Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Smartphone laden: USB-Micro-USB-Kabel altern?


von Karl-alfred R. (karl-alfred_roemer)


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Hallo zusammen,

ich habe seit etwa zwei Jahren ein gutes altes Galaxy Note 2.  Das Ding 
läuft einwandfrei - nur mit dem Laden hapert es regelmäßig. Ca alle 
10-12 Monate, scheint der Ladestrom immer mehr abzufallen, dann lädt es 
zwar, aber es braucht dann nicht sagen wir 2 Stunden zum laden, sondern 
zunehmend immer länger, z.B. gestern die ganze Nacht.

Komischerweise hilft es dann, einfach ein neues USB->Micro-USB-Kabel zu 
kaufen, damit lädt es dann wieder genauso schnell wie anfangs.
An den alten Kabeln ist keine Beschädigung zu erkennen, auch keine 
Knicke in den Kabeln. Die Stecker stecken zwar nicht mehr so stramm wie 
beim Neukabel, aber als ausgeleiert würde ich sie trotzdem nicht 
bezeichnen.  Ich würde es ja verstehen, wenn gaaar kein Strom mehr 
fließen würde, aber dass er sich auf ein viertel reduziert und das schon 
zum wiederholten Mal, ist schon ziemlich 'interessant'.

Wie könnte man das erklären?

Danke und viele Grüße
Karl

von Bernd K. (prof7bit)


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Funktioniert das "kaputte" Kabel noch für Datenübertragung, also zum 
Beispiel um Dateien von oder zum Smartphone zu übertragen?

Es soll auch Smartphones geben die fragen den angeschlossenen Host am 
andere Ende des Kabels ab ob dieser ein Ladegerät oder ein normaler 
USB-Host (PC) ist und ziehen dementsprechend mehr Strom (weit mehr als 
500mA, vollkommen außerhalb der USB-Spec) wenn ein spezielles Ladegerät 
(des jeweiligen Herstellers) erkannt wird, ansonsten beschränken sie 
sich auf das USB erlaubte Maximum von 500mA.

Vielleicht hängt es mit diesem Mechanismus zusammen. Sind vielleicht die 
Kontakte für oder D+ und D- beschädigt oder ausgeleiert, evtl auch am 
Ladegerät selbst? Wenns am Smartphone-seitigen Ende Probleme gibt fällt 
das vielleicht auf durch unzuverlässige Datenübertragung wenn Du es mal 
mit dem problematischen Kabel an den PC anschließt.

: Bearbeitet durch User
von Mike J. (linuxmint_user)


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Die Kontakte sind ja nur ganz winzig und da kann sich der 
Kontaktwiderstand mit der Zeit etwas erhöhen.

Hinzu kommt noch dass die kleinen Haken welche den Stecker im Handy 
einrasten lassen (so dass der Stecker nicht einfach wieder raus rutscht) 
sich abnutzen.

Nehmen wir mal anh der Übergangswiderstand von anfänglich 0.1 Ohm hat 
sich auf 1 Ohm erhöht.
Dein 2Ah Akku im Telefon ist leer (3.6V), dann lädt er bei einer 
Spannungsdifferenz von 0.5 Volt (Leer 3.6V , voll 4.1V) theoretisch mit 
einem Strom von I = U/R = 0.5V / 1 Ohm = 0.5A

Das bedeutet dass er theoretisch 4 Stunden braucht um den Akku voll zu 
laden.

Praktisch ist es so dass der Akku immer voller wird, die Spannung 
ansteigt und durch die geringer werdende Spannungsdifferenz sinkt der 
Strom in den Akku.

Wenn der Akku dann nur noch eine Spannung von 3.9V hat fließt nur noch 
ein Strom von I = U/R = 0.2V / 1 Ohm = 0.2A

So kommen dann mehrere Stunden zustande.
Genau ausrechnen könnte ich das auch da ich von einigen Akkutypen die 
Ladespannungs-Innenwiderstands-Kurven habe.

Du könntest ja mal den Kontaktwiderstand bestimmen, dazu könntest du den 
aktuellen Ladestrom und den Spannungsabfall messen.
Das ist aber sehr gefährlich wenn du dich damit nicht auskennst, denn 
in den Netzteilen liegen unter anderem 230 Volt an!


Wenn du ein Milliohm-Messgerät hättest oder dein Multimeter 0.1 Ohm noch 
anzeigen kann, denn könntest du Netzteil und Handy Spannungslos vor 
dir hin legen und den Widerstand messen.

