Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Handy mit USB-Ladebuchse und dessen Ladestrom


von Oliver _. (verleihnix)


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Moin Lüds,

ich will eine Ladeschaltung für einen Narbendynamo bauen und der normale
USB-Port liefert ja 500mA, was auch mein Regler liefern soll.

Meine Frage nun, da es auch 1A Adapter gibt, laden die Handys
immer mit 500mA oder wie wird das erkannt? Habe mal was gelesen,
dass die Datenleitungen bei 1A Netzteilen gebrückt sein sollen.

Ich möchte sicherstellen, dass Handys, Navi etc immer nur 500mA 
entnehmen, mehr ist zwar möglich, aber nicht bei 10-15km/h :-)

Besten Dank.

von EGS (Gast)


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Also grundsätzlich ist es so, dass sich der Verbraucher den benötigen 
Strom "holt". Das liegt an dem durch das angeschlossene Gerät 
repräsentiert Innenwiderstand. Der Regler muss halt nur den maximalen 
Strom liefern können. Ansonsten wird sich das Gerät entladen trotz 
angeschlossenener Stromquelle.

Die Datenleitungen zu brücken kann ich mir nur vorstellen, damit diese 
passiv sind, also auf einem. Definierten Pegel liegen.

Du solltest deinen benötigen Ladestrom ermitteln (max) und danach deinen 
Regler dimensionieren.

Ob der das dann kann hängt von der kontinuierlichen und möglichen 
Leistung und Spannung deines Dynamos ab.

MfG, EGS

von Bernd (Gast)


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Oliver _. schrieb:
> Narbendynamo

such doch mal nach NABENdynamo USB,
sowas hat sicher schon jemand gebaut

von Oliver _. (verleihnix)


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im Deutschaufsatz ist das Thema auch wichtig, nicht nur die 
Rechtschreibung.

Die Schaltung ist fertig und selber entwickeln macht mehr Spaß.
Jetzt ist das geklärt, wie siehts zu meiner Frage aus?

@EGS: Das Handy muss schon merken, ob die Quelle 500mA (PC) liefert oder 
ein Stecker-NT mit zB 1A dran hängt, nur wie?
Es kann ja schlecht einfach mehr als 500mA entnehmen, wenn dies gegen 
die Norm ist.

von Bernd (Gast)


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Oliver _. schrieb:
> im Deutschaufsatz ist das Thema auch wichtig, nicht nur die
> Rechtschreibung.
bei Google ist es halt besser nach Nabendynamo zu suchen

>
> Die Schaltung ist fertig und selber entwickeln macht mehr Spaß.
zum Selberentwickeln gehört auch selber nach Informationen zu suchen,
das ist auch nicht schwierig

Oliver _. schrieb:
> Jetzt ist das geklärt, wie siehts zu meiner Frage aus?

hat dir doch EGS gesagt:

EGS schrieb:
> Also grundsätzlich ist es so, dass sich der Verbraucher den benötigen
> Strom "holt". Das liegt an dem durch das angeschlossene Gerät
> repräsentiert Innenwiderstand

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Oliver _. schrieb:
> Das Handy muss schon merken, ob die Quelle 500mA (PC) liefert oder
> ein Stecker-NT mit zB 1A dran hängt, nur wie?

Das wird über die USB-Datenleitungen signalisiert, üblicherweise mit 
zwei Spannungsteilern, mit denen die Leitungen auf definierte 
Spannungspegel gelegt werden. Hierbei gibt es zwei verbreitete Verfahren 
- das ältere, von Apple für iPhone und Co. entwickelte, und der später 
herausgekommene Standard "USB Battery Charger Specification".

von Oliver _. (verleihnix)


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Bernd schrieb:

> hat dir doch EGS gesagt:
>
> EGS schrieb:
>> Also grundsätzlich ist es so, dass sich der Verbraucher den benötigen
>> Strom "holt". Das liegt an dem durch das angeschlossene Gerät
>> repräsentiert Innenwiderstand

Was eben nicht stimmen kann, aber woher sollst Du das wissen.
Es ist eben keine Glühlampe, sondern ein Handy mit Ladeschaltung
und es wird über USB versorgt, da gibt es Vorgaben (Strom?), siehe 
google.

