สาย USB ... ทำไมบางคนถึงแย่สำหรับ Raspberry Pi

เมื่อวานนี้ฉันซื้อ Raspberry Pi อีกอันและติดตั้ง Rasplex ลงไป ในขณะที่ใช้ Rasplex ฉันได้สี่เหลี่ยมจัตุรัสสีนี้ที่มุมบนขวาแสดงว่าพลังงานที่จ่ายให้ราสเบอร์รี่ Pi ของฉันไม่เพียงพอแม้ว่าฉันจะใช้แหล่งจ่ายไฟ Anker ขนาด 36 วัตต์ซึ่งน่าจะเพียงพอ

จากการทดลองบางอย่างฉันพบว่ามีสายเคเบิล Micro-USB บางตัวบางตัวมีปัญหานี้และบางตัวก็ไม่ได้ จากนั้นฉันก็พบฟอรัมบางแห่งที่ยืนยันว่าสาย USB อาจเป็นสาเหตุของปัญหาได้ ตอนนี้ฉันกำลังใช้สายเคเบิลของแท้ของ Nokia และใช้งานได้ดี

คำถามของฉัน:

1. สายเคเบิลมีความสำคัญทางเทคนิคอย่างไรที่นี่ มันเป็นความต้านทานของมันสูงเกินไปหรือไม่ที่แรงดันตกคร่อมจะเกิดขึ้น? หากเป็นเช่นนั้นเหตุใดผู้ผลิตจึงไม่สามารถแก้ไขปัญหานี้ได้ มันยากเหลือเกิน

2. ฉันจะรู้ได้อย่างไรว่าสาย USB นั้นดีก่อนที่จะทำการทดสอบกับ Raspberry Pi ของฉัน? มีวิธีการเฉพาะในการทดสอบหรือไม่ แล้วสาย USB อื่น ๆ เช่น Mini-USB ล่ะ? ฉันสามารถวัดความต้านทานหรือความจุที่นั่นเพื่อหาค่าได้หรือไม่?

ทุกอย่างขายถูกสร้างขึ้นเพื่อราคา

ผู้ผลิต Tha ต้องการทำกำไร

ไม่จำเป็นต้องใช้สายเคเบิล USB จำนวนมากในการพกพาแอมป์มากกว่าหนึ่งเสี้ยวดังนั้นพวกเขาจึงต้องสร้างขึ้นด้วยลวดเส้นเล็ก ลวดเส้นเล็กนั้นมีราคาถูกและเบากว่าลวดที่หนากว่าเล็กน้อย ทุกสิ่งทุกอย่างที่เป็นลวดทินเนอร์เท่ากันนั้นมีความต้านทานสูงกว่าและสามารถดำเนินการกระแสน้อยลงและจะลดลงโวลต์มากขึ้น

สายเคเบิลสร้างความแตกต่างเมื่อคุณเริ่มวาด mA หลายร้อยหรือหลาย A

คุณมักจะสามารถบอกได้ว่าสายเคเบิลในปัจจุบันสามารถพกพาไปไหนมาไหนด้วยรูปลักษณ์ อะไรก็ตามที่หนาและแข็งดีบางและยืดหยุ่นเกินไปอาจทำให้เกิดปัญหาได้ ตรวจสอบภาพเหล่านี้เพื่อดูสิ่งที่ฉันกำลังพูดถึง:

VS

ความยาวของสายเคเบิลก็มีผลที่คล้ายกัน: สายที่สั้นกว่าจะดีกว่ามากเมื่อเทียบกับกระแสที่ยาวกว่า

สิ่งที่ได้รับความนิยมเช่น Raspberry Pi ล้อมรอบตัวเองด้วย Urban Myths หนึ่งในนั้นก็คือตำนานสายเคเบิล USB

