Строим универсальную, машинную USB зарядку (попытка номер раз). Распиновка USB разъемов для зарядки телефонов

Когда нет под рукой фирменного зарядного устройства, или оно сломалось, практически любой радиолюбитель и электронщик начнет собирать свое зарядное устройство, особенно если нет денег покупать фирменные зарядники именитых производителей, таких, например, как Apple.

Возможно, вы уже самостоятельно пытались собрать из всякого хлама зарядное устройство для своего iPhone, iPad или iPod. Но у вас постоянно вылезало сообщение типа «Зарядка с помощью данного аксессуара не поддерживается».

Но есть простое и надежное решение!

Это зарядное устройство можно встроить в любой работающий от батареек девайс типа фонарика или AM/FM радиоприемника. Это позволит взять его в поход или в любое место, где не будет доступа к сетевому напряжению.

Что нам потребуется?

В первую очередь возьмите пять резисторов одинакового номинала. И не важно, какого значения. Возьмите резисторы номиналом от 100 Ом до 5 КОм. Все должны работать. Главное, чтобы они были одинакового номинала.

Еще потребуется USB-разъем типа «мама», немного проводов и паяльные принадлежности.

Схема зарядного устройства для iPhone, iPad и iPod представлена на следующем изображении.

Соединяем все резисторы последовательно, как показано на схеме. Один конец резистивной цепочки соединяем с землей (GND) USB, а другой с питанием 5 В. Точку между вторым и третьим (считаем от точки GND) резисторами соединяем с D+ и D- разъема USB.

Теперь если вы подадите 5 В на USB, то ваше яблочное устройство распознает эту самоделку в качестве зарядника.

Также на схеме показан регулятор 7805 для случая, если ваш набор батареек выдает больше 5 В.

Следует не забывать отсоединять это самодельное зарядное устройство от батареек, когда не выполняется зарядка, поскольку через регулятор и резисторы все-таки протекают небольшие токи.

Также следует помнить, что при разряде батарей ниже определенного уровня вновь появится сообщение о неподдерживаемом зарядном устройстве.

Почти все, но можно сделать еще проще

Можно упростить конструкцию, заменив пять резисторов одним потенциометром. При этом оба конца этого переменного резистора соединяются с землей и питанием 5 В, а центральный вывод соединяется с D+ и D-. Потенциометр должен быть настроен на 2 В.

Вот и все! И здесь также нужно помнить, если используете источник питания 5 В, то можно соединяться напрямую, если выше 5 В, то необходимо использовать стабилизатор.

Прислал:

Виктор Панков прислал интересную ссылку на статью, в которой подробно описаны особенности распиновки USB разъёмов для корректной зарядки различных гаджетов, ведь, не секрет, что часто гаджеты отказываются заряжаться от простого USB порта накопителя или компьютера, либо ведут себя не так, как хотелось бы.

Большинство современных гаджетов (мобильных телефонов, смартфонов, плееров, электрокниг, планшетов и пр.) поддерживает зарядку через гнездо USB mini/micro. Тут может быть несколько вариантов подключения:

Устройство можно зарядить от ПК через стандартный дата-кабель. Обычно это шнур USB_AM-USB_BM_mini/micro. Если для заряда устройства требуется ток более 0,5 А (это максимум, на который способен USB 2.0), то время заряда может оказаться мучительно долгим, вплоть до бесконечности. Порт USB 3.0 (голубенький такой) выдаёт уже 0,9 А, но и этого кому-то может показаться мало.

Через тот же дата-кабель ваше устройство можно зарядить от родного зарядного устройства (сетевого или автомобильного), оборудованного 4-контактным гнездом USB-AF, как на компе. Конечно же, это уже не настоящий USB-порт. Гнездо зарядного устройства лишь выдаёт примерно 5 В между 1 и 4 контактами 4-контактного гнезда (плюс на контакте №1, минус на контакте №4). Ну, ещё между разными контактами гнезда могут быть установлены всяческие перемычки и резисторы. Зачем? Об этом колдовстве будет рассказано ниже.

