Принципы передачи электроэнергии на расстоянии. Передача электроэнергии без проводов - от начала до наших дней. Использование различных микроволн

Текст

Артем Лучко

Нет какого-либо одного рецепта, который позволил бы полностью зарядить свой «севший» смартфон за несколько минут. Но Look At Me предлагает несколько полезных рекомендаций, помогающих ускорить этот процесс.

Выключите телефон

Индикатор зарядки пополнится существенно быстрее, если устройство будет выключено. Так оно не будет тратить ни единого драгоценного ватта и, соответственно, лишних минут вашего времени. В выключенном состоянии вся электроэнергия отправится непосредственно к аккумулятору и не будет уходить на другие аппаратные процессы.

Заряжайте телефон
от розетки

Телефон будет заряжаться быстрее от стенной розетки, а не через порт USB. Также стоит убедиться, что ваше зарядное устройство достаточно высокомощное - некоторые модели доставляют меньше миллиамперов, чем мобильник может принять, что увеличивает фактическое время его зарядки.

По заявлениям компаний-производителей, самая быстрая зарядка осуществляется при подключении устройства к розетке с помощью кабеля и адаптера питания USB, поставляемых в комплекте. Однако можно рискнуть заменить стандартное зарядное устройство на более высокомощное, рассчитанное на большее количество миллиамперов.

Оптимизируйте зарядку через USB

Сначала стоит разобраться, какие USB-порты имеются у вашего компьютера. На сегодня они комплектуются тремя видами: USB 1.0, 2.0 или 3.0. Первый и второй способны обеспечить силу тока в 500 мА, в то время как USB 3.0 почти в два раза больше - до 900 мА. В зависимости от типа USB, к которому подключен смартфон или планшет, время зарядки может в значительной степени варьироваться. Отдельный стенной порт USB, который может обеспечить до 1500 мА, - ещё более эффективный способ зарядки.

Чтобы дополнительно ускорить процесс, не синхронизируйте свой смартфон с компьютером и отсоедините от него все другие USB-устройства, которые могут потреблять энергию. Помните также, что если вы подключены к ноутбуку, не подключенному к сети, необходимо следить, чтобы тот не уходил в спящий режим.

Соблюдайте температурный режим

Высокие и низкие температуры губительны для аккумуляторов. Не держите заряжающийся телефон на солнце, у обогревателя или у открытого окна зимой. Лучшая температура для этого процесса колеблется около +22 °С.

Используйте приложение, ускоряющее пополнение батареи

Компания Asus разработала бесплатное приложение-твик Ai Charger , которое помогает заряжать мобильные устройства быстрее. Программа позволяет выдавать через стандартный порт USB около 1000 мА, тем самым почти в два раза ускоряя зарядку устройств. В зависимости от разных типов используемых гаджетов, сила тока может вырасти ещё больше. И хотя производители не раскрывают технологических аспектов работы утилиты, многие пользователи говорят о её действенности. Ai Charger совместимо не только с платами Asus, но с компьютерами других производителей.

Многие юзеры наверняка еще помнят те «древние» времена, когда устройств, которые заряжались через USB-порты компьютеров или ноутбуков, было совсем немного. У большинства это был только iPod (ну, или другой плеер из похожих).

Чуть позже через USB уже можно было заряжать и некоторые смартфоны. Зато теперь «некоторые» превратились во «все», плюс к ним добавились еще всякие 3G-роутеры, фитнес-трекеры, портативные колонки и уйма других гаджетов, каждый из которых без регулярных подключений к USB в буквальном смысле жить не может.

Но не смотря на приход в мир аж целой Windows 10, с USB старая проблема как была так и осталась: как только комп или ноут выключается или переходит в спящий режим, его USB-порты тоже перестают «давать ток» и ничего уже не заряжают. Правда, выпускались раньше и сейчас выпускаются Windows-нотбуки, у которых USB-порты продолжают функционировать и в спящем режиме, но, как показывает практика, знают о них не все пользователи.

