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Caricabatterie USB: le basi in una AN Maxim

Caricabatteria da porta USB - Tutorial

I caricabatteria USB ormai sono diventati di uso comune. Come loro anche applicazioni USB in genere, dove l'alimentazione è presa proprio dal V+ della porta. Maxim propone una guida sulla basi per una sana progettazione di caricabatterie USB.

La guida è interessante, sicuramente da salvare nei preferiti!

Caricabatterie USB tutorial

Sia per la parte pratica che , soprattutto per la teorica, con nozioni sul funzionamento dell'USB (senza dove leggere tutte le specifiche) ed in particlare sulla gestione dell'alimentazione.

Vorrei sottolineare, come già evidenziato anche anni fa ( USB3.0 nuovo standard vecchi problemi? ),
che mentre i produttori di semiconduttori seguono le specifiche tecniche USB, gestendo la "negoziazione" dell'alimentazione, ad esempio, i produttori di schede madri, poi se ne fregano, collegando in moltissimi casi (quindi motherboards) il V+ della USB direttamente all'alimentatore generale (Power supply) del PC.

Il massimo che il 90% dei produttori di hardware riesce a fare è inserire un PTC (o fusibile autoripristinabile) e , nella maggior parte dei casi, uno solo per tutte le porte seriali USB....

Io questa cosa l'ho trovata abbastanza comica, immaginatevi di dover realizzare una applicazione alimentata dall'USB, vi studiate le specifiche USB e poi...  i 5Vusb arrivano direttamente dall'alimentattere del PC!

Voi che ne pensate?

 

 

 

 

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ritratto di Francesco12-92

Grande

Senza dubbio è u na cosa comica, perchè è come avere un ali mentitore di 5V direttamente dal computer, dato che molte USB vengono integrate sulle schede madri.
Comunque ormai le schede la USB è diventata uno standard mondiale, che viene usata per tutte le applicazioni che richiedono la mobilitità, es le pen drive, cellulari, iPod, iPad, ecc., ma da questo punto di vista si può usare anche come sorgente di alimentazione senza metterla esterna, anche se credo che non fornisca una corrente adeguata per alcuni circuiti con alto tasso di componenti.
Con la porta USB, ad esempio, io ho alimentato un circuitino fatto a relè, che, poiché quando si spegne il computer, si spegne l'alimentatore, e di sonseguenza la 5V dell'usb, al momento di spegnere il computer, si apriva il relé e mi spegneva il modem i che ci era attaccato sopra, così da non doverlo spegnere io, in secondo tempo quando si accendeva il computer, il relé si chiudeva e ripristinava l'alimentazione del computer così da riaccendere il modem e farlo collegare ad internet. Il sistema può anche essere fatto con un parallelo di due USB se ci sono due computer, o più USB se ci sono più computer.
L'usb ormai si sta imponenti sui dispositivi mobili, e credo che ormai il suo utilizzo è mondiale, se solo fosse di publico dominio, così da poterla programmare con dispositivi creati da noi, dal punto di vista hardware e software, intendo, senza più usare porta parallela o seriale che ormai stanno scomparendo dai computer moderni e non so che porta usare per comunicare.
Il connettore micro USB è stato scelto da alcune delle maggiori aziende di telefonia cellulare del mondo (Nokia, LG, Motorola, Samsung, RIM, Sony Ericsson, NEC, Qualcomm, Texas Instruments) per diventare il connettore standard che dal 2011 sarà presente su tutti i telefoni cellulari del mondo. È stata l'Unione europea a chiederlo al fine di ridurre l'inquinamento elettronico (l'esistenza di decine di caricatori diversi obbliga chi intende cambiare cellulare a buttare via anche il relativo caricabatterie, essendo nella maggior parte dei casi incompatibile con il nuovo telefono). Apple inizialmente era restia all'introduzione del nuovo connettore, in quanto quello in uso con l'iPod e l'iPhone è protetto da brevetti e l'uso da parte di altre aziende comporta il pagamento ad Apple di salati costi di licenza. Il telefono cellulare iPhone 4 di Apple (uscito sul mercato nel 2010) lascia intendere che Apple, malgrado avesse dichiarato il contrario, abbia deciso per il momento di non introdurre sui suoi prodotti il connettore micro-usb (infatti l'iPhone 4 ne è privo e mantiene la classica presa "Apple" per la ricarica e la connessione al computer.
La Apple non si stanca mai di essere in guerra con il mondo.:-P