Гаджет можно подключить к постороннему или самодельному зарядному устройству, дающему 5 вольт. И вот тут начинается самое интересное…

При попытке заряда от чужого зарядного устройства с выходом USB ваш гаджет может отказаться заряжаться под тем предлогом, что зарядное устройство ему якобы не подходит. Разгадка в том, что многие телефоны/смартфоны «смотрят» каким образом расключены провода Data+ и Data- , и если гаджету что-то не понравится, это ЗУ будет отвергнуто.

Nokia, Philips, LG, Samsung, HTC и многие другие телефоны признают зарядное устройство только если контакты Data+ и Data- (2-й и 3-й) будут закорочены. Закоротить их можно в гнезде USB_AF зарядного устройства и спокойно заряжать свой телефон через стандартный дата-кабель.

Если же зарядное устройство уже обладает выходным шнуром (вместо выходного гнезда), и вам нужно припаять к нему штекер mini/micro USB, то не забудьте соединить 2 и 3 контакты в самом mini/micro USB. При этом плюс паяете на 1 контакт, а минус - на 5-й (последний).

У Айфонов вообще какие-то оккультные требования к коммутации гнезда зарядного устройства: контакты Data+(2) и Data- (3) должны соединяться с контактом GND (4) через резисторы 49,9 kΩ, а с контактом +5V через резисторы 75 kΩ.

Motorola «требует» резистор 200 кОм межну 4 и 5 контактами штекера USB micro-BM. Без резистора аппарат заряжается не до полной победы.

Для заряда Samsung Galaxy в штекере USB micro-BM должен быть установлен резистор 200 кОм между 4 и 5 контактами и перемычка между 2 и 3 контактами.

Для более полного и «гуманного» заряда планшета Samsung Galaxy Tab рекомендуют другую схему: два резистора: 33 кОм между +5 и перемычкой D-D+; 10 кОм между GND и перемычкой D-D+.

Аппарат E-ten («Енот») не интересуется состоянием этих контактов, и поддержит даже простое зарядное устройство. Но у него есть интересное требование к зарядному кабелю - «Енот» заряжается только если в штекере mini-USB закорочены контакты 4 и 5.

Если нет желания возиться с паяльником, можно купить кабель USB-OTG - у него в штекере mini-USB контакты 4 и 5 уже замкнуты. Но тогда ещё потребуется переходник USB AM-AM, то есть, «папа»-«папа».

Претендующее на универсальность автомобильное зарядное устройство «Ginzzu GR-4415U» и его аналоги оборудованы двумя выходными гнёздами: «HTC/Samsung» и «Apple» или «iPhone». Распиновка этих гнёзд приведена ниже.

Для питания или заряда навигатора Garmin требуется особый дата-кабель. Просто для питания навигатора через дата-кабель нужно в штекере mini-USB закоротить 4 и 5 контакты. Для подзаряда нужно соединить 4 и 5 контакты через резистор 18 кОм:

Итак, если вы хотите переделать обычное ЗУ в USB-зарядку для телефона:

Удостоверьтесь, что устройство выдаёт около 5 вольт постоянного напряжения

Узнайте, способно ли это ЗУ дать ток не менее 500 мА

Внесите необходимые изменения в коммутацию гнезда USB-AF или штекера USB-mini/micro

Устранение неполадок в популярных смартфонах iPhone может быть непростой задачей из-за их встроенных АКБ. А ведь они часто могут быть причиной проблемы. Чтобы определить и исправить это дело, был создан небольшой прибор, который может зарядить аккумулятор Айфона, также есть возможность для проверки состояния батареи, которое можно считать микроконтроллером или другим способом. Устройство состоит из 6 плат-разъемов батареи (для iPhone 4, 4С, 5, 5С/с, 6, 6+) и основной платы зарядки.

