Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Laden ueber USB mit >500mA


von Holler (Gast)


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Allgemein bekannt darf ein USB-Port nur mit 500mA belastet werden, und 
auch nur, wenn sich der Slave angemeldet hat. Sonst nur 100mA.

Für Ladezwecke geht wesentlich mehr, Apple z.B. hat bei Ladegeräten in 
der Vergangenheit die Datenleitungen D+ / D- mit einem Spannungsteiler 
versehen: das Gerät konnte so 1A und mehr ziehen.

Mich interessiert jedoch außschliesslich das Laden bzw möglicher 
Stromfluss während aktiver Datenverbindung. Nicht am PC, sondern eines 
embedded Systems, was den Strom als Master zur Verfügung stellt.

Frage: geht da mehr als 500mA mit USB2.0? Bei USB3.0 soll bis 900mA 
möglich sein, kenne aber die Randbedingungen nicht und mein Gerät wird 
3.0 nicht unterstützen.

Dann gibt es die Charging Specification 1.2:
http://www.usb.org/developers/devclass_docs/BCv1.2_070312.zip

Kennt die jemand aus der Praxis oder sind darüber hinaus irgendwelche 
etablierten de-facto- Standards - ähnlich den Potentialen auf den 
Datenleitungen - üblich um höherere Stromtragfähigkeit zu kennzeichnen?

von (prx) A. K. (prx)


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Holler schrieb:
> Kennt die jemand aus der Praxis oder sind darüber hinaus irgendwelche
> etablierten de-facto- Standards - ähnlich den Potentialen auf den
> Datenleitungen - üblich um höherere Stromtragfähigkeit zu kennzeichnen?

Einen kenne ich. Nennt sich "LMAA - ich nehme mir was ich brauche" und 
wird routinemässig von startenden 2,5er USB-HDDs verwendet. Als 
Feigenblatt spendiert man ein Y-Kabel.

von Holler (Gast)


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Du meinst das Götz-Zitat?
Mag bei Platten Standard sein, möchte aber eher Smartphones und Tabletts 
zur Deckung ihres Betriebs- und Ladestroms animieren.

von (prx) A. K. (prx)


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Der Android-Quellcode ist öffentlich, jedenfals der vom Grundsystem. Mit 
etwas Glück ist der Code der Ladestromsteuerung dort enthalten. Den 
änderst du passend ab, programmierst dein Handy damit, und schon gehts.

von FF (Gast)


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Schreib doch bitte einfach was du genau erreichen willst. Oder ist das 
ein Geheimnis?

Wenn dein Embedded-System der Master ist, dann kannst du natürlich so 
viel Strom liefern wie du möchtest (und die USB-Buchse aushält). Das 
angeschlossene Gerät muss dann natürlich auch entsprechend Strom ziehen. 
Bei Android kannst du, wie oben geschrieben, den Kernel patchen. Aber 
für genauere Infos sind halt mehr Details nötig.

von Bonz, Prass & Prozz (Gast)


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Wenn man das Embedded System und den anzuschliessenden Slave selber baut 
kann man die Spannung auch auf 24V erhoehen und 10A drueber lassen. 
Soviel, bis das Kabel weich wird.
Also was soll das Ganze ?

von Michael (Gast)


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Holler schrieb:
> Allgemein bekannt darf ein USB-Port nur mit 500mA belastet werden, und
> auch nur, wenn sich der Slave angemeldet hat. Sonst nur 100mA.

Auch nur wenn der USB-Controller das zusichert. Ansonsten kann er das 
Device auch kicken, falls er Lust hat. Macht aber kaum einer.

Holler schrieb:
> Für Ladezwecke geht wesentlich mehr, Apple z.B. hat bei Ladegeräten in
> der Vergangenheit die Datenleitungen D+ / D- mit einem Spannungsteiler
> versehen: das Gerät konnte so 1A und mehr ziehen.

Nein nein nein. Es ist kein Spannungsteiler. Das sind 2 
Pullup-Widerstände die das Gerät in den "Lademodus" versetzen. Ohne 
diese beiden Widerstände an D+ und D- lädt das iGerät einfach nicht. 
Entweder Datenverkehr (=am PC angeschlossen) oder Pullups (=an reines 
Ladegerät angeschlossen). Ohne Pullup nix los. Ein Spannungsteiler 
ergäbe keinerlei Sinn und ist darum auch nicht verbaut. Wozu sollte 
man auch die Spannung reduzieren wenn man so und so schon zu wenig 
Leistung durchbekommt. P = U*I, für maximales P also U und I so maximal 
wie möglich.

Holler schrieb:
> Mich interessiert jedoch außschliesslich das Laden bzw möglicher
> Stromfluss während aktiver Datenverbindung.

Siehe USB Spezifikationen.

Holler schrieb:
> Nicht am PC, sondern eines
> embedded Systems, was den Strom als Master zur Verfügung stellt.

Ist egal ob der Host ein PC oder ein embedded System ist. Host ist Host 
und wenn er sich USB x.x nennen will, dann müsste er sich streng 
genommen an die Spezifikationen halten.

