čtvrtek 3. července 2014

Test USB nabíječek do auta

Nadpis je docela nepřesný, ale takto to holt lidé znají. Jedná se samozřejmě o převodníky napětí z 12 V (pasující do zdířky cigaretového zapalovače v autě), jejichž výstupem je 5 V v USB zásuvce, což se dá použít pro napájení či nabíjení telefonů/tabletů a dalších mobilních zařízení v autě. Pěkný obrázek vydá za tisíc slov:
V minulých testech modulů pro převod napětí jsem se docela zklamal, ale ještě pořád živím naději, že někde existuje kousek dobrého hardware, který převádí napětí s účinností blížící se ideální 1. Kdysi jsem totiž proměřil od oka ten GRIFFIN na obrázku a vyšla mi 90% účinnost, což je parádní.

Bohužel je docela těžké koupit originál GRIFFIN či jinou dobrou nabíječku do auta, jelikož kluci čínští šikovní valí ven množství k nerozeznání podobných kopií, ale s horšími vnitřnostmi. Proto jsem si vymyslel určité vodítko: pokud je deklarovaný výstupní proud jen 1 A, nemá smysl to ani kupovat, bude to absolutní šunt jak výkonem, tak účinností. Pokud je ale deklarovaný výstupní proud 2 či dokonce 3 ampéry, plyne z toho určitá naděje na vysokou účinnost, protože v opačném případě by se ztrátové teplo z převodu nemělo kde rozptýlit a hrozil by požár vozidla.

Nakoupil jsem proto postupně několik různých typů těchto "USB nabíječek" doufaje, že alespoň jedna z nich bude ta pravá griffinovská, já ji rozpitvám a konečně budu mít potřebný modul.


Kromě co nejvyššího výstupního proudu jsem šel přímo po dvouzdířkových, protože tam je větší naděje, že skutečný výstupní proud se bude blížit inzerovanému (neboť při napájení dvou zařízení odběr jistě překročí 1 A, s čím snad počítá i výrobce a prodejce).

Takže si představme naše hrdiny, postupně zleva do prava: ten první, jednozdířkový, je vyfocen jen pro výstrahu, co určitě nekupovat. Nedokázal dodat ani 1 ampér, napětí mu klesalo pod 5 V a naštěstí už sám umřel, takže jsem ho nemusel obřadně utratit.

Druhý zleva je můj favorit GRIFFIN, zřejmě originál, který mi před lety někdo z Ebay či DX omylem prodal za cenu kopie. Slibuje proud 1 ampér na každé zásuvce, celkem tedy zřejmě 2 A.

Prostřední budu nazývat BÍLÝ, protože se nijak nejmenuje. Prý je pro "iPad" a na horní zásuvce slibuje 1 A, zatímco na dolní celých 2,1 A. Dokáže to dodat zároveň (1 + 2,1 = 3,1), nebo je 2,1 A maximum? Měření vše odhalí!

Předposlední se jmenuje USAMS, a koupil jsem ho proto, že vypadal nejvíc podobně jako GRIFFIN a samozřejmě především proto, že slibuje fantastických 3,1 A, což je prý vhodné i pro "iPad 2" :-)

Poslední jsem vlastně nekoupil, ale půjčil mi ho kolega, který není žádný troškař, a proto koupil poměrně drahý výrobek pyšnící se výstupním proudem 2x 2,1 A, takže zřejmě až 4,2 ampéry! Budu mu říkat VCLOO.


Tak soutěžící jsou představeni, měřicí metodika zůstává stejná jako v minulých testech, takže můžeme jít rovnou na výsledky. První řádek tabulky ukazuje klidový odběr, aneb za jak dlouho nenastartuju auto, když zapomenu nabíječku v zapalovači. Druhý řádek pak výstupní napětí bez zátěže, které by vlastně mělo být 5,0 V, ale není tomu tak vždy. Třetí řádek je při připojené zátěži 5,1 ohmu a poslední pak zahřívá odpor 2,3 ohmu.

 nabíječka  Griffin  Bílá  Usams  Vcloo
 odběr naprázdno  8 mA  4 mA  26 mA  10 mA
 napětí naprázdno  5,39 V  5,16 V  5,28 V  5,23 V
 napětí/účinnost při 1 A  5,18 V / 89 %  4,90 V / 60 %  5,10 V / 87 %  5,01 V / 88 %
 napětí/účinnost při 2,1 A  4,93 V / 80 %  padá pod 3,3 V  4,84 V / 80 %  4,75 V / 83 %

Výsledky jsou velmi zajímavé. První si vyškrtneme Bílou, která sice vítězí v odběru naprázdno, ale má katastrofální účinnost při mírné zátěži a když po ní chceme ještě víc, úplně se odporoučí (napětí začne klesat a během sekund padne pod 3 V). Tohle byl pro mě důvod k reklamaci, která se mimochodem povedla. Při placení Paypalem na Ebay má člověk opravdu silnou páku na prodejce.

