img

شارژرهای USB چگونه کار می‌کند؟

/
/
/

بعد از سال ها ورود آداپتورهای اختصاصی و منبع تغذیه های دیواری زشت، دنیای فناوری نهایتاً توانسته است همه را با هم تلفیق کند و یک استاندارد شارژ را معرفی کند. در واقع به نوعی، ما قبلاً هم شاهد برخی از گسستگی و عدم یکپارچگی در پیروی از این قانون بوده ایم زیرا اتصال کنندگان USB-C به بازار وارد شدند، که در نهایت می توانند جایگزین USB ها شوند، همچنین خوشبختانه جای یکی از کانکتورهای خط تولید گلکسی به نام USB micro-B که طول عمر کوتاهی داشت، گرفته است. اما در غیر این صورت، با استثنای مشخصی که در کانکتور لایتنینگ اپل وجود دارد، کانکتورهای micro USB میل و سرعت این صنعت را برای پورت های مرسوم از بین برده است.
اما یک مشکل جدید وجود دارد: قدرت USB. همه شارژرهای USB، کانکتورها، و کابل ها به صورت مساوی تولید نمی شوند. احتمالاً شما هم توجه کرده اید که برخی از شارژرهای دیواری بر روی یک لپ تاپ به نظر می رسد که از دیگر شارژرها قوی تر هستند. در برخی از PC های دسکتاپ، حتی زمانی که خاموش شده باشند، شما می توانید گوشی هوشمند خود را با استفاده از یک سوکت USB شارژ کنید. به نظر می رسد که یک روش برای همه این کارها وجود دارد-اما ابتدا ما باید به شما نحوه کار کردن واقعی یک شارژ USB را توضیح دهیم.

مدل‌های جدید
هم اکنون چهار مدل برای USB ها وجود دارد- USB 1.0، USB 2.0، USB 3.0، و USB 3.1 این چهار خصوصیت هستند-علاوه بر این چهار مدل یک مدل جدید هم تحت کانکتور USB-C وجود دارد.
ما به جایی اشاره خواهیم کرد که در آن نقاط به صورت معناداری با هم تفاوت دارند، اما در اکثر موارد، ما بر روی مدل USB 3.0 تمرکز بیشتری داریم زیرا این نوع رایج ترین نوع در بازار است. تقریباً در همه موارد، PC شما یک میزبان است، و گوشی هوشمند، تبلت و یا دوربین شما همان دستگاه ها هستند.
انرژی همواره از میزبان به سمت دستگاه جریان دارد، اگرچه داده ها و اطلاعات می توانند در هر دو جهت جریان داشته باشند، مانند زمانی که فایل هایی را کپی می کنید یا به داخل کامپیوتر خود و گوشی خود ارسال می کنید.
حال در مورد تعداد صحبت می کنیم. یک سوکت معمولی USB 1.0 یا USB 2.0 چهار پین دارد، و یک کابل USB نیز دارای ۴ سیم است. پین های داخلی داده ها را حمل می کنند (D+ و D-)، و پین ها خارجی یا بیرونی انرژی تغذیه ۵ ولتی را فراهم می کنند. پورت های USB 3.0 یک سطر اضافی حامل پنج پین را در خود دارند، پس کابل هایی که با پورت های USB 3.0 سازگار هستند باید ۹ سیم داشته باشند. از نظر جریان واقعی (میلی آمپر یا mA)، سه نوع پورت USB وجود دارد که هرکدام دارای خصوصیات مختص به خود هستند: یک پورت پایینی استاندارد، یک پورت پایینی شارژ کردن، و یک پورت شارژ کردن اختصاصی. دو پورت اولی بر روی کامپیوتر شما وجود دارند (و با همین عنوان ها هم مشخص هستند)، و سومین پورت یاد شده مربوط به شارژرهای دیواری “dump” می باشد.
در بین خصوصیات و مدل های مربوط به USB 1.0 و USB 2.0، یک پورت پایینی استاندارد قادر به تحویل دادن تا مقدار ۵۰۰ میلی آمپر (۰٫۵A) جریان است؛ در USB 3.0 این مقدار به میزان ۹۰۰mA (0.9A) افزایش یافته است. جریان شارژ و پورت های اختصاصی شارژ تا میزان ۱۵۰۰mA (1.5A) جریان را فراهم می کنند. مدل USB 3.1 داده های ورودی را تا میزان انتقال ۱۰Gbps (10 گیگابایت بر ثانیه) افزایش داده است و این قابلیت را در این پورت ها حالت SuperSpeed+ نامیده اند، و این مدل را تقریباً به میزان اولین نسل از پورت های Thunderbolt سریع کرده است. این پورت همچنین از میزان جریان ۱٫۵A و ۳A با باس ۵V به خوبی پشتیبانی می کند.
مدل USB-C یک کانکتور کاملاً متفاوت است. این یک پورت جامع می باشد، به این معنی که شما می توانید آن را از هر سمتی به داخل پورت وارد کنید و به خوبی کار می کند، و از این نظر شبیه به کابل لایتنینگ در محصولات اپل می باشد. USB-C از نظر تئوری می تواند تا دو برابر پورت های USB 3.0 عملکرد سریعتری داشته باشد و انرژی بیشتری را به صورت خروجی ارائه دهد. اپل نیز با قرار دادن USB 3.1 بر روی مک بوک ۱۲ اینچی خود و محصول جدید خود به نام MacBook Pros به نسل جدید USB-C پیوسته است. ما همچنین USB-C را بر روی گوشی ها نیز مشاهده می کنیم. مدل های اخیر مشهوری که در بازار از این نوع کانکتور استفاده کرده اند شامل Samsung Galaxy S8، Google Pixel، و OnePlus 3T می باشند. اما ممکن است پورت های USB قدیمی تری نیز وجود داشته باشند که از استاندارد ۳٫۱ تبعیت و پشتیبانی می کنند.
این مدل از USB همچنین دارای قابلیت پورت «خواب و شارژ» است، که در جایی کاربرد دارد که پورت های USB بر روی یک کامپیوتری که خاموش شده است همچنان به فعالیت خود ادامه می دهند. شما نیز شاید به این امر بر روی PC دسکتاپ خود توجه کرده باشید، به طوری که همواره یک جریان برق در داخل مادربورد شما وجود دارد و به گوشی شما از طریق USB منتقل می شود، اما برخی از لپ تاپ ها نیز دارای قابلیت «خواب و شارژ کردن» هستند.
حال این همان چیزی است که این مدل ارائه کرده است. اما بسیاری از شارژرهای USB هستند که با این مدل ها سازگاری ندارند، عمدتاً از جمله این شارژرها می توان به انواع شارژرهای دیواری اشاره کرد. برای مثال، شارژر مربوط به Apple iPad در باس ۵V میزان جریان ۲٫۱A را فراهم می کند؛ شارژر Amazon Kindle Fire خروجی جریان ۱٫۸A دارد و شارژرهای دیگری از این دسته وجود دارند که جریان بین ۱A تا ۲٫۱A را به شما ارائه می دهند.