ritratto di Fabrizio87

Ma il fatto che apple ha

Ma il fatto che apple ha sempre snobbato dall'inizio USB è un fatto semplicemente di licenza ha perfino provato a a commercializzare il suo proprio connettore universale il famoso FireWire IEEE 1394 chi non ha incontrato nessun successo visto i costi e la complessità di implementazione , apple sicuramente non ha intenzione di mettere sul mercato dispositivi come iPod o iPhone visto che sarebbe obbligato a pagare alla Microsoft i costi dovuti alle licenze e che semplicemente USB è uno standard industriale proprietario di un gruppo di fabbricanti dove il più grosso e Microsoft negli altri sono Intel, Compaq, NEC, Digital Equipment Corporation, IBM, Nortel che notiamo che ci sono i maggiori fabbricanti del settore informatico è presente anche la HP essendo proprietario di Compaq .

USB è una ottima soluzione per alimentare anche circuiti con un discreto consumo e Le porte più scarse possono erogare fino ad un massimo di un 1 A quindi una potenza 5 W ma come specificato nell'articolo tanti sono i canti collegano direttamente sull'alimentatore del computer da poter ottenere molti molta più potente in uscita .

> Voi che ne pensate?
Nella fattispecie quando si progetta un circuito è meglio essere sotto le potenze nominale possibile divulgazione , che progettarono a priori e non avere dopo questa potenza disposizione

ritratto di fra83

guida maxim

Interessante la guida della maxim, a fondo pagina c'è anche la possibilità di richiedere i sample. Il fatto che i costruttori di schede madri mettano solo una PTC per proteggere l'USB o poco altro secondo me è dovuto ad una questione di risparmio di componenti e al fatto che i dispositivi usb si guastino non molto frequentemente e quindi è difficile che ci siano assorbimenti anomali. Certo in caso di corsto sull'usb non essendoci nè fusibile nè limitazione di corrente il device che stà a valle potrebbe subire danni.
Ho interpretato bene la tua domanda Emanuele?

ritratto di Fabrizio87

Conoscendo molto bene il

Conoscendo molto bene il genere umano e la sua idiozia un fusibile non è mai una cosa troppo lussuoso al mio gusto ,
Limitare la corrente è molto importante perché ho visto cose da spavento ad esempio una multipla 10 A dove era collegato sia la lavatrice frigo e lavastoviglie in più avevano giunto una ciabatta per collegarci la televisione in breve tutta la cucina su un'unica presa dopo mi chiamano per sapere perché la plastica era presa contro il muro si erano sciolte dopo due anni di impiego ,

quindi non mi sarebbe strano vedere un giorno una persona che ha messo in cascata tre o quattro Hut USB così da poter alimentare 2 - 3 dischi fissi è lucina sulla scrivania , È quello che sorpassa tutti i scalda da caffè è una piccola base dove si poggia sopra la tassa di caffè e scaldando mantiene caldo , basta immaginare già metterne tre o quattro sullo stesso hub usb in questo caso da scheda madre senza protezione potrebbe essere danneggiata

ritratto di MikiTux

L'USB a me non è mai

L'USB a me non è mai piaciuto: non è nato sotto una "buona stella". Solo di recente inizia a vedersi una sorta di standardizzazione ma fino qualche anno fa la gestione era macchinosa, fumosa, ognuno pur di vendere il proprio prodotto cambiava "una virgola" nell'hardaware inducendo quindi il consumatore ad utilizzare vari artefatti (soprattutto chi, come il sottoscritto, è nato e cresciuto con GNU/Linux :-) ) pur di far funzionare il gadget USB di turno (modem compresi): fortunatamente almeno per Internet era, ed è, sufficiente gestire il tutto al livello rete con porta Ethernet. ^_^

