تولیدات کابل usb

از این درگاه برای انتقال داده و اطلاعات میان رایانه و دستگاه‌های جانبی و گاهی تامین برق شارژ استفاده می‌شود. این درگاه تاکنون سه ویرایش به نام USB 1.0, 2.0, 3.0 را به بازار عرضه کرده است. همان‌گونه که اشاره شد پورت USB یو اس بی یک واسط اتصالی جهت انتقال برق و دیتا است که می‌تواند به دستگاه‌های گوناگون، ابزارک‌ها و گجت‌ها و کامپیوتر اجازه می دهد با دیگر وسائل جانبی ارتباط برقرار کند. وسایل اتصالی به یو اس بی خیلی متنوع هستند؛ از کیبورد و ماوس گرفته تا پخش کننده موسیقی و فلش درایوها. برای نمونه ما به برخی از این دستگاه‌ها در آن‌ها از درگاه USB استفاده شده است اشاره خواهیم کرد: انواع کیس کامپیوتر ، لپ‌تاپ ، پخش ماشین و ضبط خانگی، اسپیکر، سینمای خانگی ، موزیک پلیر ، ویدیو پلیر ، برد فلش خور ، سیستم ماینینگ و ماینر بیت کوین ، مبدل صوتی و تصویری و…
از یو اس بی، همچنین برای انتقال انرژی به برخی دستگاه‌ها مانند تلفن‌های هوشمند، تبلت‌ها و همچنین شارژ باطری‌ها استفاده می‌شود. نخستین ارائه تجاری یو اس بی (ورژن ۱.۰) در ژانویه سال ۱۹۹۶ اتفاق افتاد. این استاندارد صنعتی به سرعت توسط شرکت‌هایی مانند اینتل ، کامپک، مایکروسافت و دیگران پذیرفته شد.

واژه usb مخفف چیست؟

اینکه واژه یو اس بی USB مخفف چه واژه‌ای است ما را به سوی یک اصطلاح و سه واژه می‌کشاند. در زبان انگلیسی USB یک اصطلاح است که مخفف اصطلاح گذرگاه سری عمومی ( universal serial bus, USB )- معنی واژه یونیورسال = همگانی، عمومی و جهانی است – معنی واژه سریال = سری است – معنی واژه باس = گذرگاه است

موارد استفاده از پورت USB کجاست؟

امروز درگاه یو اس بی را می‌توان روی دستگاه‌های گوناگون خانگی و حتی صنعتی مشاهده کرد. می‌توان گفت که همگی رایانه‌های پیش‌رفته و امروزی، دست‌کم یک ورودی مادگی USB یو اس بی دارند. در زیر فهرستی از جاهای رایجی که می‌توان آن ها را یافت آمده است:

• کامپیوتر رومیزی: در یک رایانه رومیزی معمولاً دو تا چهار پورت در جلوی کیس و دو تا هشت پورت در عقب آن قرار دارد.
  لپتاب: در انواع لپ تاپ یک تا چهار پورت در سمت چپ، راست یا هر دو سمت جای دارد. گاه پیش می‌آید برخی از انواع لپ تاپ‌ها در پشت دارای درگاه یو اس بی است.
• تلفن هوشمند: در موبایل‌ها مشابه تبلت‌ها، از پورت یو اس بی در تلفن هوشمند برای شارژ باتری و انتقال داده ( دیتا ) استفاده می شود: در گوشی‌های مختلف می‌تواند به صورت کانکتور مادگی USB Type-C در فرم یو اس بی نوع C و کانکتور مادگی MicroUSB میکرو یو اس بی جهت اتصال نری microUSB نری کابل شارژ باشد

وسیله‌هایی که در آن ها از USB استفاده شده :

امروزه، شمار فراوانی از وسائل و ابزارها دارای درگاه یو اس بی هستند که می‌توان به کامپیوتر وصل شان کرد یا از آن‌ها استفاده دیگری کرد. فهرست زیر بعضی از رایج ترین‌ها است:

1. دوربین‌های دیجیتال: از USB برای شارژ باتری و انتقال داده‌ها، فایل‌های تصویری و ویدیویی بهره می‌برند.
2. درایوهای خارجی و فلش مموری: انواع فلش مموری و… که در واقع یک حافظه هستند که ورودی و خروجی آن‌ها به صورت یک فیش نری USB-A در نظر گرفته شده است. همچنین انواع هارد اکسترنال نیز از این طریق ارتباط خود را برقرار می‌کنند.
3. آیپاد IPad و دیگر mp3  پلیرها: پخش کننده‌های موسیقی، از جمله موزیک پلیرها، انواع برد فلش خور ، آمپلی فایر، ویدیو پلیر USB خور ، ضبط ، اسپیکر، سینمای خانگی و.. دارای ورودی صدای USB هستند.
4. کیبورد و ماوس: صفحه کلیدها برای اتصال به انواع رایانه ، لپ تاپ و دستگاه‌های نظامی و آزمایشگاهی از این درگاه استفاده می‌کنند. ماوس ها نیز به جای فیش قدیمی‌تر PS2 امروز از این درگاه بهره می‌برند تا بتوانند به رایانه‌ها متصل شوند.
5. میکروفن: به تازگی میکروفن‌ها نیز به جای جک نری میکروفن و اتصال به فیش مادگی میکروفن از درگاه یو اس بی بهره می‌برند. برای نمونه در کارت صدای اکسترنال ارتباط با پورت یو اس بی انجام می‌شود.
6. پرینتر و اسکنر: دستگاه‌های چاپگر و اسکنر نیز از نوع ب Type-B این پورت برای انتقال داده‌ها بهره می‌برند. روی این دستگاه‌ها معمولا کانکتور مادگی USB-B قرار دارد که با کابل پرینتر به رایانه متصل می‌شوند.
7. اهرمک یا جوی استیک (Joystick)= ابزاری به نام جویستیک در انواع گوناگون و کاربردهای گوناگون نیز با این درگاه به رایانه و دستگاه‌های گوناگون متصل می‌شوند.
8. تلفن هوشمند، تبلت و وبکم: موبایل، تبلت و وبکم‌ها نیز برای جابه‌جایی داده‌ها، فایل‌ها و اطلاعات و البته شارژ شدن از این درگاه از نوع میکرو یو اس بی یا نوع تایپ C استفاده می‌کنند.
9. ابزارک‌ها: در ابزارهای گوناگون برای تامین انرژی برق به عنوان منبع تغذیه یا جهت انتقال داده‌ها از این درگاه استفاده شده است. برای نمونه دانگل بلوتوث USB که ضبط های فلش خور را بلوتوث‌دار می‌کند یا فرستنده صدای بلوتوث تلویزیون به هدفون یا دانگل بلوتوث AUX برای تامین برق خود از این درگاه بهره می‌برند.

مدل‌های مختلف کانکتور USB :

متصل کننده های یو اس بی اشکال و اندازه های مختلفی دارند. اغلب نسخه های متصل کننده یو اس بی دارای دو یا تعداد بیشتری نوع هستند. یعنی معمولا در یک کابل یو اس بی در دو سر دو نوع کانکتور را مشاهده می‌کنیم. اطلاعات بیشتری در این مورد در زیر خواهد آمد. در تصویر زیر سه گونه از درگاه‌های این فیش را می‌بینیم که از نظر ظاهر و اندازه و حتی سرعت انتقال داده و میزان برق عبوری با هم تفاوت دارند. این سه تایپ Type و  ورژن ها عبارتند از:

• مینی یو اس بی Mini-USB : که به آن مینی بی (mini-B) هم گفته می شود برای دوربین‌های دیجیتال و وسائل جانبی کامپیوتر مانند هارد اکسترنال استفاده می‌شود. امروز این گونه از یو اس بی ها، تا اندازه زیادی جای خود را به مایکرو یو اس بی MicroUSB و کابل‌‎های یو اس بی نوع C داده‌اند.
• مایکرو یو اس بی Micro-USB : هدف طراحی این نوع جای‌گزین شدن با مینی یو اس بی ها بوده است. از این گونه بیش‌تردر اتصال وسائل جانبی رایانه‌ای، کنترل کننده های بازی های رایانه‌ای و شارژ کردن موبایل، تبلت و تلفن‌های هوشمند بهره برده می‌شود. با این که بیش‌تر شرکت‌ها در حال به‌روزرسانی کالاهای خود به USB نوع C  هستند، مایکرو یو اس بی ها هنوز کاربری بالایی دارند و در بیشتر موارد به‌کار برده می‌شوند.
• تایپ سی USB Type-C : یو اس بی نوع C را در جدیدترین تلفن‌های هوشمند اندروید و برخی دستگاه‌های دیگر می‌توان دید. برخلاف دیگر انواع اتصالات، این نوع از یو اس بی، شکل متقارنی دارند و جهت وارد شدن فیش نری Type-c  به کانکتور مادگی USB 3.0 تفاوتی نمی‌کند چون دو طرف (بالا و پایین) به صورت یکسان و هم‌شکل هستند. در صورتی که در میکرو USB و مینی USB قسمت بالا و پایین فیش متفاوت بود.

سرعت انتقال داده در USB 1.0 2.0 3.0:

USB 1.0: این قدیمی‌ترین نسخه یا ورژن از پورت مورد نظر است. یو اس بی 1.x از سرعت 12 مگابیت بر ثانیه پشتیبانی می‌کند.
USB 2.0: در واقع تا پیش از ظهور نسل جدید یعنی ویرایش 3 این ورژن پُرکاربردترین درگاه بوده است. یو اس بی 2.0 که به نام یو اس بی “پرسرعت” (high speed) هم شناخته می شود در شرکت های کامپک، اچ پی، اینتل، لوسنت، مایکروسافت، نک، و فیلیپس توسعه داده شد و در سال 2001 به بازار معرفی شد. این نوع قادر به پشتیبانی انتقال داده تا 480 مگابیت یا 60 مگابایت بر ثانیه است.
USB 3.0: فیش مادگی و نری یو اس بی ۳.۰، که به نام یو اس بی اَبَرشتاب ( = سوپرسرعت ) ((SuperSpeed توسط بوفالو تکنولوژی در سال 2009 تولید و در سال 2010 به بازار عرضه شد. این نسخه نسبت به ورژن قبلی در زمینه های سرعت، عمل‌کرد، مدیریت انرژی و پهنای باند پیشرفت داشته است. در این نسخه USB، دو مسیر داده‌ای یک طرفه برای دریافت و ارسال داده به صورت هم‌زمان وجود دارد و انتقال داده تا 5 گیگابیت یا 640 مگابایت را پشتیبانی می‌کند. نخستین دستگاه‌های تایید شده که این فناوری را مورد استفاده قرار دادند مادربوردهای ایسوس Asus و گیگابایت تکنولوژی بودند. شرکت دل DELL هم از آوریل 2011 از این یو اس بی  در دستگاه های اینسپایرون و سری XPS از این نسخه بهره گرفت.
USB 3.1: یو اس بی 3.1 که به آن اَبَرشتاب افزوده ( = سوپرسرعت پلاس ) ((SuperSpeed+ هم می گویند در ژولای 2013 ساخته شد و آخرین نسخه این پروتکل هست. این تکنولوژی قادر به انتقال داده تا 10 گیگابیت هست که آن را در کنار اولین نسل از تندربولت  Thunderbolt اپل قرار می دهد.

سازگاری نسخه های یو اس بی:

همگی نسخه‌های پورت‌های یو اس بی، قابلیت سازگاری با نسخه های پیشین و پسین را دارند، یعنی از نسخه های قبلی و بعدی خودشان پشتیبانی می کنند. برای مثال وسائل طراحی شده با نسخه های ۱.۱  و ۲.۰ بر روی پورت های ۳.۰ کار خواهند کرد. منتها باید توجه داشت که دستگاه های دارای نسخه‌های پایین‌تر، با سرعت اصلی خودشان کار خواهند کرد هر چند یو اس بی ۳.۰ قادر به انجام کار در سرعت ها بالاتر باشد. به طور مشابه، اگر یک وسیله دارای یو اس بی ۳.۱ را به پورت ۲.۱ وصل کنید، حداکثر سرعت انتقال دستگاه به سرعت پورت ۲.۰ محدود خواهد بود.

انواع کابل USB طول و نوع:

کابل های یو اس بی طول‌های متنوعی دارند از 3 فوت (91 سانتی متر) تا کمی بیش از 16 فوت (487 سانتی متر). طول حداکثری یک کابل یو اس بی 16 فوت و 5 اینچ (5 متر) برای دستگاه‌های پرسرعت و 9 فوت و 10 اینچ (3 متر) برای دستگاه‌های کم سرعت می‌رسد. در واقع برای دستگاه‌های پُرشتاب نباید طول کابل USB بیش از 3 متر و برای دستگاه‌های معمولی نباید طول کابل بیش از 5 متر باشد. دلیل وجود این محدودیت‌ها، زمان انتقال داده و ریسک از دست دادن داده‌ها در استفاده از کابل های طولانی‌تر است. با این حال با استفاده از کابل افزایش طول USB که در یک سر دارای کانکتور مادگی USB A و در سر دیگر دارای کانکتور نری USB A است و هاب یو اس بی می‌توان دو کابل را به خوبی به هم متصل کرد و فاصله میان دستگاه‌ها را افزایش داد.

همچنین انواع مختلفی کابل وجود دارد. همان طور که قبلا اشاره شد سرعت‌های انتقال داده برای یو اس بی ها (۲.۰ و ۳.۰) متفاوت است. به طور مشابه، انواع مختلفی از کابل یو اس بی برای هماهنگی با این سرعت ها وجود دارد. همچنین کابل های طولانی کننده‌ای ( کابل افزایش طول ) وجود دارد که می شود به یک سر کابل متصل کرد و آن را طولانی‌تر کرد. به هر حال، هنوز باید حواس‌تان به این باشد که طول کابل حاصله از میزان حداکثر مجاز بیش‌تر نشود، مگر این که از یک یو اس بی هاب استفاده کرده باشید.

تاریخچه استفاده از USB در کامپیوترها:

سال

رخداد

۱۹۹۴

اولین ورژن یو اس بی با نسخه ۰.۸ ارائه شد که به علت ابتدایی بودن در بازار تجاری حضور نداشت.

۱۹۹۵

نسخه ۰.۹ در آوریل ارائه شد و همانند نسخه قبل به صورت تجاری حضوری نداشت.

۱۹۹۵

یک نسخه غیرتجاری دیگر یعنی نسخه ۰.۹۹ در آگوست ارائه شد.

۱۹۹۶

یو اس بی ۱.۰، اولین نسخه تجاری بود که در ژانویه ارائه گردید و ۱۲ مگابیت بر ثانیه سرعت داشت.

۱۹۹۸

در آگوست نسخه ۱.۱ بیرون داده شد و بازار استقبال بهتری داشت و فروش این تکنولوژی بالا گرفت.

