Cómo obtener más de 100 mA de un puerto USB

84

Escuché que el límite actual para un puerto USB es de 100 mA. Sin embargo, también escuché que algunos dispositivos pueden obtener hasta 1.8A desde un puerto. ¿Cómo superas el límite de 100 mA?

200ok404no encontrado
fuente
Agregué una publicación larga tratando de explicar lo que hay en cada grupo. Si necesita 1.8A, la respuesta corta es que una computadora no lo hará.
Kortuk
55
@Kortuk: una computadora no debería hacerlo. Algunos probablemente pueden, sin embargo.
Kevin Vermeer
@reemrevnivek, esto se discutió a continuación, cada computadora que he usado no entregará 1.8A. He usado un par que incluso cerraría el puerto si hubiera una carga demasiado capacitiva y violara la corriente de entrada.
Kortuk
2
@Kortuk, técnicamente hablando, "Los sistemas que obtienen energía de operación externamente, ya sea CA o CC, deben suministrar al menos cinco unidades de carga a cada puerto " . - Sección 7.2.1, Especificaciones de USB 2.0. Tenga en cuenta que "al menos" 100 mA x 5 = 500 mA. No hay límite superior.
Ale..chenski

Respuestas:

102

Creo que puedo intentar aclarar esto.

USB-100mA

El USB por defecto entregará 100mA de corriente (es 500mW de potencia porque sabemos que es 5v, ¿verdad?) A un dispositivo. Esto es lo máximo que puede sacar de un concentrador USB que no tiene su propia fuente de alimentación, ya que nunca ofrecen más de 4 puertos y mantienen un codicioso 100mA para ellos.

Algunas computadoras de construcción económica usarán un concentrador alimentado por bus ( todas sus conexiones USB comparten la misma fuente de 500 mA y los componentes electrónicos que actúan como concentradores usan esa fuente también ) internamente para aumentar la cantidad de puertos USB y ahorrar una pequeña cantidad de dinero. Esto puede ser frustrante, pero siempre se le puede garantizar 100 mA.

USB-500mA

Cuando un dispositivo está conectado, pasa por una enumeración. Este no es un proceso trivial y se puede ver en detalle en el sitio de Jan Axelson . Como puede ver, este es un proceso largo, pero un chip de una compañía como FTDI manejará la parte difícil por usted. Discuten la enumeración en una de sus notas de aplicación .

Cerca del final de la enumeración, configura los parámetros del dispositivo. Muy específicamente los descriptores de configuración. Si mira en este sitio web, le mostrarán todas las diferentes piezas que se pueden configurar . Muestra que puede obtener hasta 500 mA de potencia solicitada. Esto es lo que puede esperar de una computadora. Puede obtener chips FTDI para manejar esto por usted, lo cual es bueno, ya que solo tiene que tratar el chip como una línea en serie.

USB-1.8A

Aquí es donde las cosas se ponen interesantes. Puede comprar un cargador que tenga salida a USB en la tienda. Este es un puerto de carga USB. su computadora no los suministra y su dispositivo debe poder reconocerlos.

Primero, para obtener la mejor información sobre USB, a veces tienes que morder la bala e ir a las personas que escriben la especificación. Encontré excelente información sobre las especificaciones de carga USB aquí . El enlace en la página que es útil es el enlace para cargar la batería . Este enlace parece estar vinculado al número de revisión, por lo que he vinculado ambos en caso de que la revisión se actualice, las personas aún pueden acceder a la información.

Ahora, que significa esto. si abres el PDF batt_charging y saltas al capítulo tres, irán a los puertos de carga. Específicamente 3.2.1 explica cómo sucedió esto. Ahora lo mantienen muy técnico, pero el punto clave es simple. Un puerto de carga usb coloca una resistencia de terminación entre D + y D-. Me gustaría copiar el capítulo que lo explica, pero es un PDF seguro y no puedo copiarlo sin volver a escribirlo.

