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May 19, 2024

Tudo sobre USB

O USB-C elimina carregadores proprietários que usamos para laptops e uma infinidade de outros dispositivos. Ele combate os padrões proprietários de carregadores de telefone, tornando-os explicitamente não compatíveis,

O USB-C elimina carregadores proprietários que usamos para laptops e uma infinidade de outros dispositivos. Ele combate os padrões proprietários de carregadores de telefone, tornando-os explicitamente incompatíveis, intimidando as empresas para que façam seus dispositivos funcionarem com carregadores amplamente disponíveis. Como um hobby, você não precisa mais passar 3 A através de minúsculos conectores MicroUSB e cabos de baixa especificação para alimentar um Pi 4 que consome muita corrente. Hoje, tudo que você precisa é de um soquete USB-C com dois resistores – ou um chip especial, no caso os resistores não levam você onde você deseja.

Você obtém muito mais retorno do seu investimento com o USB-C. Isto também se aplica ao poder; afinal, nem todos os dispositivos sobreviverão com 15 W – alguns vão querer mais. Se 15 W não são suficientes para o seu dispositivo, vamos ver como podemos levá-lo além.

As fontes de alimentação USB-C sempre suportam 5 V e algumas são limitadas a isso, mas o suporte para tensões mais altas é onde está. As etapas de tensão usuais do USB-C são 5 V, 9 V, 15 V e 20 V; O suporte de 12V é opcional e é mais uma convenção. Essas etapas são chamadas de SPR, e o EPR adiciona etapas de 28 V, 36 V e 48 V à mistura – para até 240 W; necessitando de novos cabos, mas sendo totalmente compatível com versões anteriores e futuras e totalmente seguro de usar devido às verificações de cabos e dispositivos que o USB-C permite realizar.

Um carregador deve suportar todas as etapas abaixo de seu nível mais alto, o que significa que os carregadores com capacidade de 20 V também devem suportar 5 V, 9 V e 15 V – na prática, a maioria deles realmente suporta, e apenas alguns podem pular um passo ou dois. Você também pode obter tensões intermediárias, até 3,3 V, usando um padrão PD chamado PPS (ou o padrão AVS para carregadores da faixa EPR) – não é um requisito, mas você descobrirá que alguns USB- As PSUs C obedecerão, e o suporte PPS geralmente está escrito no rótulo.

Porém, você não pode ir além de 5 V apenas com resistores – você precisará de comunicações digitais pela linha CC, usando um protocolo chamado USB PD (Power Delivery) – que permite que um dispositivo e uma fonte de alimentação negociem os requisitos de energia de uma forma repleta de recursos. É um protocolo bidirecional de taxa de transmissão constante, há verificações de CRC, requisitos de tempo de resposta e é usado para basicamente tudo que é USB-C – até mesmo negociações de protocolo de alta velocidade. Mais importante ainda, o USB-C PD é imensamente poderoso.

Há uma quantidade impressionante de comunicação possível através do USB-C, permitindo-nos construir dispositivos mais inteligentes do que nunca. Ele foi cuidadosamente projetado – as comunicações são compatíveis com versões anteriores e futuras, com novos carregadores EPR de 140 W carregando alegremente dispositivos antigos de 60 W a taxas de 60 W, e carregadores de 60 W ainda utilizáveis ​​para carregamento mais lento de dispositivos que desejam 140 W. Os recursos USB PD também vão muito além de “dê-me esta tensão limitada por esta corrente” – os dispositivos podem consultar as preferências de função de energia uns dos outros, carregar estados, trocar funções de energia dinamicamente, determinar do que um cabo é capaz e fazer tudo isso. isso com a segurança em mente.

Se você ainda não aprecia a complexidade, deixe-me guiá-lo por um cenário complexo que é facilitado pelo USB-C. Imagine um dock USB-C com uma porta USB3, uma porta HDMI e uma porta de entrada para carregador USB-C. Se você conectar esse dock ao seu laptop sem conectar um carregador, o laptop alimentará esse dock com 5 V, limitado a 1,5 A ou 3 A, dependendo do laptop. Isso por si só é bastante útil quando você precisa de HDMI ou de uma porta USB3 extra em trânsito, e alguns desses docks também têm Ethernet – é difícil deixar passar isso. Resumindo, o dock atua como um dissipador de energia e o laptop funciona como uma fonte de energia. O arranjo muda de cabeça, no entanto, quando você conecta um carregador com capacidade de alta tensão na porta de entrada do carregador deste dock.

O IC dentro do dock detectará o carregador e atuará como intermediário, comunicando o PD com o laptop e o carregador, determinando os requisitos e capacidades de energia um do outro. Digamos que o laptop esteja interessado nos 20 V, 3 A que o carregador pode fornecer. O IC intermediário dirá ao laptop para parar de fornecer 5 V e se preparar para carregar com uma tensão mais alta e, assim que o laptop concordar, dirá ao carregador para aumentar a tensão. Em um segundo, o sistema mudou completamente – em vez de funcionar com 5 V do laptop, o dock agora passa 20 V do carregador para o laptop através de si mesmo e obtém energia para suas próprias necessidades a partir dos mesmos 20 V.