Потому юзеры в большинстве своем, продолжая практиковать «дедовский» метод зарядки через USB, просто оставляют компы включенными каждый раз, когда требуется зарядить смартфон или какой-нибудь другой мобильный девайс. Способ, конечно, проверенный временем и эффективный, но, к сожалению, не самый удобный и очень неэкономный в плане расхода электроэнергии (в том числе и той, которую приходится в таких случаях вытягивать из аккума ноутбука).

В этой связи, напоминаем, как заряжать мобильную электронику через USB-порт выключенного Windows компьютера, точнее как настроить свой комп так, чтобы он и в спящем режиме подавал энергию на свои USB-порты.

И прежде, чем что-то настраивать, в обязательном порядке проводим мини-ревизию имеющихся в наличии USB-портов на предмет убедиться, что среди них присутсвуют те, которые настроены на работу в режиме зарядника при выключенном компьютере. Если у вашего компа (точнее у материнской платы) предусмотрена такая функция, то эти так называемые charge-friendly USB производитель машины должен был раскрасить в заметный желтый цвет.

А чтобы изменить настройки питания USB-порта, заходим в «Диспетчер устройств » и там — в раздел «Контроллеры USB «. В открывшемся списке находим строку «Корневой USB концентратор «.

Скорее всего, их будет несколько, однако вам нужны только те, рядом с названиями которых в скобочках указано (xHCI) . Это порты USB 3.0. Кликаем правой кнопкой мыши по одному из них и в появившемся меню жмем «Свойства «. Далее переходим во вкладку «Управление электропитанием «, отключаем опцию (снимаем галочку) «Разрешить отключение этого устройства для экономии энергии » и жмем ОК .

Теперь даже при выключенном компьютере можете заряжать через этот USB разные мобильные устройства. Если одного мало, то попробуйте подключить второй (если он есть). Но вполне возможно, что придется ограничится только одним, так как нельзя в такой способ включить режим зарядника сразу всех USB. Более того, на иногда опция зарядки через USB при выключенном компе так просто может и не активироваться (не будет вдаваться в подробности, почему так случается). Но описанный способ чаще всего работает.

Все ли micro-USB кабели одинаковые? Почему цены могут отличаться в несколько раз? Какой кабель лучше купить? Я попробую ответить на эти вопросы практическими примерами и экспериментами. Добро пожаловать в шапито!

Эта статья посвящена обычным потребителям, которые знакомы с физикой в рамках школьной программы. Но результаты тестов могут быть интересны и продвинутым пользователям.

Если у вас есть устройство от Apple, и вы думаете, что это вас не касается, и шапито не для вас, то вы очень сильно ошибаетесь. В конце вы прочтёте почему.

Скорость передачи данных по micro-USB кабелю в большинстве случаев нареканий не вызывает. А вот с зарядкой устройств ситуация немного сложнее.

Давайте сначала ознакомимся на пальцах, как устроен процесс зарядки мобильных устройств.

Есть зарядное устройство, которое может выдавать ток с определённым напряжением и определённой силой. Обычно это USB-зарядка, которая выдаёт ток с напряжением 5 В (есть ещё технологии быстрой зарядки с увеличенным напряжением, но их мы затрагивать не будем). Сила тока (иногда указывают просто мощность зарядки) может быть разной для каждого ЗУ. Например, с одним устройством в комплекте будет ЗУ с максимальной силой тока 1 А, а с другим 2,5 А. Естественно, если устройство не может потреблять ток силой больше 1 А, то какую бы вы зарядку не подключили - 1 А или 100 А, разницы не будет.

Есть мобильное устройство: смартфон, планшет, часы и пр., которые нужно зарядить. В мобильном устройстве есть батарея и контроллер заряда. Контроллер заряда регулирует, используя свои алгоритмы, силу потребляемого тока.

ЗУ и мобильное устройство соединяются между собой кабелем. В нашем случае micro-USB. На рынке присутствует огромное количество предложений. Тысячи моделей от известных и неизвестных брендов. Кабели можно купить в ларьке около дома, в салоне связи, в крупном торговом центре, в Интернете, просто везде. С кабелями возникает странная ситуация. С одним кабелем устройство заряжается быстрее, чем с другим, при равных условиях. В некоторых случаях различия могут быть в несколько раз. В основном дело в сопротивление линий питания кабеля.

