Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik USB-Kabel Tester - was messen?


von Michael W. (michael_w459)


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Moin,

ihr kennt das Problem sicher: https://xkcd.com/1892/

Ich habe überlegt, einen kleinen USB-Tester zu bauen. Die einfachen 
Teile, die man bekommt, messen ja schonmal die Leitungen. Allerdings 
bleiben dann trotzdem oftmals Kabel, die nur langsam laden. Wie misst 
man sowas am besten? Reicht es da, den Widerstand zu ermitteln? Oder 
muss ich nennenswert Strom drauf legen, um den Effekt messbar zu machen?

Kennt jemand vielleicht sogar ein fertiges Gerät, was das kann?

Vielen Dank,
Michael.

von H. H. (Gast)


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Michael W. schrieb:
> Reicht es da, den Widerstand zu ermitteln?

Ja.

von Hoschti (Gast)


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Alle Pins sollten Durchgang haben und die Versorgungsleitungen sollten 
auch bei nennenswertem Strom keinen zu großen Spannungsabfall 
produzieren (--> niederohmig!)

von Michael W. (michael_w459)


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Alles klar. Dann mache ich mal eine manuelle Testreihe mit dem 
Multimeter und sehe dann weiter.

Gib't ne einfache Schaltung, um den Kabelwiderstand mit einer Referenz 
zu vergleichen um abhängig vom Widerstand einen LED-Balken entsprechend 
weit leuchten zu lassen? (Quasi ein digitales Drehspulinstrument)

von Walter T. (nicolas)


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Michael W. schrieb:
> (Quasi ein digitales Drehspulinstrument)

LM3914

Edit: LM3915 ist wahrscheinlich besser. Eine logarithmische Skala bei 
Kabelwiderständen ist bei diesen dünnen Leitungen wohl sinnvoller.

: Bearbeitet durch User
Beitrag #6895646 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Udo (Gast)


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Michael W. schrieb:
> Oder
> muss ich nennenswert Strom drauf legen, um den Effekt messbar zu machen?
>
> Kennt jemand vielleicht sogar ein fertiges Gerät, was das kann?

Dafür gibt es spezielle Messgeräte die den Widerstandswert unter "Last" 
(300mA) ermitteln, z.B. Benning IT101. Bleibt nur noch die Frage der 
Kontaktierung. Ist eigentlich für die Schutzleiterprüfung gedacht.

Gruß udo

von Jack V. (jackv)


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Udo schrieb:
> Dafür gibt es spezielle Messgeräte die den Widerstandswert unter "Last"
> (300mA) ermitteln, z.B. Benning IT101.

Einige der besseren „USB-Messgeräte“ haben auch ’ne entsprechende 
Funktion. Ist nur umständlich zu nutzen: Gerät an Energiequelle 
anschließen, in den entsprechenden Modus schalten und Taste drücken, 
anschließend Kabel zwischen Energiequelle und Gerät stecken und ablesen.

Ich finde die Idee, ein kleines Platinchen mit USB-A und 
Micro-USB-Anschluss nebeneinander, und einer einfachen Anzeige, welche 
Kontakte verbunden sind und welchen Widerstand die Versorgungsleitungen 
haben, gerade ziemlich gut. Zumindest bei USB2 ist’s ja noch recht 
übersichtlich mit den möglichen Belegungen … :)

von Andreas M. (andreas_m62)


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Take that:

https://joy-it.net/de/products/JT-AT34

Das klemmst du einfach zwischen USB-Buchse und USB-Gerät.
Damit kannst du Spannung und Strom und vieles anderes messen.

: Bearbeitet durch User
von Jack V. (jackv)


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Andreas M. schrieb:
> Damit kannst du Spannung und Strom und vieles anderes messen.

Ja, das meinte ich: das muss man umstecken, um den Kabelwiderstand zu 
bekommen. Zum schnellen Sortieren der Kabelbox ist das eher unhandlich.

Edit: nicht genau das, denn das Verlinkte hat keinen 
Micro-USB-Anschluss, so dass man es nicht ans andere Ende eines solchen 
Kabels hängen kann – die ich meinte, sehen aber ähnlich aus.

: Bearbeitet durch User
von Michael W. (michael_w459)


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> Dafür gibt es spezielle Messgeräte die den Widerstandswert unter "Last"
> (300mA) ermitteln, z.B. Benning IT101. Bleibt nur noch die Frage der
> Kontaktierung. Ist eigentlich für die Schutzleiterprüfung gedacht.

