Quel est le moyen idéal de gérer les broches de données D + et D- sur un adaptateur secteur USB afin qu'elles soient compatibles avec la charge rapide sur les appareils?

J'ai constaté que de nombreux chargeurs muraux USB utilisent un diviseur de tension résistif pour régler les broches D + et D- sur une tension spécifique, généralement comprise entre 2 et 3 volts. D'autres chargeurs muraux USB raccourcissent les broches D + et D- sans aucune connexion. D'après mon expérience, certains appareils n'accepteront pas un taux de charge supérieur à 500 mA sur les chargeurs utilisant les diviseurs de tension, mais chargeront jusqu'à leur entrée maximale sur un chargeur avec les broches de données en court-circuit. J'ai lu des choses qui suggèrent que le contraire peut aussi être vrai, mais je n'ai pas pu le vérifier. J'espère trouver la méthode qui offre la meilleure compatibilité avec tous les périphériques USB.

Quel est le moyen idéal de gérer les broches de données D + et D- sur un adaptateur secteur USB afin qu'elles soient compatibles avec la charge rapide sur les appareils? ... J'espère trouver la méthode qui offre la meilleure compatibilité avec tous les périphériques USB.

Pour des raisons pratiques, il est impossible de créer un chargeur véritablement universel en utilisant une combinaison quelconque de courts- circuits ou de résistances immuables sur le chargeur USB ou les lignes de données du périphérique cible, carvous affrontez des fabricants qui tentent de vous empêcher de faire exactement ce que vous essayez de faire. Par exemple, Apple met en œuvre un certain nombre de schémas de contrôle de charge utilisant différentes combinaisons de diviseurs de résistances, agencés de manière à ce que seuls une alimentation "adaptée" et un équipement cible fonctionnent ensemble. Bien que l'on puisse avancer que de tels arrangements permettent des performances de charge optimales, il n'est pas évident de savoir comment cela peut être le cas pour les batteries Lithium Ion / Lithium Polymer et un degré de contrôle de charge plus qu'adéquat peut être atteint par de nombreux autres fabricants sans utiliser ces techniques. Un exemple d'un tel arrangement Apple est présenté ci-dessous.

Cependant, en marchant sur les traces de personnes qui ont déjà enquêté sur ce sujet, vous pouvez obtenir un compromis raisonnable.

De nombreux fabricants ne publient pas de spécifications de leurs arrangements personnalisés. Le mieux que vous puissiez faire est d'analyser vous-même leurs produits ou d'apprendre de ceux qui l'ont déjà fait et qui mettent gentiment leurs connaissances à disposition.

Une de ces sources est la documentation du chargeur USB Mintyboost USB Lady ADA / ADA.
C'est plus une saga qu'un tutoriel !!! :-) Vous pouvez commencer à la fin et revenir en arrière pour trouver comment la dernière version utilise ce qu’ils savent pour maximiser la compatibilité de démarrage des premiers comptes et suivre leur chemin de développement. Les deux approches sont valables selon ce que vous voulez savoir.

Mint Boost page d'accueil
Vue d'ensemble
Parcourez le processus de conception - une valeur ajoutée pour les concepteurs

Ici, les mystères de la charge des appareils Apple vous racontent, ainsi que les mystères de la charge des appareils Apple, ainsi que d’autres documents utiles en cours de route.

Ugh / Wow! - un arrangement de résistance Apple. Ceci est à partir d'un chargeur officiel iPhone 3GS:

Voici la liste de compatibilité de leur version 2 que vous pouvez consulter si vous essayez une solution universelle, car elle répertorie un certain nombre d'exemples dans lesquels le chargeur standard ne fonctionne PAS mais où un "piratage de câble" lui permet de fonctionner totalement ou partiellement.

Par exemple, ce qui précède vous conduit à des cas particuliers tels que le "bidouillage" de la série D de Samsung ou les modifications du RAZR V3 ici.

Voici une liste des résultats obtenus avec la version 3 de Minty Boost avec une gamme de téléphones mobiles.
Si vous émulez leur interface, vous devriez pouvoir obtenir une compatibilité similaire.

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Mise à jour - fin 2016:

Contrôleurs de ports de charge dédiés USB:

Florisla, une utilisatrice de SE, a constaté l'existence de «nouveaux» circuits intégrés destinés à fournir des capacités de port de charge USB dédiées. Il note par exemple le TI
"Contrôleur de port de charge dédié USB TPS2513A-Q1, TPS2514A-Q1"

La meilleure façon de résumer ses capacités consiste à consulter le résumé figurant sur sa fiche technique - voir ci-dessous:

J'ai trouvé cette page répond clairement à votre question. Je cite les parties pertinentes ci-dessous.

Le BC1.2 décrit trois types distincts de port USB et deux monikers clés. Un port "de charge" est un port qui délivre des courants supérieurs à 500 mA. Un port "en aval" transmet les données conformément à USB 2.0. La spécification BC1.2 établit également à la fois la manière dont chaque port doit apparaître sur le périphérique final et le protocole permettant d'identifier le type de port mis en œuvre. Les trois types de port USB BC1.2 sont SDP, DCP et CDP (voir Figure 1):

1. Port aval standard (SDP) Ce port comporte des résistances de 15 kΩ sur les lignes D + et D-. Les limites de courant sont celles décrites ci-dessus: 2,5 mA en suspension, 100 mA en cas de connexion et 500 mA en cas de connexion et de configuration pour une puissance supérieure.
2. Port de charge dédié (DCP) Ce port ne prend en charge aucun transfert de données, mais est capable de fournir des courants de charge supérieurs à 1,5A. Il comporte un court entre les lignes D + et D-. Ce type de port permet d'utiliser des chargeurs muraux et des chargeurs de voiture à haute capacité de charge sans qu'il soit nécessaire de procéder à une énumération.
3. Port aval (CDP) Ce port permet à la fois la charge à fort courant et le transfert de données entièrement compatible avec USB 2.0. Il comporte les résistances de compression 15 kΩ nécessaires aux communications D + et D-, ainsi que des circuits internes activés pendant la phase de détection du chargeur. Ce circuit interne permet au périphérique portable de distinguer un CDP des autres types de ports.

