Les fabricants de téléphones peuvent fournir des chargeurs de courant plus élevés, soit par des moyens non standard, soit en adoptant la nouvelle spécification de chargeur USB, qui autorise des courants plus élevés, mais permet à la tension de chuter à 3,6 V. Ce sont OK pour charger les smartphones, mais PAS pour les appareils sensibles à la tension comme le Pi. (Je soupçonne que le chargeur référencé en est un).

Les connecteurs microUSB sont facilement endommagés. L'environnement typique dans lequel ils sont utilisés par les jeunes est propice à de tels dommages. Cela conduit à un contact médiocre ou peu fiable et à une chute de tension potentielle.

L'utilisation d'un ancien câble de données USB2, en particulier un câble non conçu pour la charge, peut entraîner des problèmes. Si cela est combiné avec un chargeur inapproprié, les problèmes s'aggravent.

Je réitérerais la réponse de @ joan, mais le problème que vous avez n'est pas quelque chose qui peut être évité simplement en regardant l'emballage - autrement que comme une évaluation du soin que le fabricant aurait apporté à sa production (le pays d'origine peut avoir une certaine incidence sur cela! 8-))

Vous pouvez peut-être mesurer la résistance de chaque contact dans le câble d'un connecteur à l'autre (si les deux fils qui transportent l'alimentation {la paire extérieure sur un connecteur USB standard} ont la même résistance, le "volt-drop" dans volts que vous obtiendrez seront deux fois cette résistance en ohms multipliée par le courant en ampères) - mais vous devrez ouvrir l'emballage de vente au détail et avoir un moyen d'établir un contact fiable - je ne vois pas un détaillant vraiment vouloir vous permettre de déchirer ouvrir la boîte dans leur lieu de travail - et les sondes sur la moyenne D igital M ulti- M eter sont un peu grande pour entrer en contact avec les bornes, au moins, le connecteur micro-USB. Une pensée est que les pistes à utiliser avec un iPad d'Apple ou d'autres tablettespeut être plus susceptible d'avoir l'épaisseur de fil nécessaire car ils sont "connus" pour avoir besoin de fournitures à courant élevé - attendez-vous juste à payer pour cette marque!

Il pourrait être possible d'obtenir un remboursement de votre fournisseur selon l'endroit où vous vous trouvez dans le monde, par exemple, au Royaume-Uni, nous avons cette législation connue sous le nom de loi sur la vente de marchandises qui peut vous offrir la possibilité de demander une récompense à une entreprise vendant vous quelque chose qui n'est pas adapté à sa destination - vous devrez simplement être en mesure de prouver que votre utilisation prévue est raisonnable, mais amener le fournisseur à voir cela peut poser un défi pour certaines valeurs de "fournisseur"!

Edit: je viens de noter que vous avez fait référence au "carré d'avertissement de basse tension", qui est une caractéristique des modèles plus récents (Pi + et Pi2) qui, selon moi, ont des besoins en courant (inférieurs) meilleurs que les originaux. Donc, si une avance n'est pas assez bonne pour ces modèles plus récents, elle est encore moins susceptible d'être sans danger pour les précédents sans cet avertissement.

Il y a aussi le problème de la longueur des câbles. Un de mes câbles délivre 1,5 A tandis qu'un câble similaire qui est deux fois plus long ne délivre que 0,7 A. Plus de longueur signifie plus de résistance interne donc une quantité moindre d'ampères livrées.

Pour réellement répondre au point 2 de la question: il suffit de lire la spécification du câble!

La résistance est proportionnelle à la longueur du conducteur, à la conductivité du matériau et au diamètre du conducteur. Étant donné que le courant fourni par notre alimentation doit être DC-ish, nous n'avons pas à nous soucier de l'effet de la peau. Cela signifie également que nous n'avons pas à nous soucier beaucoup de la capacité et de l'inductance du câble.

La conductivité du matériau sera souvent fixe, car les câbles doivent généralement être en cuivre.
Comme de nombreux autres l'ont fait remarquer, la longueur doit être aussi courte que possible.

Cela nous laisse avec le diamètre.
Il est souvent écrit sur le câble lui-même. La gaine extérieure du câble aura des inscriptions dessus et généralement vous verrez des valeurs de température et de tension, des matériaux isolants et ainsi de suite, des trucs que beaucoup de gens ne prennent pas la peine de lire.