Схема тестера аккумуляторов Айфона

Иногда аккумуляторы показывают отсутствие напряжения при испытании с помощью обычного мультиметра. Вполне возможно, что LiPo клеток на самом деле полностью мертва, хотя обычно это означает, что батарея ушла в режим защиты. Это может быть вызвано различными причинами, в том числе повреждения контроллера или короткого замыкания. Данная система может заново активировать аккумулятор, который вошел в режим защиты, просто подключив его к основной плате зарядки.

Платы подключения к батарее

АКБ iPhone могут быть подключены к основной плате через 6 контактный разъем с ключом для предотвращения неправильного подключения. Тут присутствует также возможность добавления дополнительных плат соединения с батареями разных типов в будущем (6с, 6с+, Samsung, и т. д.).

Зарядная плата

ЗУ плата содержит схему зарядки, microUSB порт питания и разъемы. На микросхеме MCP73831 выполнена литиевая зарядка. . Она предназначена для 3.7 В напряжение батареи, но также может быть использован для зарядки и под более высокие значения. Напряжение отсечки 4.2 вольта. Два светодиода обеспечивают индикацию состояния зарядки. Есть предохранитель на 2 А для предупреждения перегрузки по току - это защита порта microUSB. Резистор программирования (R2) определяет максимальный ток заряда. Значение 2К, задаёт MCP73831 максимум 500 мА ток заряда.

Цоколёвка разъёма

• VBAT: подключен напрямую к аккумулятору плюсовой вывод (и выход зарядки MCP73831)
• GND: масса
• 5V: вход разъема microUSB
• GAS: контакт защиты
• NTC: термистор батареи
• STAT: Можно использовать для чтения состояния зарядки микроконтроллером
• PROG: Может использоваться, чтобы установить зарядный ток или отключить зарядку

Компания Apple как вы знаете не продает запчасти, так что единственный вариант - подобрать нужные самому. Все детали в схеме распространённые и должны быть доступны в большинстве крупных торговых интернет площадках.

Внутренний мир непростого аксессуара.

Настоящий бич для владельцев iOS-устройств - Lightning-кабели. Их много, они разные, но выбрать можно далеко не все.

Разберемся в устройстве этого, с виду простого, аксессуара с целым арсеналом секретов.

В рабстве Lightning

Apple никогда не стеснялась в одностороннем порядке придумывать стандарты и пересаживать на них своих пользователей.

Пока производители мобильных устройств прошлой десятилетки уверенно сидели на типе зарядных гнезд DC с самым разным диаметром штекеров, для своих плееров iPod Apple выбрала интерфейс FireWire .

Плавный переход тысяч брендов, выпускающих смартфоны на miniUSB, Apple встретила уникальным 30-пиновым портом в первом iPhone.

Сейчас «единым стандартом» в мире мобильных гаджетов остается разъем microUSB с перспективой замены на USB Type-C . Тем временем на iOS-устройствах прописался Lightning , и при этом надолго.

Найти кабель для подзарядки «обычного смартфона» очень легко. А вот Lightning – не очень. Поэтому среди владельцев Apple-техники принято брать его с собой.

Нишу «запасных», расходных, дорожных кабелей для iPhone и iPad оперативно закрыли китайцы . Вот только одно «но»: подделать их не так просто.

Что внутри Lightning и почему оригинал - это дорого

Понять, почему Apple остается компанией, стоимость аксессуаров которой иногда кажется неоправданно высокой, можно лишь после технической процедуры вскрытия.

Примечание: мы ровно дышим к компании Samsung. Просто сравнение южнокорейского и американского производителя.

Перед нами два оригинальных аксессуара к смартфонам компаний, которые уже несколько лет являются главными конкурентами на рынке мобильных устройств. Стоимость кабеля от Samsung - в районе 500 рублей . Оригинальный Lightning-кабель для iOS-устройств обойдется в 1590 рублей , в 3 раза дороже.

Достанем скальпель и попробуем разобраться, в чём причина такой разницы в цене. Сразу скажу, что пластик Samsung режется очень легко. А клипсу в Lightning взять «голыми руками» не так просто – предусмотрена мощная защита от проникновения.