นั่นไม่ได้บอกว่ามีเม็ดความจริงบางอย่างมักจะมี แต่ผู้คนกระโดดข้ามไปสู่ข้อสรุป

1. มีการระบุ USB2 เพื่อจัดหาสูงสุด 500mA
2. พลังงาน USB คือ 5V ± 0.25V

หากต้องการอยู่ในสเป็คควรมีการปล่อยน้อยกว่า 0.25V ซึ่งสอดคล้องกับความต้านทานลูป 0.5 of

เป็นไปได้ที่จะวัดความต้านทานต่ำ แต่ก็ไม่ได้ตรงไปตรงมา มีปัญหาในการติดต่อกับตัวเชื่อมต่อขนาดเล็ก จากนั้นทำการวัดที่เชื่อถือได้โดยไม่ต้องมีหน้าสัมผัสต้านทาน ในทางปฏิบัติอุปกรณ์ทดสอบที่ป้อนกระแสไฟฟ้าผ่านสายเคเบิลและการวัดแรงดันตกคร่อมสายเคเบิลเป็นสิ่งจำเป็น

ในทางปฏิบัติมันง่ายกว่ามากในการวัดแรงดันที่ปลาย Pi นี่ไม่ใช่เรื่องราวทั้งหมดเนื่องจากคุณต้องการวัดแรงดันที่จุดจ่ายไฟ

มีปัจจัยที่ทำให้สับสน

Pi และสมาร์ทโฟนรุ่นใหม่หลายรุ่นได้รับการออกแบบมาให้มีความทันสมัยมากกว่า 500mA สูงสุด ผู้ผลิตโทรศัพท์สามารถจัดหาที่ชาร์จในปัจจุบันที่สูงขึ้นได้ไม่ว่าจะด้วยวิธีที่ไม่ได้มาตรฐานหรือโดยการใช้สเป็คเครื่องชาร์จ USB ใหม่ซึ่งอนุญาตให้กระแสสูงขึ้น แต่อนุญาตให้แรงดันไฟฟ้าลดลงถึง 3.6V สิ่งเหล่านี้ใช้ได้สำหรับการชาร์จสมาร์ทโฟน แต่ไม่ใช่สำหรับอุปกรณ์ที่ไวต่อแรงดันไฟฟ้าเช่น Pi (ฉันสงสัยว่าอุปกรณ์ชาร์จที่อ้างอิงเป็นอุปกรณ์ตัวใดตัวหนึ่ง)

ขั้วต่อ microUSB เสียหายได้ง่าย สภาพแวดล้อมทั่วไปที่คนหนุ่มสาวใช้งานนั้นเอื้อต่อความเสียหายดังกล่าว สิ่งนี้นำไปสู่การติดต่อที่ไม่ดีหรือไม่น่าเชื่อถือและแรงดันไฟฟ้าตกที่อาจเกิดขึ้น

การใช้สายเคเบิลข้อมูล USB2 รุ่นเก่าโดยเฉพาะที่ไม่ได้ออกแบบมาสำหรับการชาร์จอาจทำให้เกิดปัญหาได้ หากรวมกับเครื่องชาร์จที่ไม่เหมาะสมปัญหาจะเกิดขึ้น

ฉันขอย้ำคำตอบ @ joan แต่ปัญหาที่คุณมีไม่ใช่สิ่งที่สามารถหลีกเลี่ยงได้เพียงแค่มองไปที่บรรจุภัณฑ์ - นอกเหนือจากการประเมินการดูแลที่ผู้ผลิตจะทำในการผลิต (ประเทศต้นกำเนิดอาจมี แบริ่งบางอย่างเกี่ยวกับเรื่องนี้! 8-))

