Re: Napití USB-C

Neděle Červenec 31 18:03:38 CEST 2022

Též děkuji za podrobnosti z historie.

Nakonec to vlastně dobře dopadlo. Konektor má sice asi milion pinů, 
protože umí paralelně USB 2 a 3, k tomu i HDMI+audio a snad i ethernet. 
A přes to všechno, když dojde na návrh DPS, může být padů třeba jen 6, 
když chci jen zdroj a přitom i bez USB dat můžu použít všechny výhody 
toho C napájení. Teda pokud to zdroj umožňuje... Akorát je vopruz, že je 
k tomu potřeba nejen specializovanej šváb, ale ještě k němu procesor, co 
mu řekne, kolik chci. Na druhou stranu, výměnou za ten vopruz dostanu 
kolik chci, jak U tak I a po celkem malých krocích.

Jinak teda původním cílem dotazu bylo zjistit, co můžu očekávat od běžně 
dostupných C zažízení schopných napájení. Kromě notebooku, zdroje k 
nabíjení telefonů a telefonů s OTG, jsem ještě zapomněl na powerbanky.

Zatím uvažované aplikace:
- USB lampička s LED páskem na 12 V
- Nabíjení kondenzátorů do railgunu - bylo by super, kdyby z mobilu šlo 
aspoň 12 V.
- Regulovatelný zdroj