آیا امکان منفجر شدن گوشی وجود دارد؟
پس تغییرات و تنوع و پراکندگی بسیار زیادی در بین پورت های USB با نرخ ۵۰۰mA و همچنین پورت شارژ اختصاصی وجود دارد، که ماکزیمم میزان جریان در همه این شارژرها به ۳۰۰۰mA نیز می رسد. این امر باعث شده است که یک سوال مهم برای همه ایجاد شود: برای مثال، اگر شما یک گوشی را که دارای شارژر دیواری ۹۰۰mA است بردارید و آن را به یک شارژر iPad که جریان ۲۱۰۰mA دارد وصل کنید، آیا گوشی شما منفجر می شود؟
به طور خلاصه، خیر: شما می توانید هر دستگاه USB را از طریق هر کابل USB که دوست دارید به هر پورت USB به دلخواه خود متصل کنید، و هیچ چیز در این فرآیند منفجر نخواهد شد.
در واقع، با استفاده از یک شارژری که دارای جریان قوی تری است می توانید حتی سرعت شارژ کردن گوشی خود را افزایش دهید. حال آنکه ما در مرکز ExtremeTech همواره این روش را بر روی گوشی های خود پیاده می کنید و از شارژرهای قوی تر برای گوشی ها خود استفاده می کنید، و هرگز از این نظر با مشکلی مواجه نشده ایم.
یک سوال طولانی تر این است که سن گوشی شما یک نقش مهم را در این زمینه بازی می کند، و این سن گوشی است که تعیین می کند با چه سرعتی شارژ شود و تعیین می کند که آیا با استفاده از یک شارژر دیواری می توان آن را شارژ کرد یا نه. در سال ۲۰۰۷، انجمن USB Implementers Forum متوجه قابلیت Battery Charging Specification شد، که روش های سریع تر را برای شارژ کردن دستگاه های دارای USB استاندارد کرده بود، و این کار را با وارد کردن آمپرهای بیشتر از طریق پورت های USB در PC شما یا با استفاده از یک شارژر دیواری اعمال می کرد.
مدتی کوتاه بعد از این اتفاق، دستگاه های USB که این قابلیت را بر روی خود داشتند شروع به روانه شدن به بازار فناوری کردند.
اگر شما یک دستگاه مدرن دارید که دارای USB است، باید قادر باشید آن را به یک پورت USB با آمپر بالا متصل کنید و از شارژ شدن سریعتر آن لذت ببرید. با این حال اگر شما یک محصول قدیمی تر دارید، احتمالاً این دستگاه شما با پورت های USB که از قابلیت Battery Charging Specification استفاده می کنند به خوبی کار نمی کند.
این دستگاه قدیمی شما با پورت های قدیمی از جمله (۵۰۰ میلی آمپری) از جمله پورت های PC به نام USB 1.0 و USB 2.0 کار می کند. در برخی موارد (دستگاه های خیلی قدیمی تر)، دستگاه هایی که دارای USB هستند را تنها می توانید از طریق کامپیوترهایی که درایور مختص آن ها بر روی این کامپیوترها نصب شده است شارژ کنید، اما این امر قدیمی شده است و بیش از یک دهه پیش منسوخ شده است.

