Как заряжать ноутбук через USB type c?

Одним из главных достоинств ноутбука является его мобильность – обычно им пользуются там, где нет розеток. Поэтому его ахиллесовой пятой является батарея – необходимо постоянно следить за уровнем заряда, чтобы неожиданно не остаться с «мёртвым» устройством в руках. И чем старше аппарат, тем меньше время автономной работы. Необходимо также предусмотреть альтернативные варианты подзарядки. Сегодня их несколько, в том числе через USB порт. Остановимся на этом варианте подробнее.

Как зарядить ноутбук без зарядки через usb

Так можно ли зарядить ноутбук через usb? Ещё чуть менее пяти лет назад любой знающий человек ответил бы однозначно – спецификации протокола такой возможности не предусматривают. Но ситуация изменилась. Первооткрывателем, как это часто случается, стала копания Apple. Ею выпущена модель лаптопа, с универсальным портом, куда можно подключить периферию и подзарядить устройство. Так появился новый стандарт USB type C, высоко оценённый пользователями и затем подхваченный производителями.

Немного истории

Ещё в конце прошлого века было принято решение сократить разнообразие портов (PS/2, LPT и др.), заменить их стандартом USB (Universal Serial Bus). Первое поколение рассчитано исключительно на подключение внешней периферии. Задачи запитать их не ставилась в приоритет, на разъём подавалось 5В, 0,15А, с мощностью 0,75 вт. Этого было достаточно, чтобы обеспечить работу манипулятора или клавиатуры.

Во втором поколении при том же напряжении была увеличена сила тока до 0,5А, что позволяло запитать внешние жёсткие диски. Новый стандарт третьего поколения USB 3.1 Type-C мог уже запитать мобильные устройства – сила тока на нем варьировалась от 0,9-1,5А, мощность до 15 Вт. Что нам это принесло:

• Скорость передачи данных 10 GBps.
• Порт способен зарядить устройство, которым необходимо до 100Вт.
• Новый разъем не отличается размерами от micro-USB.
• Полная симметричность, отсутствие ключа, нарушив положение которого, можно повредить разъем или подключаемый аппарат.
• Возможность выдачи до 20В.
• Одинаковые разъёмы на обоих концах, т. е. запитывающие напряжения в зависимости от необходимости могут передаваться в обе стороны.
• Совместимость с использованием переходника со всеми «младшими версиями».
• Гарантировано разъём выдерживает до 10 тысяч подключений.

Итак, мы видим, что до введения нового стандарта, порты использовались исключительно для подпитки внешних устройств, а не подачи напряжений на сам компьютер.

Важно. Получается, что через обычный USB порт зарядить устройство нельзя. Он для этого просто не предназначен.

Какие ноутбуки можно заряжать через usb

Исходя из рассмотренного ранее, понятно, что для автономной подзарядки устройство должно быть со специальным разъёмом Type C. Но не всё так однозначно. По-прежнему для портов USB основная задача – подключение периферии, обеспечение высокоскоростного обмена информацией.

Стандарт USB Power Delivery

Одной из спецификаций, вложенной в Type C, является открытый стандарт USB Power Delivery (USB-PD). Он описывает передачу питания между устройствами, которые оснащены разъёмами. Передачу, не подзарядку, поскольку оно в следующий момент времени может служить — заряжающим (Source / Источник) или кого заряжают (Sink / Приёмник). По специальному протоколу, работающему параллельно обычному USB, они обмениваются сообщениями между собой. Используя их, донор и акцептор могут меняться ролями в любой момент времени, изменять ток, напряжение, уходить в спящий режим. Обеспечивается передача энергии до 100 вт – энергии, которой хватит на подзарядку любого мобильного устройства, периферии (монитор, принтер, сканер). При необходимости обеспечивается пятью энергетическими профилями: до 5В@2А, до 12В@1.5А, до 12В@3А, до 12–20В@3А и до 12-20В@4.75-5А.

К примеру, подключается любое внешнее устройство. По умолчанию используется первый уровень – номинальное напряжение 5В силой тока 2А. Происходит обмен информацией, определение необходимого напряжения, силы тока. Происходит подстройка и после этого подаётся на устройство требуемое.