Resumiendo

Puede extraer 100 mA de un puerto de computadora. Puede extraer 500 mA después de la enumeración y establecer la configuración correcta. Las computadoras varían su aplicación, como muchos otros han dicho, pero la mayoría con la que he tenido experiencia tratará de detenerte. Si viola esto, también puede dañar una computadora con un diseño deficiente (Davr es perfecto, esta es una mala práctica). Puede extraer hasta 1.8A de un puerto de carga, pero este es un caso raro en el que el puerto le dice algo. Debe verificar esto y cuando se verifique, puede hacerlo. Esto es lo mismo que comprar un adaptador de pared, pero puedes usar un cable USB y un puerto USB.

¿Por qué usar la especificación de carga? De modo que cuando mi teléfono se apaga, mi cargador lo carga rápidamente, pero si no tengo mi cargador, puedo desconectar la alimentación de una computadora, mientras uso el mismo puerto de hardware para comunicar archivos e información con mi computadora.

Avíseme si hay algo que pueda agregar.

Kortuk
fuente
3
El documento al que se vinculó especifica una resistencia de "máximo 200 ohmios", que es básicamente una descripción de un corto.
AndreKR
1
Para los productos de Apple, las cosas son un poco más complicadas: ladyada.net/make/mintyboost/icharge.html
AndreKR
55
@ TonyStewart, tengo entendido que, por especificaciones, hasta que se complete la enumeración, solo se le puede garantizar 100 mA. El hecho de que sea común que un dispositivo permita 500 mA no significa que quisiera diseñar mis dispositivos para confiar inmediatamente en que 500 mA está disponible, sino que diseñaría esperar a que se complete la enumeración. Sin embargo, estoy abierto a aprender que puedo hacer lo contrario. Muchos de mis enlaces que he dado enumeran eso como un requisito de la norma.
Kortuk
1
Aunque en teoría no se debe extraer más de 100 mA a menos que haya enumerado, esta limitación rara vez se aplica en la práctica. Solo he visto una computadora portátil que hizo esto. El 99% de los dispositivos que he visto proporcionan al menos 500 mA y probablemente más, sin necesidad de enumeración.
Gustavo Litovsky
2
@GustavoLitovsky Esto se ha discutido en detalle, esto probablemente varía según el fabricante de la computadora, pero he visto múltiples que hacen cumplir esa regla y ¿realmente desea explicarle a un cliente que su producto no funciona debido a su computadora?
Kortuk
12

Puede negociar 500 mA con uno de los chips USB FTDI, aquí hay una publicación en el foro que habla de ello. Si usa algún otro chip, aún necesita algo que pueda hablar el protocolo USB y decirle a la PC que quiere 500 mA. No viole la especificación USB, su dispositivo podría funcionar bien para algunas personas, pero luego no funcionará para otros, y corre el riesgo de causar daños a las PC mal diseñadas.

davr
fuente
6

El límite de corriente teórico en un puerto USB alimentado por bus (el tipo en su computadora) es de 100 mA, negociable hasta 500 mA. En la práctica, probablemente no obtendrá tanto de los puertos de su computadora. Sin embargo, si utiliza un concentrador USB autoalimentado , debería poder obtener 500 mA de cada puerto del HUB. Entonces, si su HUB tiene 4 puertos, puede obtener 4 * 500mA = 2A.

Cuidado: asegúrese de que su HUB venga con un adaptador de corriente decente. Algunos hubs vienen con un adaptador 1A, porque los fabricantes piensan que es un escenario poco realista para los usuarios extraer 500mA de CADA puerto.

