[ad_1]
In anticipo, a fine novembre 2023, nell’edizione più recente della serie “Guida allo shopping natalizio per ingegneri” c’era la mia raccomandazione di acquistare un Raspberry Pi 5 introdotto di recente. Ma eccoci qui, due mesi dopo, mentre scrivo queste parole, e il Raspberry Pi 5 è ancora sostanzialmente esaurito (facendo eco, ironicamente, al mio commento che introduceva quella sezione della guida allo shopping, in cui documentavo i vincoli di fornitura di lunga data del suo precursore Raspberry Pi 4). Lo so. A mia difesa, per quanto debole, noterò che avevo scritto quelle parole un mese e mezzo prima, a metà ottobre (quella scusa non ha funzionato, vero?). Detto questo, la Raspberry Pi Foundation giura che la produzione aumenterà drasticamente molto presto, con un miglioramento dell’offerta poco dopo. Sara? Non lo so.
Scommetto che almeno alcuni di voi pensano che ricevo un “trattamento speciale” con le aziende tecnologiche in situazioni di fornitura limitata come queste, non è vero? Ah! Solo due settimane fa, ho finalmente rinunciato ad aspettare la fornitura del rivenditore e ho acquistato una nuovissima scheda Raspberry Pi 5 da 8 GB più una custodia ufficiale da un ragazzo su eBay. Ha detto che ne aveva acquistati accidentalmente due ciascuno e non aveva bisogno della combinazione di riserva. Qualunque cosa. Non ho ricevuto una marcatura troppo grave dal rivenditore, rispetto alla maggior parte dei prezzi ridicoli che vedo su eBay e altrove in questo momento. Il prezzo consigliato della scheda da 8 GB è di 80 dollari, mentre quello del case è di 10 dollari. Ho pagato $ 123,39 più tasse per la combinazione, che probabilmente gli ha lasciato un piccolo (ma solo piccolo) profitto dopo aver coperto i costi dell’hardware più tasse e spedizione (o gas) Lui pagato.
Non farmi iniziare con l’Active Cooler mostrato nella prima foto, che, se non fossi un tipo così fiducioso, potrei pensare che in realtà non esista. Indipendentemente da ciò, avevo ancora bisogno di un alimentatore. Un alimentatore da 5 V/3 A con uscita USB-C come l’alimentatore USB-C da 15 W per Raspberry Pi (ad esempio “kit” standard per Raspberry Pi 4) Potrebbe funziona anche con Raspberry Pi 5, soprattutto se si avvia solo da una scheda SD e non si hanno molte periferiche collegate e che succhiano energia:
Detto questo, il codice di avvio del Raspberry Pi 5 continuerà a brontolare tramite messaggi visualizzati che indicano che “l’assorbimento di corrente verso le periferiche sarà limitato a 600 mA”. E se invece desideri avviare una chiavetta USB, dovrai prima modificare la prosa config.txt. Non pensare nemmeno di provare ad avviare l’HAT SSD m.2 NVMe (parlando di vaporware sospetto) con solo un alimentatore da 15 W. E in generale, sappiamo entrambi che le primissime cose che probabilmente farò quando accendo la mia scheda saranno eseguire lunghi benchmark su di essa, limitare il flusso di ventilazione e vedere quando entra in azione la limitazione del clock, provare a overclockarla e altrimenti abusarne. Quindi sì…27 W (o più).
L’alimentatore USB-C Raspberry Pi da 27 W mostrato sopra, nella sua opzione di colore bianco (è disponibile anche il nero) e con presa UK (disponibile tra molti altri), in tutti i casi corrispondente alle varianti disponibili con il suo fratello da 15 W, era un candidato ovvio. Ma… so che questo ti sorprenderà… lo è Anche quasi impossibile da rintracciare in questo momento. Nessun problema, ho pensato. Ho un sacco di prese da muro USB-C da 30 W in giro; Ne userò solo uno. Qui, in più di 500 parole, si trova la storia di oggi Veramente inizia.
Il problema n. 1 è incentrato sul termine “verruca da muro”. Più precisamente, come il Tagliafili sottolinea, probabilmente dovrei chiamarli “caricabatterie” perché in fondo non sono altro che: fonti di alimentazione per ricaricare le batterie integrate in vari dispositivi altrimenti non vincolati (laptop, smartphone, tablet, smartwatch, ecc.). Puoi non solo ricaricare la batteria integrata di un widget ma anche alimentare contemporaneamente quel widget dallo stesso caricabatterie? Certo, se la potenza in uscita è sufficientemente elevata da gestire questo multitasking con energia simultanea.
