USB тестер. Проверка на вшивость телефонных кабелей и зарядных устройств.
Всем доброго времени суток.
Уж давно так повелось что люблю я снимать различные параметры электроприборов. Кто, где и когда что потребил. И уже накопилось не маленькое количество всяких измерителей.
Вот сейчас хочу рассказать про USB тестер, и проделать несколько простых тестов.
И так начнем.
Имеется у меня пару тестеров.
С помощью него можно увидеть только напряжение и ток. Больше никакой информации он не выдает. И большой минус этого тестера это то что информацию он выводит поочередно. т.е. сначало показывает напряжение потом показывает ток и так по кругу. Когда нагрузка постоянная и не меняется то это еще нормально, но как только подключаем нагрузку у которой постоянно меняется ток потребления, и его нужно отслеживать, то тут уже не так все хорошо.
Второй тестер лишен этих недостатков.
На дисплей одновременно выводится информация по напряжению и току, плюс к этому этот тестер считает сколько мАч удалось залить в телефон или аккумулятор. Это очень полезная функция.
К примеру у меня имеется Лит-Ион аккумулятор от умершего ноута, с неизвестной емкостью. Но умных зарядок которые могут определять емкость, типа Аймакса, нет в наличии. И используя этот тестер и копеечную плату зарядки можно узнать примерную емкость.
Он кушает 1 или 2 Ампера. Что вполне достаточно для проведения небольших опытов.
А опыты я решил провести следующие.
Под рукой лежало три зарядных устройства для телефонов.
И я решил проверить соответствуют ли они заявленным характеристикам.
1. Первое зарядное от старого телефона Samsung. Написано что выдает 700 мА.
Больше я его напрягать уже и не стал.
2. Второе зарядное от телефона HTC. Написано что выдает 1 А.
При подключении нагрузки в 1 А напряжение не просело. А при подключении 2А зарядное уходит в защиту.
3. Третье зарядное от телефона Haghscreen. Написано что выдает 2.1 А.
Как видно на фото это зарядное реально способно выдавать 2 А.
Далее плюс этого тестера в том что его можно подключить не только с помощью обычной USB розетки но и с помощью microUSB.
А это значит что можно проверить на вшивость не только зарядные устройства но и кабель питания.
Подключаем кабель к зарядке от Haghscreen а на другой конец цепляем тестер с нагрузочным резистором и смотрим какое напряжение теряется на кабеле.
1. Кабель от телефона LG/
Вывод кабель фуфло.
2. Кабель от телефона HTC.
Вывод кабель среднего качества.
3. Кабель от Haghscreen.
Вывод это отличный кабель. Оно и понятно такое зарядное и кабель нужны для того чтобы быстро заряжать аккумулятор емкостью 6000 мАч.
Вот так друзья с помощью данного эксперимента можно сделать вывод что не достаточно иметь хорошее зарядное, нужен еще и хороший кабель.
Так же снял видео версию обзора этих тестеров.
USB тестер, измеритель или показометр?
Очень часто я встречаю в комментариях на форумах, а также в обзорах, измерение емкости аккумуляторов смартфонов, повербанков и т.п. при помощи USB тестеров. Один раз я попытался объяснить, почему так нет смысла измерять, но сегодня попробую зайти с другой стороны, проверить сами тестеры.
Но будем последовательны. Заказал я 15 штук подобных тестеров, цена на момент заказа была около 2.8 доллара. Там была еще платная доставка, потому я указал цену исходя из общей суммы заказа.
Через небольшое время получил на почте пакет с кучей маленьких пакетиков внутри.
Внутри пакетиков обнаружилось 15 USB тестеров, все соответствует заказу, вопросов нет.
Так как отчасти данный обзор это все таки обзор тестера, то один экземпляр покажу более полно, остальные один в один, разбирать каждый не буду 🙂
1. Дизайн довольно привычный, с одной стороны USB штекер, с противоположной гнездо для подключения нагрузки.
2. Снизу корпус матовый, потому ничего особо не видно.
3. Корпус собран из двух половинок и держится за счет четырех защелок.
