Электронная триггерная нагрузка RD HD35 для USB порта

С момента своего появления, более 25 лет назад, USB порт стал фактическим стандартом связи между ПК и его периферийным оборудованием. В то же время, чтобы уменьшить количество нестандартных зарядных адаптеров, большинство современных электронных устройств с встроенными аккумуляторными батареями, таких как мобильные телефоны, планшеты и т. д., используют для зарядки аккумулятора контакты питания 5 В USB порта. Сейчас даже можно установить настенную розетку со встроенным блоком питания 5 В и разъемом USB.

В настоящее время на рынке появилось множество быстрых зарядных устройств с различными стандартами быстрой зарядки.

Во время быстрой зарядки зарядное устройство связывается с заряжаемым устройством для согласования выходного напряжения. Таким образом зарядное устройство может выдавать напряжение и ток выше значения 5 В/2 А стандартного зарядного устройства USB.

Поэтому удобно было бы иметь устройство, которое может быстро проверить правильную работу быстрого зарядного устройства.

Когда я увидел в Интернете это маленькое устройство под названием RD-HD35 от RuiDeng, мне стало любопытно. Электронная нагрузка для порта USB? Очередная безумная идея пришла в голову инженерам! Но когда я подробнее прочитал, на что способен этот тестовый образец, все стало немного яснее.

Это устройство можно использовать для проверки производительности всех типов USB-портов. Оно полезно не только для тестирования USB портов готовых или разрабатываемых устройств, но также может быть использовано для проверки того, что стандартное зарядное устройство действительно может обеспечить мощность, указанную в его технических характеристиках.

Функции RD-HD35

HD35 — это компактная электронная нагрузка для USB порта, которая может измерять мощность USB-порта девайса или зарядного устройства в диапазоне от 0 до 35 Вт. Нагрузка способна измерять выходную мощность не только стандартного USB-зарядного устройства на 5 В, но и зарядного устройства, соответствующего некоторым новейшим стандартам быстрой зарядки.

Ключевыми особенностями HD35 являются:

• Рабочее напряжение: от 4 до 25 В (постоянный ток).

• Ток нагрузки: от 0,25 до 5 А.

• Мощность: макс. 35 Вт

• Индикаторы: 3 светодиода состояния (зеленый, синий, красный)

• Дисплей: 4-значный 7-сегментный светодиодный, красный.

• Управление: 3 кнопки, 1 многооборотный потенциометр (регулировка тока нагрузки).

• Подключения: USB 2.0, Micro-USB, USB-C.

• Вентилятор: 40 мм, от 0 до 8000 об/мин, с контролем температуры.

• Размеры: 84 х 41 х 28 мм.

• Вес: 52 г.

Конструкция электронной нагрузки HD35

Электронная нагрузка состоит из одной платы и поставляется в полупрозрачной пластиковой коробке (рис. 1), на крышке которой изображено, что находится внутри.

Рисунок 1. В этой небольшой пластиковой коробке находится электронная нагрузка для USB порта HD35.

Кстати инструкцию от электронной нагрузки HD35 можно скачать здесь.

На рисунке 2 показано, что находится в маленькой пластиковой коробке.

Рисунок 2. Вид электронной нагрузки HD35 со стороны вентилятора

Устройство состоит из печатной платы с радиатором и вентилятором, закрепленными всего двумя винтами. Со стороны монтажа на плате, показанной на рисунке 3, вы можете увидеть источник питания TIP122 Darlington и регулятор LM317.

Рисунок 3. Вид электронной нагрузки HD35 со печатного монтажа

NPN-транзистор Дарлингтона рассчитан на максимальную мощность 65 Вт. и, вероятно, используется в качестве переменной нагрузки для рассеивания мощности.

Также на этой стороне находится микроконтроллер с маркировкой U1 = N76E003AT20, который представляет собой 8-разрядный микроконтроллер с низким энергопотреблением, основанный на архитектуре 8051. По всей плате разбросано множество периферийных микросхем и пассивных компонентов.

Тестирование электронной нагрузки HD35

В качестве подопытных кроликов для USB-нагрузочного тестера я выбрал два блока питания (зарядных устройства) с тремя кабелями (рисунок 4).

Рисунок 4. Тестируемые источники питания

Маленький черный зарядник справа с кабелем micro-USB — USB-A — это дешевое стандартное зарядное устройство с нагрузочной способностью 5,1 В и 1 А, которое раньше поставлялось со многими (старыми) смартфонами. Максимальная мощность этого зарядного устройства не более 5 ватт.

Белое «умное» зарядное устройство от RAVPower укомплектовано удлинительным кабелем USB-A и кабелем USB-C. Оно подает напряжение 5 В при токе 2,4 А от разъема USB-A, также в режиме умного заряда аккумулятора от разъема USB-C: 5 В при токе 3 А, 9 или 15 В при токе 2 А или 20 В при токе 1,5 А, что соответствует стандарту QC 3.0. . Общая выходная мощность составляет 36 Вт, что прекрасно соответствует номинальной мощности нашей электронной нагрузке HD35.