Определяем назначение USB type C

Самым простым и действенным способом узнать назначение портов – изучение тех. документации на ноутбук. В ней всегда подробно расписано назначение каждого порта и его функционал.

На международном консорциуме USB-IF утверждены единые требования к внешней маркировке, но производители не всегда наносят ее верно и в полном объёме.

Возможные последствия нестандартной зарядки

Стандарты зарядки. Идёт время, один разъём сменяется другим, а стандарты электрических характеристик зарядных устройств остаются неизменными. Но правила нарушены – сейчас, для зарядки аккумулятора большой ёмкости или ускоренной зарядки, подаётся увеличенное показатели напряжения и силы тока.

Важно. Не все устройства рассчитаны на увеличенные показатели. Но сколько бы ни выдавал зарядник, устройство возьмёт именно столько энергии, сколько ему необходимо. Этим процессом управляет контроллер.

С «быстрыми» стандартами зарядки всё происходит похоже. В USB Power Delivery максимальное напряжение 20В, которое должно просто сжечь разъём не подготовленного для этого гаджета. Однако, этим технологиям требуется обоюдная проверка совместимости – и со стороны зарядки, и заряжаемого устройства. Они обмениваются информацией, происходит мгновенная проверка, начинается зарядка. Если технологии не совпадают, то предусмотрена зарядка с минимальными параметрами.

Подключение зарядки через обычный порт USB

При использовании «родного» питания и сертифицированного кабеля, которые поставляются в комплекте с устройством, никаких проблем не возникнет. Просто сработает защита, предусмотренная правилами протокола, порт отключится и просто не будет принимать внешнее питание, которое ему не предназначено.

Важно. Обладатели старых моделей не смогут ни при каких обстоятельствах зарядить ноутбук через USB-порт. Им остаётся только носить с собой запасной аккумулятор или не отходить далеко от розетки.

Решение, как всегда, только за вами. Удачи!

Подпишитесь на наши Социальные сети

Всем привет! И так, в прошлой записи по КПП у меня случилась неприятность из за которой сборка кпп встала, а если быть точнее то откатилась на чуть ли не самое начало((((
Но вот, звонок на мобилу, нужная запчасть пришла!

Полный размер

старый сломанный и новый фильтр типо
По сути если бы он не держал магнит своими лапками, то он как бы нахрен не нужен.

Полный размер

так же заказал стопорное кольцо 3ей передачи, так как что то мне не понравилось как мое старое садилось на место…

Полный размер

купил для стопорных колец
Ну и понеслась!
В прошлой записи показано как собирать вначале (единственное перед этим исправил свой косяк и поставил магнит и сетку-фильтр перед установкой ведущего вала). При сборке пользовался схемой:

с елки
В принципе там все видно как что ставится, за исключением муфты-синхрон 1-2 передач (это есть в прошлом БЖ).

Полный размер

поставил заднюю шестерню
Сразу же пока не стоит вторичный вал, накинул вторую часть корпуса, для того что бы совмсетить тех.отверстия для болты фиксатора задней передачи!