Macht es einen Unterschied, ob man den Widerstand unter Last oder ohne 
misst?

von Andreas M. (andreas_m62)


Angehängte Dateien:

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Jack V. schrieb:
> Andreas M. schrieb:
>> Damit kannst du Spannung und Strom und vieles anderes messen.
>
> Ja, das meinte ich: das muss man umstecken, um den Kabelwiderstand zu
> bekommen. Zum schnellen Sortieren der Kabelbox ist das eher unhandlich.
>
> Edit: nicht genau das, denn das Verlinkte hat keinen
> Micro-USB-Anschluss, so dass man es nicht ans andere Ende eines solchen
> Kabels hängen kann – die ich meinte, sehen aber ähnlich aus.

Du siehst doch mit dem Joy-IT den fließenden Strom,
den deine Geräte mit den zu testenden Kabeln verbrauchen
und kannst damit auf den Kabelwiderstand schlußfolgern

USB-Lader -> Joy-IT -> Testkabel -> Gerät

Übrigens zeigt er auch den Widerstand an.

: Bearbeitet durch User
von Harfner (Gast)


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USB-Kabel sind seit USB 3.0 nicht mehr zwingend einfache Drähte, 
jedenfalls wenn es ums Handy Laden geht. Lies Dich mal zum Thema USB 
Power delivery ein.
Vermutlich bist Du mit einem Joy-it oder ähnlichem vom freundlichen 
Chinesen am besten bedient.

von Jack V. (jackv)


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Andreas M. schrieb:
> Du siehst doch mit dem Joy-IT den fließenden Strom,
> den deine Geräte mit den zu testenden Kabeln verbrauchen
> und kannst damit auf den Kabelwiderstand schlußfolgern

Nur genau dann, wenn das Gerät ein genau definierter Widerstand ist. Bei 
allen anderen Sachen lässt sich aus dem fließenden Strom nur ableiten, 
welcher Strom fließt. Reale USB-Geräte sind beim Eingangswiderstand sehr 
flexibel.

Andreas M. schrieb:
> Übrigens zeigt er auch den Widerstand an.

Siehe oben: aus Spannung und Strom wird ein Widerstand errechnet. Der 
beinhaltet Kabel und Gerät – solange das Gerät nicht der oben erwähnte 
definierte Widerstand ist, sagt der angezeigte Wert so gar nix aus.

Falls du so einen Tester haben solltest, mach dir doch mal den Spaß, und 
beobachte den angezeigten Strom und den daraus errechneten Widerstand 
eine Weile – vielleicht wird das Problem damit dann deutlicher.

von Michael W. (michael_w459)


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> USB-Kabel sind seit USB 3.0 nicht mehr zwingend einfache Drähte,
> jedenfalls wenn es ums Handy Laden geht. Lies Dich mal zum Thema USB
> Power delivery ein.

Selbst hier habe ich typischer Weise 2 Szenarien: Netzteil und Gerät 
unterstützen PD. Dann werden höhere Leistungen einfach mit höherer 
Spannung übertragen, was bisher mit allen Kabeln funktioniert hat. Oder 
es kommt klassisches 5V-Laden zum Einsatz (z.B. B-auf-C Kabel). Dann 
gibt es bei der Messung kaum noch einen relevanten Unterschied, außer 
der Buchse/Belegung.

von Michael W. (michael_w459)


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Wie könnte ich denn einen relativ kleinen Widerstand recht präzise 
messen? An einem Spannungsteiler mit nur wenigen Ohm würde ja einiges an 
Leistung entstehen.

von Rainer S. (enevile) Benutzerseite


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Michael W. schrieb:
> Wie könnte ich denn einen relativ kleinen Widerstand recht präzise
> messen? An einem Spannungsteiler mit nur wenigen Ohm würde ja einiges an
> Leistung entstehen.

Mit einer Vierleitermessung und Mess-Kabel gleich lang und dick.
https://de.wikipedia.org/wiki/Vierleitermessung

: Bearbeitet durch User
von O H M (Gast)


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Hallo

Michael W. schrieb:
> Macht es einen Unterschied, ob man den Widerstand unter Last oder ohne
> misst?

In einer idealen Welt: Nein

In einen gut ausgestatteten Elektroniklabor (entsprechende Messgeräte) 
mit erfahrenen Nutzern(Welche wissen wie man richtig misst und die 
kleinen aber gemeinen Fallstricke kennen) : Nein

Beim "typischen" E-Technik Hobbyisten und "Halbgebildeten" USB Kabel 
Messenden Zeitgenossen?