4. Защелки очень тугие и разбирать неудобно, тем более разбирать так, чтобы это было аккуратно. 
Внутри мы видим весьма аккуратную плату с ЖК дисплеем и разъемами. Есть новые модели с OLED дисплеями, но они мне в руки пока не попадались.
С обратной стороны платы расположены все остальные компоненты, контроллер, микросхема управления дисплеем, шунт и стабилизатор напряжения.
Сама по себе платка красивая, но вид немного испорчен в некоторых местах следами не смытого флюса.
1. «Сердцем» устройства является микроконтроллер 8s003f3p6 от STMicroelectronics. Это 8 бит микроконтроллер с 10 бит АЦП.
Рядом с ним расположен стабилизатор напряжения.
Мне стало любопытно, при каком токе таймер начинает «тикать». Определить это очень просто, поднимаем постепенно ток и смотрим за разделительными точками таймера, как только они начинают моргать, значит отсчет пошел.
В моем случае отсчет начался при токе 260мА.
Но тестер показал при этом 220мА, потому какой именно порог настроен, я затрудняюсь сказать. Если по измеренному, то 260, если по «зашитому» в настройках, то 220, а так как есть еще и погрешность измерения, то возможно и 200 и250.
Для дальнейших тестов был собран простенький тестовый «стенд», состоящий из 5 Вольт блока питания и электронной нагрузки.
Так как мой USB удлинитель имел большое падение напряжения, то в итоге я подключал USB тестеры напрямую к блоку питания.
В связи с тем, что на результат измерения емкости в первую очередь влияет точность измерения тока, то я решил проверить именно этот параметр. Для этого нагружал устройство током от 100мА до 3 А с интервалами в 100мА до значения в 1 Ампер и 200мА до значения в 3 Ампера.
В тесте использовался наиболее точный экземпляр и при этом заметно, что сначала показания занижены, а потом завышены, точка наиболее точных показаний находится в районе 1.6-1.8 А. Позже вы поймете что я имел в виду под фразой «наиболее точный».
Но самая большая проблема состоит именно в перекосе, если бы амперметр просто завышал или занижал, то это можно было бы решить путем коррекции сопротивления шунта, но в случае перекоса ситуацию исправить можно только программной корректировкой. Но как это делается, и делается ли вообще, я не в курсе. 
При токе нагрузки в 2.5 Ампера устройство греется не очень сильно, самый большой нагрев у шунта, а так как он расположен около выходного разъема, то часть тепла отводится на него.
Здесь я возвращаюсь к фразе «наиболее точный». В вышеприведенном тесте линейности измерения использовался тестер, который показал наилучшие результаты, как вы понимаете, у остальных показания будут еще менее точными.
А вот теперь сравнение реального заданного тока нагрузки (1 и 2 Ампера) и показания самого худшего экземпляра. Как говорится, комментарии излишни.
Но самый «вкусный» тест я оставил напоследок. Как я говорил, часто подобные тестеры используют для замера емкости аккумуляторов мобильных устройств. Почти каждый раз я пишу, что так делать неправильно и для корректного теста аккумулятор надо подключать напрямую. В одном из обзоров я даже проводил сравнительный тест, кому любопытно, могут почитать, а здесь я приведу лишь несколько картинок оттуда.
Результат измерения емкости «доктором», 2900мАч
Подключаем аккумулятор к электронной нагрузке.
Получаем 2319мАч, существенная разница. Причем эта разница может быть и почти нулевой, зависит от тестера и смартфона/планшета.
Кроме этого влияет еще и точность подсчета емкости у самого тестера. Мне конечно пытались объяснить, что их тестер точный, но в этот раз я решил продемонстрировать, почему еще я не верю подобным «измерениям».
В общем выходит, что тестеры насчитали от 1222 до 1333мАч. 
Все бы ничего, разбег всего в 111мАч, может даже терпимо за пол часа, т.е. 222мАч реально, так как считать надо все таки к часу.