Ma cercando di eseguire a non alimentato a batteria dispositivo da un caricabatterie può essere una ricetta per il disastro, in particolare quando la potenza di uscita del caricabatterie è vicina a quella richiesta dal dispositivo (come il mio caricabatterie da 30 W suggerito per un Raspberry Pi 5 che vuole aspirare 27 W). Perché? I caricabatterie non sono esattamente noti per essere prevedibili in termini di output poiché le richieste di energia di qualunque cosa si trovi dall’altra parte dell’USB-C (che sto usando come esempio qui, sebbene il concetto sia ugualmente rilevante per USB-A e altri standard) aumento del cavo. Come si supponeva quasi a “30 W”, ad esempio, la tensione di uscita potrebbe abbassarsi o, come minimo, mostrare un’ondulazione notevole. Anche la corrente in uscita potrebbe diminuire. Non è un grosso problema se tutto ciò che stai facendo è ricaricare una batteria; ci vorrà solo un po’ più tempo di quanto potrebbe altrimenti. Ma provare ad alimentare direttamente un Raspberry Pi 5 con uno? Iceberg proprio davanti a noi!
A proposito di quei “30 W” (problema n. 2)… se il muro ha una sola uscita, puoi tranquillamente supporre che ne otterrai un facsimile ragionevole di quella metrica di potenza. Ma cosa succede se ci sono? due uscite? O più? E cosa succede se si accede solo a una delle uscite? Otterrai tutta la potenza specificata o no? La risposta è “dipende”, e sfortunatamente i venditori non rendono facile essere più precisi di così. Ecco un esempio: ricordate il caricabatterie GaN USB-C a porta singola da 30 W che ho analizzato circa un anno fa? Bene, VOLTME produce anche un modello da 35 W a due uscite:
Complimenti all’azienda, come mostra questo grafico:
Quando una delle due uscite viene utilizzata da sola, eroga 35 W completi. Usa entrambe le uscite contemporaneamente, d’altro canto, e ciascuna è in grado di erogare 18 W max. Intuitivo, sì? Sfortunatamente, per quanto ne so, VOLTME è l’eccezione qui, non la norma. Prendiamo ad esempio il caricabatterie Spigen GaN da 70 W a due uscite che porto con me in viaggio:
È più piccolo e leggero del caricabatterie con circuito convenzionale a uscita singola fornito con il mio MacBook Pro. Ha anche abbastanza “umph” (e uscite) per potenziare sia il mio laptop che il mio iPad Pro. Inoltre, i suoi poli AC sono pieghevoli; Li adoro quando infilo l’adattatore nella mia borsa. Tutto bene finora. Ma una delle uscite è solo 60 W massimo se utilizzato in modo autonomo e esclusivo 50 W massimo se utilizzato in tandem con l’altro (20 W max). L’output più potente è il metter il fondo a dei due nella foto sopra. E il suo non segnato come tali sul pannello frontale a scopo di differenziazione. Inevitabilmente, in assenza di segnali visivi contrari, finisco invece per collegare il mio laptop alla porta di uscita superiore e più debole.
Il problema n. 3, in particolare per i dispositivi a 5 V all’altra estremità del cavo, comporta una potenza di uscita incoerente a varie tensioni di uscita. Riguardiamo nuovamente lo smontaggio del VOLTME da 30 W:
Ho scritto (più precisamente, suppongo, sbraitato) prima di USB-PD (Power Delivery), che supporta la negoziazione anticipata tra “sorgente” e “sink” sulle rispettive capacità e requisiti di tensione e corrente, portando al potenziale per una maggiore potenza di uscita. L’alimentatore programmabile (PPS), un miglioramento di USB PD 3.0, supporta la periodicità rinegoziazione quando, ad esempio, la batteria è quasi completamente carica. Citando da un white paper Belkin sull’argomento:
L’alimentatore programmabile (PPS) è uno standard che si riferisce alla tecnologia di ricarica avanzata per dispositivi USB-C. Può modificare in tempo reale la tensione e la corrente fornendo la massima potenza in base allo stato di carica del dispositivo. L’USB Implementers Forum (USB-IF), un gruppo no-profit che supporta il marketing e la promozione dell’Universal Serial Bus (USB), ha aggiunto la ricarica rapida PPS allo standard USB PD 3.0 nel 2017. Ciò consente lo scambio di dati ogni 10 secondi , apportando una regolazione dinamica alla tensione e alla corrente di uscita in base alle condizioni delle specifiche del dispositivo ricevente. Il principale vantaggio del PPS rispetto ad altri standard è la sua capacità di ridurre la perdita di conversione durante la ricarica. Ciò significa che viene generato meno calore, allungando la durata della batteria del dispositivo.
Ne parlo perché la foto sopra indica che questo caricabatterie supporta PPS. Ma torniamo indietro e concentriamoci sulle opzioni USB-PD supportate. È un caricabatterie da 30 W, giusto? BENE:
- 20 V x 1,5 A = 30 W
- 15 V x 2 A = 30 W
- 12 V x 2,5 A = 30 W
Il prossimo no esattamente 30 W, ma direi che la chiusura conta ancora non solo nei ferri di cavallo e nelle bombe a mano, ma anche con caricabatterie economici ma comunque impressionanti:
Ma qual è il problema con quest’ultimo?
Hmmm…forse è solo una stranezza di questo particolare caricabatterie? Che ne dici di questo ragazzone cattivo di Anker?