۱۹۹۸

اپل آیمک جی ۳ اولین کامپیوتری بود که صرفا پورت های یو اس بی داشت و از پورت های سریالی یا موازی برای اتصال خارجی استفاده نمی کرد.

۲۰۰۰

یو اس بی ۲.۰ در آوریل عرضه شد و سرعت انتقال داده اش تا ۴۸۰ مگابیت بر ثانیه رسید. با این حال محدودیت های درگاهی باعث شد که سرعت انتقال در نهایت به ۲۸۰ مگابیت برسد.

۲۰۰۰

اولین یواس بی فلش ها در اواخر سال توسط شرکت های آی بی ام و ترک تکنولوژی به فروش رفتند.

۲۰۰۸

در ۱۲ نوامبر، یو اس بی ۳.۰ عرضه شد که سرعت انتقال داده را تا ۵ گیگابیت بالا برد.

۲۰۱۳

در ژولای یو اس بی ۳.۱ به بازار آمد و سرعت انتقال را به ۱۰ گیگابیت رساند.

۲۰۱۷

یو اس بی ۳.۲ د سپتامبر سر و کله اش پیدا شد و سرعت انتقال را به ۲۰ گیگابیت رساند.

Tethering قابلیتی است که در بیشتر گوشی های هوشمند گنجانده شده و به کاربران امکان اتصال موبایل به کمک یو اس بی، وای فای و بلوتوث به رایانه و تبلت ها را می دهد، به این ترتیب امکان استفاده از اینترنت همراه در این دستگاه ها امکان پذیر خواهد شد.

اتصال از طریق “یو اس بی”

این روش برای کاربران رایانه های شخصی (PC) پیشنهاد می شود، چرا که ممکن است دستگاه آنها قابلیت بلوتوث و وای فای را نداشته باشد. پس از اتصال، در تلفن اندرویدی خود به بخش Setting> Wireless & Network> More بروید. در این بخش به دنبال گزینه Tethering & Portable Hotspot بگردید. سپس می توانید به کمک گزینه USB Tethering تنظیمات مورد نظر را جهت اتصال اعمال نمایید. برای اطمینان از اتصال یک آیکون نوتیفیکیشن در نوار بالا ظاهر خواهد شد.

سرعت ما در این حالت: 6.97 مگابایت بر ثانیه (دانلود) ، 2.02 مگابایت بر ثانیه (آپلود) و پینگ برابر با 66ms

مصرف شارژ در این حالت: کاهش سرعت تلفن شما در این حالت به اتصال/عدم اتصال لپ تاب به برق بستگی دارد. اگر لپ تاپ به برق متصل باشد، مصرف شارژ شما چیزی نزدیک به صفر خواهد بود، در غیر این صورت ممکن است سرعت کاهش شارژ تلفن از حد معمول بیشتر باشد.

اتصال از طریق “بلوتوث”

برای این کار ابتدا باید دستگاه خود را با رایانه Pair کنید، این کار را از تنظیمات بلوتوث در هر دو دستگاه می توانید انجام دهید. در بخش Settings > Wireless & networks > More > Tethering & portable به قسمت Bluetooth بروید. در رایانه نیز به بخش Control Panel > Hardware and sound > Devices and printers مراجعه کنید. بر روی آیکون تلفن خود راست کلیک کرده و به ترتیب گزینه های Connect using > Access point را انتخاب نمایید. سپس تلفن شما باید آیکون اتصال به کمک Tethering را در نوار نوتیفیکیشن نشان دهد.

سرعت ما در این حالت: 0.78 مگابایت بر ثانیه (دانلود)، 0.35 مگابایت بر ثانیه (آپلود) و پینگ معادل با 289ms

مصرف شارژ در این حالت: در هر ده دقیقه اتصال با بلوتوث، ۵ درصد از شارژ تلفن کاهش یافته و این موضوع بسیار ناامید کننده است. به هر حال استفاده از بلوتوث به طور مداوم شارژ زیادی را می طلبد.

اتصال از طریق “وای فای”

برای اتصال موبایل به لپ تاپ و تبلت ها از طریق وای فای ابتدا در اندروید به بخش Settings > Wireless & networks > More > Tethering & portable مراجعه کرده و در این قسمت به بخش Wifi بروید. ممکن است در برخی از تلفن ها نام این بخش، Portable WLAN Hotspot باشد. سپس به بخش وای فای رایانه خود بروید. در این قسمت باید نام تلفن خود را مشاهده کنید که با کلیک بر روی آن و وارد کردن پسورد می توانید از اینترنت همراه استفاده نمایید.

لازم به ذکر است هنگام روشن کردن وای فای اسپات در اندروید باید رمز یاد شده را تعیین کنید. سرعت ما در این روش: ۱۶.۰۱ مگابایت بر ثانیه (دانلود)، ۴.۴۵ مگابایت بر ثانیه (آپلود) و پینگ معادل با ۵۵ms مصرف شارژ در این حالت: مصرف شارژ در این حالت نیز بالا می باشد؛ به هر حال وای فای جزء شارژ خور ترین موارد تلفن های همراه می باشد. اما در مجموع مصرف شارژ در این حالت از بلوتوث به مراتب کمتر است.