Полный размер

ок, собираем дальше

Полный размер

вместе с шестерней 4ой передачи воткнул вторичный вал

Полный размер

поставил стопорное кольцо вторичного вала
Ах, ДА! Новое стопорное кольцо 3ей передачи не подошло, оно оказалось узким (как я писал их 5 размеров), и шестерня 3ей передачи ходила вверх-вниз, поэтому поставил старое стопорное кольцо, держит и ладно, может я придирался к нему… Полный размерну а теперь как то надо собрать вот это все как было… нашел картинку на Д2
Поколдовал, по примирял, и со второго раза собрал))) Полный размерпоставил, выставил все на нейтраль Полный размеркак то так Полный размердо этого еще поставил на заднюю передачу шток Полный размервсе смотрим, проверяем все ли поставили, покрутил валы (приподняв вторичный так как не сходится немного с ведущим)
А не сходится он из за того, что перед подшипником вторичного вала стоит пластина, которая приподнимает вторичный вал когда закручиваешь ее накинув вторую часть корпуса. Полный размеротмываем, ставим новые сальники
Еще раз все проверил, намазал герметиком кпп, предварительно обезжирив, и накидываем вторую часть корпуса! Не забываем отверткой поймать пластинку на вторичном валу что бы потом не было проблем с её закручиванием!Я же как вставил отвертку (там где она не мешает валам), и держал её до закручивания хотя бы 2ух болтов пластин…Естественно корпус кпп с легкостью не залетит, так как на вторичном валу стоит подшипник который запрессовывается в корпус, ну и начал я постукивать через деревянную оправку, а потом…ВОт я дурак! Наживил болты корпуса кпп, и начал равномерно понемногу затягивать, и корпус сел)))) Полный размери сразу ловил болты пластины вторичного вала, мучался мин 10-15, но благо успешно. Пластина ставится кстати прорезью в сторону ведущего вала Полный размерну и сразу наживил болт фиксатор задней передачи (после того как стянул корпуса КПП) Полный размергерметик кстати брал вот такой
И все болты (кроме корпуса кпп) сажал на резьбовой герметик. Полный размертакс…что дальше
а дальше я мучался вставить механизм включения передач…Вроде все вилки на нейтрале, но то одна чуть упала, то другая, мучался мучался, и как говорится — «если долго мучиться то что нибудь получится!»)))) Минут за 10 воткнул все таки, накрутил фиксатор, и поставил пружинку закрутил гайку Полный размерхух, что дальше
Поставил шестерню пятой передачи на ведущий вал, стопорное кольцо, и Полный размермуфту синхрон пока без вилки накинул, наживил болт вторичного вала сверху, и врубил 5ую скорость
Ну и соответственно параллельно включил заднюю, точно не помню как, но рычагом в сторону шестерни задней передачи точно. И все это естественно что бы затянуть болт вторичного вала! Болт оставил старый, хотя пишут что он одноразовый, хз почему? Посадил на красный резьбовой герметик. Ну а далее выкл все скоростя, оставил нейтраль, и пора собирать по нормальному с вилкой пятую передачу! Полный размеркак то так
Не забываем про правильную установку, закрутку, или как сказать…в общем про закручивание вилки 5ой передачи! Здесь — тык , об этом написано, и показано на фото №3-4. Ну а я же еще решил проверить, в общем что бы включить 5ую: Полный размершток влево и наверх (против часовой)
если вкл, то норм, но и перетягивать вилку не надо! Такс, далее… Полный размеротмываем, сушим
Опять герметос, и хопа: Полный размерсальник вилки сцепления новый, выжимной естественно тоже Полный размертоже купил новый СВАГ Полный размери финальный штрих крышка)))
Которая тоже одноразово-многоразовая)))) Ах да, какой финал? А датчик скорости? а заднего хода? Датчик скорости поставил все огонь, стал закручивать датчик заднего хода, и…: Полный размерну что же он такой нежный((((
Хорошо резьбу выкрутить потом смог отверткой и молотком! На да ладно, подумал я, куплю, что он там стоит то…АГА, 820рэ за какой то примитивный датчик! Капец((((на автоваз 100рэ стоит)))
ТАК, ну в общем все, наконец то КПП готова к установке!

Почитав вот этот пост и сопутствующую ему дискуссию, я решил попробовать внести ясность в то, что такое USB Power Delivery и как это работает на самом деле. К сожалению у меня сложилось впечатление, что большинство участников дискуссии воспринимают 100 ватт по USB слишком буквально, и не до конца понимают что за этим стоит на уровне схематики и протоколов.
Итак, кратко – основные пункты:

• USB PD определяет 5 стандартных профилей по электропитанию – до 5V@2А, до 12V@1.5А, до 12V@3А, до 12-20V@3А и до 12-20V@4.75-5А
• Кабели и порты для Power Delivery сертифицируются и имеют дополнительные пины в разьеме
• Тип кабеля и его соответствие профилю определяются автоматически через дополнительные пины и определение типа USB коннектора (микро, стандарт, A, B и т.д.)
• Обычные USB кабели (не Power Delivery) сертифицируются только по первому профилю до 5V@2A
• При подключении распределяются роли, между тем кто дает ток (Source / Источник ) и кто потребляет (Sink / Приемник)
• Источник и Приемник обмениваются сообщениями по специальному протоколу, который работает параллельно традиционному USB
• В качестве физического носителя протокол использует пару – VBus / GND. Именно поэтому Power Delivery не зависит от основного USB протокола и обратно совместим с USB 2.0 и 3.0
• Используя сообщения, источник и приемник могут в любой момент времени меняться ролями, изменять силу тока и/или напряжение, уходить в спячку или просыпаться, и т.д.
• По желанию устройства могут поддерживать управление PD через традиционные USB запросы, дескрипторы и т.д.