Echa un vistazo a este artículo de wiki: http://en.wikipedia.org/wiki/USB_hub#Power

Vincent Van Den Berghe
fuente
77
Pequeña corrección: el límite es de 500 mA para USB 2.0 (la unidad de carga es de 100 mA y el máximo es de 5 unidades de carga). En USB 3.0, la unidad de carga es de 150 mA y el máximo es de 6 unidades de carga, por lo que son 900 mA. Por lo general, las computadoras no son compatibles con 1.8 A. Se puede obtener mucho al colocar una resistencia entre los cables de datos (para indicar que el dispositivo solo usa energía y no transmite datos) y usar un cargador de teléfono celular USB o una fuente de energía tonta similar.
AndrejaKo
¿Los hubs autoalimentados requieren que negocies a niveles de corriente más altos? Tendré que irme a casa y desarmar el mío para ver cuál es el circuito ...
Kevin Vermeer
2
@Kevin: sí, debe negociar los 500 mA incluso cuando esté utilizando un concentrador autoalimentado. ¿De qué otra manera podría saber el dispositivo final cuánto se puede extraer del puerto? No puede decir hasta que el proceso de enumeración esté completo si el socket al que está conectado puede suministrar la corriente solicitada.
u
@ Ian - Sí, entiendo que la especificación funcionaría de esa manera, pero mi investigación (ahora de 1 año) de dos concentradores autoalimentados que tengo indica que el circuito de la fuente de alimentación (o más bien, el interruptor en el conector del barril) pone la energía a disposición del dispositivo independientemente de si el dispositivo negocia o no. Parece una desviación razonable y rentable de las especificaciones para mí.
Kevin Vermeer
2

Creo que difiere del proveedor de la placa base qué tan buena es la fuente de alimentación para el USB. Algunos fabricantes baratos de la marca B pueden vincular los + 5V de la fuente de alimentación al puerto USB. Algunos mejores pueden incluir el paquete completo para protección contra sobrecorriente, etc.

Obtuve un hub USB de 4 puertos sweex (el-cheapo, me costó como 10 euros), por lo que no tengo que estar debajo del escritorio todo el tiempo para una conexión USB. Este puerto sweex claramente no tiene ninguna protección. He fumado MOSFET en corto una vez, con una corriente nominal de 3A.

De todos modos, lo que quiero decir es que no importa cuál sea su proyecto, probablemente no querrá obtener más de 500 mA de corriente extraída de un puerto USB. Como algo único, tal vez ... si quieres arriesgarte a explotar por tu cuenta. Ciertamente no para nadie más.

Me gustaría pensar que la potencia proporcionada por USB es principalmente para permitir la comunicación con el dispositivo real. Puede presentar un circuito de aislamiento para brindar una mejor protección a los hosts USB. Ciertamente no tomaría USB como fuente de alimentación universal de 5V, porque los adaptadores pueden hacerlo mucho mejor (y a largo plazo probablemente más barato).

Hans
fuente
2

Agregando al excelente consejo de Kortuk:

  1. Realmente debería usar un concentrador alimentado o un "cargador USB" para la depuración, ya que no desea freír su computadora cortando algo accidentalmente.

  2. Todas las computadoras con las que tuve placer no se molestan en limitar el consumo de corriente por debajo de 500 mA. (con o sin enumeración)

jpc
fuente
jpc Estoy de acuerdo, pero su edad está demostrando ... USB solo estaba disponible cuando Win98 estaba fuera, y todos tenían alimentación propia, solo necesitaban la potencia del concentrador para negociar con los controladores.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
Supongo que tiene razón: mi interés en USB comenzó cuando Igor Češko lanzó su implementación AVR USB basada en software en 2003. En ese momento, USB 2.0 ya estaba disponible.
jpc
2

Hasta donde yo sé, nadie se molesta en incluir la limitación de corriente en el host USB, por lo que los dispositivos están realmente en el sistema de honor para no dibujar más de lo permitido. He visto muchos dispositivos que reclaman una potencia, pero en realidad dibujan mucho más, y nunca los he visto apagarse ni nada. En una computadora de escritorio, al menos, supongo que los puertos son capaces de más de 500 mA.

Entonces, si está haciendo un producto que será utilizado por otros, lea las especificaciones de USB y aprenda a negociar con la computadora para extraer hasta 500 mA. Si solo está haciendo una única vez y sabe por alguna razón que el puerto es capaz de 1.8A, entonces simplemente dibuje.