คุณอาจจะสามารถวัดความต้านทานของผู้ติดต่อแต่ละรายในสายที่หนึ่งจากขั้วต่อหนึ่งไปยังอีกขั้วหนึ่ง (หากสายทั้งสองที่มีแหล่งจ่าย {คู่นอกบนขั้วต่อ USB มาตรฐาน} มีความต้านทานแบบเดียวกัน "โวลต์ - ดรอป" ใน โวลต์ที่คุณได้รับจะเป็นสองเท่าของความต้านทานในโอห์มคูณด้วยกระแสเป็นแอมแปร์) - แต่คุณจะต้องเปิดบรรจุภัณฑ์ค้าปลีกและมีวิธีการติดต่อที่เชื่อถือได้ - ฉันไม่เห็นผู้ค้าปลีกต้องการอนุญาตให้คุณฉีก เปิดกล่องในสถานที่ประกอบธุรกิจของพวกเขา - และโพรบโดยเฉลี่ยD igital M ulti- M eter มีขนาดใหญ่เล็กน้อยเพื่อติดต่อกับขั้วต่ออย่างน้อยขั้วต่อ micro-USB หนึ่งความคิดคือสิ่งที่นำไปสู่การใช้งานกับ Apple iPad หรือแท็บเล็ตอื่น ๆอาจเป็นไปได้ที่จะมีความหนาของลวดตามที่พวกเขา"รู้จัก"เพื่อต้องการวัสดุสิ้นเปลืองสูง - เพียงแค่คาดว่าจะจ่ายสำหรับการสร้างแบรนด์นั้น!

อาจเป็นไปได้ที่จะได้รับเงินคืนจากซัพพลายเออร์ของคุณขึ้นอยู่กับว่าคุณอยู่ที่ไหนในโลกเช่นในสหราชอาณาจักรเรามีกฎหมายนี้ที่เรียกว่าพระราชบัญญัติขายสินค้าซึ่งอาจเสนอโอกาสให้คุณได้รับค่าชดเชยจากการขายธุรกิจ คุณมีบางอย่างที่ไม่เหมาะสมกับจุดประสงค์ - คุณจะต้องพิสูจน์ได้ว่าการใช้งานของคุณเป็นสิ่งที่สมเหตุสมผล แต่การให้ซัพพลายเออร์เห็นว่าสามารถสร้างความท้าทายสำหรับค่า "ซัพพลายเออร์" บางอย่าง!

แก้ไข: ฉันเพิ่งสังเกตว่าคุณอ้างถึง "ตารางคำเตือนแรงดันไฟฟ้าต่ำ" ซึ่งเป็นคุณสมบัติในรุ่นหลัง (Pi + และ Pi2) ซึ่งฉันเข้าใจว่ามีข้อกำหนดปัจจุบันดีกว่า (ต้นฉบับ) น้อยกว่าต้นฉบับ ดังนั้นหากมีโอกาสในการขายไม่ดีพอสำหรับรุ่นต่อ ๆ ไปก็มีโอกาสน้อยที่จะปลอดภัยสำหรับรุ่นก่อนหน้าโดยไม่มีคำเตือนนั้น

นอกจากนี้ยังมีปัญหาเรื่องความยาวของสายเคเบิล หนึ่งในสายเคเบิลของฉันให้ 1.5 A ในขณะที่สายเคเบิลที่คล้ายกันซึ่งมีความยาวสองเท่าให้เพียง 0.7 A ความยาวที่มากขึ้นหมายถึงความต้านทานภายในที่มากขึ้น

หากต้องการตอบจุดที่ 2 ของคำถาม: เพียงแค่อ่านข้อมูลจำเพาะของสายเคเบิล!

ความต้านทานเป็นสัดส่วนกับความยาวของตัวนำความนำไฟฟ้าของวัสดุและเส้นผ่านศูนย์กลางของตัวนำ เนื่องจากแหล่งจ่ายไฟที่เรามีในปัจจุบันควรเป็น DC-ish เราจึงไม่ต้องกังวลกับผลกระทบของผิว นั่นก็หมายความว่าเราไม่ต้องกังวลมากเกี่ยวกับความจุและการเหนี่ยวนำของสายเคเบิล

ค่าการนำไฟฟ้าของวัสดุมักจะได้รับการแก้ไขเนื่องจากสายเคเบิลมักจะเป็นทองแดง
ดังที่คนอื่น ๆ สังเกตเห็นความยาวควรสั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

