USB: Pomiar prądu i napięcia – tak to działa

Możesz samodzielnie zmierzyć napięcie i natężenie prądu w porcie USB. Przedstawimy różne metody.

Pomiar napięcia i natężenia prądu na hoście USB

Current and voltage at USB hosts are defined in specifications. Są one w następujących rzędach wielkości:

• Napięcie stałe (U) 5 V jest zawsze stosowane do hostów USB.

• Dlatego wiele podłączonych urządzeń świeci nawet przed instalacją.

• Napięcie to może wynosić w przybliżeniu od 4,75 do 5,25 V i spadać nawet do 4,4 V za przedłużaczem.

• Dokładne dozwolone napięcie różni się między standardami USB „Low Powered Port”, „High Powered Port” i „USB 3.0 Port”.

• Dyski twarde i inne urządzenia wymagające wyższego prądu rozruchowego są często podłączane do dwóch portów USB.

• Z wzoru „URI” (U = R × I) wynika, że prąd (I) zależy od rezystancji (R) podłączonego obciążenia.

• Po pierwsze, każdy host USB dostarcza nie więcej niż 100 mA do podłączonego urządzenia.

• Tylko wtedy, gdy kontroler hosta zidentyfikuje urządzenie po krótkiej komunikacji, uwalnia do 500 mA (USB 2.0) lub do 900 mA (USB 3.0).

• Jednym z wyjątków przeznaczonych specjalnie do zasilania i ładowania baterii jest USB-PD: tutaj możliwe jest napięcie do 20 V i natężenie do 5 A.

USB: Pomiar napięcia i natężenia

W kolejnych krokach wyjaśniamy, jak zmierzyć napięcie i natężenie prądu w połączeniach USB. W poniższej galerii zdjęć podajemy dalsze wskazówki dotyczące pomiarów, pokazujemy zdjęcia połączeń i informujemy o zwarciach.

• Przede wszystkim należy pamiętać, że podczas pomiaru prądu i napięcia może dojść do zwarcia, które może poważnie uszkodzić komputer i podłączone urządzenia.

• Aby zmierzyć napięcie na porcie USB, potrzebny będzie multimetr, który można kupić na przykład w sklepie Amazon.

• Ustaw multimetr na oczekiwany zakres napięcia (punkt a na obrazku) i na pomiar napięcia, czyli woltomierz (punkt b na obrazku).

• Zwykłe hosty USB mają żeńskie złącza USB typu A. Dwa zewnętrzne piny przenoszą napięcie zasilania. Możesz spróbować podłączyć je bezpośrednio za pomocą woltomierza.

• Jednakże, ponieważ ryzyko zwarcia jest tutaj bardzo wysokie, zaleca się podłączenie przedłużacza USB typu B.

• Tutaj można zmierzyć napięcie między lewym górnym PIN-em a zewnętrznym przewodem. Przy działającym hoście USB napięcie w tym miejscu wynosi około 5 V (punkt c na zdjęciu).

• Aby zmierzyć płynący prąd, należy podłączyć miernik szeregowo z obciążeniem. Aby zrobić to samodzielnie, należy otworzyć kabel USB i zmierzyć prąd na czerwonej żyle.

• Znacznie łatwiej jest jednak użyć multimetru USB. Można je kupić na Amazonie za mniej niż 10 euro.

• Większość multimetrów USB może mierzyć zarówno napięcie, jak i prąd z hostów USB.

USB: Problemy i rozwiązania w pomiarach prądu i napięcia

Podczas pomiaru wartości prądu i napięcia w porcie USB można napotkać problemy. Pokazujemy, na czym one polegają i jak można je rozwiązać.

• Błędne odczyty: Jeśli otrzymujesz niedokładne lub fałszywe odczyty, może to być spowodowane wadliwym lub gorszym miernikiem. Upewnij się, że używasz dobrej jakości i odpowiedniego urządzenia pomiarowego.

• Zwarcia: Zwarcie może spowodować poważne uszkodzenie komputera i podłączonych urządzeń. Zawsze używaj przedłużacza USB do pomiaru napięcia w porcie USB.

• Przeciążenie: Podczas pomiaru prądu w porcie USB należy upewnić się, że miernik jest przystosowany do oczekiwanego zakresu prądu. W przeciwnym razie miernik może ulec uszkodzeniu.

• USB-PD: W przypadku podłączania urządzeń za pomocą USB-PD (Power Delivery), można mierzyć do 20 V i 5 A. Upewnij się, że Twój miernik jest przystosowany do tych wyższych wartości.

• Multimetr USB: Jeśli używasz multimetru USB, upewnij się, że jest on odpowiedni do pomiaru wartości prądu i napięcia w porcie USB. Niektóre multimetry mogą mierzyć tylko jedną z dwóch wartości.

• Pomiar podczas pracy: Nigdy nie mierz wartości prądu i napięcia na złączu USB podczas pracy. Zawsze podłączaj urządzenie, gdy komputer jest wyłączony.

• Pomiar urządzeń o dużej mocy: Jeśli chcesz zmierzyć urządzenia o dużym poborze prądu, takie jak dyski twarde, podłącz je do dwóch portów USB. Zawsze mierz prąd na czerwonej żyle kabla.

• Kontroler hosta USB: Jeśli masz problemy z kontrolerem hosta USB, przeczytaj nasz przewodnik dotyczący instalacji kontrolera hosta USB. Postępując zgodnie z tymi wskazówkami, można bezpiecznie i dokładnie zmierzyć wartości prądu i napięcia w porcie USB.