Dál můj favorit Griffin a jeho vyzyvatel Usams - měření účinnosti převodu ukazuje, že jejich vnitřnosti jsou zřejmě shodné (pokud si odmyslím spotřebu naprázdno). Griffin sice na oko vítězí ve stabilitě výstupního napětí, ale je to vlastně jen díky drobnému podvodu - tím, že má nastavené vyšší napětí v klidu. V zátěži pak poklesne o 0,2 V na ampér, úplně stejně jako Usams.

No a na závěr papírově nejlepší Vcloo: podle měření je prakticky stejně dobrý jako Griffin/Usams, takže jeho jedinou výhodou ospravedlňující mnohem vyšší cenu (oproti ostatním) by mohl být ten maximální proud, který jsem ale neměl jak ověřit (20W rezistor se mi kupovat nechtělo a žárovka se už dříve prokázala jako velmi špatná zátěž při měření). Zároveň mu ale podezřele nejvíc padá napětí - troufám si odhadnout, že při odběru 3 A už by neměl ani 4,5 V a nechci vidět, co by dělal při 4 A...

Samostatnou kapitolou je zapojení datových vodičů v USB zásuvkách. Zařízení připojené do USB zdířky totiž smí normálně odebírat maximálně 500 mA (spíš tedy jen 100 mA, ale může se dohodnout s počítačem až na 500 mA, mluvíme-li o USB 2.0). Ve skutečnosti by většina PC zvládla dodat mnohem silnější proud, ale mobilní telefon/tablet do USB připojený si to většinou raději netroufne odebírat - napíše, že se nabíjí z USB, omezí svůj odběr na max. 500 mA a plné nabití mu pak trvá několikrát déle, než když se nabíjí ze své nabíječky připojené do el. sítě.

Pokud mu ale přes USB datové vodiče zdroj napětí dokáže signalizovat, že není PC, ale jen hloupý silný zdroj napětí a proudu, vezme si připojené zařízení mnohem víc, klidně i ty 2 ampéry. Takže úkolem těchto auto nabíječek je krom jiného signalizovat, že nejsou PC a že dokáží v klidu dodat X ampér. Na toto mimochodem neexistuje žádný rozumný standard a tak si to každý výrobce pytlíkuje po svém. Například Apple vyžaduje velmi přesný poměr napětí na D- a D+, který se v praxi dociluje rezistorovou děličkou s netypickými hodnotami odporů 49K9, 43K2 a 75K.

Dobrá zpráva je, že Griffin má na jedné zdířce tuto signalizaci funkční minimálně pro Motorolu, HTC a LG, takže odtamtud se zařízení nabíjí stejně jako z domácí nabíječky (resp. zdroje, nabíječka je opět špatný ale už zažitý slang). Mobil rovnou napíše: "AC charging", "Nabíjí (AC)" nebo nějak podobně. Na druhé zásuvce to ale nemá, tam se nabíjí pomalu jako z USB PC. Bílá  naopak nemá správnou děličku ani na jedné zdířce, takže např. telefon LG se nabíjí pomalu jako z USB. Kdo ví, jestli to není i schválně, když stejně není schopna dostát deklarovaným hodnotám. U Usams jsou správnou děličkou napětí vybaveny obě zdířky, takže z obou se dá nabíjet plnou rychlostí všechny tři výše zmíněné značky mobilních telefonů. No a Vcloo momentálně nemám jak vyzkoušet, ale věřím, že tuto signalizaci má funkční na obou USB zásuvkách.



Každopádně se mi zdá, že v těch lepších auto USB nabíječkách (v tomto testu všechny kromě Bílé a samozřejmě té mrtvoly nalevo) jsou použité nějaké lepší součástky/zapojení než v těch DC step-down modulech, které jsem proměřoval minule, a které se k 90% účinnosti při odběru 1 A (resp. 80% účinnosti při 2 A) neblížily ani náhodou. Zbývá mi tak jedině sehnat další originál Griffin, protože Usams bere příliš mnoho proudu v klidu a to se mi nehodí ani v zaparkovaném autě, ani v mém uvažovaném přístroji, pro který už delší dobu sháním úsporný a účinný převodník.

15 komentářů:

  1. chorošné auto v kabině aspoň jednu zásuvku 12V vypíná při vypnutém motoru, jako třeba moje C5, takže odběr naprázdno problém není.. KK

    OdpovědětVymazat
    Odpovědi
    1. Můj FF vypíná zásuvku v kufru, asi abych tam nezapomněl zapnutou ledničku. Zásuvka v kabině zůstává zapojena a tak je to správně. Leda tam mít dvě, ale zas jak si pak pamatovat, která je která...