นั่นทำให้เรามีเส้นผ่าศูนย์กลาง
มันมักจะเขียนลงบนสายเคเบิลจริง แจ็คเก็ตด้านนอกของสายเคเบิลจะมีจารึกอยู่และโดยทั่วไปคุณจะเห็นอุณหภูมิและแรงดันไฟฟ้าวัสดุฉนวนและอื่น ๆ สิ่งที่หลายคนไม่ต้องอ่าน

คุณจะเห็นคำอธิบายของสายเคเบิลจริงที่ใช้ภายในสายที่ใหญ่กว่า ตัวอย่างเช่นสายเคเบิลหนึ่งที่ฉันบอกว่า 28AGW / 1P 28AWG / 2C
ซึ่งหมายความว่าภายในสายเคเบิลมี 28 AWG twisted pair หนึ่งคู่และตัวนำ AWG 28 สองตัว AWG ย่อมาจาก American Wire Gauge ด้วย AWG ยิ่งมีจำนวนมากขึ้นทินเนอร์คือสายที่คุณได้รับ
ดังนั้นคุณควรมองหาสายเคเบิลที่มีหมายเลข AWG ต่ำสำหรับส่วน / 2C ตัวอย่างเช่นคุณอาจเห็น 26AWG / 1P 24AWG / 2C หรืออาจเป็น 24AWG / 1P 20AWG / 2C (ฉันไม่ได้เห็นสายเคเบิลไมโคร USB ตัวนี้ แต่ฉันได้ยินตำนานของพวกเขา)

เป็นเรื่องน่าเสียดายที่สาย USB มักให้ข้อมูลเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับคุณภาพของตัวเชื่อมต่อที่ใช้เพราะจะมีผลกระทบต่อความต้านทานของสายเคเบิลด้วยเช่นกัน

อีกวิธีหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับสายเคเบิลคือการอ่านข้อกำหนดของแหล่งจ่ายไฟอย่างระมัดระวัง อุปกรณ์จ่ายไฟ USB มักจะระบุ 5 V เนื่องจาก USB รุ่นเก่าคาดว่าจะมีค่า 5.00 V ± 0.25 V สิ่งที่อุปกรณ์จ่ายพลังงานบางอย่างพยายามที่จะคำนึงถึงแรงดันไฟฟ้าตกของสายเคเบิลเมื่อมีการออกแบบแรงดันขาออกและแน่นมาก ปลายด้านหนึ่งของความคลาดเคลื่อนของแรงดันภายใน ตัวอย่างเช่นฉันมีแหล่งจ่ายไฟ Samsung EP-TA10EWE ซึ่งมีแรงดันไฟฟ้าออกเล็กน้อยที่ 5.3 โวลต์เมื่อถึงอุปกรณ์เราจะสูญเสีย 0.05 V และจะอยู่ในข้อกำหนด USB อีกครั้ง

นอกจากนี้โปรดจำไว้ว่าแม้ว่าแหล่งจ่ายไฟเฉพาะของคุณจะมีระดับกำลังไฟ 36 วัตต์ แต่เว็บไซต์ที่คุณเชื่อมโยงนั้นก็มีระดับ 2.4 A ต่อพอร์ตด้วย!

ที่ทำงานฉันเล่นกับ Raspberry Pi, อุปกรณ์ USB และโทรศัพท์มือถือมากมาย

ฉันคิดว่าคนอื่น ๆ ตอบคำถามของคุณในกระทู้นี้ สาย USB นั้นผลิตขึ้นเพื่อจุดประสงค์เฉพาะ (เช่นโทรศัพท์บางรุ่น) หรือตามข้อกำหนด USB

คำแนะนำแรกของฉัน: ถ้าคุณซื้อเครื่องชาร์จ USB กำลังสูงให้รับสายเคเบิลเฉพาะสำหรับมัน อย่าถูกกับเรื่องนี้มีวิธีอื่นอีกมากมายในการประหยัดเงิน และรับสายที่สั้นที่สุดที่ยังใช้งานได้สำหรับคุณ