یک نتیجه ی مهم: برای عمر باتری بیشتر و بهتر از Tethering به کمک کابل یو اس بی (USB) استفاده نمایید.

شارژ سریع که ممکن است آن را تحت نام‌های Fast Charging و یا Quick Charging نیز شنیده باشید، یک فناوری و قابلیت جدید است که امروزه در اکثر تلفن‌های همراه هوشمند وجود دارد. شارژ سریع درواقع یک مفهوم است و هر شرکتی می‌تواند آن را به شکل اختصاصی خود طراحی و تولید نماید و برای اولین بار نیز شرکت کوالکام (Qualcomm) این مفهوم را شکل داد. همان‌طور که از نام این فناوری پیداست، شارژ سریع موجب می‌شود که باتری تلفن، تبلت یا هر دستگاه دیگری با سرعت بیشتری نسبت به حالت معمول شارژ شود. وجود این قابلیت مزایایی دارد؛ به‌طور مثال این قابلیت در روزهای شلوغی که حسابی با موبایلمان سروکار داریم و به آن نیاز داریم، باتری‌های موبایلمان را سر پا نگه می‌دارد. همان‌طور که گفته شد شرکت‌های مختلف استانداردهای مختلفی ارائه کرده‌اند؛ بعضی از دستگاه‌ها فقط با کابل‌ها و شارژرهای مخصوص به خود کار می‌کنند، درحالی‌که سایرین از ولتاژ بالاتر نیز می‌توانند استفاده کنند. این موارد می‌توانند کمی گیج‌کننده باشند، بنابراین ما در این مقاله اطلاعاتی را به شما ارائه می‌دهیم تا بتوانید این مسائل را دقیق‌تر و بهتر درک کنید.

اگر بخواهیم به‌طور خلاصه بیان کنیم بایستی بگوییم که Fast Charging باعث افزایش میزان جریان ارسال‌شده به باتری می‌شود تا ظرفیت آن سریع‌تر پر شود. با توجه به مشخصات پایه‌ای USB، فقط جریان 0.5 آمپر (A) با استفاده از ولتاژ 5 ولت (V) فقط برای توان 2.5 وات (W) ارسال می‌شود. فناوری Fast Charging این ارقام را افزایش می‌دهد. قابلیت‌های 10V/4A SuperCharge2.0 در هوآوی به میزان 40 وات و 9V/1.7A Adaptive Fast Charging در سامسونگ به میزان 15 وات انرژی تولید می‌کنند.

تمام موارد بیان‌شده، فقط یک دیدگاه کلی را به نمایش می‌گذارند. نحوه‌ی شارژ شدن یک باتری درواقع مبحثی پیچیده‌تر ازآنچه گفته شد، است. قبل از این‌که به‌صورت دقیق‌تر به این موضوع بپردازیم، بیایید باهم جزئیات بیشتری را در مورد همه‌ی این استانداردهای Fast Charging بررسی کنیم.

استانداردهای Fast Charging:

USB Power Delivery

USB Power Delivery که مختصراً با عبارت USB-PD یاد می‌شود، مشخصات رسمی مربوط به Fast Charging است که توسط USB-IF در سال 2012 منتشرشده است. این استاندارد می‌تواند توسط هر دستگاه با یک پورت USB مورداستفاده قرار گیرد، درصورتی‌که سازنده‌ی آن دستگاه شدت‌جریان برق و وجود نرم‌افزارهای لازم را رعایت کرده باشد. درست همانند تمام استانداردهای Fast Charging، USB-PD یک پروتکل داده برای برقراری ارتباط بین شارژر و تلفن را اجرا می‌کند. این مورد حداکثر میزان قابل‌تحمل تحویل برق برای هر دو شارژر و گوشی را نشان می‌دهد. USB Power Delivery میزان پایه‌ی سرعت شارژ USB را تا میزان 100 وات در توان خروجی افزایش می‌دهد. مقدار نیروی موجود به درجه توان‌های مختلف که در ولتاژهای مختلف کار می‌کنند، تقسیم می‌شود. حالت‌های+ 7.5W و +15W برای گوشی‌ها بهترند، درحالی‌که میزان 27 وات و بیشتر از آن برای لپ‌تاپ‌ها و سایر دستگاه‌های توان بالا مناسب است. این استاندارد همچنین از نیروی برق دوسویه پشتیبانی می‌کند و تلفن شما را قادر می‌سازد که لوازم جانبی دیگر را شارژ کند.

Cap = میزان ظرفیت

سری Pixel از شرکت گوگل، از استاندارد و مشخصات رسمی Power Delivery استفاده می‌کند. شرکت اپل نیز این استاندارد را در iPhone 8، iPhone X و آخرین مک بوکهایش اجرا می‌کند. جالب است بدانید که بسیاری از شرکت‌ها استانداردهای شارژ اختصاصی خود را ترجیح می‌دهند.