Und 'wie' das nun erkannt wird, hat Google nicht gefunden.
Ich hoffe, dass meine Ursprungsfrage jetzt verständlich wurde.

@Rufus: Besten Dank, dass war das Stichwort, nicht Apple Handys haben
ein Ladestrom größer 500mA, wenn im Netzgerät die Datenleitungen 
gebrückt sind. Somit sollte sich für mein Vorhaben jedes Handy mit 
offenen Datenleitungen mit 500mA begnügen müssen.

von Auch interessiert ... (Gast)


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Bei meinem Galaxy Nexus 7 ist ein Ladegrät mit Micro USB Kabel dabei.
Stecke ich das Galaxy Nexus 7 an sein Original Ladegerät, dann fließt 
ein Ladestrom von annähernd 1,25 Ampere (Ich habe einen Adapter 
gebastelt, der alle 4 Leitungen enthält und messe mit einem ABB 
Metrawatt 15s (Letzte Kalibrierung von ABB war am 20.11.2012) in der 
aufgetrennten Plusleitung.

Nehme ich ein anderes, als das beigelegte Ladekabel am 
Original-Ladegerät dann fließen auch annähernd 1,25 Ampere.

Stecke ich das Ladekabel in den USB Port am PC, dann fließen dort nur 
knapp 430 mA obwohl der gleiche Port am PC für eine externe Festplatte 
knapp 573 mA fließen lässt.

Stecke ich das Ladekabel in ein Ladegerät für den Zigarettenanzünder im 
Auto (Hersteller Samsung), dann fließen da bis zu 1,5 Ampere obwohl das 
Ladeteil 2 Ampere kann laut Aufdruck.

Nehme ich ein China Ladeteil für den Zigarettenanzünder, dann fließen 
die 430 mA, wie am PC obwohl ich das Chinateil auch zerstörungsfrei mit 
1 Ampere über lange Zeit belasten kann, ohne dass die Spannung unter 5V 
zusammenbricht.

Leider sind die Ladegeräte alle so verklebt oder vergossen, dass ich die 
nicht zerstörungsfrei öffnen kann.

An den Datenanschlüssen ist Nichts zu messen, außer ein Widerstand im 3 
stelligen Meg Ohm Bereich, der sich nicht ändert.

Nun nochmal bitte die Info, wie die Ladeelektronik weiß, was für ein 
Strom möglich ist.

von Auch interessiert ... (Gast)


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Habe da auf die Schnelle eine mögliche Lösung für mein Problem gefunden:

www.handy-faq.de/forum/samsung_i9000_galaxy_s_forum/177237-automodus_lad 
ekabel_dockingstation.html

Hoffentlich wird der Link so richtig dargestellt.

von (prx) A. K. (prx)


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Die bereits erwähnte Charger Spezifikation definiert einen Standard 
für USB-Ladegeräte. Der Aufdruck auf dem Ladegerät definiert, wieviel 
Strom der Lader liefen kann. Das Handy kann jedoch weniger Strom ziehen.

Das Handy entscheidet, wieviel Strom es zieht. Das tut es, indem es die 
Gegenstelle identifiziert. Wie das bei der Spezifikation geschieht steht 
dort: max 100(?) Ohm zwischen den Datenleitungen. Nicht jedes Gerät 
arbeitet nach dieser Spezifikation, was auch vom Alter abhängen kann.

Handelt es sich um einen USB Host (PC, ...), dann handelt das Handy mit 
diesem den für USB 1/2 maximal zulässigen Strom von 500mA aus.

Kann das Handy die Gegenstelle nicht identifizieren oder die Aushandlung 
der 500mA ist erfolglos, dann sind maximal 100mA zulässig. Was auch 
heissen kann, dass das Handy dann überhaupt nicht läd. Dies stellt sich 
beispielsweise dann ein, wenn man das Handy an einen abgeschalteten PC 
anschliesst, dessen USB Ports von der Standby-Power versorgt weden.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Auch interessiert ... schrieb:
> An den Datenanschlüssen ist Nichts zu messen

Bei eingeschaltetem Netzteil wirst Du hier Spannungen messen können.

von (prx) A. K. (prx)


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Auch interessiert ... schrieb:
> Hoffentlich wird der Link so richtig dargestellt.