Holler schrieb:
> Frage: geht da mehr als 500mA mit USB2.0? Bei USB3.0 soll bis 900mA
> möglich sein, kenne aber die Randbedingungen nicht und mein Gerät wird
> 3.0 nicht unterstützen.

Laut Spezifikation nein, ob du dich dran halten willst, das ist deine 
Sache.

FF schrieb:
> Wenn dein Embedded-System der Master ist, dann kannst du natürlich so
> viel Strom liefern wie du möchtest (und die USB-Buchse aushält). Das
> angeschlossene Gerät muss dann natürlich auch entsprechend Strom ziehen.

Das ist dann aber kein USB nach Spezifikation mehr.

Bonz, Prass & Prozz schrieb:
> Wenn man das Embedded System und den anzuschliessenden Slave selber baut
> kann man die Spannung auch auf 24V erhoehen und 10A drueber lassen.
> Soviel, bis das Kabel weich wird.
> Also was soll das Ganze ?

Dito - kein USB mehr.










Im übrigen zum Thema Apple: Die machen das ganz geschickt eigentlich. 
Die interessieren sich nämlich einfach kein Stück weit für den 
USB-Standart. Apple behauptet das auch in keinster Weise. Ich hab noch 
nie bei Apple irgendwas zum Thema USB1.0, USB1.1, USB2.0 oder USB3.0 bei 
iPhone, iPod oder iPad gelesen. Das höchste der Gefühle ist, dass sie 
ein USB2.0 Kabel verkaufen, was aber noch lange nicht heißt, dass das 
Gerät diesen Standart verwendet ... gut gemacht eigentlich

von Holler (Gast)


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Damit ich nicht falsch verstanden werde: ich kann in meinem als 
USB-Master laufendem Steuergerät nahezu beliebig viel Strom 
bereitstellen (der interne Akku hat sehr viele Amperestunden), aktuell 
habe ich die Strombegrenzung auf 2A eingestellt: nur nehmen die 
angeschlossenen Slaves i.d.R. nur 500mA auf.

Für ein Smartphone als Slave in Betrieb reicht das gerade aus, nur der 
Akku wird nicht voller.

Wenn ich die Posts hier richtig verstehe geht das auch nicht anders. 
Oder vielleicht doch?

Wie gesagt, habe kein Problem damit die USB-Spec zu missachten, aber was 
muss ich tun damit ein Smartphone oder Tablett als USB-Slave mehr Strom 
zieht und seinen leeren Akku in endlicher Zeit nachläd?

von (prx) A. K. (prx)


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Holler schrieb:
> Wenn ich die Posts hier richtig verstehe geht das auch nicht anders.

Korrekt. Das Phone entscheidet, wieviel es zieht. Und da es den USB-Host 
nicht als Ladegerät ansieht beschränkt es sich auf 500mA. Die 
Mechanismen, die nötig sind, um den Host als Ladegerät zu betrachten, 
könnten mit der Funktion als USB-Host kollidieren.

Um das zu ändern musst du also die Firmware im Phone modifizieren.

von FF (Gast)


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Holler schrieb:
> Strombegrenzung auf 2A eingestellt: nur nehmen die
> angeschlossenen Slaves i.d.R. nur 500mA auf.

Und verhalten sich damit korrekt.

> Wenn ich die Posts hier richtig verstehe geht das auch nicht anders.
> Oder vielleicht doch?

Der Slave entscheidet wie viel er zieht. Hier kannst du ansetzen.

> Wie gesagt, habe kein Problem damit die USB-Spec zu missachten, aber was
> muss ich tun damit ein Smartphone oder Tablett als USB-Slave mehr Strom
> zieht und seinen leeren Akku in endlicher Zeit nachläd?

Wie oben schon geschrieben: mit der Geheimniskrämerei aufhören. Sag doch 
einfach worum es geht! iPad, Samsung Galaxy mit Android, “Alles“,... Bei 
Android ist es wie gesagt mit einem gepatchten Kernel möglich.

von Hannes J. (pnuebergang)


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Es gibt mindestens drei Gruppen von Standards wie das geht:

1) Der ganze proprietäre Apple-Scheiß. Zumindest für ältere Apple-Geräte 
sind die magischen Widerstands-Kombinationen/Spannungen bekannt. Für 
neuere Geräte verdongelt Apple alles und lizenziert nur an auswählte 
Firmen, die sich bis ins Detail Apples Diktat unterwerfen müssen.

2) Der USB-Standard zum Laden über USB, oben schon zitiert.

3) Der Chinesische Standard YD/T 1591-2006

2) und 3) können im speziellen Lademodus keine zusätzlichen Daten 
übertragen, da D+ und D- in beiden Fällen kurzgeschlossen sein müssen, 
damit das Gerät erkennt, dass es >500 mA ziehen darf.

von Holler (Gast)


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Danke an Hannes Jaeger, hatte auch schon befürchtet, dass im regulären 
Betrieb kein Slave mehr als 500mA zieht.

Um eine eindere Frage zu beantworten: die iPads, Androids, Symbians, 
Win-Mobiles will ich Anschluß gewähren, ohne mich dabei festzulegen.

Der von mir konstruierte Master der den Strom bereitstellt läuft unter 
keinem der o.g. OS, da habe ich auch vollen Zugriff drauf.

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