Чтобы стало понятнее, сразу приступим к практическому тесту.

Нашими инструментами будут:

• Резистор с сопротивлением 2,5 Ом (5 В, 2 А)
• USB тестер Keweisi
• Переходник micro-USB (мама) - USB A (мама)
• Батарейный блок Xiaomi 5000 мА·ч и смартфон Samsung Galaxy S5, которые позаимствовал у жены
• Зарядное устройство Tronsmart TS-UC5PC. Хочу отдельно отметить это устройство. На профильных сайтах есть разборки этого устройства. Это просто потрясающее ЗУ. Я его купил пару месяцев назад по акции со скидкой, заменил своё отличное ЗУ ORICO (у них тоже великолепные ЗУ), т.к. мне понадобился порт с поддержкой Quick Charge 2.0. TS-UC5PC имеет 5 независимых каналов. 4 из которых с технологией VoltIQ (на самом деле это просто «умная обвязка» контактов Data для активации быстрой зарядки любых устройств с такой поддержкой, в том числе Apple, ряда Samsung и пр.), а 1 с поддержкой Qualcomm Quick Charge 2.0. Этот порт способен выдавать напряжение 5 В, 9 В и 12 В. ЗУ легко выдерживает нагрузку 2 А одновременно на всех 5 портах, это я проверял лично резисторами, с очень незначительной просадкой напряжения. По спецификации устройство выдерживает 2,4 А на каждый канал.

Тестировать будем в два этапа. Первый этап - проверим падение мощности на конце кабеля с помощью резистора. Второй этап - проверим силу тока, который будет потреблять смартфон Samsung Galaxy S5 и батарейный блок Xiaomi при зарядке.

Наши артисты:

Кабель LG , 120 см - будем обозначать его LG1. Идёт в комплекте со многими одноимёнными устройствами и продаётся отдельно. Имеет маркировку на кабеле 20 AWG для линий питания. Толстый и очень тугой. Стоит от 2$ до 3$ на eBay и , у нас в оффлайн встречал и за 300, и за 500 рублей.

Кабель Tronsmart , 180 см - будем обозначать его TR1. Идёт в комплекте с некоторыми одноимёнными ЗУ, также, продаётся отдельно в упаковках по несколько штук. Толстый и очень тугой. Стоит около 2$ (в пересчёте на один кабель) на Aliexpress и подобных площадках.

Кабель Sony EC803 , 100 см - будем обозначать его SO1. Идёт в комплекте с некоторыми одноимёнными устройствами и продаётся отдельно. Средняя толщина, тугой. Стоит около 2$.

Кабель Sony EC801 , 100 см - будем обозначать его SO2. Идёт в комплекте с некоторыми одноимёнными устройствами и продаётся отдельно. Средняя толщина, тугой. Стоит около 2$.

Кабель Sony EC450 , 100 см - будем обозначать его SO3. Шёл когда-то в комплекте с некоторыми одноимёнными устройствами. Толстый и тугой, с ферритовыми кольцами. Встречается в продаже редко.

Кабель от батарейного блока Xiaomi , 22 см - будем обозначать его XI1. Идёт в комплекте с батарейными блоками. Плоский, гибкий. Внешний вид не очень впечатляет, т.к. ему уже полтора года.

Кабель noname - будем называть его QC1, 200 см. Именно такой кабель продаётся только у одного продавца (он же ). Возможно, им и производится. Контакты Data уже замкнуты, кабель предназначен только для зарядки. Средняя толщина, гибкий. Это универсальный кабель для активации быстрой зарядки (если она поддерживается устройством) на любых ЗУ. У этого же продавца есть аналогичные кабель на 3 и 5 метров, как micro-USB, так и Lightning (для устройств Apple). Цены выше среднего.

Кабель noname - будем называть его QC2, 65-180 см, «пружинка». Продавец и производитель тот же, что и у предыдущего кабеля. Контакты Data уже замкнуты, кабель предназначен только для зарядки. Средняя толщина, гибкий.

Кабель ASUS - будем называть его AS1, 100 см. Идёт в комплекте с некоторыми устройствами ASUS (в конкретном случае Nexus 7 2013), продаётся отдельно. Средняя толщина, гибкий.

