Cables USB ... ¿Por qué algunos de ellos son malos para Raspberry Pi?

Ayer compré otro Raspberry Pi e instalé Rasplex en él. Mientras usaba Rasplex, obtuve este cuadrado de color en la esquina superior derecha, lo que indica que la energía suministrada a mi Raspberry Pi no es suficiente, aunque estaba usando una fuente de alimentación Anker, 36 vatios , que se supone que es más que suficiente.

Con algo de experimentación, descubrí que de algunos cables Micro-USB, algunos tenían este problema y otros no. Luego encontré algunos foros que confirman que los cables USB pueden ser la causa del problema. En este momento estoy usando un cable Nokia original, y funciona bien.

Mis preguntas:

1. ¿Cómo importa técnicamente un cable aquí? ¿Es que su resistencia es demasiado alta como para que ocurra una fuerte caída de voltaje? Si ese es el caso, ¿por qué los fabricantes no pueden solucionar este problema? ¿Qué tan difícil puede ser?

2. ¿Cómo puedo saber si un cable USB es bueno antes de probarlo con mi Raspberry Pi? ¿Hay alguna forma específica de probarlo? ¿Qué pasa con otros cables USB, como Mini-USB? ¿Puedo medir algo de resistencia o capacitancia allí para resolverlo?

Todo en venta está construido a un precio.

El fabricante quiere obtener ganancias.

No es necesario que muchos cables USB transporten más de una fracción de un amplificador, por lo que se construirán con un cable delgado. El cable delgado es más barato y más liviano que el cable ligeramente más grueso. Todas las demás cosas, siendo igual de delgado, el cable tiene una mayor resistencia y puede transportar menos corriente y caerá más voltios.

Los cables marcan la diferencia una vez que comienza a extraer cientos de mA o varios A.

A menudo puede decir cuánta corriente puede transportar un cable simplemente por su apariencia. Cualquier cosa gruesa y rígida es buena, delgada y demasiado flexible puede causar problemas. Mira estas fotos para ver de qué estoy hablando:

VS

La longitud del cable también tiene un efecto similar: los cables más cortos son mucho mejores para un alto consumo de corriente en comparación con los más largos.

Cosas populares como la Raspberry Pi se rodean de mitos urbanos. Uno de ellos es el cable USB Mito.

Eso no quiere decir que haya algo de verdad, generalmente la hay, pero la gente saca conclusiones precipitadas.

1. USB2 se especifica para suministrar 500 mA máx.
2. La alimentación USB es de 5V ± 0.25V

Para permanecer en la especificación, debe haber una caída de menos de 0.25V, que corresponde a una resistencia de bucle de 0.5Ω.

Es posible medir bajas resistencias, pero no es sencillo. Existe el problema de hacer contacto con los conectores pequeños. Luego, medir de manera confiable sin resistencia de contacto. En la práctica, es necesario un equipo de prueba que alimente la corriente a través del cable y la medición de la caída de voltaje a través del cable.

En la práctica, es mucho más fácil medir el voltaje en el extremo Pi. Esta no es toda la historia, ya que lo ideal es medir el voltaje en el extremo del suministro.

Hay factores de confusión.

El Pi y muchos teléfonos inteligentes modernos están diseñados para generar más corriente que el máximo de 500 mA. Los fabricantes de teléfonos pueden suministrar cargadores de mayor corriente, ya sea por medios no estándar o adoptando la nueva especificación del cargador USB, que permite corrientes más altas, pero permite que el voltaje caiga a 3.6V. Estos están bien para cargar teléfonos inteligentes, pero NO para dispositivos sensibles al voltaje como el Pi. (Sospecho que el cargador de referencia es uno de esos).

Los conectores microUSB se dañan fácilmente. El ambiente típico en el que los usan los jóvenes es propicio para tal daño. Esto conduce a un contacto deficiente o poco confiable y a una posible caída de voltaje.