فناوری شارژ سریع Qualcomm یا Qualcomm Quick Charge

فناوری شارژ سریع Qualcomm، سابقاً به‌صورت پیش‌فرض استاندارد مورداستفاده در صنعت گوشی‌های هوشمند بود، درنتیجه فناوری شارژ سریع قبل‌تر از USB Power Delivery محبوب و مورداستفاده بوده است. آخرین نسخه‌ی+4.0از فناوری شارژ سریع با Power Delivery سازگاری دارد و افزایش سرعت fast-charging و گستره‌ی وسیع‌تری از پشتیبانی را به دنبال دارد.

شارژ سریع یکی از ویژگی‌های اختیاری موجود در پردازنده‌های Snapdragon با فناوری Qualcomm است. درنتیجه به‌صرف وجود یک تراشه‌ی Qualcomm در یک تلفن، نمی‌توان گفت که آن تلفن دارای قابلیت شارژ سریع است. بااین‌حال، طیف گسترده‌ای از تلفن‌ها دارای قابلیت شارژ سریع هستند، ازجمله LG V40، Xiaomi Mi 8، Samsung Galaxy Note 9، HTC U12 Plus و بسیاری دیگر … .

استانداردهای دیگر

در دنیای تلفن های هوشمند، بسیاری از مدل‌ها از فناوری‌های اختصاصی خود بیشتر از استانداردهایی که بالاتر ذکر شدند، استفاده می‌کنند. بااین‌حال، فقط تعداد کمی از این استانداردها واقعاً اختصاصی هستند؛ بسیاری از آن‌ها فقط به‌نوعی شکلی دیگر از Power Delivery و یا Quick Charge (شارژ سریع) هستند که با یک نام متفاوت و یا با اعمال برخی تغییرات خاص ارائه‌شده‌اند؛ مانند فناوری‌های شارژ Adaptive (سازگار) در سامسونگ و یا شارژ Turbo در موتورولا. فناوری‌های دیگر مانند VOOC از Oppo و یا SuperCharge از Huawei کاملاً متفاوت عمل می‌کنند. آن‌ها به‌طور گسترده‌ای به‌جای افزایش میزان ولتاژ، میزان جریان را برای شارژ توان بالا افزایش می‌دهند. سرعت شارژ این فناوری‌های اختصاصی در طول سال‌ها تا حد زیادی افزایش یافته است؛ از سریع‌ترین انواع موجود در بازار می‌توان به این موارد اشاره کرد: SuperCharge، Super VOCC و OnePlus’ WarpCharge 30.

به جدول زیر توجه کنید؛ با توجه به این جدول می‌توانید ویژگی‌های مختص به هر فناوری را مشاهده نموده و آن را با سایرین مقایسه نمایید.

امکان پشتیبانی از استانداردهای چندگانه یا حداقل اطمینان از سطح سازگاری با روش‌های مختلف fast charging وجود دارد. متأسفانه این موضوع باعث غیرقابل‌پیش‌بینی بودن میزان دقیق سرعت شارژی که تلفن‌ها با شارژرها و کابل‌های مختلف دریافت می‌کنند، می‌شود. پس از آزمایش چندین تلفن، بر اساس شارژر و کابل مورداستفاده، تغییرات گسترده‌ای در میزان مصرف انرژی در هر تلفن مشاهده می‌شود. بهترین نتایج به‌طورمعمول با استفاده از کابل و شارژر عرضه‌شده در جعبه‌ی مربوط به هر تلفن که در زمان خرید با آن عرضه می‌شوند، به دست آمد.

نحوه‌ی شارژ سریع یک باتری لیتیوم-یون (Lithium-ion)

حال که درباره‌ی استانداردهای مختلف توضیح داده و آن‌ها را بررسی کرده‌ایم، اجازه دهید به این موضوع بپردازیم که fast charging درواقع چگونه به چرخه‌ی شارژ یک باتری سرعت می‌بخشد. باتری‌های لیتیوم-یونی که در تلفن‌های هوشمند و سایر ابزارهای الکترونیکی استفاده می‌شوند، به شکل خطی شارژ نمی‌شوند. چرخه‌ی شارژ باتری به دو مرحله‌ی مجزا تقسیم می‌شود. اولین مرحله، مرحله‌ی افزایش ولتاژ و مرحله‌ی ثابت بودن جریان است. ولتاژ باتری در حال شارژ به‌طور پیوسته از مقدار کمی مثل 2 ولت به حداکثر مقدار خود و تا حدود 4.2 ولت افزایش می‌یابد. این میزان بسته به نوع دقیق یک باتری متفاوت است. در این مرحله باتری حداکثر مقدار جریان را دارا است و این مقدار تا زمانی که ولتاژ باتری به حداکثر میزان خود برسد، ثابت باقی می‌ماند. سپس میزان ولتاژ ثابت می‌شود و میزان جریان با یک سیر نزولی کاهش میابد. پس از عبور از این نقطه (به نمودار زیر توجه نمایید)، باتری ها جریان کمتری دریافت می‌کنند و بنابراین روند شارژشان کند می‌شود. به همین علت است که سرعت شارژ تلفنتان تا رسیدن به حدود 50 یا 60 درصد، بالا است اما بعد از آن کمی کند می‌شود.

