ZASILANIE I ŁADOWANIE URZĄDZEŃ MOBILNYCH

Czy wiesz, że dwa "takie same" kabelki USB mogą się różnić np. pięciokrotnie czasem ładowania tego samego tabletu z tego samego zasilacza?

Kabelek USB do ładowania - nie każdy!

Większość niewielkich urządzeń cyfrowych (w tym aparaty, komórki, smartfony i tablety) można dziś ładować z dowolnego zasilacza lub nawet komputera - za pośrednictwem standardowego kabelka USB/microUSB. Czas ładowania zależy od pojemności akumulatora, wydajności zasilacza oraz... od humoru kabelka: całkiem niewinnie wyglądający kabelek może kilkakrotnie wydłużyć czas ładowania.

Od czego zależy czas ładowania?

Zwykle wolimy krótszy czas ładowania urządzenia. Zależy on od pojemności akumulatora i od prądu ładowania. Urządzenie negocjuje prąd ładowania z ładowarką. Maksymalne prądy ładowania ładowarek - zawierają się w granicach od dziesiątych części ampera do kilku amperów. Prawie nikt jednak nie wie, że źle dobrany kabelek może wydłużyć czas ładowania nawet kilkakrotnie!

Rys. 2.1. Ładowarka o prądzie maksymalnym 2A podczas ładowania tabletu z akumulatorem 4.4 Ah za pomocą dwóch rożnych kabelków.Z jednym kabelkiem (po lewej) natężenie prądu jest zbliżone do maksymalnego, zaś z innym, o zbliżonej długości i przekroju (po prawej) - aż sześciokrotnie mniejsze! To oznacza sześciokrotnie dłuższe, kilkunastogodzinne(!) ładowanie tabletu.

Typowe wydajności ładowarek

  • USB w komputerze: 0,5A
  • Słaba ładowarka: 0,5A
  • Przeciętna ładowarka: 0.8..1A
  • Silna ładowarka: 2A

Typowe zapotrzebowanie

  • Opaska Fit: 0.15A
  • Smartfon: 0.7A
  • Aparat cyfrowy: 1A
  • Tablet: 2A

Jak rozpoznać dobre i złe ładowarki i kabelki?

W chińskim sklepie za ok. 4 PLN (wraz z dostawą!) można kupić miernik przeznaczony specjalnie do pomiaru napięcia i natężenia prądu dostarczanego przez gniazdo USB.

Jest on prostą w użyciu "przejściówką" USB. Ładując urządzenie (najlepiej z dużym akumulatorem, np. duży tablet) przez różne kabelki łatwo zidentyfikować "dobre" i "złe" kabelki i ładowarki. Można będzie nawet sprawdzić przed zakupem w sklepie i kabelek, i ładowarkę (znamionowe parametry ładowarek są widoczne na obudowie, jednak nader często bywają określane nieuczciwie).

Pamiętaj też, że różne urządzenia same zgłaszają różne zapotrzebowanie na prąd ładowania. Typowo: tablet rzędu 2A, duży smartfon 1-1,5A, mały smartfon np. ok. 0,6 A, opaska smart - nawet tylko 70 mA.

A jednak - nawet mały smartfon będzie przez złej jakości ładowarkę lub zły kabelek ładowany prądem np. czterokrotnie mniejszym od nominalnego.

Rys. 2.2. Najtańszy miernik prądu i napięcia ładowania przez USB.

O ładowaniu. Gniazda, wtyczki, ładowarki, szafki do ładowania.

Ładować ładowarką, czy portem USB komputera?

Większość urządzeń mobilnych można ładować z dowolnego gniazda USB (ładowarki USB lub nawet z portu USB komputera lub laptopa).

Urządzenia o większych akumulatorach (np. 6-calowe smartfony, tablety, zwaszcza duże, 10-calowe, mają duże zapotrzebowanie na energię zasilania. Niektóre nie dają się wcale ładować przez USB z portu komputera, albo też ładują się z takiego portu niemiłosiernie długo (np. dobę). Często wydajność portu USB jest niższa niż zapotrzebowanie pracującego tabletu na energię (włączony tablet podłączony do zasilania będzie się nadal rozładowywał). Istnieją także modele, które wymagają dedykowanej ładowarki.