Ja - denn auch schlechte USB Kabel haben Widerstände im Einstelligen 
(oder sogar darunter) Ohmbereich.
Diese zuverlässig mit einfachen DMM zu Messen ist schwierig (wenn einen 
die REL Methode bekannt ist und das DMM diese zur Verfügung stellt 
erhält man zumindest schon mal ansatzweise brauchbare Werte) bis 
unmöglich.
Hinzu kommen halt auch die Diversen Übergangswiderstände in der Praxis 
an den das USB Kabel nur zum Teil beteiligt ist -"Ausgelutsche Buchsen" 
usw.

Und bei relativ hohen Strömen und gleichzeitig geringen Spannungen (von 
der auch möglichst viel am Verbraucher ankommen muss - sonst dauert z.B. 
das Laden ewig, gibt es Fehlfunktionen und komische Fehler oder es 
funktiert ein gar nichts) fallen halt auch 100 Milliohm deutlich mehr 
ins Gewicht als bei der 19V Notebookversogung und den zugehörigen 
Notebook was auch mit 16V noch zuverlässig funktioniert...

von Walter T. (nicolas)


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Ich würde einfach eine Konstantstromquelle vorsehen und die Spannung 
darüber messen. Es geht ja nicht um den genauen Wert - eher die Dekade. 
Deswegen habe ich oben auch den logarithmischen Spannungsanzeiger 
vorgeschlagen.

von Markus (Gast)


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Das einzige mir bekannte USB-Kabeltestgerät:
https://evision-webshop.de/epages/e6077b56-ef34-48be-850f-07696838e42e.sf/de_DE/?ObjectPath=/Shops/e6077b56-ef34-48be-850f-07696838e42e/Products/TP800110

Liegt preislich geringfügig außerhalb des Hobbybereichs ;-)

von Andreas M. (andreas_m62)


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Jack V. schrieb:
> Andreas M. schrieb:
>> Du siehst doch mit dem Joy-IT den fließenden Strom,
>> den deine Geräte mit den zu testenden Kabeln verbrauchen
>> und kannst damit auf den Kabelwiderstand schlußfolgern
>
> Nur genau dann, wenn das Gerät ein genau definierter Widerstand ist. Bei
> allen anderen Sachen lässt sich aus dem fließenden Strom nur ableiten,
> welcher Strom fließt. Reale USB-Geräte sind beim Eingangswiderstand sehr
> flexibel.

Das Gerät ist doch bei seinen Messungen jedesmal das Selbe, also eine 
Konstante.
Den Unterschied im Stromfluss bringen die unterschiedlichen USB-Kabel,
die er ja testen will.
Auf den realen Strom- bzw. Widerstandswert kommt es doch gar nicht an.
Es geht nur um eine Schlecht-/Besser-/Gut-/Sehr gut-Aussage.

von Unlis (Gast)


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Ich nehme einfach immer die einem Geraet beiliegenden Kabel.
Ein USB-DVD-Brenner hat z.B. ein relativ dickes Kabel.
Mann ahnt warum.

Und um die fuer die Datenuebertragung relevanten Kennwerte
zu ermitteln, muesste mann wohl ein Impedanzmessgeraet bis
250 oder sogar 500 MHz kombiniert mit einem TDR entwickeln.
Das ist fuer den Hobbybereich voellig unrealistisch.

Der A*uinobastler benutzt USB-Kabel ohnehin nur zut Spannungsversorgung.
Die Chinesen sind da schlauer. Die verkaufen USB-Netzteile
einfach mit einer Spannung von 6 V. So stoeren die duerren
"Einzeladern" nicht so sehr.

von Andreas M. (andreas_m62)


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Unlis schrieb:
> Ich nehme einfach immer die einem Geraet beiliegenden Kabel.
> Ein USB-DVD-Brenner hat z.B. ein relativ dickes Kabel.
> Mann ahnt warum.

Die sind meistens auch noch sehr kurz.
Damit kommst du im Auto nicht vom Zigarrenanzünder bis zur
Handyhalterung um dort das Gerät aufzuladen.

Solche USB-Kabel, die man oft benutzt und ansteckt,
gehen schnell kaputt.

von Jack V. (jackv)


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Andreas M. schrieb:
> Das Gerät ist doch bei seinen Messungen jedesmal das Selbe, also eine
> Konstante.