Если бы не один скромный пункт, реально прошло только 1002. Скриншот я сделал секунд через 5 после фото, но таймер уже успел перескочить с 29 минут на 30, это видно на скриншоте.
Т.е. по факту получается, что последний USB тестер насчитал 1283 при реальных 1002 (реально даже чуть меньше). Я привел показания последнего тестера, так как на него не влияют остальные.
Получается, что измеряя емкость аккумулятора подобным тестером можно запросто получить вместо 3000 аж 3840мАч и это без учета некорректности самого принципа измерения подобными «измерительными приборами».
Чуть не забыл еще одну вещь. Еще хуже ситуация, когда пользователь пытается оценить емкость аккумуляторов повербанка при помощи такого тестера. Здесь вообще «без бутылки не разберешься», но все таки попробую объяснить.
Совсем недавно в комментариях увидел такую вот картинку, по ней и буду рассказывать, тем более что не так давно товарищ мне звонил с подобным вопросом, так как к нему обратился другой человек и в итоге мне пришлось все это расписывать на словах.
Вместо смартфона можно представить любую другую нагрузку, так как в данном случае она значения не имеет.
Вся проблема кроется в том, что в повербанке обычно присутствует повышающий (иногда понижающий) преобразователь. Из-за него ток от аккумуляторов не равен току на выходе.
Допустим что напряжение аккумуляторов составляет 4 Вольта, на выходе стандартные 5 Вольт. Но как вы понимаете, энергия не может браться из ниоткуда, потому ток до преобразователя будет больше, чем после него. В случае с 4 и 5 Вольт разница составляет 1.25 раза. Т.е. ток от аккумуляторов будет как минимум в 1.25 раза больше чем на выходе. и это без учета КПД преобразователя, который никак не 100%.
Подключаете вы свой тестер на выход повербанка, он вам насчитал к примеру 3000мАч, если умножить на 1.25, то это будет уже 3750мАч.
Все бы ничего, но есть два фактора из-за которых какое либо измерение емкости на выходе вообще теряет смысл:
1. Напряжение на аккумуляторах в процессе теста будет меняться, соответственно меняется и коэффициент пересчета. Например при 3 Вольта (разряженные аккумуляторы) будет 1.66, а при 4 Вольта 1.25.
2. КПД преобразователя это величина мало того что слабо предсказуемая (особенно с учетом неизвестных комплектующих), так еще и изменяющаяся в зависимости от тока нагрузки и напряжения на аккумуляторах. Т.е. КПД может быть как 95%, так и 60%, неслабая такая разница, да?
Ну и моя любимая фотография 🙂
Тестеры от другого продавца, но общая картина примерно такая же, кстати можно оценить ток потребления тестеров по первому и последнему показанию.
Я очень надеюсь, что я смог наглядно продемонстрировать, почему USB тестеры подходят только для грубой оценки тока/емкости, а никак не для точных измерений.
Хотя сами по себе подобные тестеры очень удобные и позволяют быстро оценить ток/напряжение и емкость, потому ругать их как бы не за что, «играют как могут».
Как же можно их применять:
1. Просто оценка указанных выше параметров, неточно, но удобно.
2. Сравнительные тесты. Вполне точно можно оценить например, что у одного устройства емкость в 1.2 раза больше, а у другого в 1.5 раза меньше. Т.е. относительные, а не абсолютные измерения.
3. Перекалибровать и получать довольно точные результаты, но из-за «перекоса» сделать это можно только для одного значения измеряемого тока. Например если вместо 1/2 Ампера мы получаем 0.9/2.1 А, то после калибровки с током 2 Ампера будем иметь 0.8/2 Ампера, а если калибровать при токе 1 Ампер, то вполне можем получить 1/2.2 Ампера.
4. Попробовать использовать более дорогие варианты, но обязательно предварительно проверить, причем не столько ток, сколько «математику».
Не хочу говорить за все тестеры, возможно есть модели, которые измеряют корректно, я даже почти уверен в этом. Но прецедент есть и потому я и рекомендую внимательно относиться к подобным измерениям.
На этом все, надеюсь что информация не окажется бесполезной.