PH

Dne 30.07.2022 v 17:55 Petr Labaj napsal(a):
> Velice děkuji za dobrý popis špatného stavu.
> Hned si ho jdu uložit do archívu.
>
> Ještě jednou díky.
>
> PL
>
> ***********************
>
> Dne 30.7.2022 v 17:44 Jan Waclawek napsal(a):
>> Ja som posledny kto by to chcel obhajovat, ale pokusim sa vysvetlit z
>> historickeho pohladu.
>>
>> Zacnime tym, ze historia USB je historiou nie najlepsie napisanych
>> standardov, ktore boli takmer vzdy obratom ignorovane.
>>
>> Povodny model bol, ze napaja sa zhora nadol (od hostov k device,
>> predpokladam znalost hierarchie v USB vratane nomenklatury ktora je 
>> podla
>> horeuvedenej zasady zle definovana a rozsiahlo ignorovana) kazde
>> zariadenie berie pocas enumeracie 100mA, pravdivo oznami svoju ocakavanu
>> maximalnu spotrebu, z coho host urobi patricne vypocty (zahrnujuc
>> vlastnosti hubov v ceste) a zariadeniu podla toho moze odmietnut
>> enumeraciu, taketo zariadenie nesmie prejst do rezimu s vyssou 
>> spotrebou.
>> Ak host chce, moze cast stromu dat do stavu suspend, ked ma byt spotreba
>> vsetkych device v ceste drasticky obmedzena (nemam chut hladat, presne
>> ako). Huby maju vediet detekovat nadprud a selektivne za/vypinat porty
>> (self-powered by mali, bus-powered musia), a mali by to indikovat
>> predpisanym indikacnym svetlom (a nie, modra tam nie je). Z tohoto
>> vsetkeho su vypocitane pozadovane vlastnosti prepajacich kablov.
>>
>> Na toto vsetko - a to doslova vsetko - sa takmer hned od zaciatku 
>> rozsiahlo
>> kaslalo najma pod heslom "ono to funguje". Dokazom je, ze kazdy z nas 
>> sa s
>> tym stretol a mnohi z nas toto "kaslanie" v nejakej podobe bezne 
>> vyuzivaju.
>>
>> Oficialne stanovisko USB specifikacie vzdy bolo, ze ak zariadenie 
>> potrebuje
>> viac stavy nez kolko mu je pridelene, ma sa o to postarat nejako same
>> (t.j. ma mat vlastny zdroj). A kupodivu pomerne rychlo sa objavilo aj
>> dokonale korektne riesenie problemu, ze niektore zariadenia (napr. 
>> externy
>> disk, alebo tlaciaren) maju notoricky vacsiu spotrebu, pritom vsak 
>> nie je
>> prilis velka a je vhodne pre ne nemat dalsi kabel a extra zdroj. 
>> Bohuzial,
>> to riesenie https://en.wikipedia.org/wiki/PoweredUSB (v podobe
>> "rozsireneho" konektora) bolo obmedzene patentom IBM a do oficialneho 
>> USB
>> sa nedostalo - ostatni clenovia konzorcia sa bud s IBM nevedeli 
>> dohodnut,
>> alebo v tom case este nevideli dovod na riesenie napajania, napokon, 
>> bezne
>> na USB existovali vtedy len mysi, klavesnice a zvukovky.
>>
>> Potom prisla potreba mensich konektorov. miniB bolo fajn, ale 
>> bohuzial sa
>> presadil mechanicky aj elektricky mizerny mikroB.
>>
>> Potom prislo OTG, tlacene najma zo strany vyrobcov fotoaparatov a
>> tlaciarni, ktori su notoricky znami tym, ze sa snazia veci robit co
>> najsvojskejsie a podla moznosti klast vsetkym ostatnym prekazky.
>> Kazdopadne to prinieslo sadu dalsich konektorov (AB komba), potrebu
>> jedneho identifikacneho signalu naviac (tu je pociatok toho ze "moze 
>> sa ku
>> klasickym 4 signalom pridat dalsi"), sadu kablov ktore nikto nevie 
>> rozozna
>> a nikto poriadne nepouziva, a sadu pravidiel, ktore kazdy podla dobrej
>> tradicie veselo porusuje. Ale prinieslo to aj dalsi problem, a to ako
>> rozhodnut, ze kto je napajaci a kto napajany. Pretoze s OTG sa bura
>> klasicka hierarcha host-device, kedze sa roly mozu podla potreby 
>> otocit, a
>> rola v napajacej hierarichii uz nemusi prirodzene zodpovedat roli v
>> "datovej" hierarchii. Vysledkom su protokoly ADP/SRP/HNP definovane v 
>> OTG
>> dodatku k USB2.0, pomocou ktorych si OTG par dohaduje tieto roly
>> signalizaciou jednak na VBUS (tj. +) vodici a druhak na D+ vodici pocas
>> nadvazovania spojenia.
>>
>> Uz toto bolo dost nechutne.
>>
>> Potom prisla era mobilov a tabletov a s nimi nabijacky. Cielom bolo
>> pretlacit viac nez oficialnych 500mA (ktore napokon oficialne vyzadovali
>> enumeraciu, ale na toto uz v tomto okamihu bolo univerzalne 
>> zabudnute). To
>> prinieslo doslova zaplavu pomerne improvizovanych rieseni vo forme rozne
>> zapojenych odporov roznych hodnot medzi D+ a D-, co potom vyustilo v