Под катом — детали.

О кобелях Про кабели

USB Power Delivery работает с шестью типами коннекторов:
Соответственно попарно допустимы следующие виды соединений
Отдельно стоит заметить что спецификация прямо запрещает извращения с несколькими коннекторами на одной из сторон соединительного кабеля, что достаточно логично, учитывая токи до 100 ватт. С другой стороны использование переходников и адаптеров не возбраняется при условии что они соответствуют профилю электропитания, и не закорачивают экран кабеля на его землю.

Про порты

После сертификации USB PD порты маркируются следующим образом:
Данное лого информирует о версии USB (2.0 или 3.0 SuperSpeed), а также о профилях электропитания которые поддерживает данный порт. Значение ”I” означает потребляемый профиль, необходимый для полноценного функционирования устройства, а значение «О» то какой профиль порт может предоставить. Примеры маркировки портов:

• Первый порт поддерживает USB2. Он может давать питание по Профилю 1 ( 2A@5V) и использует Профиль 3 ( 5V@2A или 12V@3A) для полноценного функционирования. Например порт для планшета или нетбука.
• Второй порт поддерживает USB2. Он может давать питание по Профилю 2 (2A@5V или 12V@1.5A) и использует Профиль 4 ( 5V@2A или 12V@3A или 20V@3A) для полноценного функционирования. Например порт для ноутбука или лаптопа.
• Третий порт поддерживает USB3. Он только дает питание по Профилю 1 (5V@2A). Сам он по VBus не запитывается. Например порт десктопа, монитора, телевизора, и т.д.
• Четвертый порт поддерживает USB3. Как и в первом примере он может давать питание по Профилю 1 (5V@2A) и сам требует питание по Профилю 3 для полноценного функционирования (5V@2A или 12V@3A). Пример придумайте сами 🙂

Физический канал

USB PD определяет принципиальную схему физической организации соединения посредством кабеля следующим образом:
Как видно из схемы, USB PD также требует чтобы и в источнике и в приемнике были реализованы схемы определения падения/скачка напряжения, а так же методы определения разряженной батареи для случаев когда одна из сторон не может запитаться от своего внутреннего источника.
В качестве алгоритмов для определения разряженной батареи предлагаются следующее. Если одна из сторон выставляет сопротивление в 1кОм между экраном и землей, это свидетельствует о том что ее батарея разряжена. В такой ситуации другая сторона берет на себя роль источника и начинает отдавать минимальные 5В, чтобы дать через VBus питание противной стороне и начать обмен сообщениями по протоколу USB PD.
Как уже упоминалось ранее, для обмена сообщениями USB PD протокол использует линию VBus. Ниже приведена блок-схема, определяющая ключевые функциональные элементы передатчика:
И соответственно такая же блок-схема для приемника:
Сериализированная кодировка 4b5b и декодировка 5b4b подразумевает что все данные по шине, кроме преамбулы пакета, передаются пятибитными последовательностями в соответствии c таблицей кодировки, определяемой стандартом. Каждая такая последовательность кодирует либо одну из 16 цифр (0x00..0x0F), либо сигналы начала / синхронизации / сброса и конца пакета. Таким образом передача одного байта занимает 10 бит, 16-битного слова – 20 бит и 32-битного двойного слова – 40 бит и т.д.