Uscita singola. 100 W. Sicuramente pomperà più di 3 A a 5 V, giusto? No:
- 5 V x 3 A = 15 W
- 9 V x 3 A = 27 W
- 12 V x 3 A = 36 W
- 15 V x 3 A = 45 W
- 20 V x 5 A = 100 W
E solo determinante queste informazioni hanno reso necessaria una noiosa ricerca di un manuale utente online su un sito di terze parti. Non sono nemmeno riuscito a trovare menzione del prodotto (tramite il codice prodotto 317 o il numero di modello A2672) sul sito Web del produttore! E a questo punto vado al sodo: sono praticamente tutti così.
Il fatto che un caricabatterie fornisca solo 100 W a un dispositivo che indica che può gestire 20 V non è una carenza di fumo e specchi in sé e per sé. Ma in realtà sono disposto a dare almeno i fornitori di caricabatterie qualcosa di un “passaggio” qui. I consumatori apprezzano non solo la potenza in uscita, ma anche le dimensioni, il peso e l’importantissimo prezzo, tra le altre cose. Questi fattori probabilmente limitano la corrente di uscita per porta (se non per dispositivo) a 5 A circa. Se sono un produttore di computer portatili e ho bisogno di 100 VW di potenza in ingresso per supportare non solo il funzionamento collegato in CA ma anche la ricarica della batteria in parallelo a una velocità ragionevole, mi assicurerò che il mio dispositivo possa gestire una tensione di 20 V ingresso!
Ma che dire di questa apparente limitazione di 3 A per l’opzione di uscita a 5 V? Non è universale, ovviamente, dato che l’alimentatore USB-C da 27 W del Raspberry Pi supporta le seguenti opzioni:
- 1 V x 5 A = 25,5 W
- 9 V x 3 A = 27 W
- 12 V x 2,25 A = 27 W
- 15 V x 1,8 A = 27 W
Al contrario, a proposito, l’alimentatore USB-C ufficiale Raspberry Pi da 15 W fa solo questo:
La mia ipotesi sulla causa principale di questa preponderanza di 5 V@3 A deriva da un indizio in un post sul sito Electrical Engineering Stack Exchange in cui mi sono imbattuto durante la ricerca di questo articolo:
La domanda riguarda la connettività USB Type-C.
La connettività di tipo C fornisce due metodi per determinare la capacità della sorgente.
IL metodo primario è il valore del pull-up sul lato HOST sui pin CC. Le specifiche di tipo C definiscono tre livelli di capacità: 500/900 mA (pull-up da 56k a 5 V), 1,5 A (pull-up da 22k) e 3 A (pull-up da 10k). Il dispositivo di connessione lo abbassa con 5,1k a terra e il livello di tensione risultante indica al dispositivo quanta corrente può assorbire su quella particolare connessione. Quando l’host vede il menu a discesa, attiverà il VBUS “+5Vsafe”. Questo è per il protocollo Type-C.
IL metodo secondario è fornito da specifiche di Power Delivery quasi indipendenti. Se il consumatore implementa PD, dovrà comunque seguire le specifiche di tipo C per il protocollo pull-up-down CC e riceverà VBUS “+5Vsafe”.
Solo allora il consumatore invierà messaggi seriali definiti da PD sul pin CC per scoprire le capacità della fonte. Se il fornitore risponde, le trattative per il contratto energetico proseguiranno.
Se il consumatore non è indipendente dal PD, non verrà generato alcun messaggio, non verrà restituita alcuna risposta e non verrà negoziato alcun contratto. L’alimentazione del collegamento rimarrà allo schema di alimentazione predefinito “Safe+5VBUS”, in base ai livelli CC sui pin CC.
Ecco l’ironia…la mia scheda Raspberry Pi 4 di cui ho parlato prima? È la rara e iniziale variante “Modello A”, che conteneva un numero e un tipo di resistori insufficienti per funzionare correttamente con alcuni cavi USB-C. Ma non è quello che sta succedendo Qui. Come chiarito dalla spiegazione sopra, i caricabatterie USB-C devono (idealmente) supportare almeno 5 V a 3 A per la più ampia compatibilità dei dispositivi. Ciò che immagino accada soprattutto oltre questo punto è che i produttori di caricabatterie concentrano la loro attenzione allo sviluppo su altre combinazioni tensione/corrente consentite dalla negoziazione della compatibilità secondaria, lasciando l’implementazione del circuito a 5 V abbastanza bene così com’è.
D’accordo o in disaccordo, lettori? C’è altro da aggiungere qui? Aspetto con ansia i tuoi pensieri nei commenti! Nel frattempo ho ordinato un alimentatore Raspberry Pi USB-C da 27 W da un fornitore estero…e aspetto…
—Brian Dipert è redattore capo di Edge AI e Vision Alliance, analista senior presso BDTI e redattore capo di InsideDSP, la newsletter online dell’azienda.
Contenuto relativo
[ad_2]
Source link