Добираемся до внутренностей и наблюдаем.

Лучший вариант платы, который вы можете встретить в microUSB, выглядит так:

В худшем случае (и это будет действительно оригинальный кабель, но от другого производителя) не увидите даже выпрямителя напряжения. Просто четыре разноцветных провода с экранированием-оплеткой (на которой тоже нередко экономят).

После мучений по разборке оригинального Lightning-шнурка нас встречает вот такой «внутренний мир»:

И более крупный снимок миниатюрной платы:

Внутри Lightning спрятан полноценный микрокомпьютер , который не только анализирует весь процесс подзарядки iOS-устройства, но и облегчает эксплуатацию аксессуара пользователем.

И если до сегодняшнего дня вы с недоумением смотрели на стоимость оригинального кабеля Lightning – теперь вы знаете, что дело в компонентах и качестве.

Что происходит внутри Lightning и как он работает

Под защитной металлической крышкой штекера Lightning установлена приведенная выше схема. Разумеется, сейчас мы говорим об оригинале, а проблему китайского ширпотреба затронем немного ниже.

На плате установлены четыре чипа и несколько вспомогательных вычислительных устройств, отвечающих за передачу данных на компьютер и использование кабеля для Data-соединения. После подключения iPhone к зарядному устройству, внутри этой схемы оживают любопытные процессы.

Внутренний мир одного из чипов

Два из представленных чипа очень просты по своей конструкции и состоят всего из нескольких транзисторов, задача которых преобразовывать поступающий сигнал электрического тока в состояние, максимально адаптированное для установленного в смартфоне аккумулятора.

Еще один чип с маркировкой NXP NX20P3 обеспечивает контроль над уровнем текущего состояния батареи, вычисляя накопленный полезный объем заряда.

Установленный в кабель микропроцессор помогает определять и то, какой стороной вы вставляете кабель в разъем устройства.

Стандартная распайка Lightning-кабеля выглядит следующим образом:

И именно тут срабатывает магия Apple. Вам не нужно думать, каким концом устанавливать штекер. За это отвечает и вышеуказанный микропроцессор, и асимметричное размещение контактов.

Т.е. пока вы вставляете шнур, начинка автоматически определяет на какие контакты подавать напряжение.

Всем этим технологиям сопутствуют десятки патентов, которые принадлежат Apple. Но китайской изобретательности нет предела: кабели подделываются с разной точностью и уровнем качества, до соблюдения закона им дела нет.

Поэтому в Apple предусмотрели защиту своих аксессуаров и разработали собственный стандарт сертификации MFI (Made for iPhone/iPad/iPod), а ограничить подключение низкопробных кабелей Lightning решили еще одним, четвертым чипом, установленном на той же миниатюрной плате оригинального шнура .

Американский Firewall против китайских Lightning-подделок

Ненавистный сторонними производителями аксессуаров чип с номером BQ2025 . Его без преувеличения можно назвать «пропуском» к недрам гнезда Lightning в iPhone.

Если на неоригинальном кабеле такого чипа нет, iOS-устройство показывает следующее окно:

На этом «недошнурок» можно фактически выбрасывать: он не будет адекватно (или вообще) заряжать девайс, не позволит синхронизировать данные.

Важно: почему появляется сообщение «данный аксессуар или кабель не сертифицирован»?

На чипе BQ2025 есть специальный выделенный цифровой блок постоянной памяти , для изготовления которого используются полупроводники. Его имя - EEPROM . Особенность EEPROM заключается в возможности многократной перезаписи информации (вплоть до миллиона раз).

Объем памяти блока EPROM составляет порядка 64 – 128 бит, но этого вполне достаточно, чтобы туда сохранился уникальный ключ каждого существующего в мире аксессуара для iOS-экосистемы.

В этот блок записывается ключ, позволяющий идентифицировать «оригинальность» – соответствие стандартам Apple и подтверждение наличия официальной сертификации MFI. При подключении ключ на аксессуаре сопоставляется с базой значений на iOS-устройстве. Если такового не найдено, выскакивает сообщение об ошибке и невозможности работы.