(von dem + Kontakt der Buchse des Ladegeräts bis zum + Kontakt der 
Buchse des Telefons)
und auch den Rückweg:
(von dem - Kontakt der Buchse des Ladegeräts bis zum - Kontakt der 
Buchse des Telefons)


Am schönsten wäre es wenn man eine ordentliche Buchse mit mehreren 
und/oder größeren Kontakten nutzen könnte um das Telefon zu laden.

Es gibt aber auch die Möglichkeit manche Telefone induktiv zu laden, das 
ist dann quasi so eine Ladestation wie sie von den elektrischen 
Zahnbürsten bekannt ist.

von Karl-alfred R. (karl-alfred_roemer)


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Danke für Eure Antworten,

damit mit den Übergangswiderständen ist im Prinzip einleuchtend. Ich 
kenne das auch so von den alten Bleiakkus mit den 'analogen' 
Trafo-Gleichrichter-Ladegeräten. Je voller der Akku wird, umso höher die 
Akku-Spannung, umso geringer die Differenz zwischen 
Ladegeräte-Leeraufspannung und Akku-Spannung und umso geringer der 
Ladestrom.  Allerdings dachte ich bisher, die Handys und Smartphones 
hätten eine interne Elektronik, die die Ladespannung immer so anpassen 
würde, dass sich ein konstanter Ladestrom ergibt. Zumindest dauert das 
Laden von sagen wir mal 80% auf 90% nicht wesentlich länger, als von 10% 
auf 20%. Wobei ich das allerdings nicht gemessen habe.
Wenn dann zusätzlich zur ohnehin schon geringen Spannungsdifferenz noch 
erhöhte Übergangswiderstände dazu kommen, dann fließt fast garnichts 
mehr.

Im Moment schaue ich gerade, ob sich Datenübertragungsrate zwischen 
neuem und altem Kabel unterscheidet.

Dass das Smartphone am anderen Ende nachfragt, ob dort ein 
Powerladegerät oder nur eine relativ schwache USB-Buchse eines normalen 
Notebooks hängt, ist einleuchtend. Wenn die für dieses Nachfragen 
benutzten Pins defekt sind, müsste der Ladestrom auf den Worst-Case, 
also möglichst schwach eingestellt werden.  Andererseits hat so ein 
Kabel ja nicht so viele Pins. Wenn dann davon noch welche ausfallen: 
Reichen die restlichen dann noch aus, dass das Kabel überhaupt noch 
funktioniert?

: Bearbeitet durch User
von Christian V. (michse)


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Karl-alfred Römer schrieb:
> Allerdings dachte ich bisher, die Handys und Smartphones
> hätten eine interne Elektronik, die die Ladespannung immer so anpassen
> würde, dass sich ein konstanter Ladestrom ergibt.

Haben sie auch, das "Ladegerät" liefert 5.2V +Eventuell etwas Verkehr 
auf den Datenleitungen, was das Handy daraus macht ist dem seine Sache

von Mike J. (linuxmint_user)


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Es werden ja nur zwei dieser Pins in dem Stecker verwendet, ein mal +5V 
und ein mal GND.

Die maximale Spannung des Ladegerätes liegt ja nur bei 5 Volt, wenn es 
keinen Kontaktwiderstand geben würde, dann könnte man theoretisch mit 
unendlich viel Strom laden wenn der Laderegler-Chip das mitmachen würde.

Bei einem Kontaktwiderstand von 0.1 Ohm könnte man mit einem Strom von 
(4.1V - 3.6V) / 0.1 = 5 Ampere laden.

Dieser Laderegler-Chip lädt aber auch nur so lange mit meinetwegen 1A 
solange es möglich ist, danach erzeugt er einfach nur noch die 4.1 Volt 
und da fließt dann ein Strom von unter 1A bis letztendlich 0A.

Das sieht dann in etwa so aus:

Strom in Ampere
     ^
1.0A |__________
     |          \
     |           \
     |            \
     |             \
     |              \
0.0A |--------------------> Zeit in Stunden
    0h        2h   4h

von Karl-alfred R. (karl-alfred_roemer)


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So wie es aussieht ist die plausibelste Erklärung der 
Übergangswiderstand. Und da der sich regelmäßig automatisch erhöht, muss 
ich dann wohl jedes Jahr ein neues Ladekabel kaufen. Gut, dass die nicht 
sooo teuer sind. :-)

Schade, dass ich kein genügend hoch auflösendes Multimeter habe, mit dem 
ich den Übergangswiderstand messen könnte.  Wobei ich mich auf frage, 
wie ich ihn  überhaupt messen könnte. Dazu müsste ich ja im Prinzip im 
Smartphone hinter dem Stecker messen.