Même avec la spécification BC1.2 disponible, certains fabricants d’électronique développent des protocoles personnalisés pour leurs chargeurs dédiés. Lorsque vous connectez l'un de leurs périphériques à un port de charge BC1.2 entièrement compatible, vous pouvez toujours recevoir le message d'erreur suivant: "La charge n'est pas prise en charge avec cet accessoire." Malgré ce message, ces appareils peuvent toujours charger, mais les courants de charge peuvent être extrêmement faibles. Heureusement, la quasi-totalité de ces chargeurs dédiés exclusifs s’identifient par un niveau de courant continu réglé sur les lignes D + et D- par un diviseur de résistance entre 5V et la masse

Commentaire ajouté:
On peut considérer que les niveaux de signal de données sont 0.0–0.3 V pour les valeurs logiques minimales et 2,8–3,6 V pour les valeurs logiques maximales. Sans tension divisant le réseau en deux broches de données en court-circuit, la tension sur celles-ci est libre de flotter. Même si les fils de données torsadés fournissent une certaine protection contre les signaux électromagnétiques parasites, ils peuvent néanmoins potentiellement induire des tensions imprévisibles sur la ligne. D'autre part, un réseau diviseur de tension bloque la tension à un niveau de sécurité de 2,5V.

Pour plus de détails, consultez la page que j'ai obtenue ou consultez le PDF de USB.org décrivant la spécification USB Battery Charging BC 1.2

Mise à jour 2017:

Il n’existe pas de moyen idéal de gérer les broches de données USB pour assurer la compatibilité et la "charge rapide". Il pourrait y avoir beaucoup de chargeurs différents, et il y a beaucoup de périphériques / téléphones / tablettes USB qui doivent être rechargés. Historiquement, il y avait deux approches:

1. L'appareil est un "appareil intelligent". Il essaie de détecter diverses signatures du port auquel il est connecté et sélectionne le mode de chargement approprié. L’appareil le fait évidemment de manière séquentielle, et il faut du temps pour parcourir les délais.

2. Le port de charge est un port intelligent. Cette idée a été implémentée dans certaines puces TI et hubs SMSC / Microchip. L’idée du port de charge est / était d’affirmer différentes signatures de port de charge (Apple 2 / 2,7V, Sony, séquençage par BC1.1, BC1.2 ou chargeur dédié / standard chinois, etc.) l’un après l’autre. Là encore, comme il n’existait aucun moyen de savoir de manière fiable que la signature du chargeur était la bonne pour un dispositif particulier (autre que pour mesurer le courant fourni / consommé), le séquencement prend beaucoup de temps, il faut des réinitialisations VBUS off-on, etc. De plus, la batterie d’un périphérique USB peut se trouver dans différents états de charge (mort, faible, complètement chargée, etc.), le courant consommé ne peut être un indicateur fiable de quoi que ce soit, le temps d’attente du système devient indéterminé. / L’algorithme switch ne peut rien donner de bon.

De véritables problèmes surviennent lorsque le port et le périphérique essaient d’être "intelligents". Ensuite, tout se fait défoncer et tous les paris sont ouverts.

Les spécifications de charge de la batterie USB 1.2 ont tenté d’imposer une restriction: le port est passif, l’appareil commence la signature séquentielle et mesure la réponse du port. Ensuite, l’appareil passe en mode de consommation maximale (s’il en a besoin). La limite était VBUS = 5V.

La méthode QualComm QC (charge rapide) est allée encore plus loin et permet d’augmenter la tension USB par défaut de 5V à 9, 12, 15 et 20V. Une fois que l’appareil a activé une séquence de signalisation de bas niveau le D + / D-, il indique ensuite au chargeur le niveau de tension qu’il peut accepter en appliquant certaines combinaisons de tensions continues sur les fils D + et D-. C'est une méthode très simple.

Les nouvelles spécifications USB Power Delivery permettent à un port et à un périphérique d'être vraiment intelligents. La spécification initiale demandait un protocole série sur VBUS (pour que cela se produise, le VBUS doit être exempt de découplage capacitif lourd). Cette spécification est maintenant abandonnée dans PD Rev3.0 avec l’avènement du connecteur de type C, et la négociation entre les rôles d’alimentation des ports et des périphériques (producteurs et consommateurs) s’effectue sur un fil CC dédié (canal de communication).

En plus des négociations de PD complètes, les câbles de type C doivent comporter des marqueurs électroniques, de petits circuits intégrés dans l'un des surmoulages, qui devraient conseiller les consommateurs (puits) et les producteurs (sources) sur la quantité de courant qu'un câble peut supporter. [Tous les câbles USB3.1 CC doivent obligatoirement intégrer les eMarkers, mais je n'en ai pas encore vu sur le marché libre].

Au moment de la rédaction de ce document (janvier 2017), tous les départements de l’électronique (y compris Walmart) peuvent disposer d’environ 20% (1 sur 5) des chargeurs dotés de la fonctionnalité de contrôle de la qualité, et aucun d’entre eux avec la fonctionnalité PD. J'ai le sentiment que cette proportion ne changera pas.

En résumé, la signature de port de charge la plus compatible semble être de style chinois, avec D + / D- court-circuité et flottant par rapport à GND et VBUS.