El uso de un cable de datos USB2 anterior, particularmente uno que no esté diseñado para cargar, puede causar problemas. Si esto se combina con un cargador inadecuado, el problema se agrava.

Reitero la respuesta de @ joan, pero el problema que tiene no es algo que pueda evitarse simplemente mirando el paquete, sino como una evaluación del cuidado que el fabricante habría tenido al producirlo (el país de origen puede tener algo relacionado con esto! 8-))

Es posible que pueda medir la resistencia de cada contacto en el cable de un conector a otro (si los dos cables que llevan el suministro {el par externo en un conector USB estándar} tienen la misma resistencia que la "caída de voltaje" en los voltios que obtienes serán el doble de esa resistencia en ohmios multiplicada por la corriente en amperios), pero tendrías que abrir el empaque minorista y tener un medio para hacer contacto de manera confiable. No puedo ver que un minorista realmente quiera permitirte que rasgues abrir la caja en su lugar de trabajo - y las sondas en el promedio D iGITAL M en última M eter son un poco grande para hacer contacto con los terminales en, al menos, el conector micro-USB. Un pensamiento es que se puede usar con un iPad de Apple u otras tabletaspueden ser más propensos a tener el grosor del cable necesario, ya que se "conocen" a necesitar suministros de alta corriente - acaba de llegar a pagar para que la marca!

Podría ser posible obtener un reembolso de su proveedor dependiendo de dónde se encuentre en el mundo, por ejemplo, en el Reino Unido, tenemos esta legislación conocida como la Ley de venta de bienes que puede ofrecerle la oportunidad de obtener una recompensa de una empresa que vende es algo que no es adecuado para el propósito para el que está destinado : ¡solo tendrá que ser capaz de demostrar que su uso previsto es razonable, pero lograr que el proveedor lo vea puede suponer un desafío para algunos valores de "proveedor"!

Editar: Acabo de señalar que se refirió al "cuadro de advertencia de bajo voltaje", que es una característica de los modelos posteriores (Pi + y Pi2) que entiendo que tienen requisitos de corriente mejores (más bajos) que los originales. Entonces, si un cable no es lo suficientemente bueno para esos modelos posteriores, es aún menos probable que sea seguro para los modelos anteriores sin esa advertencia.

También está el problema de la longitud del cable. Uno de mis cables entrega 1.5 A, mientras que un cable similar que es el doble de largo entrega solo 0.7 A. Más longitud significa más resistencia interna, por lo tanto, se entrega una menor cantidad de Ampères.

Para responder realmente el punto 2 de la pregunta: ¡solo lea la especificación del cable!

La resistencia es proporcional a la longitud del conductor, la conductividad del material y el diámetro del conductor. Dado que la corriente que proporciona nuestra fuente de alimentación debe ser DC-ish, no debemos preocuparnos por el efecto de la piel. Eso también significa que no tenemos que preocuparnos mucho por la capacitancia y la inductancia del cable.

La conductividad del material a menudo será fija, ya que los cables generalmente deben ser de cobre.
Como muchos otros han notado, la longitud debe ser lo más corta posible.

Eso nos deja con el diámetro.
A menudo está escrito en el cable. La cubierta externa del cable tendrá inscripciones y, por lo general, verá clasificaciones de temperatura y voltaje, material aislante, etc., cosas que muchas personas no se molestan en leer.

Entre esas cosas, verá la descripción de los cables reales utilizados dentro de un cable más grande. Por ejemplo, un cable que tengo dice 28AGW / 1P 28AWG / 2C.
Esto significa que internamente, el cable tiene un par trenzado de 28 AWG y dos conductores de 28 AWG. El AWG significa American Wire Gauge. Con AWG, cuanto mayor sea el número, más delgado es el cable que obtienes.
Por lo tanto, debe buscar un cable que tenga un número de AWG bajo para la parte / 2C. Por ejemplo, puede ver 26AWG / 1P 24AWG / 2C o tal vez incluso 24AWG / 1P 20AWG / 2C (no he visto esos cables micro USB, pero he escuchado leyendas sobre ellos).