Nicht ganz. Ein echter Link hat http:// vorne und dann er auch erkannt.

von (prx) A. K. (prx)


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Oliver _. schrieb:
> Ich möchte sicherstellen, dass Handys, Navi etc immer nur 500mA
> entnehmen, mehr ist zwar möglich, aber nicht bei 10-15km/h :-)

Die Ladeschaltung am Dynamo muss sicherstellen, dass garantiert nicht 
mehr als 5V anliegen und dass es sich um Gleichspannung handelt, nicht 
um gleichgerichtete Wechselspannung. Und dass es als ein solcher Lader 
erkannt wird (wie erwähnt die Datenleitungen, wenn gemäss 
Spezifikation).

Zieht das Handy mehr Strom als der Dynamo liefert, dann wird die 
Spannung absinken. Was das Handy dann genau macht weiss ich nicht, aber 
eines ist sicher: Es wird nicht mehr Strom ziehen, als dein Dynamo 
liefern kann. Was bei höherem Tempo dann auch mehr als 500mA sein kann.

Komplizierter wird es, wenn du unabhängig von Geschwindigkeit garantiert 
nicht mehr als 500mA haben willst. Denn dann müsste sich der Lader wohl 
als USB-Host zu erkennen geben und diese 500mA aushandeln können. 
Vielleicht reicht aber auch eine Strombegrenzung in der Ladeschaltung.

von Oliver _. (verleihnix)


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Moin A.K.,
darum wird sich ein ATTiny25 kümmern, damit dem Handy an nichts fehlt.

Für Ampelstopps wird ein Gold-Cap den uC versorgen und schaltet
nur bei günstigen Dauerfahrten die 5V ein, um nicht ständig 
Spannungseinbrüche
dem Handy zumuten zu müssen.

Ich werde mir ein Adapter bauen, wie "Auch interessiert" schon 
geschrieben hat und werde sehen, ob mein HTC bei nur +5V Beschaltung 
ohne Spannungen an den Datenleitungen 500mA zieht.

Überspannungen am Eingang (nicht wichtig für ein LM2574HV) und am 5V 
Ausgang
werden mit Suppressordioden geregelt und den Strom werde ich ggf. messen 
lassen vom uC. Nur den 3,3V Regler für den uC muss ich etwas schützen,
werde wohl eine Z-Diode als einfache Begrenzung mit Vorwiderstand 
nehmen.
Dann kann der Dynamo ruhig 40V erreichen, ohne Last (Handy) ist der 
Eigenverbrauch so klein, dass die Verlustleistung eher unwichtig ist.

Die +5V am Ausgang werden mit etwas mehr Aufwand geschützt.

Der Lader kann zwar mehr Strom liefern, wenn die Drop-Spannung gute 1,3V 
hat, aber ich hoffe, dass sich das Handy an den 500mA hält.

von (prx) A. K. (prx)


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Oliver _. schrieb:
> Ich werde mir ein Adapter bauen, wie "Auch interessiert" schon
> geschrieben hat und werde sehen, ob mein HTC bei nur +5V Beschaltung
> ohne Spannungen an den Datenleitungen 500mA zieht.

Liefert dein PC an den USB-Anschlüssen Strom, wenn abgeschaltet? Ist oft 
so, allein schon um ihn per Tastatur einschalten zu können. Evtl. im 
BIOS einstellbar.

Wenn dem so ist, dann kannst du das mal ausprobieren: Häng das Handy an 
den ausgeschalteten PC. Dann hast du eine ähnliche Situation. 5V sind 
da, aber kein höheres USB-Protokoll. Wenn es dann mit an die 500mA läd 
hast du gewonnen (und HTC einen Strich mehr auf meiner roten Liste). 
Wenn nicht...

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