Производители поддельных кабелей частично смогли обойти защиту. В качестве альтернативы EEPROM, кустарные фирмы используют эмулятор , в основе которого лежит микроконтроллер 8051 . Он обходит защиту Apple, но не является долговечным, отчего кабель резко перестаёт работать с iOS.

Один из 10 вариантов китайского творчества

Любая другая компания стала бы заложником собственной технологии. Подумайте сами. С одной стороны, Apple может в любой момент начать выпуск смартфонов, к которым будут подходить только оригинальные кабели. С другой, на рынке аксессуаров наступит настоящий хаос, а уже приобретенные пользователями оригинальные Lightning станут несовместимыми с новым поколением устройств.

Поэтому хорошо, что Apple делает все порционно . Область EEPROM памяти легко перезаписывается во время очередного обновления iOS посредством приложения iTunes. И очень часто, именно после перепрошивки , китайский Lightning отказывается работать.

Прибавьте к этому DRM-защиту мультимедиа файлов, которую так поддерживает компания, и можете забыть о совместимости несертифицированных аксессуаров для вывода изображения и ретрансляции музыки через порт Lightning.

Еще одна проблема, которая мешает начать производство аксессуаров любому желающему - недоступность и дороговизна схем. Помните описанный выше чип NXP NX20P3 ? Цена его схемы на черном рынке составляет 2500 долларов!

И для старта производства одной схемы будет явно недостаточно.

Чем опасен поддельный Lightning

Apple задумала систему ключей не просто так. Помимо дохода, подумали и о своей репутации.

Вы часто слышали о взрывающихся смартфонах, лопающихся экранах, потекших аккумуляторах и ударах током при подключении зарядки в среде Android-устройств? Таких случаев масса, на них даже не обращают внимание. Таких ситуаций у Apple-техники – единицы, и каждая вызывает шквал внимания:

Главный вопрос в том, какой аксессуар использовали пострадавшие. В обоих случаях - неоригинальный . Понимаете теперь, почему это так важно?

Где и кто, полагаю, понятно без слов

Нужно смотреть в корень проблемы. Перед покупкой низкокачественного шнурка на китайском сайте подумайте о последствиях. Использование неоригинального Lightning-кабеля может вызвать :

• Он быстро приходит в негодность. Трескается оплетка, появляется люфт штекера.
• Полная потеря совместимости после обновления, описанная выше. Результат - деньги на ветер.
• Хорошо, если iPhone просто не включится. В худшем случае он может загореться или взорваться от перегрева. И, не дай Бог, во время разговора при подключении к сети.
• Срок жизни оригинального кабеля в разы дольше подделки. Экономия? Так только кажется, со временем стоимость поддержки «экосистемы» китайских кабелей превышает таковую у оригинальных.

Короче говоря, оригинал того стоит. И даже если кабель конкретно от Apple по каким-то причинам брать не хочется, всегда можно найти сертифицированную, качественную альтернативу. Иногда даже с интересной «фишкой».

Большинство современных мобильных телефонов, смартфонов, планшетов и других носимых гаджетов, поддерживает зарядку через гнездо USB mini-USB или micro-USB. Правда до единого стандарта пока далеко и каждая фирма старается сделать распиновку по-своему. Наверное чтоб покупали зарядное именно у неё. Хорошо хоть сам ЮСБ штекер и гнездо сделали стандартным, а также напряжение питания 5 вольт. Так что имея любое зарядное-адаптер, можно теоретически зарядить любой смартфон. Как? и читайте далее.

Распиновка USB разъемов для Nokia, Philips, LG, Samsung, HTC

Бренды Nokia, Philips, LG, Samsung, HTC и многие другие телефоны распознают зарядное устройство только если контакты Data+ и Data- (2-й и 3-й) будут закорочены. Закоротить их можно в гнезде USB_AF зарядного устройства и спокойно заряжать свой телефон через стандартный дата-кабель.