>> oficialnu tzv. Battery Charging specifikaciu, ktora znova bola vselijako
>> porusovana. Pred par rokmi som sa snazil nieco v tejto oblasti riesit,
>> ostali mi mimoriadne traumaticke spomienky a mam kdesi odlozene 
>> tabulky a
>> nakresy atd. a najma pocit odporu k celej tejto oblasti.
>>
>> Potom prislo Super Speed (co si mnohi mylia s USB3.x, rovnako ako FS si
>> mylia s USB 2.x) a s nim dalsia hromada divnych konektorov a kablov (a
>> mimochodom, v relativnej tichosti zdvihnuty "defaultny" prudovy limit na
>> 900mA - no ano, SS prislo najma kvoli diskom).
>>
>> V tomto okamihu uz tych signalov bolo dost vela, a ten SS mikro B 
>> konektor
>> je fakt dost nanic, takze pomerne pochopitelne sa prebral navrh od Apple
>> (hoci Apple charakteristicky okamzite zacalo robit veci po svojom, ako
>> vzdy) urobit konektor pre tu cast obyvatelstva ktori dusevne nezvladaju
>> princip "logom hore" prip. "ak to tam nejde vsunut tak otoc" 
>> nedajboze "ak
>> sa pozries tak je vidiet ktora strana je uzsia". S tym prisla aj potreba
>> detekovat, ako je ten konektor otoceny, a ked su tam uz kvoli tomu dva
>> piny (ktore mimochodom aj detekuju, o ktory z asi osemtisic variant 
>> kabla
>> ide, co vyrobcovia kablov z dalekeho vychodu samozrejme tiez veselo
>> ignoruju), tak preco ich nevyuzit na komunikaciu na temu napajania.
>> Napokon, uz si chceme vypytat aj nieco viac nez 5V a to nie je dobre
>> nechat na nieco ako odporovo-kondenzatorovy delic.
>>
>> Na druhej strane, ta komunikacia je o nieco jednoduchsia ako samotne 
>> USB.
>> ST predtym, ako prisli s radom 'G0 ktory ma Power Delivery zabudovany,
>> malo nejake riesenie (v podobe rozsirenia k nejakemu Nucleo) ktore 
>> myslim
>> ze bolo pasivne a cela komunikacia sa riesila v nejakom 'F0 softwarom.
>>
>> Nie som v tejto oblasti expert a urcite som aj na vela veci zabudol.
>>
>> wek
>>
>>
>> ----- Original Message ---------------
>>
>> Subject: Re: Napití USB-C
>>     From: Petr Labaj <labaj na volny.cz>
>>     Date: Sat, 30 Jul 2022 16:29:46 +0200
>>       To: hw-list na list.hw.cz
>>
>> Děkuji pěkně za informace. I kdyľ nepříjemné.
>> Roząlapal jste mi bábovičky. :-(
>>
>> Já si dlouhodobě myslím (podle vnějąích projevů, bez znalosti 
>> podrobností),
>> ľe v napájení po USB-C  je pěkný bordel.
>> Zatím jsem si myslel, ľe je to třeba jen přechodný stav, něco jako 
>> poporodní
>> bolesti, a časem se do toho zavede pořádek.
>> Ale pokud je na to třeba jiné piny (proč?) a specializované chipy
>> (proč?), tak
>> je moje skepse jeątě hlubąí.
>>
>> Jinde počet vodičů sniľují na nezbytné minimum (např. Xbase-T1, kde po
>> 2 drátech poąlu duplexní data i napájení), a tady se kvůli nějakému 
>> datovému
>> dohadování zavedou dráty navíc.
>>
>> Prostě mizernej den. Furt chčije a rajčata děsně praskají. A napájení 
>> přes
>> USB-C je jeątě horąí, neľ jsme doufali.
>>
>> PL
>>
>> **********************
>>
>> Dne 30.7.2022 v 16:14 Jan Waclawek napsal(a):
>>>> To vyjednávání o napětí a proudu běµí zřejmě na nějakých vy±±ích
>>>> vrstvách USB, ne?
>>> Nie. Je to tzv. Power Delivery (USBC-PD) protokol, ktory bezi na inych
>>> vodicoch nez USB. Je to po vsetkych strankach uplne iny protokol nez 
>>> USB,
>>> spolocny maju len ten vonkajsi obal kabla.
>>>
>>>> Tak bych skoro čekal, µe se na tohle téma objeví nějaké open-source
>>>> projekty pro nějaká ta lep±í "Arduina", co mají nativní USB (třeba
>>>> Blue-pill nebo Arduino Due).
>>> Nejake open-source implementacie su. Ale cely ten protokol je nechutne
>>> zlozity. Vlastne, zle som to povedal - on nie je ani nejako zvlast
>>> zlozity, ale je nechutne rozsiahly, s nechutne roztahanou 
>>> dokumentaciou.
>>>
>>> Z toho potom vyplyva existencia jednoucelovych cipov, ktore 
>>> implementuju PD
>>> a napr. na zaklade nejakeho nastavenia ich pinov nutia pripojeny 
>>> zdroj do
>>> nejakeho konkretneho napatia. Dost sa to charakterom podoba napr. na
>>> USB-COM prevodniky.
>>>
>>>> Ten zdroj zřejmě má nějakou tabulku parametrů, co zvládne, a tu by 
>>>> mohl
>>>> umět reportovat.
>>> Tak ja neviem. Je ta slovencina naozaj taka nezrozumitelna?
>>> https://list.hw.cz/pipermail/hw-list/2022-July/553117.html