Возможно лучший недорогой USB-тестер
USB-тестер (USB Tester, Power Doctor) позволяет измерить ёмкость пауэрбанка, проанализировать, как заряжаются смартфоны и другие гаджеты, измерить сколько энергии им нужно для полной зарядки, увидеть, как работает быстрая зарядка Quick Charge.
У меня «в коллекции» уже больше десятка тестеров и похоже я нашёл почти идеальный.
ATORCH USB tester A-TH-USB продаётся в комплекте с нагрузкой 1/2/3A.
Тестер умеет измерять следующие параметры:
Напряжение 3.60V — 32.5V с градацией 0.01V;
Ток 0.01A — 5.00A с градацией 0.01A;
Мощность 0 — 299.999W с градацией 0.001W;
Энергию 0 — 999999 Wh с градацией 0.001Wh;
Заряд 0 — 999999 mAh с градацией 1 mAh;
Время зарядки 0 — 999:59:59 с градацией 1 секунда;
Сопротивление нагрузки 0 — 999 ом с градацией 1 ом;
Напряжение на контактах данных 0.000V — 2.999V с градацией 0.001V;
Температуру внутри корпуса 0 — 80 ℃;
ЖК-экран, размером 23×12.5 мм, имеет три режима отображения информации, переключаемые кнопкой.
В первом режиме крупно показывается напряжение и ток, мелко — мощность, энергия и время.
Время считается до тех пор, пока мощность нагрузки превышает 0.5 Вт (на напряжении 5 В это ток 100 mA). Значения энергии (Wh), заряда (mAh) и времени сохраняются после отключения тестера.
Во втором режиме в верхней строке крупно отображаются напряжение и ток, а внизу мелко мощность, температура внутри тестера, заряд (mAh), энергия (Wh) и время.
В третьем режиме слева отображаются напряжения на контактах входного разъёма USB, справа сопротивление нагрузки, мощность, время, ток, температура.
У тестера есть настройка подсветки экрана. По умолчанию она горит 10 секунд.
Когда подсветка гаснет, экран видно хуже, зато тестер потребляет рекордно малый ток — 1.55 mA (потребление с подсветкой тоже очень низкое — 2.9 mA).
Время подсветки настраивается от 1 до 59 секунд, кроме того подсветку можно отключить или включить постоянно.
Для измерения тока в тестере используется толстый манганиновый шунт сверхмалого сопротивления — (по утверждению производителя — 0.05 Ом). В разъёмах USB используются контакты из меди. С помощью миллиомметра я измерил сопротивление всего тестера вместе с шунтом. Оно составило 0.133 Ом.
Точность измерения напряжения и тока проверялась с помощью источника эталонных напряжений и высокоточного прибора Keithley 2000 Multimeter.
На напряжении 5 вольт всё идеально.
На более высоких напряжениях тестер менее точен. Так при напряжении 9.6008 В он показывает 9.54 В — погрешность 0.6%.
Погрешность измерения тока около 2%: при токе 0.51908А показывает 0.51А — погрешность 1.8%.
1.0184А — показывает 1.00А. Погрешность те же 1.8%.
Вид снизу. После пайки элементов флюс отмыли, а после пайки разъёмов нет.
В магазине производителя есть восемь вариантов тестеров с разными цветами подсветки (синяя, белая, оранжевая), разным типом индикации (обычная, инверсная) и разным цветом корпуса (прозрачный, голубой). Я выбрал вариант TransparentBlue — он третий с конца в списке.
Этот тестер при невысокой цене опережает другие модели по точности, сверхнизкому потреблению (можно тестировать пауэрбанки без потери точности), шунту с низким сопротивлением, возможностям.
Плюсы USB-тестера ATORCH USB tester A-TH-USB:
• высокая точность;
• высокотоковый шунт со сверхмалым сопротивлением;
• сверхнизкое потребление (2.9 мА с подсветкой, 1.55 мА без);
• широкий диапазон измеряемых напряжений (3.6-32.5 В);
• измерение токов до 5 А;
• измерение энергии (Wh);
• запоминание значений энергии (Wh), заряда (mAh) и времени;
• автоматическая остановка подсчёта времени при мощности нагрузки менее 0.5 Вт;
• управляемая подсветка экрана;
• измерение напряжения на контактах данных;
• измерение сопротивления нагрузки.