Распиновка USB разъемов на штекере

Если зарядное устройство уже обладает выходным шнуром (вместо выходного гнезда), и вам нужно припаять к нему штекер mini-USB или micro-USB, то не нужно соединить 2 и 3 контакты в самом mini/micro USB. При этом плюс паяете на 1 контакт, а минус - на 5-й (последний).

Распиновка USB разъемов для Iphone

У Айфонов контакты Data+ (2) и Data- (3) должны соединяться с контактом GND (4) через резисторы 50 кОм, а с контактом +5V через резисторы 75 кОм.

Распиновка зарядного разъема Samsung Galaxy

Для заряда Самсунг Галакси в штекере USB micro-BM должен быть установлен резистор 200 кОм между 4 и 5 контактами и перемычка между 2 и 3 контактами.

Распиновка USB разъемов для навигатора Garmin

Для питания или заряда навигатора Garmin требуется особый дата-кабель. Просто для питания навигатора через кабель нужно в штекере mini-USB закоротить 4 и 5 контакты. Для подзаряда нужно соединить 4 и 5 контакты через резистор 18 кОм.

Схемы цоколёвки для зарядки планшетов

Практически любому планшетному компьютеру для заряда требуется большой ток — раза в 2 больше чем смартфону, и заряд через гнездо mini/micro-USB во многих планшетах просто не предусмотрен производителем. Ведь даже USB 3.0 не даст более 0,9 ампер. Поэтому ставится отдельное гнездо (часто круглого типа). Но и его можно адаптировать под мощный ЮСБ источник питания, если спаять вот такой переходник.

Распиновка зарядного гнезда планшета Samsung Galaxy Tab

Для правильного заряда планшета Samsung Galaxy Tab рекомендуют другую схему: два резистора: 33 кОм между +5 и перемычкой D-D+; 10 кОм между GND и перемычкой D-D+.

Распиновка разъёмов зарядных портов

Вот несколько схем напряжений на контактах USB с указанием номинала резисторов, позволяющих эти напряжения получить. Там, где указано сопротивление 200 Ом нужно ставить перемычку, сопротивление которой не должно превышать это значение.

Классификация портов Charger

• SDP (Standard Downstream Ports) – обмен данными и зарядка, допускает ток до 0,5 A.
• CDP (Charging Downstream Ports) – обмен данными и зарядка, допускает ток до 1,5 A; аппаратное опознавание типа порта (enumeration) производится до подключения гаджетом линий данных (D- и D+) к своему USB-приемопередатчику.
• DCP (Dedicated Charging Ports) – только зарядка, допускает ток до 1,5 A.
• ACA (Accessory Charger Adapter) – декларируется работа PD-OTG в режиме Host (с подключением к PD периферии – USB-Hub, мышка, клавиатура, HDD и с возможностью дополнительного питания), для некоторых устройств – с возможностью зарядки PD во время OTG-сессии.

Как переделать штекер своими руками

Теперь у вас есть схема распиновки всех популярных смартфонов и планшетов, так что если имеете навык работы с паяльником — не будет никаких проблем с переделкой любого стандартного USB-разъема на нужный вашему девайсу тип. Любая стандартная зарядка, которая основывается на использовании USB, предусматривает использование всего лишь двух проводов – это +5В и общий (минусовой) контакт.

Просто берёте любую зарядку-адаптер 220В/5В, от неё отрезаете ЮСБ коннектор. Отрезанный конец полностью освобождается от экрана, в то время как остальные четыре провода зачищаются и залуживаются. Теперь берем кабель с разъемом USB нужного типа, после чего также отрезаем от него лишнее и проводим ту же самую процедуру. Теперь остается просто спаять между собой провода согласно схемы, после чего соединение изолировать каждое отдельно. Полученное в итоге дело сверху заматывается изолентой или скотчем. Можно залить термоклеем — тоже нормальный вариант.

Бонус: все остальные разъёмы (гнёзда) для мобильных телефонов и их распиновка доступны в единой большой таблице — .