  1. W każdym przypadku tylko wydajna ładowarka może naładować dobry tablet w rozsądnym czasie (wydajność praktyczną rzędu 2 A należy uznać za sensowną).
  2. Warto sprawdzić, czy dane urządzenie można ładować z uniwersalnego gniazda mini/microUSB i czy wystarczy do tego wydajność portu komputera - przyda się w sytuacjach awaryjnych (wiele urządzeń za mały prąd ładowania sygnalizuje przekreśloną na czerwono ikonką baterii).
  3. Dziś już raczej nie spotyka się tabletów ładowanych przez oddzielne gniazda koncentryczne (kiedyś były często spotykane) oraz tabletów z niestandardowymi złączami takimi jak na Rys. 3.3. Wyjątkiem są urządzenia firmy Apple, które wymagają dedykowanych kabelków (taka polityka firmy).
Rys. 3.1. Wtyczka microUSB. Gniazdo microUSB jest obecnie najbardziej rozpowszechnionym standardem. Służy do przesyłania danych i do zasilania, często także do przesyłania sygnału wizji.
Rys. 3.2. Wtyczka miniUSB spotykana w starszych modelach urządzeń. Kompatybilna na poziomie standardu sygnałów z microUSB. Istnieją tanie przejściówki mini-micro.

Rys. 3.3. Stara wtyczka Samsung. Podobne, nietypowe wtyczki mają starsze iPady (innego standardu!). Potrzebny jest zatem dedykowany kabelek USB lub i dedykowana ładowarka.
Rys. 3.4. Nowe, wydajniejsze elektrycznie i wytrzymalsze mechanicznie złącze USB-C.
Rys. 3.5. Przejściówka z USB-C na microUSB pozwoli dostosować dowolny kabelek microUSB do zasilania urządzenia z nowym standardem gniazda.Ale ładowania to raczej nie przyspieszy.
Rys. 3.6. Przejściówka ze standardu xxx na microUSB pozwala dostosować dowolny kabelek microUSB do zasilania urządzenia firmy Apple. Ale ładowania to raczej nie przyspieszy.

Co warto wiedzieć o USB-C

To nowy standard złącza, który w nowych modelach urządzeń wypiera microUSB. Jego istotne przewagi:

  • wygodniejszy (wtyczka jest symetryczna)
  • trwalszy mechanicznie
  • szybszy (większa szybkość transferu danych)
  • szybciej ładuje (przenosi dużą moc - nawet do 5 A przy 20 V, więc można ładować nawet laptopy, jednak standardowa moc maksymalna to 10W).
  • obsługuje wiele standardów łączności, w tym DisplayPort i PCI Express.

Ładowanie wielu urządzeń na raz

Można kupić listwy z wieloma gniazdami i używać ładowarek, które zapewne kupilimy razem z tabletami. Kusząco wyglądają dostępne w handlu ładowarki posiadąjace wiele gniazd USB, jednak większość z nich po przyączeniu kompletu urządzeń bezie adowaa prądem znacznie niższym od znamionowego (często wydajność prądową podaje się przy założeniu, że prąd pobierany jest tylko z jednego gniazda na raz.

Szafa do ładowania, czy suszarka do naczyń?

Nie zalecam specjalnie szaf do ładowania (LH), bo są drogie. Pancerna szafa ma chronić przed kradzieżą, jednak lepiej wykupić dobre, przedłużone ubezpieczenie tabletów. Szafy są też mało mobilne, wymagają dodatkowych czynności, wymagają też zaprzestania korzystania z tabletów na czas ładowania (albo posiadania podwójnego kompletu ładowarek). W efekcie tablety są ładowane "trzeba czy nie trzeba" i rozładowywane przez cały czas pracy. Prowadzi to do przyspieszonego zużycia baterii - czyli całych tabletów (baterie w tabletach są zwykle niewymienne).

Przede wszystkim tablety powinni nosić (i ładować w miarę potrzeb) sami uczniowie. W sali szkolnej powinno być dostępnych parę ładowarek - dla zapominalskich.

Jeżeli jest inaczej (czyli jeżeli tablety są przechowywane w szkole), sprawdzają się rozwiązania proste i tanie takie, jak na Rys. 3.7. poniżej.

Rys. 3.7. Stojak do ładowania i przechowywania tabletów. Ładowarki w każdej chwili można odłączyć i zabrać. Stojak złożony z suszarki do naczyń i listew zasilających kosztuje grosze.Realizacja praktyczna i fotografia: przedsiębiorcza nauczycielka z Polski.

Uwaga na ładowarki-pułapki

  • Ładowarki gorszych firm (czyli większość na rynku) mają praktyczną wydajność prądową znacznie niższą od nominalnej.
  • Niektóre modele ładowarek potrafią zakłócić pracę ekranów lub czujników dotyku.
  • Najtańsze ładowarki nie mają stosownych zabezpieczeń i w razie awarii mogą spowodować zniszczenie ładowanego urządzenia.