Минусы USB-тестера ATORCH USB tester A-TH-USB:
• очень мелкий экран. Всё, кроме напряжения и тока, показывается мелким шрифтом;
• тестер питается от напряжения измеряемого источника, поэтому невозможно тестировать ёмкость низковольтных батареек и аккумуляторов;
• не отмыт флюс с контактов разъёмов.
У того же производителя есть аналогичный тестер без разъёмов USB ATORCH DC Energy tester 100V 15A, но с внешним питанием от MicroUSB, что позволяет тестировать низковольтные батарейки и аккумуляторы и полностью исключить погрешности измерения, вызванные потреблением самого тестера.
Сейчас стали очень популярны USB-тестеры с цветным экраном и передачей данных по Bluetooth, но они вдвое дороже и для более серьёзных измерений мне кажется предпочтительней использовать тестер-электронную нагрузку EBD-USB+ с подключением к компьютеру.
Скоро расскажу об этих двух устройствах подробней, но они всё же для тех, кто занимается измерениями постоянно, а простой USB-тестер, по моему мнению должен быть у любого человека, хоть немного интересующегося техникой.
Немного об АСЦ (Тестер USB)
В комментариях под их видео, один из зрителей сказал, что можно без проблем сделать нечто подобное из обычного свистка для прошивки STM,
который в Китае стоит 200 рублей,
цена же тестера от АСЦ 3500 рублей, мотивируется тем, что это личная разработка, которая почти год разрабатывалась и много сил и времени было на нее потрачено, а так же было заказано производство, что как бы тоже денег да и стоит, давайте разберемся 🙂
Вот видео того человека, в котором он повторил девайс на свистке от стм, причем не спустя год, а в тот же день, что выпустила видео АСЦ.
Повторил без проверки на кз, но этапы инициализации показывает, а проверку на кз и разницу в сопротивлении шин данных, добавить туда не сильно сложно, опишу этот процесс немного позже.
Я и сам когда-то рассматривал изготовление подобного устройства, правда еще и для тв, по моей затеи там был бы дополнительный выход HDMI, который точно так же проверял бы замыкание дата и клок линий порта. Поэтому уже имею небольшой опыт разработки подобных устройств, и вот краткое тз, которому должно соответствовать подобное устройство.
1. Размеры платы не должны мешать втыкать оборудование в соседние порты USB
2. Должен быть аккумулятор, чтобы можно было проводить диагностику на обесточенных устройствах (касаемо проверки на КЗ и разность сопротивлений дата линий)
2а. Этот аккумулятор должен заряжаться при подключении к запитанному порту USB
3. При подключении к порту USB, у которого нет питания, происходит проверка сопротивлений шин данных, результаты выводятся либо на светодиод, последовательностью миганий, либо их ускорением, либо на oled Экранчик, тут как творец захочет 🙂
4. При подключении к порту USB, у которого есть питание +5v, устройство переключается в режим проверки прохождения инициализации, и одновременно заряжает встроенный аккумулятор, таким образом мы убираем сложность в определении сопротивлений работающих дата линий, в прочем, USB тестер от АСЦ, видимо сделан по той же схеме, так как в видео именно так и было показано, сначала в мертвый бук воткнули, потом в живой. С другой стороны, эта сложность и не нужна, я не встречал буков, которые подают питание на USB порты в выключенном состоянии по причине излишнего разряда аккумулятора.