Кабель noname - будем называть его QC3, 40 см. Продаются в магазине Fasttech. Есть маркировка 18 AWG на кабеле. Средняя толщина. Контакты Data уже замкнуты, кабель предназначен только для зарядки. Стоит неприлично дёшево - около 1$.

А теперь чистокровные приблуды (или кабели из подвалов дядюшки Ляо). Их просто сотни разных видов. Продаются они везде, и онлайн, и оффлайн. И даже в магазинах авторитетных ритейлеров их можно найти. Часто стоят очень дешево. Для теста возьму 8 разных штук. У меня дома есть коробка, где лежит штук 50 разных micro-USB кабелей, которые я заказывал в разное время (забегая вперед, эта коробка с «мусорными» по тестам кабелями). Очень часто продаются под брендом (конечно, контрафакт) Samsung и пр.

Кабель noname - будем называть его CN1, 23 см. Тройной - microUSB, Lightning, Apple 30-pin. Тканевая оплётка. Толщина средняя, гибкий.

Кабель noname - будем называть его CN2, 300 см. Тканевая оплётка. Толщина средняя, гибкий.

Кабель noname - будем называть его CN3, 100 см. Тонкий, гибкий.

Кабель noname - будем называть его CN4, 100 см. Плоский, гибкий.

Кабель noname - будем называть его CN5, 80 см. Упругий.

Кабель noname - будем называть его CN6, 200 см. Тканевая оплётка. Плоский, гибкий.

Кабель noname - будем называть его CN7, 100 см. Толстый, гибкий.

Кабель noname - будем называть его CN8, 100 см. Маркировка на кабеле 26 AWG / 28 AWG.

Падение мощности

Подключим резистор и замерим мощность сразу на выходе из ЗУ - 10,2 Вт. Напряжение 5,17 В, сила тока 1,97 А.

Теперь замерим мощность на конце кабелей и сведём все результаты в диаграмму.

LG1 8,82 Вт (4,82 В, 1,83 А)
TR1 8,34 Вт (4,69 В, 1,78 А)
QC1 8,33 Вт (4,71 В, 1,77 А)
SO1 7,97 Вт (4,58 В, 1,74 А)
SO2 8,19 Вт (4,63 В, 1,77 А)
SO3 7,42 Вт (4,62 В, 1,68 А)
QC3 8,87 Вт (4,85 В, 1,83 А)
QC2 8,22 Вт (4,68 В, 1,78 А)
AS1 8,19 Вт (4,63 В, 1,77 А)
XI1 8,27 Вт (4,75 В, 1,74 А)
CN1 8,9 Вт (4,84 В, 1,84 А)
CN2 4,56 Вт (3,48 В, 1,31 А)
CN3 5,42 Вт (3,79 В, 1,43 А)
CN4 5,34 Вт (3,76 В, 1,42 А)
CN5 5,73 Вт (3,90 В, 1,47 А)
CN6 5,84 Вт (3,92 В, 1,49 А)
CN7 5,18 Вт (3,7 В, 1,4 А)
CN8 7,83 Вт (4,55 В, 1,72 А)

Итак, мы видим плохой результат у подавляющего большинства дешевых и безымянных кабелей. Только кабель CN1 удивил. Я им никогда не пользовался после покупки, просто заказал до кучи.

Теперь замерим, с какой силой тока будет заряжаться смартфон Samsung Galaxy S5 (уровень заряда 50%). Конечно, это не лабораторное исследование, но какую-то информацию даст. Контроллер заряда в устройствах работает по своему алгоритму. Тестер во всех случаях показывал выходное напряжение около 5,2 В, так что будет рассматривать только силу тока.

Результат соотносится с предыдущим тестом. Фирменные кабели показывают достойный результат. Дешевые и безымянные кабели показывают невероятно низкий результат. Например, сила тока с кабелем LG в 4,5 (!) раза больше, чем с самых плохим безымянным кабелем. Фирменные кабели Sony демонстрируют посредственный результат.