      Vymazat
  2. Zajimavej clanek. O zdroji pro mobily je jsou i tady zajimave clanky:
    car-charger
    usb-redukce

    OdpovědětVymazat
  3. Velmi zajímavé, děkuji za článeček... Proč se žárovka ukázala jako velmi špatná zátěž pro měření?

    OdpovědětVymazat
    Odpovědi
    1. Psal jsem to na G+: u žárovky třeba 12 V 21 W by člověk očekával, že bude odebírat 1,75 A, takže bude mít odpor zhruba 6,9 ohmu. Když jsem však žárovku zkusil zapojit na místo, kde jsem potřeboval odpor 6,9 ohmu, se zlou jsem se potázal, protože studená žárovka měla odpor téměř nulový. Těch 6,9 ohmu má až po rozžhavení na provozní teplotu - do té doby se jí odpor postupně zvedá v závislosti na teplotě, která je zas závislostí protékajícího proudu a času. Je to dost nepředvídatelné. A hlavně ten počáteční nízký odpor prakticky zabije většinu měkčích zdrojů.

      Vymazat
    2. A co zapojit sériově s žárovkou výkonový odpor? Tímto bychom mohli eliminovat "nulový" odpor žárovky, když je studená. Po zahřátí žárovky by se odpor ručně zkratoval.

      Vymazat
    3. To nepůjde, protože s velkým odporem v sérii se ani nezačne zahřívat, zatímco malý odpor by musel být dimenzovaný na velký výkon a ten jsem právě nechtěl kupovat, protože by byl moc drahý na to jedno použití.

      Vymazat
  4. Tak tu "mrtvolu nalevo" mám už léta, je to noname z DX, jako jediná přežila několik aut, zkratů a podobných vylomenin. Unapájela taky cokoli. Buď mám stěstí na kus, nebo Ty smůlu. Každopádně jsem hledal odběr na prázdno - nepodařilo se ti ho zdokumentovat než chcípla? Včera jsem jí dobastlil do prázdné krytky v palubce, ale je tam vyvedené jen napájení napevno. No a že by se mi chtělo zasahovat do kabeláže v autě, to se mi sakra nechce. Jen mě děsí to světýlko, jak tam potutelně svítí...kokes@czech.systems

    OdpovědětVymazat
    Odpovědi
    1. Je jednoduché změřit odběr naprázdno, jen je potřeba rezistor o malém odporu (1 ohm) zapojit do série a změřit na něm napětí v řádu milivoltů.

      Vymazat
    2. OK, zkusím - zrovna elektrobastlíř nejsem, ale ohmův zákon dohromady dám. Díky za tip...

      Vymazat
    3. Našel jsem starou tabulku, kde jsem měl poznačeno 8,2 mA v klidu.

      Vymazat
  5. Dik za zajimavou recenzi, shanim neco nej a narazil jsem na toto: https://wmmania.cz/clanek/recenze-belkin-boost-up-car-charger , moc tomu neverim, zvlastni je ze lidi pisou ze kdyz pouziji kabel k tomu dodavany, mobil nepise ze se nabiji pomalu a pri pouziti jineho jim to stale hlasi, nevis jak je to mozne a co na to rikas? Dik

    OdpovědětVymazat
    Odpovědi
    1. Za prvé: Belkin je známka kvality, takže bych se toho nebál. Za druhé: Belkin je kvůli svému jménu obětí častých čínských napodobenin, které pak mají úplně jiné parametry, než originál. To na dálku nikdo nepozná - ukáže až měření.
      No a za třetí: nabíječka (správně zdroj) nabízí proud až do určité maximální hodnoty, a je na telefonu, jestli si si ho vezme tolik, nebo méně. Bohužel neexistuje rozumný standard mezi zdroji, které zneužívají USB konektor, takže výrobce zdroje se musí rozhodnout zapojit to nějak, a pak se to správně "spáruje" jen s některými telefony (třeba jen s jablkem v logu, nebo jen Samsung, ...). To, že může pomoci kabel, který má nějak uvnitř sebe popropojované datové vodiče, jako to mívají originál krátké nabíjecí kabely z příslušenství telefonu, je zcela v pořádku - ten kabel vlastně řekne telefonu, že se nemá bát vzít si maximální proud, protože není připojen do PC. Takový kabel by šlo i vyrobit, a pak by se daný typ telefonu nabíjel plnou rychlostí z jakékoliv USB zásuvky.

      Vymazat
  6. Ahoj, nechtěl by si udělat nějaký návod na instalaci další USB nabíjení do vnitřku auta (např zapalovač do kastliku spolujezdce)?
    Je na to potřeba nějaký převodník atd?

    OdpovědětVymazat
    Odpovědi
    1. Ano, mám v plánu větší článek o převodnících napětí, které sbírám. Do auta je potřeba step-down z 12 na 5 V.

      Vymazat