شارژ سریع و دیگر نکات
بسیاری از گوشی های جدید نوعی از قابلیت شارژ شدن سریع را ارائه می کنند-که اغلب به این قابلیت نام های متنوعی را می دهند و رایج ترین این نام ها همان قابلیت Quick Charge اثر کمپانی Qualcomm است، که با گوشی هایی کار می کند که دارای پردازنده Snapdragon می باشند. این استاندارد به سرعت سراسری شده است و اکنون در نسخه ۴ خود قرار دارد. برای این که شارژ سریع برای شما کار کند، باید از آداپتور سریعی که معمولا در جعبه گوشی که خریداری کرده اید موجود می باشد استفاده کنید.
یا یک آداپتور با قابلیت شارژ سریع مناسب را تهیه و به آن وصل کنید. در غیر این صورت، مثل گوشی هایی که این قابلیت را ندارند، دستگاه شما شارژ می شود اما چندین ساعت طول می کشد تا شارژ آن کامل شود.
نکات دیگری نیز وجود دارند که باید از آن ها آگاه باشید. در حالی که PC ها می توانند دو نوع از پورت های USB را داشته باشند-یعنی جریان استاندارد یا جریان شارژ-دستگاه های OEM هرگز این پورت ها را به این صورت عنوان بندی نکرده اند. در نتیجه، شما شاید دستگاهی داشته باشید که از یک پورت بر روی لپ تاپ شما شارژ شود اما از پورت دیگر آن شارژ نشود. این اتفاقی است که در کامپیوترهای قدیمی تر رایج است، و به نظر می رسد دلیل خوبی برای این نیست که تا زمانی که پورت های آمپر بالا در دسترس ما هستند، از پورت های جریان استاندارد استفاده کنیم.
اکثر سازندگان لپ‌تاپ اکنون یک آیکن لایتنینگ را در بالای پورت مناسب برای شارژ کردن لپ تاپ ها قرار می دهند، و در برخی موارد، این پورت ها حتی در زمانی که لپ تاپ خاموش شده باشد جریان برق دارند و می توانند دستگاه های دیگر را شارژ کنند.
در یک روند مشابه، برخی از دستگاه های خارجی (اکسترنال)-مهم تر از همه، هارد درایوهای ۳٫۵ اینچی-نیازمند جریان بیشتری از آن مقداری هستند که یک پورت USB ارائه می کند. به همین دلیل است که یک کابل two-USB-port Y-cable یا یک آداپتور برق AC خارجی را در بسته های خود قرار داده اند.
در مواردی غیر از این موارد خاص، پورت USB باعث شده است که شارژ کردن دستگاه ها و درگاه های توسعه ما بسیار ساده تر از هر زمان دیگری شود. و با ورود USB-C به بازار، همه چیز حتی ساده تر از قبل هم شده است، زیرا شما هرگز نیازی نیست که نگران این باشید که کابل را به صورت اشتباه وارد شیار USB کرده اید.

نظر بدهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

It is main inner container footer text