Для уточнения результата возьмём другое устройство - батарейный блок Xiaomi (практически разряжен). Посмотрим, какие результаты кабели покажут с ним.

Картина повторяется.

Качественными кабелями можно считать: LG, Xiaomi, QC1, QC2, QC3, Tronsmart, CN1. Кабели Sony и Asus показывают средний результат, для фирменных кабелей это не очень хорошо. Остальные безымянные кабели - это 90% (грубо говоря) того, что вам пытаются продать за дешево, полный хлам.

Apple Lightning

В своё обзор я не включил тест кабелей с разъёмом Apple Lightning, потому что у меня не было нужного переходника для подключения резистора. Но в реальных тестах с устройствами кабели ведут себя идентично описанному. У меня два оригинальных кабеля надорваны, как это обычно бывает с кабелями от Apple, у основания. С ними проблем нет. А вот 3 купленных кабеля в диапазоне от 2$ до 5$ показывают существенную просадку по силе тока. Один так вообще выдаёт только 0,26 А. Это не значит, что нужно бежать и покупать кабель от Apple за 20$. За 20$ и рваные у основания кабели компания Apple заслуживает только смачный плевок в лицо. Просто нужно подобрать правильный и проверенный кабель (я думаю, что на профильных форумах рекомендаций уже достаточно). А я в экстренных случаях пользуюсь вот таким переходничком за несколько центов:

Никаких проблем. В комбинации с кабелем LG заряжает iPad и iPhone не хуже оригинальных кабелей.

Выводы

Никогда не покупайте кабели не от авторитетных брендов (LG, Samsung, HTC, Lenovo и пр.), если вы чётко не знаете, что именно хотите. Кабель должен быть толстым и тугим (конечно, есть исключения - в обзоре вы ознакомились с кабелем QC1, QC2 и Xiaomi). Если у вас есть подозрение, что это подделка, например, очень низкая цена в оффлайн - просто не покупайте такой кабель.

Все другие кабели можно покупать только в том случае, если вы чётко знаете, что это кабель качественный (его кто-то тестировал). Никогда не слушайте советов консультантов: «А вот возьмите наш фирменный брендированный кабель ЕвросетьСвязнойКабель, его все берут и довольны». Пока консультант вам не покажет замеры этого кабеля тестером, его слова ничего не стоят. Никогда не ориентируйтесь на рейтинг покупателей при покупке кабелей, например, на Алиэкспресс. Если вы видите кабель Samsung с ценой 1$, несколько тысяч заказов и рейтинг покупателей 98%, то с большой долей вероятности этот кабель обычный поддельный хлам.

Если конкретизировать, то одним из самых оптимальных кабелей является кабель от LG. Его можно купить в двух расцветках оффлайн практически в любом салоне связи или онлайн (на eBay и он стоит от 2$ до 3$). Если вам нужен длинный кабель (2, 3, 5 метров), то присмотритесь к кабелям от магазина (он же )- цена немного выше обычного, но вы знаете, за что платите. Если вам нужно несколько кабелей разной длины, то покупайте наборы кабелей от Tronsmart (их в онлайн магазинах полно). Если вам нужен короткий кабель для батарейного блока, то, например, возьмите дешевый кабель от Fasttech.

P.S. Забыл написать небольшое замечание по поводу кабелей с замкнутыми контактами Data из обзора (три штуки). Эти кабели ещё могут быть интересны тем, кто заряжает устройства от ноутбука. С этими кабелями многие устройства думают, что подключены к ЗУ, а не компьютеру, и начинают потреблять ток на максимуме своего потребления. USB порты ноутбука отдадут всё, что умеют. Например, мой ноутбук ASUS с такими кабелями легко отдаёт 1,5 А, хоть в спецификациях это не значится. При этом старенький Lenovo ограничивается 0,5 А в любом случае.

P.S. II. А знаете, какой самый популярный micro-USB кабель на Aliexpress? . 96% положительных отзывов из 21004! Любые цвета. Знакомо? Да, вы не ошиблись, это кабель CN4 из обзора.