Non parliamo poi delle applicazioni industriali e/o di ricerca che richiedono prerogative di tempo, in termini di deadline e non di velocità di esecuzione, alcune molto restrittive per le quali le porte USB (lo standard e il framework in basso) al momento sono un vero e proprio disastro ...almeno fino alla 2.0, la 3.0 ancora non l'ho provata.

In conclusione, se da un lato è un bene perché permette di collegare "a caldo" i diversi device ed ha anche un buona praticità, dall'altro (applicazioni che vanno oltre il classico gadget USB) personalmente preferisco ancora la buona, semplice e (tutto sommato) veloce porta parallela. ^_^
Naturalmente per applicazioni "più particolari" non posso far altro che ricorrere a schede specifiche su bus PCI con tutto il costo che si portano dietro soprattutto considerando che ora iniziano a passare la mano alle più costose PCIe. :-(

Bye 8-)

ritratto di SuperG72

Io che sono solo un utente...

...non sapevo di questa 'scorciatoia' economica implementata dai costruttori.
Ma ai grandi colossi costerebbe davvero tanto fare le cose meglio?

ritratto di MikiTux

La risposta in teoria sarebbe

La risposta in teoria sarebbe abbastanza (e relativamente) ovvia: fornire prodotti che possano "accontentare" tutto il mercato consumer. Dalla persona alla quale non interessa questa "portabilità" a quella che ne fa largo uso. Così facendo vendono lo stesso prodotto solo un po' migliorato, o meno, in alcune parti a seconda di ciò che desidera chi li acquista. Naturalmente con il tempo verranno attuate definitivamente le varie modifiche "costringendo" (di fatto) ad acquistare una nuova scheda o un nuovo gadget se si vuol far funzionare una determinata cosa. Se vogliamo uan sorta di "migrazione spalmata nel tempo":

Un po' come accade per i telai delle automobili: alla fine gira e rigira sono sempre gli stessi, i soliti 3-4 telai che vengono utilizzati per tirar su quelle scatole su gomma che si vedono sulle strade. ^_^

Bye 8-)

ritratto di Fabrizio87

Per i costruttori l' unica

Per i costruttori l' unica parola di ordine è rendimento ,
Nella fattispecie si discute anche di una resistenza in più o di una resistenza in meno su ogni scheda madre dove vengono montate centinaia centinaia di quei componenti ,
Figurati se possono togliere un circuito di controllo di un' alimentazione lo fanno sicuramente ,

ritratto di Giovanni Giomini Figliozzi

Il problema

Il problema dell'alimentazione di una porta USB mi ha riguardato personalmente. le specifiche dello standard prevedono che una porta USB debba essere capace di fornire al carico almeno 500mA di corrente. Quando volevo costruirmi un caricabatterie per pile NiMH Stavo affrontando il problema di come posizionarle (serie/paralleli, ecc.). Il problema è che per fare un caricabatterie veloce è necessaria tanta corrente, quindi è sorto subito il limite di rientrare dentro i 500mA. questo limite mi ha portato a realizzare un caricabatterie che potesse gestire solo 2 batterie in serie.
Facendo 2 conti vediamo però che la _potenza_ fornita dalla specifica, cioè 2,5W è adatta a caricare 4 Batterie disposte in due serie da due pile ognuna, solo però che è necessario un convertitore DC-DC (ad es. buck) che abbassi la tensione da 5 V a circa 3V. In questo modo sarebbe possibile caricare le batterie anche con 400mA per ramo! un risultato notevole! A dire il vero se uno volesse, potrebbe anche caricarle con più corrente, ma non sarebbe assicurato il funzionamento con ogni sistema, perchè si uscirebbe fuori dalle specifiche. Mi è interessato questo sistema perchè tramite usb, si potrebbe anche gestire la carica dal computer, seguendo l'andamento delle tensioni ecc.