همان‌طور که در نمودار بالا می‌بینید، شارژ باتری در دو مرحله اتفاق می‌افتد:

1. افزایش ولتاژ / جریان ثابت
2. ولتاژ ثابت / کاهش جریان

فناوری‌های Fast charging از مرحله‌ی جریان ثابت یعنی مرحله‌ی اول استفاده می‌کنند؛ چگونه؟ با پمپاژ بیشترین مقدار ممکن جریان به باتری قبل از رسیدن به بالاترین حد ولتاژ یا اصطلاحاً پیک (peak) ولتاژ؛ بنابراین وقتی‌که میزان شارژ باتری دستگاه شما کمتر از 50 درصد کامل است، فناوری‌های Fast charging کارآمد هستند، اما وقتی میزان شارژ باتری از مقدار 80 درصد رد می‌شود، میزان تأثیر این فناوری ناچیز خواهد بود. شارژ در حالت جریان ثابت، ضرر کمتری برای سلامت باتری در درازمدت دارد درصورتی‌که استفاده از حالت میزان ولتاژ ثابت یعنی مرحله‌ی دوم باعث کوتاهی عمر باتری می‌شود؛ توجه کنید که میزان ولتاژ ثابت با مقدار بیشتر با گرما همراه است. درنهایت، مقدار ولتاژ و جریان انتقال داده‌شده به باتری از طریق یک مدار کنترل شارژ در داخل تلفن کنترل می‌شود. همراه با حس‌گرهای دما و ولتاژ، کنترل‌کننده می‌تواند میزان جریان را جهت بهینه‌سازی سرعت شارژ باتری و سلامتی درازمدت باتری، کنترل کند.

شارژ سریع در ولتاژ بالا؟

ممکن است برخی از شما متوجه یک مسئله‌ی واضح شده باشید! اگر باتری‌های لیتیوم-یون دارای ولتاژ معمولی در حدود ۳ تا ۴.۲ ولت باشند، آیا استفاده از شارژرهای ولتاژ بالاتر، خطرناک نیست؟

به‌طورمعمول این مورد یک مشکل خواهد بود اما مدارهای تلفن‌های هوشمند به‌طور خودکار مقدار ولتاژ را پایین آورده و میزان جریان را افزایش می‌دهند. در این حالت مقدار توان همانند قبل است (P = IV) اما مقدار ولتاژ تغییر کرده و در بازه‌ی درست‌تری قرار می‌گیرد. قابل‌ذکر است که کابل‌های fast charging باعث تبدیل ولتاژ AC نمی‌شوند. اگر به پشت شارژر نگاه کنید، می‌توانید نماد کوچک جریان DC را به شکل ⎓ ببینید. USB همیشه یک سیستم تحویل انرژی (power delivery) DC است. مدارهای شارژ سریع با ولتاژ بالا از یک منبع تغذیه‌ی switch-mode با میزان پایین استفاده می‌کنند که با عنوان یک برگرداننده به پایین‌ترین حالت نیز شناخته می‌شود. این مدار، ولتاژ DC سطح بالا را می‌گیرد و آن را به یک ولتاژ DC سطح پایین تبدیل می‌کند. در حالت ایده آل، با توجه به مشخصه‌های پمپ شارژر، مقدار جریان هم افزایش میابد. این کار اساساً سوئیچ ولتاژ ورودی را برای شارژ یک خازن با مقدار زیادی جریان جابجا می‌کند.

ممکن است تصاویر بالا کمی پیچیده به نظر برسند؛ ابتدا به نمودارهای سمت راست توجه کنید. ولتاژ ورودی بالا روشن و خاموش می‌شود تا یک سیگنال PWM از Vin ایجاد شود. این کار، ورود یک جریان پمپاژ بالا را به‌واسطه‌ی القای L به خازن Cout منجر می‌شود. در Load (باتری) ما یک جریان بالا و ولتاژ متوسط رو به پایین (Vout) را می‌بینیم. کاهش میزان ولتاژ 10 ولت (با جریان 1 آمپر) تا ولتاژ 5 ولت، موجب 2 آمپر شدن میزان جریان بعد از مبدل می‌شود. در دنیای واقعی، با وجود این تبدیلات همیشه بخشی از انرژی به‌عنوان گرما از بین می‌رود (البته معمولاً این کار بیش از 90 درصد کارآمد است). منبع تغذیه‌ی Switch-mode به‌طورمعمول انرژی کمتری نسبت به یک تنظیم‌کننده‌ی خطی را هدر می‌دهد.