Интерфейс USB широко используется в современных электронных устройствах. Практически на всех мобильных устройствах установлен микро- или мини-ЮСБ коннектор. Если разъем перестал работать, то для его ремонта необходимо знать распиновку micro-USB. Ситуация усложняется тем, что многие производители гаджетов выполняют распайку контактов по-своему. Изучив возможные варианты цоколевки, можно справиться с проблемой.

Назначение и виды

Коннектор USB обладает хорошим набором функций. С его помощью можно не только передавать большие объемы информации с высокой скоростью, но и обеспечить девайс питанием. Новый интерфейс довольно быстро заменил на компьютерах старые порты, например, PS/2. Сейчас вся периферия подключается к ПК именно с помощью портов ЮСБ.

На сегодняшний день было создано 3 версии коннектора USB:

Особенности распиновки

При разговоре о цоколевке USB-разъёма необходимо разобраться в обозначениях, указанных на схемах. Начать стоит с вида коннектора - активный (тип А) либо пассивный (тип В). С помощью активного разъема возможен обмен информацией в двух направлениях, и пассивный позволяет только ее принимать. Также следует различать две формы соединителя:

• F - «мама».
• M - «папа».

В этом вопросе все должно быть понятно и без объяснений.

Коннектор стандарта USB

Сначала несколько слов нужно сказать о совместимости трех версий интерфейса. Стандарты 1.1 и 2.0 полностью аналогичны конструктивно и отличаются только скоростью передачи информации. Если в соединении одна из сторон имеет старшую версию, то работа будет проводиться с низкой скоростью. При этом ОС выведет следующее сообщение: «Это устройство способно работать быстрее».

С совместимостью 3.0 и 2.0 все несколько сложнее. Устройство или кабель второй версии можно подключить к новому разъему, а обратная совместимость существует только у активных разъемов типа А. Следует заметить, что интерфейс ЮСБ позволяет подавать на подключенный гаджет напряжение в 5 В при силе тока не более 0,5 А. Для стандарта USB 2.0 распайка по цветам слева направо имеет следующий вид:

• Красный - положительный контакт постоянного напряжения в 5 В.
• Белый - data-.
• Зеленый - data+.
• Черный - общий провод или «земля».

Схема разъема достаточно проста, и при необходимости починить его будет несложно. Так как в версии 3.0 увеличилось количество контактов, то и его распиновка отличается от предыдущего стандарта. Таким образом, цветовая схема контактов имеет следующий вид:

Разъемы micro и mini

Коннекторы этого форм-фактора имеют пять контактов, один из которых задействован не всегда. Проводники зеленого, черного, красного и белого цветов выполняют аналогичные USB 2.0 функции. Распиновка mini-USB соответствует цоколевки micro-USB. В разъемах типа А фиолетовый проводник замкнут с черным, а в пассивных он не используется.

Эти коннекторы появились благодаря выходу на рынок большого количества устройств небольших габаритов. Так как они внешне похожи, часто у пользователей возникают сомнения о принадлежности разъема к тому либо иному форм-фактору. Кроме некоторого отличия в габаритах, у микро-ЮСБ на задней стороне расположены защелки.

Миниатюризация коннектора негативно повлияла на надежность. Хотя mini-USB и обладает большим ресурсом , через довольно короткий временной отрезок он начинает болтаться, но при этом из гнезда не выпадает. Микро-ЮСБ представляет собой доработанную версию mini-USB. Благодаря улучшенному креплению он оказался более надежным. Начиная с 2011 года этот коннектор стал единым стандартом для зарядки всех мобильных устройств.

Однако производители вносят в схему некоторые изменения. Так, распиновка микро-USB разъема для зарядки iPhone предполагает два изменения в сравнении со стандартной. В этих девайсах красный и белый провода соединяются с черным через сопротивление 50 кОм, а с белым - 75 кОм. Также есть отличия от стандарта и у смартфонов Samsung Galaxy. В нем белый и зеленый проводники замкнуты, а 5 контакт соединен с 4 с помощью резистора номиналом в 200 кОм.

Зная цоколевку различных видов коннекторов USB, можно найти и устранить неисправность. Чаще всего это требуется в ситуации, когда из строя вышло «родное» зарядное устройство, но у пользователя есть блок питания от смартфона другого производителя.