Es una pena que los cables USB usualmente brinden poca información sobre la calidad de los conectores utilizados, ya que también tendrán algún impacto en la resistencia del cable.

Otro truco, que está indirectamente relacionado con el cable, es leer cuidadosamente las especificaciones de la fuente de alimentación. Las fuentes de alimentación USB generalmente serán de 5 V nominales, ya que el USB anterior espera 5.00 V ± 0.25 V. Lo que hacen algunas fuentes de alimentación es tratar de tener en cuenta la caída de voltaje del cable al diseñar su voltaje de salida y estar realmente apretado en el lado final de sus tolerancias internas de voltaje. Por ejemplo, tengo una fuente de alimentación Samsung EP-TA10EWE que tiene un voltaje de salida nominal de 5.3 V. Para cuando llegue al dispositivo, seguramente perderemos los 0.05 V y volveremos a la especificación USB.

Además, tenga en cuenta que, aunque su fuente de alimentación particular tiene una potencia de 36 W, el sitio web al que se vinculó también tiene una potencia de 2,4 A por puerto.

En el trabajo, juego mucho con Raspberry Pi, dispositivos USB y teléfonos móviles.

Creo que sus preguntas han sido respondidas por otros en este hilo; Los cables USB se fabrican para un propósito específico (un determinado modelo de teléfono, por ejemplo) o de acuerdo con las especificaciones USB.

Mi primer consejo: si compra un cargador USB de alta potencia, obtenga un cable específico para él. No sea barato en esto, hay muchas otras formas de ahorrar dinero. Y obtenga el cable más corto que aún funcione para usted.

Pero razonablemente, no debería necesitar un cargador USB de 2.4 A para ejecutar la Raspberry Pi. ¿Qué dispositivos USB has conectado al RPi?

En nuestra aplicación, tratamos de poner tantos teléfonos móviles en una Raspberry Pi como sea posible. Resulta que 2 móviles es el máximo, si a lo sumo uno de ellos es un Android o iPhone moderno . Eso es porque cuando comienzan a cargar sus baterías, realmente absorben todo el jugo que pueden obtener. Y en esta situación, nunca desconecte / conecte un móvil mientras el RPi está en ejecución. Esto matará su tarjeta SD, eventualmente. Si no más.

Mi segundo consejo: si necesita tanta energía para sus dispositivos USB, obtenga un concentrador USB autoalimentado que no retroalimente la alimentación al RPi. Suministre energía para RPi y dispositivos de diferentes PSU.

Mi tercer consejo: obtenga una nueva fuente de alimentación después de un tiempo. Algunos de nuestros juegos de rol están en 24/7. Todo el año. Hemos comprado costosas fuentes de alimentación 2.1A que finalmente se desploman porque no están diseñadas para ese tipo de aplicación.

Me sorprendió una vez que descubrí que algunos cables USB no proporcionarían tanta energía como otros al Raspberry Pi.

Tenemos un teléfono Android conectado al Pi, y cuando su batería está casi agotada y su navegador funciona con 4G / LTE, entonces su batería podría agotarse más rápido de lo que el Raspberry Pi puede recargar. Así que compré un medidor de potencia USB simple y descubrí que un cable USB no específico era realmente un cuello de botella: el medidor no tendría más de 700 mA. Estoy usando cables Anker ahora, y el medidor está alrededor de 1,3 A con el teléfono enchufado al Pi.

En mi configuración, en realidad hay 2 cables USB: 1) está suministrando energía al Pi desde un cargador USB, y 2) está conectando el teléfono al Pi (datos a través adby cargando el teléfono). Obviamente el cable 1) tiene aprox. 250 mA más de carga (la corriente promedio del Pi).

Además, me gustaría mencionar estas configuraciones que se /boot/config.txtencuentran en Pi:

safe_mode_gpio=4
max_usb_current=1

Asegúrese de leer todos los detalles al respecto aquí