Имеющейся у нагрузки дисплей может отображать значение напряжения, тока нагрузки и мощности. Режимы отображения переключаются кнопкой «SET». Кнопкой «ОК» осуществляется отключение и подключение нагрузки. То есть при очередном нажатии кнопки «ОК» на дисплее, в мигающем режиме, отображается значение тока нагрузи. В таком режиме можно установить необходимое значение с помощью потенциометра. Далее если еще раз нажать кнопку «ОК», то нагрузка подключиться ко USB разъему. Еще одно нажатие кнопки «ОК» снимает нагрузку и отображаемое значение снова мигает.

После включения к черному зарядному устройству, на дисплее электронной нагрузки отобразилось напряжение «5,1 В».

Кнопка «SET» переключает дисплей на отображение значение напряжения и мощности (первоначально «0,0P»), а также установленное по умолчанию значение тока нагрузки (первоначально мигает «1,00 А»).

Теперь, при нажатии кнопки «ОК», текущее установленное значение тока перестало мигать и отобразилось на дисплее. Кроме этого, примерно через 20 с, включился охлаждающий вентилятор.

Регулируя настройку многооборотного потенциометра во время тестирования небольшого черного зарядного устройства под нагрузкой, я увеличил ток нагрузки до 1,1 А и заметил, что выходное напряжение упало до 3,5 В. Это показало, что зарядное устройство имеет встроенную защиту от перегрузки по току. Также было интересно увидеть, что разъем micro-USB не подходит для подачи высокого уровня тока. Даже при ограничении тока до 1 А падение напряжения на разъеме привело к измеренному напряжению питания при нагрузке 4,9 В, тогда как удлинительный кабель USB-A, используемый с тем же источником питания, выдал 5,0 В.

Теперь, протестируем блок. RAVPower, подключив разъем USB-A к электронной нагрузке через провод USB-A. В этом случае ограничение тока начиналось активироваться на отметке 3 А. Подключившись через кабель USB-C, можно было увеличить ток нагрузки. до 3,88 А перед вхождением источника питания в защиту (см. рисунок 5).

Рисунок 5. Зарядное устройство RAVPower QC 3.0, может подавать ток 3,88 А через USB-C при напряжении 5 В.

Похоже, что технические характеристики зарядного устройства RAVPower довольно скромны, когда речь идет о максимальном выходном токе.

Тестирования функции проверки быстрой зарядки

После тестирования с питанием USB 5 В я захотел проверить другие значения напряжения в соответствии со стандартами быстрой зарядки QC 2.0 или 3.0.

Согласно спецификации HD35 может проводить нагрузочные тесты для зарядных устройств, разработанных для стандартов QC2.0, QC3.0, системы быстрой зарядки Huawei FCP, Samsung AFC9 и «других режимов быстрой зарядки», хотя не уточняется, что это за другие стандарты.

Стоит сказать, что стандарты быстрой зарядки QC 2.0, QC 3.0, AFC/FCP включаются (переключаются) долгим нажатием кнопки «trigger», которая активирует функцию с любопытным названием «trigger/decoy».

Я предполагаю, что HD35 можно рассматривать как своего рода устройство-ловушку, которое отправляет соответствующие сигналы-подтверждения зарядному устройству, чтобы заставить его переключить выход на соответствующее напряжение. На фотографии, показанной на рисунке 6, четко обозначены все органы управления электронной нагрузкой HD35.

Рисунок 6. Органы управления электронной нагрузкой RD-HD35

Итак, длительное (2 секунды) нажатие кнопки «trigger» переключает устройство из режима по умолчанию (5 В) в режимы быстрой зарядки. На дисплее сначала должно появиться «-5.0», что указывает на то, что нагрузка находится в режиме QC 2.0. Красный светодиод мигает, и вы можете использовать кнопки «+» и /-/ для регулировки выходного напряжения зарядного устройства с шагом 5/9/12/15/20 В. Дальнейшие нажатия триггерной кнопки позволяют перейти в другие режимы, включая «АВТО». Этот режим позволяет определить, имеет ли зарядное устройство функцию быстрой зарядки, при этом обмен сообщениями может занять до 25 секунд.

Заключение

В общем, эта недорогая электронная USB-нагрузка достаточно функциональна и справляется со своими задачами.

Однако, когда дело доходит до отображения слов «Авто» или «OTP», то на лицо видно не корректное отображение буквы «t» на 7-сегментном дисплее. Также мне бы хотелось видеть более качественную маркировку на триггерной кнопке и более качественный 7-сегментный дисплеи для улучшения читаемости.

В общем, эта USB-загрузка делает то, что заявлено на упаковке. Недорогая по цене, но благодаря вентилятору может рассеивать высокую мощность в течение длительного времени. Максимальная потребляемая мощность составляет 35 Вт. При длительной работе на мощности в 30 Вт перегрева не наблюдается, поэтому можно сказать, что заявленная мощность соответствует реальной.

Можно с уверенностью сказать, что данная электронная нагрузка успешно справиться с проверкой большинства зарядных устройств, в том числе и умных.