 دلیل استفاده از ولتاژهای بالاتر

دو دلیل عمده برای استفاده از ولتاژهای بالاتر وجود دارد. اولین دلیل این است که منبع تغذیه‌های switch-mode که کارآمدتر از تنظیم‌کننده‌های خطی هستند، ولتاژ را از طریق اتلاف گرما کاهش می‌دهند. این کار به‌ویژه برای خنک نگه‌داشتن تلفن‌های همراه و باتری‌های آن‌ها بسیار مهم است. دومین دلیل مربوط به از دست دادن توان در کابل‌های USB، به‌خصوص کابل‌های طویل‌تر است. یک مقاومت، مانند طول سیم، نسبت به جریان عبوری از آن، یک ولتاژ را تنظیم می‌کند (قانون اهم: V = IR). انتقال میزان توان مشابه با استفاده از ولتاژ بالاتر و جریان پایین‌تر منجر به از دست دادن مقدار کمتری از میزان انرژی عبوری در طول کابل می‌شود. این دلیل، کارآمدتر است و علت اینکه شبکه‌ی اصلی برق صدها ولت است (و نه 5 ولت)، نیز همین است. لازم به ذکر است که کابل‌ها آسان‌تر و بیشتر از تنظیم‌کننده‌های خطی جریان را محدود می‌کنند. حداکثر برق خروجی به اندازه‌ی سلف، خازن و موج رله ولتاژ و همچنین فرکانس سوئیچینگ علاوه بر توان ترانزیستورها، بستگی دارد. تنها از طریق یک تنظیم‌کننده‌ی ولتاژ خطی معمولی امکان دستیابی به جریان‌های بسیار بالا فراهم می‌شود. به همین دلیل برخی از فناوری‌های شارژر سریع با ولتاژ کم با مقدار 5 ولت مانند موارد ارائه‌شده توسط Huawei و OPPO، قدرت بیشتری نسبت به نسخه‌های سوئیچینگ با ولتاژ بالا از Qualcomm و Samsung را ارائه می‌دهند.

نمودار بالا نشان می‌دهد که چگونه PumpExpress 3.0 و 4.0 از MediaTek  قادر به رسیدن به جریان شارژ 5 آمپر هستند. اگر یک کابل 5 آمپری متصل شده باشد، فناوری ساخت آن از شارژر سوئیچینگ معمولی عبور می‌کند تا یک جریان بالاتر را فعال کند. در این مورد، مدار ولتاژ موردنیاز در خطوط انتقال داده را عبور می‌دهد و افزایش و کاهش ولتاژ شارژ Vbus را برای حداکثر بهره‌وری نیز انجام می‌دهد.

جمع‌بندی

Fast charging شامل طیف وسیعی از فناوری‌های مختلف ممکن است که هرکدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. شرکت‌ها روش‌های خاص خود را برای شارژ سریع و درعین‌حال به حداکثر رساندن طول عمر باتری، به کار می‌گیرند پس به همین دلیل است که استانداردهای مختلفی در بازار وجود دارند. از چندین نسل پیش شارژ با ولتاژ بالا در حال تبدیل به یک قاعده‌ی معمول بود و در حال حاضر فناوری‌های جدید ولتاژهای کنترل‌شده‌ی کمتر و جریان‌های بالا را برای افزایش روزافزون سرعت به کار می‌گیرند. این امر باعث ایجاب کابل‌های ضخیم‌تر شده و درنتیجه یک دردسر جدید در زمینه‌ی سازگاری دستگاه‌ها (compatibility) ایجاد می‌شود. USB Power Delivery در حال حاضر به‌طور گسترده‌ای وجود دارد. احتمالاً این فناوری ستون فقرات تمام استانداردهای شارژر usb را شکل خواهد داد، هرچند دور از ذهن نیست که شرکت‌های مختلف علاوه بر رعایت این استاندارد جهانی، حتی راه‌حل‌های بهتری را نیز در این زمینه خواهند یافت.

شارژر لپ تاپ یک از قطعات مکمل لپ تاپ در معرض آسیب و استهلاک است.در واقع کلیه کار لپ تاپ در زمانی که فاقد انرژی است,وابسته به این قطعه ی به ظاهر ساده اما مهم است.در این مقاله سعی کرده ایم تا تمام موارد ضروری که شما باید در مراقبت,تعویض و تشخیص خرابی شارژر بدانید,را بیاوریم.

فاکتورهایی که در خرید اینترنتی شارژر لپ تاپ باید در نظر بگیرم؟

خوب خرید اینترنتی شارژر لپ تاپ و سایر قطعات یه خورده سخته!و نیاز به یک سری اطلاعات راجب قطعه ی مورد نظر داره تا راحت بتونید اون قطعه ی سازگار رو پیدا کنید!خرید شارژر نیاز به تخصص سخت افزاری زیادی نداره تنها کافیست در هنگام خرید شارژر قدیمی خودتون رو داشته باشین و به راحتی از روی اون ولتاژ و آمپر رو بخونید!البته که سازگاری و اندازه ی  سوکت شارژر جدید با پورت ورودی لپ تاپ هم جز اولویت ها است.اگر شارژر قبلی رو گم کردین اصلا نگران نباشین,تنها با جست و جو کردن پارت نامبر دستگاهتون به راحتی می تونید اطلاعات شارژر قبلی خودتون رو بدست بیارین.

شارژری که میخوام بخرم اصلی است؟