En realidad, muchos fabricantes de productos electrónicos aún no se adhieren estrictamente a la especificación USB 2.0 al no implementar estos límites actuales en los puertos USB que proporcionan. Algunos (léase: la mayoría) de los puertos USB permiten 100 mA independientemente de la enumeración y la actividad continua; algunos puertos incluso ofrecen 500 mA independientemente de la negociación de energía requerida. - Maxim

Mi teléfono Samsung solicita un MaxPower de 2 mA, pero luego consume ~ 250 mA sin importar en qué esté enchufado.

endolito
fuente
11
De hecho, he encontrado lo contrario. Casi todas las computadoras que he usado deshabilitarán el puerto USB si se consume demasiada energía. No necesariamente lo hacen en función de la cantidad que haya solicitado, pero tienen una corriente máxima que, una vez alcanzada, notificará al sistema operativo y cerrará el puerto. Windows incluso abrirá un mensaje notificando al usuario que esto ha sucedido. En mi experiencia, se requiere un reinicio de la computadora para que el puerto se vuelva a habilitar.
Kellenjb
3
@Kellenjb: también he visto este comportamiento, pero generalmente solo en computadoras portátiles donde el consumo de energía es una preocupación. Además, aunque la computadora monitorea el consumo de energía, a menudo no apaga el puerto, solo usa el canal de control USB para indicarle al dispositivo que se apague. A menudo tienen fusibles en línea para evitar un gran consumo de energía, pero a menudo son de 1A o más. Por lo tanto, todavía se puede extraer una cantidad significativa de corriente del puerto, aunque Windows podría quejarse al respecto.
Adam Davis
2
Tenemos algunas computadoras de escritorio Dell de 6 años utilizadas en un laboratorio de estudiantes. Todo el tiempo hemos tenido estudiantes que extraen demasiada corriente y tienen el puerto USB apagado hasta que se reinicia.
Kellenjb
44
En mi computadora portátil, un dispositivo USB muerto (en cortocircuito) hizo que todos los dispositivos en el bus se apagaran, pero eliminar el dispositivo que funciona mal parece solucionar el problema. Linux dmesg mencionó la sobrecorriente apagada.
Thomas O
3
En mi Macbook pro, puedo extraer 500 mA sin siquiera preguntar, sin efectos nocivos. Lo mismo ocurre con los concentradores con alimentación que provienen de las computadoras de escritorio Dell en mi escuela (y mi concentrador con alimentación para mi computadora portátil). Ninguna computadora emite un mensaje de advertencia de ningún tipo.
Kevin Vermeer
1

La respuesta más votada contiene información engañosa y es mejor corregirla (debido al alto tráfico).

Cualquier puerto USB HOST normal debe ser capaz de suministrar 500 mA de corriente. Consulte la Sección 7.2.1 de las especificaciones USB 2.0 o la Sección 11.4.1 de las especificaciones USB 3.1.

Las especificaciones de USB 2.0 dicen, página 171:

"Los sistemas que obtienen energía operativa externamente, ya sea CA o CC, deben suministrar al menos cinco unidades de carga a cada puerto. Dichos puertos se denominan puertos de alta potencia".

Tenga en cuenta el idioma, "al menos". Por lo tanto, cualquier dispositivo que no sea USB puede usar 500 mA (o 900 mA en USB 3.0) sin dudarlo mucho.

Los DISPOSITIVOS USB deben obedecer el límite no enumerado de 100 mA , por lo que el límite no es aplicable fuera del marco USB. Las raras excepciones del límite de 500 mA son pequeños hosts USB alimentados por batería, que pueden limitarse a 100 mA por puerto.