Parmi ces choses, vous verrez la description des câbles réels utilisés dans un câble plus gros. Par exemple, un câble que j'ai dit 28AGW / 1P 28AWG / 2C.
Cela signifie qu'en interne, le câble a une paire torsadée de 28 AWG et deux conducteurs de 28 AWG. L'AWG signifie American Wire Gauge. Avec AWG, plus le nombre est élevé, plus le fil que vous obtenez est fin.
Par conséquent, vous devez rechercher un câble dont le numéro AWG est faible pour la partie / 2C. Par exemple, vous pouvez voir 26AWG / 1P 24AWG / 2C ou peut-être même 24AWG / 1P 20AWG / 2C (je n'ai pas vu moi-même de tels câbles micro USB, mais j'en ai entendu des légendes).

Il est dommage que les câbles USB donnent généralement peu d'informations sur la qualité des connecteurs utilisés, car ils auront également un impact sur la résistance du câble.

Une autre astuce, indirectement liée au câble, consiste à lire attentivement les spécifications de l'alimentation. Les alimentations USB seront généralement de 5 V nominal, car les anciennes USB s'attendent à 5,00 V ± 0,25 V.Certaines alimentations tentent de prendre en compte la chute de tension du câble lorsque leur tension de sortie est conçue et très serrée sur les hautes tensions. côté extrémité de leurs tolérances de tension interne. Par exemple, j'ai une alimentation Samsung EP-TA10EWE qui a une tension de sortie nominale de 5,3 V. Au moment où cela atteindra l'appareil, nous perdrons presque certainement le 0,05 V et serons à nouveau dans la spécification USB.

Veuillez également garder à l'esprit que bien que votre alimentation électrique particulière ait une puissance de 36 W, le site Web auquel vous avez lié a également une puissance de 2,4 A par port!

Au travail, je joue beaucoup avec le Raspberry Pi, les appareils USB et les téléphones portables.

Je pense que vos questions ont été répondues par d'autres dans ce fil; Les câbles USB sont fabriqués soit dans un but spécifique (un certain modèle de téléphone par exemple), soit selon les spécifications USB.

Mon premier conseil: si vous achetez un chargeur USB haute puissance, procurez-vous un câble spécifique. Ne soyez pas bon marché à ce sujet, il existe de nombreuses autres façons d'économiser de l'argent. Et obtenez le câble le plus court qui fonctionne toujours pour vous.

Mais raisonnablement, vous ne devriez pas avoir besoin d'un chargeur USB 2.4A pour faire fonctionner le Raspberry Pi. Quels périphériques USB avez-vous connectés au RPi?

Dans notre application, nous essayons de mettre autant de téléphones portables sur un Raspberry Pi que possible. Il s'avère que 2 mobiles est le maximum, si au plus l'un d'entre eux est un Android ou un iPhone moderne . En effet, lorsqu'ils commencent à charger leurs batteries, ils aspirent vraiment tout le jus qu'ils peuvent obtenir. Et dans cette situation, ne retirez / branchez jamais un mobile pendant que le RPi fonctionne. Cela tuera votre carte SD, finalement. Sinon plus.

Mon deuxième conseil: si vous avez besoin de beaucoup d'énergie pour vos périphériques USB, procurez-vous un concentrateur USB auto-alimenté qui ne restitue pas l'alimentation du RPi. Alimentez le RPi et les appareils à partir de différents blocs d'alimentation.

Mon troisième conseil: obtenez une nouvelle alimentation après un certain temps. Certains de nos RPi sont disponibles 24h / 24 et 7j / 7. Toute l'année. Nous avons acheté des blocs d'alimentation coûteux de 2,1 A qui finissent par grimper car ils ne sont pas conçus pour ce type d'application.

J'ai été choqué une fois que j'ai découvert que certains câbles USB ne fourniraient pas autant d'énergie que d'autres au Raspberry Pi.

Nous avons un téléphone Android connecté au Pi, et lorsque sa batterie est presque déchargée et que son navigateur bascule sur 4G / LTE, votre batterie pourrait être déchargée plus rapidement qu'elle ne peut être rechargée par le Raspberry Pi. J'ai donc acheté un simple wattmètre USB et j'ai découvert qu'un câble USB noname spécifique était vraiment un goulot d'étranglement - le wattmètre ne dépasserait pas 700 mA. J'utilise maintenant des câbles Anker et le compteur se situe autour de 1,3 A avec le téléphone branché sur le Pi.

Dans ma configuration, il y a en fait 2 câbles USB: 1) alimente le Pi à partir d'un chargeur USB, et 2) connecte le téléphone au Pi (données via adb et charge le téléphone). Évidemment, le câble 1) a env. 250 mA de charge en plus (le courant moyen du Pi).

Aussi, je voudrais mentionner ces paramètres dans /boot/config.txttrouvés sur le Pi:

safe_mode_gpio=4
max_usb_current=1

Assurez-vous de lire tous les détails à ce sujet ici