Логический канал

USB PD протокол основывается на последовательных парах типа запрос-ответ. Запросы и ответы пересылаются с использованием пакетов. Пакеты состоят из преамбулы (фаза подготовки к передаче), начала пакета SOP (три сигнала Sync-1 и завершающий Sync-2 в кодировке 4b5b), заголовок, 0..N байт полезной нагрузки, контрольной суммы (CRC-32) и сигнала конца пакета (одиночный сигнал EOP):
Как было упомянуто выше, преамбула не кодируется в 4b5b. SOP, CRC и EOP кодируются 4b5b на физическом уровне, заголовок и полезная нагрузка кодируются на уровне логического протокола.
Сброс шины производится путем посылки трех сигналов RST1 и завершающего сигнала RST2, в соответствии с кодировкой 4b5b.

Протокол

Все USB PD сообщения состоят из заголовка и порции данных произвольной длины. Сообщения либо генерируются на уровне логического протокола и затем пересылаются на физический уровень, либо принимаются на физическом уровне и затем пересылаются на уровень логического протокола.
Заголовок сообщения имеет фиксированную длину 16 бит и состоит из следующих полей:
Сообщения бывают двух видов – управляющие (control) и информационные (data).

Управляющие сообщения

Контрольные сообщения состоят только из заголовка и CRC. Количество объектов данных для таких сообщений всегда устанавливается в 0. Типы управляющих сообщений USB PD представлены в таблице ниже:
Отдельно следует упомянуть что поля вида tSourceActivity, tSinkRequest и т.д. — это константы, значения которых глобально заданы самой спецификацией в отдельной главе. Сделано это потому что они определялись опытным путем в результате прототипирования, и найденные оптимальные значения просто подставили в отдельную главу, чтобы не рыскать по всей спецификации.

Информационные сообщения

Данный вид сообщений предназначен для получения детальной информации об источнике или приемнике, а также для передачи запрашиваемых характеристик электропитания – сила тока, напряжение и т.д. Информационные сообщения всегда содержат ненулевое значение в поле ”Number of Data Objects”.
Спецификация определяет четыре вида информационных сообщений:

• Power Data Object (PDO) – используется для описания характеристик порта источника или требований приемника
• Request Data Object (RDO) – используется портом приемника для установки соглашения по характеристикам электропитания
• BIST (Built In Self Test) Data Object (BDO) – используется для тестирования подключения на соответствие требованиям спецификации для физического соединения
• Vendor Data Object (VDO) – используется для передачи нестандартной, дополнительной или иной проприетарной информации определяемой производителем оборудования и выходящей за рамки спецификации USB PD.

Виды информационных сообщений кодируются в поле ”Message Type” заголовка сообщения следующим образом:

Сообщение о характеристиках

Порт источника всегда обязан сообщать свои характеристики приемнику путем передачи серии 32-битных объектов PDO. Информация переданная посредством этих объектов используется для определения возможностей источника, в том числе включая возможность работать в режиме приемника.
Сообщения о характеристиках представляются в виде одного или нескольких объектов следующих за заголовком:
Сообщения о характеристиках передаются:

• От источника к приемнику через определенный временной интервал, при непосредственном подключении кабеля. Источник должен продолжать посылать сообщения на протяжении одной минуты после подключения до тех пор пока не будет установлено успешное соглашение по электропитанию, либо приемник не вернет RDO с флагом Capability Mismatch – несоответствие характеристик.
• От источника к приемнику с целью принудительного переустановления соглашения по электропитанию или смены характеристик.
• В ответ на управляющие сообщения Get_Source_Cap или Get_Sink_Cap

Каждый объект PDO должен характеризовать отдельный элемент электропитания, входящего в состав устройства на максимально допустимых для него значениях напряжения. Например, встроенная батарея 2.8-4.1V, стационарный блок питания 12V и т.д. Все элементы электропитания должны поддерживать как минимум 5V и соответственно каждый источник должет иметь хотя бы один PDO соответствующий профилю с характеристиками 5V.
PDO соответствующий элементу с постоянным типом электропитания 5V всегда должен идти первым в цепочке объектов.
Структура объекта PDO:
Для каждого типа электропитания предлагаются различные характеристики.
Постоянный тип электропитания, напряжение постоянное. Источник должен иметь хотя бы один такой элемент:
Программируемый тип электропитания, напряжение может регулироваться путем запросов в пределах между минимальным и максимальным:
Вариативный тип электропитания, напряжение может изменяться в заданных пределах абсолютного минимума и абсолютного максимума, но не может регулироваться:
Батарея, данный тип используется для обозначения батарей которые могут быть напрямую подключены к линии VBus:

Сообщение о запросе

Сообщения о запросах передаются приемником к источнику для передачи своих требований в фазе установления соглашения по электропитанию. Данное сообщение посылается в ответ на сообщение о характеристиках и должно содержать один и только один объект запроса данных – RDO, который описывает информацию о требуемых характеристиках электропитания для приемника.
Данный запрос имеет два типа, в зависимости от адресуемого типа элемента электропитания, переданного в сообщении о характеристиках источника. Для запросов к элементу электропитания постоянного или вариативного типа, либо батареи поля ”Operating Current / Power” и ”Total Current / Prog Voltage” интерпретируются одним путем, а для запросов к элементу программируемого типа – другим путем, так как в этом случае запрашивается и напряжение, и сила тока.
Структура объекта RDO:
На мой взгляд данной информации достаточно, чтобы получить хорошее представление о принципах работы USB Power Delivery. Я сознательно не стал углубляться в дебри, связанные с таймерами, счетчиками и обработкой ошибок.

Взаимодействие с традиционным USB

Как уже было упомянуто выше, Power Delivery – это самостоятельная подсистема, которая функционирует параллельно и независимо от канонического USB. Тем не менее, в случаях когда устройства реализуют оба протокола – и USB и Power Delivery, спецификация рекомендует реализацию т.н. System Policy Manager или SPM, компонента который может контролировать оборудование USB PD посредством традиционных запросов USB.
Для систем с поддержкой SPM, спецификация рекомендует предоставить PD информацию посредством специальных типов USB дескрипторов. Не считаю нужным в них детально углубляться, просто перечислю их названия:

• Power Delivery Capability Descriptor, является составной частью BOS дескриптора и сообщает о том поддерживает ли устройство зарядку батареи через USB, поддерживает ли оно стандарт USB PD, может ли оно выступать источником питания, и может ли оно быть приемником. Кроме того данный дескриптор содержит информацию о количестве портов-источников, портов-приемников и версии поддерживаемых спецификаций USB Battery Charging и Power Delivery.
• Battery Info Capability Descriptor, требуется для всех устройств заявивших батарею в качестве одного из элементов электропитания. Содержит информацию о названии, серийном номере и производителе батареи, ее емкости, а также о пороговых значениях тока в заряженном и разряженом состоянии.
• PD Consumer Port Capability Descriptor, требуется для всех устройств которые заявили поддержку хотя бы одно порта-приемника. Содержит информацию о поддержке стандартов Power Delivery и Battery Charging, минимальное и максимальное напряжение, операционную мощность, максимальную пиковую мощность и максимальное время, которое оно может эту пиковую мощность потреблять
• PD Provider Port Capability Descriptor, требуется для всех устройств которые заявили поддержку хотя бы одного порта-источника питания. Содержит информацию о поддержке стандартов Power Delivery и Battery Charging, а так же список всех PDO объектов, характеризующих элементы электропитания доступных устройству.
• PD Power Requirement Descriptor, требуется для всех устройств-приемников поддерживающих USB PD. Каждое устройство должно возвращать хотя бы один такой дескриптор в составе дескриптора конфигурации. Этот дескриптор должен идти сразу после первого дескриптора интерфейса. В случае когда их несколько, он должен идти после каждого первого дескриптора интерфейса функции, если используется IAD, или в случае композитного устройства без IAD, непосредственно после каждого дескриптора интерфейса, и до endpoint дескрипторов.

Для управления USB Power Delivery через запросы USB, в случае если устройство поддерживает Power Delivery класс, спецификация предлагает команды, которые могут использоваться для передачи PD запросов и объектов посредством USB, то есть через шину данных. Сводная таблица дана ниже:

Заключение

Надеюсь что данным постом я подогрел интерес публики к USB Power Delivery. Скромно замечу, что автор имеет непосредственное отношение к данной спецификации, поэтому готов ответить на любые вопросы по Power Delivery в частности и USB в общем.
С уважением.