Hm. Schonmal den Verlauf des Stroms eines typischen USB-befeuerten 
Devices betrachtet? Eine Konstante wär’s nur, wenn es eben der besagte 
Widerstand ist. Ansonsten wüsste ich aus dem Kopf kein einziges Gerät, 
das in jedem Betriebszustand die gleiche Stromaufnahme hätte, so dass 
sich damit Kabel vergleichen ließen. Falls es welche geben sollte, bitte 
benennen – in dem Fall kann man es natürlich anstelle des Widerstandes 
nutzen.

Andreas M. schrieb:
> Auf den realen Strom- bzw. Widerstandswert kommt es doch gar nicht an.
> Es geht nur um eine Schlecht-/Besser-/Gut-/Sehr gut-Aussage.

Was ist mit dem einen Kabel, das an dem einen Gerät eine 
unterdurchschnittliche Performance zeigt, an dem anderen Gerät aber für 
die kürzesten Ladezeiten erreicht? Und dem anderen, dass es genau 
umgekehrt macht? Und ob die Datenleitungen angeschlossen sind, ist damit 
auch noch nicht geklärt.

von Andreas M. (andreas_m62)


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Jack V. schrieb:
> Schonmal den Verlauf des Stroms eines typischen USB-befeuerten
> Devices betrachtet? Eine Konstante wär’s nur, wenn es eben der besagte
> Widerstand ist. Ansonsten wüsste ich aus dem Kopf kein einziges Gerät,
> das in jedem Betriebszustand die gleiche Stromaufnahme hätte, so dass
> sich damit Kabel vergleichen ließen.

Er soll ja beim Testen der verschiedenen Kabel keine stundenlangen 
Unterbrechungen machen. Wenn er als Endgerät ein ausgeschaltetes Handy 
nimmt,
gibt es dabei auch nicht so viele verschiedene Betriebszustände.

: Bearbeitet durch User
von Jack V. (jackv)


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Andreas M. schrieb:
> Wenn er als Endgerät ein ausgeschaltetes Handy
> nimmt,kann er mit einem einzigen Kabel sehr viele verschiedene 
„Ergebnisse“ haben. Einfach mal probieren.

von Michael W. (michael_w459)


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Jack V. schrieb:
> Andreas M. schrieb:
>> Wenn er als Endgerät ein ausgeschaltetes Handy
>> nimmt,
>
> … kann er mit einem einzigen Kabel sehr viele verschiedene
> „Ergebnisse“ haben. Einfach mal probieren.

Ich habe ja extra deswegen gefragt, weil ich nicht undefiniert mit dem 
Handy messen will. Mit einem Handy kann ich ja auch nur relative 
Aussagen treffen (Kabel A ist besser/schlechter als Kabel B).

Es kommt ja auch immer wieder vor, dass man ein neues USB-Kabel in der 
Hand hat und die Ergebnisse sollen halbwegs vergleichbar sein.

Ich stehe noch vor der Frage, ob es einen Unterschied macht, mit oder 
ohne Last zu messen.

von Walter T. (nicolas)


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Wenn Dich der Spannungsabfall bei 500 mA Ladestrom interessiert, würde 
ich den Widerstand als Spannungsabfall bei 500 mA Strom messen.

: Bearbeitet durch User
von Michael W. (michael_w459)


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Walter T. schrieb:
> Wenn Dich der Spannungsabfall bei 500 mA Ladestrom interessiert, würde
> ich den Widerstand als Spannungsabfall bei 500 mA Strom messen.

Erscheint sinnvoll, insbesondere, da es eine einfache Art zu sein 
scheint, kleine Widerstände recht genau zu messen. Habe gerade 
[https://www.doerfler-elektronik.de/007-tt-messen-kleiner-widerstnde] 
gelesen und verstehe nun auch die Ausführung von "O H M (Gast)" weiter 
oben.

So langsam entsteht eine Idee, wie das ganze Aussehen könnte:

- Netzteil mit >1A und >5V
- Spannungsregler mit relativ präzisen 5V und >1A
- Konstantstromquelle 1A
- kleine Spannungsanzeige des Resultats
- + 2 LEDs zur Prüfung, ob die Datenleitungen durchgeschaltet sind.

Klingt das plausibel?

Vielen Dank,
Michael.

Edit: vielleicht wäre es besser, Vin und Vout zu vergleichen und das 
Delta absolut anzuzeigen. Dann hängt das nicht von der Genauigkeit des 
Spannungswandlers ab, bzw. kann man den auch weglassen. Ginge das rel. 
einfach?

: Bearbeitet durch User
von nurmal so (Gast)


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vielleicht ist dass hier etwas?
https://github.com/davedarko/USB-Cable-Tester

von nurmal so (Gast)


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