แต่สมเหตุสมผลคุณไม่จำเป็นต้องมีอุปกรณ์ชาร์จ USB 2.4A สำหรับใช้งาน Raspberry Pi อุปกรณ์ USB ใดที่คุณเชื่อมต่อกับ RPi

ในแอปพลิเคชันของเราเราพยายามวางโทรศัพท์มือถือไว้ใน Raspberry Pi ให้ได้มากที่สุด ปรากฎว่าโทรศัพท์มือถือ 2 เครื่องเป็นจำนวนสูงสุดหากมากที่สุดหนึ่งในนั้นคือ Android หรือ iPhone ที่ทันสมัย นั่นเป็นเพราะเมื่อพวกเขาเริ่มชาร์จแบตเตอรี่พวกเขาดูดน้ำผลไม้ทั้งหมดที่พวกเขาสามารถได้รับ และในสถานการณ์เช่นนี้อย่าดึง / เสียบมือถือในขณะที่ RPi ทำงานอยู่ นี่จะเป็นการฆ่าการ์ด SD ของคุณในที่สุด ถ้าไม่มาก

คำแนะนำที่สองของฉัน: หากคุณต้องการพลังงานมากสำหรับอุปกรณ์ USB ของคุณรับฮับ USB ที่ขับเคลื่อนด้วยตนเองซึ่งไม่ได้จ่ายพลังงานป้อนกลับให้กับ RPi จ่ายพลังงานสำหรับ RPi และอุปกรณ์จาก PSU ที่แตกต่างกัน

คำแนะนำที่สามของฉัน: รับแหล่งจ่ายไฟใหม่หลังจากนั้นไม่นาน RPi บางส่วนของเราอยู่ใน 24/7 ทั้งปี. เราได้ซื้อพาวเวอร์ซัพพลาย 2.1A ที่มีราคาแพงจนในที่สุดก็ปวดร้าวเพราะไม่ได้สร้างมาสำหรับแอพพลิเคชั่นประเภทนั้น

ฉันตกใจเมื่อพบว่าสาย USB บางสายไม่ได้ให้พลังงานมากเท่ากับ Raspberry Pi

เรามีโทรศัพท์ Android ที่เชื่อมต่อกับ Pi และเมื่อแบตเตอรีแบนและเบราว์เซอร์ของมันกำลังพุ่งบน 4G / LTE จากนั้นแบตเตอรี่ของคุณอาจถูกระบายออกเร็วกว่าที่ Raspberry Pi จะชาร์จได้ ดังนั้นฉันจึงซื้อมิเตอร์วัดพลังงาน USB แบบง่าย ๆ และพบว่าสายเคเบิล USB noname ที่เฉพาะเจาะจงหนึ่งอันนั้นเป็นคอขวดจริงๆ - มิเตอร์นั้นไม่ไปเกินกว่า 700 mA ตอนนี้ฉันใช้สายเคเบิล Anker และมิเตอร์อยู่ที่ประมาณ 1,3 A ด้วยโทรศัพท์ที่เสียบเข้ากับ Pi

ในการตั้งค่าของฉันจริง ๆ แล้วมีสาย USB 2 สาย: 1) กำลังจ่ายไฟให้กับ Pi จากเครื่องชาร์จ USB และ 2) กำลังเชื่อมต่อโทรศัพท์กับ Pi (ข้อมูลผ่านadbและชาร์จโทรศัพท์) เห็นได้ชัดว่าสายเคเบิล 1) มีประมาณ โหลดมากกว่า 250 mA (กระแสเฉลี่ยของ Pi)

นอกจากนี้ฉันอยากจะพูดถึงการตั้งค่าเหล่านี้ที่/boot/config.txtพบใน Pi:

safe_mode_gpio=4
max_usb_current=1

อย่าลืมอ่านรายละเอียดทั้งหมดที่นี่