5. Проверка на прохождение инициализации происходит путем эмуляции клавиатуры, а точнее нажатия кнопки CapsLock, и последующей проверки статуса CapsLock, включен или нет, если эти состояния меняются, значит инициализация пройдена и устройство включилось. В видео АСЦ, кстати, об этом умолчали, но преподнесли как фичу, что при подключении к рабочему компьютеру, в отличии от тестера от nbzip, который каким-то образом влияет на мышку, прерывая частично ее работу, с подключенным тестером от АСЦ компьютером можно спокойно пользовать и заряжать его от порта USB, только вот мигающий капс лок, даст вам печатать в тАкОм СтИле, что как бы не удобно? Хотя фича, почему бы и нет 😀
Как видим, исходя из ТЗ, понятно что подобное устройство не может стоить 3500 рублей, с учётом заказа плат с монтажем с JLC PCB и использования корпуса в виде термоусадки, как в оригинале от АСЦ. Год разработки нууу, если изначально выучить язык, потом понять как работает схемотехника, и засчитывать это время, то да. Ну и еще накосячить с тз изначально, сделать 4-5 ревизий, которые по некоторым параметрам не подходят и т.д. но должно ли финальное устройство включать эту стоимость? На примере человека, который повторил часть функционала за несколько часов, можно сказать, что год разработки это много.
Еще хочу добавить, что 3500 для рабочего устройства, помогающего в работе не цена, у меня жало для паяльника столько стоит, и уж точно не мне рассуждать о стоимости устройства, если оно действительно того стоит.
Продолжим повествование: Через некоторое время, АСЦ написал комментарий под видео этого человека, примерно следующего характера —
Все хорошо, вы молодец, но чем больше подобных людей будут повторять наши самоделки, которые вышли в продажу, тем меньше мы их будем делать…
Под этим комментарием, я им сказал, что самоделки нужно делать такого уровня, который нельзя повторить за час, — допустим программатор Вертьянова, либо продавать по той цене, чтобы остальным не было смысла их повторять, в этом случае, я считаю что это 1500 рублей, с учетом заказа с JLC PCB где 5 плат размера 100 на 100мм, в которые можно включить минимум 8 таких тестеров, а это порядка 40 готовых печаток, обойдутся в 8 долларов + 8 долларов доставка ( но доставка не сильно дорожает при увеличении партии).
Вкратце упомянул про Open source, и краудфандинговый метод сбора и т.п., так же сказал, что Алексей Кластер, сделал картридж, в который была вложена куча работы, реверс инжиниринг, сложный кодинг, корпус и т.п., и продает их по той же цене, что и ваш тестер, с учетом более дорогой печатки, компонентов, большей работы и т.п., считаю их стоимость «слегка завышенной» и право на это таки имею, так как сам разработчик, и есть примеры, приведенные выше. И если обычный обыватель может блуждать в догадках о цене этого устройства, я более менее точно ее могу назвать, и бугурт этот начат мной только по одной причине, это угрозы от АСЦ формата — если будете делать то что и мы, только дешевле или бесплатно, мы делать нихрена не будем, я хреново к такой позиции отношусь, поэтому и появилась эта статья. Это мое ИМХО, с которым можно быть согласным, а можно и нет, но!
Асц пишет мне ответ
Пользователь Ассоциация Сервисных Центров оставил комментарий: «Мне пох, на обиды и прочее. Тестеров продано уже много и остался последний остаток в 300 штук. Тестер это измерительный прибор, рабочий инструмент и не может стоить как доширак. Не нравится, не пок. » 14 минут назад
Доширак по 1500 рублей, ну да, курс доллара и т.п., измерительный прибор, в чем его сложность? В чем проблема сделать эти замеры, чем он отличается от других подобных устройств? После чего удалят всю ветку комментариев, что мне конечно не понравилось, столько печатал XD
И казалось бы, какое кому дело? Ну продают они тестер этот, действительно штука хорошая и полезная, действительно помогает в работе, ну и каждый сам решает покупать его или нет, но вот морально давить на тех людей, которые бесплатно выкладывают исходники собственных наработок по той же тематике, это плохое поведение, я считаю.
В связи с этим буду освещать развитие проекта от KARMA ELECTRONICS, и как только допилит проверку на кз в этом свистке за 200 рублей, выложу у себя на странице, а пока можете повторить его тестер инициализации, ссылки на видео выше, в его описании ссылка на архив с прошивкой.