Ale..chenski
fuente
0

No puede extraer 1.8A del USB de la PC directamente. Sin embargo, si necesita alta corriente y está conectado a la PC al mismo tiempo, considere invertir en un concentrador que tenga su propio suministro de la red eléctrica.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Jason Han
fuente
Sí tu puedes. Las especificaciones de USB no imponen un límite superior de cuánto puede suministrar un puerto. Consulte la Sección 7.2.1 de las Especificaciones USB. Depende del diseñador del sistema USB HOST decidir. Sin embargo, un dispositivo USB no tiene derechos para tomar más de 500 / 900mA; este dispositivo no será compatible, técnicamente ilegal.
Ale..chenski
0

El controlador del dispositivo puede negociar la corriente anterior de 100 mA hasta 500 mA. Sin embargo, algunos dispositivos pueden no configurarse correctamente en el momento del arranque si su BIOS tiene una opción titulada: "Habilitar almacenamiento heredado" en la configuración de USB. Si esta configuración está desactivada, es posible que vuelva a enchufar el dispositivo después de arrancar, en caso de que no funcione correctamente. Solo con esta configuración activada, si está presente, el BIOS proporcionará una corriente mayor que algún valor mínimo, creo que 100 mA.

Un método de fuerza bruta puede ser obtener un cable USB de dos machos a un cable de hembras USB para obtener energía adicional. PRECAUCIÓN: puede tener problemas de seguridad eléctrica / consumo de energía.

Ujjwal Singh
fuente
-1

Mr 404notFound, Lamento decir que no puede aumentar el límite en un dispositivo USB. Está limitado por el diseño.

Algunos de los primeros concentradores estaban limitados a 100 mA, ahora todos los concentradores tienen 500 mA y con puertos USB3 están disponibles 900 mA.

La buena noticia es que puede averiguar para qué están calificados sus puertos. Si tiene más de 5 años, algunos pueden ser de 100 mA, pero más nuevos que eso, lo dudo.

Si ejecuta Windows ... vaya a> Administrador de dispositivos> hardware> Hub USB (elija cualquiera)> propiedad (mouse rt)> alimentación ingrese la descripción de la imagen aquí

¡¡Espero que esto ayude!! perdón por la imagen borrosa ... esta es una Mac ... puedes ver 500 mA por puerto y el dispositivo conectado = 0 mA Tiene un medidor de corriente incorporado, lo que no hace es facilitar la identificación de qué concentrador físico y puerto al que se refiere. Descubrí que mover un mouse a cada puerto es la forma más fácil de identificar, pero mis colegas aprendidos pueden conocer una forma más rápida.

Por cierto, todos los concentradores USB están protegidos por fusibles automáticos reiniciables contra cortocircuitos. Pero he visto al menos una placa base con tapas electrolíticas quemadas cerca de los puertos USB debido a las sobretensiones actuales, detectadas con la tapa abultada de palomitas de maíz tradicional.

Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
fuente
66
¿Imagen borrosa porque es una Mac?
Federico Russo
Sí, capturé una imagen de alta resolución de forma remota en una torre Win7 y cambié el tamaño a una Mac Air de baja resolución y la ampliación resultó borrosa. Si necesitara más resolución, podría haber igualado la resolución de píxeles en esta Mac desactivando el autoescalado, pero eso fue retrospectiva y No era esencial. Además dejó un poco de pensamiento por qué / cómo estaba usando una Mac para informar sobre las características de monitoreo actuales de Windows. Todo el proceso tomó 1 minuto. Además de las aplicaciones de terceros de Windows, puedo ver y editar fácilmente los tamaños de imagen dpi y xy. En OSX, necesita un programa costoso para hacerlo o usar la vista previa primitiva.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
66
Si solo el cambio de tamaño lo hace tan confuso, ¡realmente necesita un software de procesamiento de imágenes decente! : - /
Federico Russo
1
Oye, ¿has visto la especificación USB? Sus imágenes son tan borrosas como las mías. Ver Figura 19-3 por ejemplo en Device Mgr. Estoy de acuerdo en que por eso dije un programa costoso ... (por favor, no Gimp) ... Por eso me encanta Irfanview, propiedad de Corel ahora. cualquier cosa instantánea, incluidos los complementos de adobe.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
44
La mayoría de los concentradores USB baratos con los que traté no tienen protección contra sobrecorriente (ni polifusibles ni transistores en serie).
jpc