ritratto di Arx33

Oramai l'alimentazione

Oramai l'alimentazione tramite USB o meglio la ricarica di dispositivi come lettori mp3 cellulari ed altri attraverso la porta USB è diventato un classico perciò considerando le terribili carenze di progettazione delle motherboard esposte da emanuele è certamente conveniente provvedere ad autocostruirsi (o al limite comprare :D) un buon caricatore USB alimentato direttamente da rete. Io ho da poco terminato un alimentatore da banco utilizzando un alimentatore per pc da 500W in disuso, dove oltre ai soliti voltaggi ho provvisto un paio di porte USB alimentate tramite +5V stanby (a 2.5A), magari la guida potrebbe aiutarmi a progettarlo al meglio!

ritratto di linus

la cosa assurda

è che per risparmiare fino all'osso, tutte le periferiche collegate non sono protette, quali hard disk e lettori ottici, mi è capitato di bruciare tutte le periferiche collegate internamente al pc per un guasto all'alimentatore interno poichè era saltata la parte stabilizzatrice di tensione a 12V, quindi le periferiche sono state alimentate a una tensione superiore di parecchi volt rispetto a quella nominale. Cosa costava a livello industriale inserire una protezione? Poco, anzì pochissimo, ma purtroppo questo è il mercato.

ritratto di Fabrizio87

Per i fabbricanti l'unica

Per i fabbricanti l'unica parola reggina e il risparmio , preferiscono risparmiare un euro a scheda si entreranno nelle loro tasche, è per loro è doppio guadagno La prima volta guadagnano sul risparmio costruttivo in secondo guadagno arriva vendendo materiale molto scarso al limite del pericoloso hanno tendenza a rovinare hanno una cattiva tendenza a rovinarsi molto velocemente visto che si risparmia e te ne vendono uno secondo per rimpiazzare quello difettoso .

ritratto di Emanuele

USB compliance

Il problema sta sempre negli accordi internazionali, in chi non fa rispettare le direttive, nella potenza commerciale delle aziende etc. etc. asoslutamente niente di tecnico.

Penso che ormai chi sta nell'elettronica da molti anni come me ne abbia viste di cotte e di crude. In pratica, hai un buono studio legale alle spalle? Allora puoi fare come ti pare...

Addirittura in un corso sulla marcatura CE nel lontano 1996 mi dissero, se hai uno studio legale puoi evitare di fare alcune prove tecniche, impugnando alcuni passi opinabili della direttiva comunitaria.

In questo caso io me la prendo con il consorsio USB. Perche permettono ai produttori di motherboards di utilizzare il logo USB se poi non rispettano lo standards?
Questo documento vale solo per noi ?
http://www.usb.org/developers/compliance/check_list/compchkperi080205.pdf

ritratto di Fabrizio87

Questo è una triste realtà di

Questo è una triste realtà di questo mondo ,
Attualmente è meglio avere un buono studio legale che di un buon studio di progettazione ,
Come si dice fatto la legge trovato l'intoppo .
È anche necessario dire che spesso volentieri il logo USB viene messo anche senza pagare le dovute licenze al consorzio , in particolar modo in particolar modo nelle zone come la Cina ed Hong Kong dove nessuna norma viene rispettata e viene perfino usurpato il marchio CE , dopo è anche difficile che le specifiche vengono rispettate del USB , se non riescono nemmeno a rispettare le norme di base come produrre prodotti non infiammabile o che non contengono metalli pesanti come il piombo o / e Mercurio .

 

 

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