Tout sur l'USB

L’USB-C élimine les chargeurs à fiche cylindrique exclusifs que nous utilisons pour les ordinateurs portables et une myriade d’autres appareils. Il combat les normes propriétaires en matière de chargeurs de téléphone en les rendant explicitement non conformes et en intimidant les entreprises pour qu'elles fassent fonctionner leurs appareils avec des chargeurs largement disponibles. En tant qu'amateur, vous n'avez plus besoin de faire passer 3 A à travers de minuscules connecteurs MicroUSB et des câbles sous-spécifiés pour alimenter un Pi 4 gourmand en courant. Aujourd'hui, tout ce dont vous avez besoin est une prise USB-C avec deux résistances – ou une puce un peu spéciale au cas où. les résistances ne vous amènent pas vraiment là où vous voulez être.

Vous en avez bien plus pour votre argent avec l’USB-C. Cela s’applique également au pouvoir ; après tout, tous les appareils ne suffiront pas à survivre avec 15 W – certains en voudront plus. Si 15 W ne suffisent pas pour votre appareil, voyons comment nous pouvons vous aider à aller au-delà.

Les alimentations USB-C prennent toujours en charge 5 V et certaines sont limitées à cela, mais la prise en charge de tensions plus élevées est là où elle en est. Les pas de tension habituels de l'USB-C sont 5 V, 9 V, 15 V et 20 V ; La prise en charge 12 V est facultative et constitue plutôt une convention. Ces étapes sont appelées SPR, et EPR ajoute des étapes de 28 V, 36 V et 48 V au mélange – pour jusqu'à 240 W ; nécessitant de nouveaux câbles, mais étant entièrement compatible en amont et en aval et totalement sûr à utiliser grâce aux vérifications de câbles et de périphériques que l'USB-C vous permet d'effectuer.

Un chargeur doit prendre en charge toutes les étapes inférieures à son étape la plus élevée, ce qui signifie que les chargeurs compatibles 20 V doivent également prendre en charge 5 V, 9 V et 15 V – en pratique, la plupart d'entre eux le font effectivement, et seuls certains peuvent sauter une étape ou deux. Vous pouvez également obtenir des tensions intermédiaires, jusqu'à 3,3 V, même en utilisant une norme PD appelée PPS (ou la norme AVS pour les chargeurs de la gamme EPR) – ce n'est pas une exigence, mais vous constaterez que de nombreux ports USB- Les PSU C obligeront, et la prise en charge PPS est généralement écrite sur l'étiquette.

Cependant, vous ne pouvez pas dépasser 5 V avec seulement des résistances – vous aurez besoin de communications numériques sur la ligne CC, en utilisant un protocole appelé USB PD (Power Delivery) – qui permet à un appareil et à un bloc d'alimentation de négocier les besoins en énergie de manière fonctionnelle. Il s'agit d'un protocole bidirectionnel à débit constant, il existe des contrôles CRC, des exigences de temps de réponse et il est utilisé pour pratiquement tout ce qui concerne l'USB-C, même les négociations de protocoles à grande vitesse. Plus important encore, l’USB-C PD est extrêmement puissant.

Il existe une quantité ahurissante de communication possible via USB-C, nous permettant de construire des appareils plus intelligents que jamais. Il est soigneusement conçu : les communications sont compatibles en amont et en arrière, avec de nouveaux chargeurs EPR de 140 W chargeant volontiers d'anciens appareils de 60 W à des taux de 60 W, et des chargeurs de 60 W toujours utilisables pour une charge plus lente d'appareils nécessitant 140 W. Les capacités USB PD vont bien au-delà de « donnez-moi cette tension limitée par ce courant » : les appareils peuvent interroger les préférences de rôle d'alimentation, les états de charge, échanger les rôles d'alimentation à la volée, déterminer de quoi un câble est capable et faire tout cela. cela dans un souci de sécurité.

Si vous n'appréciez pas encore la complexité, laissez-moi vous expliquer un scénario complexe rendu facile par l'USB-C. Imaginez une station d'accueil USB-C avec un port USB3, un port HDMI et un port d'entrée de chargeur USB-C. Si vous connectez une telle station d'accueil à votre ordinateur portable sans y brancher de chargeur, l'ordinateur portable alimentera cette station d'accueil en 5 V, plafonné à 1,5 A ou 3 A, selon l'ordinateur portable. Cela seul est très utile lorsque vous avez besoin d’un port HDMI ou d’un port USB3 supplémentaire en déplacement, et certaines de ces stations d’accueil disposent également d’Ethernet – difficile de laisser passer cela. Dans l’ensemble, la station d’accueil agit comme un dissipateur d’énergie et l’ordinateur portable comme une source d’énergie. Cependant, l'arrangement est renversé lorsque vous branchez un chargeur compatible haute tension dans le port d'entrée du chargeur de cette station d'accueil.

Le circuit intégré à l'intérieur de la station d'accueil détectera le chargeur et agira comme intermédiaire, parlant PD avec l'ordinateur portable et le chargeur, déterminant les besoins et capacités d'alimentation de chacun. Supposons que l'ordinateur portable soit intéressé par les 20 V, 3 A que le chargeur peut fournir. Le circuit intégré intermédiaire dira à l'ordinateur portable d'arrêter de fournir 5 V et de se préparer à charger à partir d'une tension plus élevée, et une fois que l'ordinateur portable sera d'accord, il dira au chargeur d'augmenter la tension. En une seconde, le système a complètement changé : au lieu de fonctionner avec le 5 V de l'ordinateur portable, la station d'accueil transmet désormais le 20 V du chargeur à l'ordinateur portable par elle-même et s'alimente pour ses propres besoins à partir du même 20 V.