: Bearbeitet durch User
von Mike J. (linuxmint_user)


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Karl-alfred Römer schrieb:
> Dazu müsste ich ja im Prinzip im
> Smartphone hinter dem Stecker messen.

Ja, genau ... das ist ja so ein Problem.

Das Telefon müsste geöffnet werden und die Platine muss aabgeschraubt 
werden.
Oft sind dann noch ganz viele kleine Kabel dran, so dass man da höllisch 
aufpassen muss.

Hier ein paar Bilder von iFixit:
https://de.ifixit.com/Guide/Samsung+Galaxy+Note+II+USB+Board+Replacement/16413
Man kann das USB-Board scheinbar sogar austauschen.

Wenn du es dir zutraust:
"NEW-For-Samsung-Galaxy-Note-2-II-N7100-USB-Connector-Charging-Port-Flex 
-Cable"
5,37 Euro (kostenloser Versand)
http://www.ebay.de/itm/251902986693


Zur Messung:

Man muss erst wissen wo der entsprechende Pin auf der Hinteren Seite der 
Buchse ist und dann muss man dort eine Messspitze an den feinen Kontakt 
setzen.

Da das alles sehr klein ist und keine Abgreifpunkte existieren kann man 
da auch gerne mal abrutschen und deshalb muss alles Stromlos sein.
(der Akku müsste raus und das Netzteil darf nicht in der 230V Steckdose 
eingesteckt sein)

Bei dem Netzteil ist die Buchse wenigstens etwas größer, aber teilweise 
bekommt man die Dinger nicht mal auf da sie verklebt sind.

von Karl-alfred R. (karl-alfred_roemer)


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Ich glaube, die Sache wäre mir zu aufwendig, auch wenn ich ein genügend 
auflösendes Messgerät zur Verfügung stehen würde.  Ein neues Ladekabel 
hat ja bisher immer sofort geholfen.

Aber der Link zu iFixit ist trotzdem extrem interessant!!!  Danke!

von Mike J. (linuxmint_user)


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Karl-alfred Römer schrieb:
> Ich glaube, die Sache wäre mir zu aufwendig

Ich denke auch dass es eher am Kabel/dem Stecker liegt, da sich im 
Stecker die Federkontakte befinden und in der Buchse (im Telefon) sind 
es nur Metallplatten auf welche die Federkontakte hoch geschoben werden.

Diese Metallplatten könnten sich vielleicht auch abnutzen ... also ganz 
sicher bin ich mir dabei nicht.

Da bei dir ein neues Kabel die Lösung zu sein scheint liegt es aber 
definitiv am Kabel/Stecker.

Karl-alfred Römer schrieb:
> Aber der Link zu iFixit ist trotzdem extrem interessant!!!
Da kann man mal sehen ob man sich das zutraut bevor man sein Telefon 
auseinander baut, dann Probleme beim Zusammenbau hat und die 
Familie/Freunde einen plötzlich nicht mehr erreichen können.

Wenn ich etwas auseinander baue mache ich immer scharfe Fotos (Portrait 
oder Makro-Modus) um jeden Schritt zurückverfolgen zu können.

> Danke!

Bitte sehr!

von Stefan F. (Gast)


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Anders rum, die Federkontakte befinden sich im Handy.

von Mike J. (linuxmint_user)


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Stefan Us schrieb:
> Anders rum, die Federkontakte befinden sich im Handy.

Das stimmt schon so wie ich das gesagt habe, da wir hier über 
mikro-USB-Stecker reden.
Bei normalen USB-Stecker hast du recht, da sind die Federn in der Buchse 
und die Metallplatten in Stecker.

Im Telefon ist in der Mitte ja nur eine ganz dünne Platte drin auf der 
die metallischen Kontakte befestigt wurden.

Im Stecker dagegen ist mehr Platz und man kann auch die Federkontakte 
erkennen wenn man genau hin schaut.

http://i.computer-bild.de/imgs/2/4/6/9/2/9/8/Micro-USB-Stecker-686x422-c69e2e0d7b2298b1.jpg

In dem Bild sieht man die Haken die dazu dienen damit der kleine Stecker 
nicht einfach wieder raus rutscht und auch die fünf Federkontakte.

: Bearbeitet durch User
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