¿Son todos los cargadores USB iguales?


Según la wikipedia Universal Serial Bus (USB) es decir bus universal en serie es un estándar industrial desarrollado a mediados de los años 1990 que define los cables, conectores y protocolos usados en un bus para conectar, comunicar y proveer de alimentación eléctrica entre ordenadores y periféricos y dispositivos electrónicos partiendo esta iniciativa de desarrollo de Intel que creó el USB Implementers Forum junto con IBM, Northern Telecom, Compaq, Microsoft, Digital Equipment Corporation y NEC de modo que en 1996 se lanzó la primera especificación (USB 1.0), la cual no fue popular, hasta 1998 con (USB 1.1)agrupando actualmente más de 685 compañías.

Como vemos pues USB fue diseñado para estandarizar la conexión de periféricos,pero si  éxito ha sido tal, que ha desplazado a conectores como el puerto serie, puerto paralelo, puerto de juegos, Apple Desktop Bus o PS/2 a mercados-nicho o a la consideración de dispositivos obsoletos a eliminar de los modernos ordenadores pues de hecho casi ningún ordenador actual implementa ya  puertos serie o paralelo cuando en realidad solo hace unos pocos años era lo normal especialmente en el mundo de los ordenadores portátiles( la razón  de eliminarlos es  que puede ustituirse por dispositivos USB que implementen esos conectores).

Algunos dispositivos requieren una potencia mínima, así que se pueden conectar varios sin necesitar fuentes de alimentación extra. Para ello existen concentradores (llamados USB hubs) que incluyen fuentes de alimentación para aportar energía a los dispositivos conectados a ellos, pues algunos dispositivos consumen tanta energía que necesitan su propia fuente de alimentación de modo  que los hubs  con fuente de alimentación pueden proporcionarle corriente eléctrica a otros dispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexión ).

En el caso de los discos duros, sólo una selecta minoría implementan directamente la interfaz USB como conexión nativa, siendo los discos externos mayoritariamente IDE o Serial ATA con un adaptador en su interior. Incluso existen cajas externas y cunas que implementan conectores eSATA y USB, incluso USB 3.0. Estas y las mixtas USB/FireWire han expulsado del mercado de discos externos a SCSI y las conexiones por puerto paralelo.

El campo de aplicación del standard  USB  se extiende en la actualidad a cualquier dispositivo electrónico o con componentes, desde los automóviles  a los reproductores multimedia ,rep de Blu-ray Disc,etc

No obstante donde más se nota su influencia ha sido  en los teléfonos inteligentes o smartphone pues en Europa se ha creado una norma por la que todos los móviles deben venir con un cargador con conector microUSB ), tabletas, PDAs y videoconsolas, donde ha reemplazado a conectores propietarios casi por completo.

Los conectores USB tienen 4 conexiones   que sirven para lo siguiente:

Pin Nombre Color del cable Descripción
1 VCC Rojo +5v
2 D− Blanco Data −
3 D+ Verde Data +
4 GND Negro Masa

Los conectores micro-USB tienen 5 conexiones    que sirven para lo siguiente:

Pin Nombre Color Descripción
1 VCC Rojo +5 V
2 D- Blanco Data –
3 D+ Verde Data +
4 ID Ninguno Permite la distinción deMicro-A y Micro-BTipo A: conectado a masa

Tipo B: no conectado

5 GND Negro Masa y retorno o negativo

Seguro que más de uno de vosotros ha ido acumulando cargadores y cables USB a medida que ha ido adquiriendo nuevos dispositivos electrónicos compatibles con la carga USB. Y la cuestión a la que hoy intentaremos responder es: ¿Son todos iguales? ¿Da igual usar unos u otros?

Pues  dado que la tensión que se transmite por estándar en un USB es de 5V y 500 mA sirviendo esta tanto para cargar dispositivos  como para transmitir información podemos usar cualquier cargador en cualquier dispositivo que admita carga mediante un cable USB, y en principio no hay ningún peligro,pero  nos encontramos con tres casos a tener en cuenta:

  •  La intensidad de carga:en general son  500mA   pero ¿y  si es mayor? no os preocupéis porque no debe  pasar, nada  ya que es la corriente es la máxima que el cargador puede proporcionar, si el treminal necesita menos la pedirá. ¿y si sucede  lo contrario?,( que intentemos cargar un dispositivo que venía con un cargador muy grande) pues tampoco pasara nada excepto  que tardaremos en cargarlo mucho más tiempo.
  • La tension de salida : Si miráis como antes en la etiqueta donde dice OUTPUT veréis también una cifra al lado de una “V”. Es muy raro encontrar algo diferente a 5V, pero hay algunos cargadores hechos con otros fines que pueden jugarnos una mala pasada, y si es muy superior a 5V puede destrozar nuestra batería. Si la tensión de salida es de 5.2V no os preocupéis, es un margen aceptable. El problema está en casos superiores a los 6V, mucho cuidado con est
  • Cargadores propietarios :  ¿pero esto no ya no sucedia?  pues desgraciadamente  no pues  algunos fabricantes han diseñado los puertos de carga USB  incorporando un chip a sus cargadores oficiales que engaña al cable USB haciendo pensar que hay datos en el cable, habilitando el modo de carga de sus dispositivos de modo que si no reciben señal por los puertos de datos deshabilitan también los de carga, asegurándose de este modo que solo se pueda cargar desde el puerto USB de un PC o desde sus cargadores oficiales, no permitiendo usar los estándar o de otras marcas.
¿se pueden usar todos los cargadores usb para lo mismo?

Fuente aqui

¿Cómo obtener mayor potencia o tensión usando varias fuentes de alimentación?


Los estudiantes aprenden que las baterías pueden conectarse en serie cualesquiera que sean las fuerzas electromotrices de modo de modo que el conjunto corresponde a  la suma de las  fuerzas electromotrices (voltaje) de  las n baterías que la componen pero, soportando el conjunto como corriente máxima aquella que puede suministrar solamente la bateria que menos corriente sea capaz de suministrar  ,asi como   ofreciendo una resistencia interna mucho  mayor(seria la suma de las resistencias internas de todas las baterías que la componen ),

Por el contario al conectar n baterias en paralelo siempre que sean todas de la misma f.e.m. o mismo voltaje( si no lo fuese fluiría corriente de la de más f.e.m. a la de menos, disipándose potencia en forma de calor en las resistencias internas, agotándolas rápidamente),  el conjunto de estas equivale a una sola bateria de la misma tensión, pero con menor resistencia interna, siendo la corriente total que puede suministrar el conjunto igual a la suma de las corrientes de cada una de ellas.

Vemos  pues como  la asociación de baterías en paralelo podrá suministrar más corriente que una sola batería siendo la corriente total aproximadamente la suma de las potencias que pueden proporcionar cada elemento ,lo cual nos permite esbozar que si conectamos dos o más fuentes de alimentación conmutadas  en paralelo, lo podemos hacer para sumar sus potencias y así poder alimentar cargas de mayor potencia (o también para para realizar una alimentación redundante)

¿Entonces se pueden interconectar dos fuentes de alimentación conmutadas para obtener una fuente de potencia o tensión superior?

CASO DE ASOCIACIÓN DE FUENTES DE ALIMENTACIÓN EN PARALELO
Pues en efecto se puede conseguir una fuente de potencia superior mediante la paralalelización ,pero tendremos que observar las siguientes aspectos con extremo cuidado:

  • En teoría podemos paralelizar cualquier fuente de alimentación siempre que ambas tenga la misma tensión de salida(lo ideal es que sean iguales o parecidas)  pero en la práctica  es algo más complejo debiendo   dejar como mucho 100mV de diferencia entre ellas.
  • Un elemento que nos ayuda a optimizar el reparto de cargas entre  fuentes, además de proteger las mismas en caso de que estas se dañen y queden en corto circuito, es el diodo  de potencia  en serie  con cada ramal positivo, si bien este elemento fuerza una pequeña caída de tensión según la corriente que pasa por él  que puede minimizarse si empleamos diodos Schottky, que los hay de muchísimos amperios y !la caida en forward es de sólo 0.15-0.45 voltios!
  • Ya que sumamos potencias, también sumamos los riegos de estas potencias, por ejemplo las corrientes de fuga de cada fuente se suman entre ellas, de modo  que  estas corrientes hay limitaciones que no podemos excedernos pues  podríamos sufrir un accidente eléctrico.
  • La intensidad que va a pasar por nuestros cables es la suma de las corrientes de todas las fuentes, si no adecuamos la sección del cableado, estos pueden salir ardiendo.
  • La sección de los cables hay que adecuarla a posibles corto circuitos de alguna de las fuentes de nuestra aplicación    ya que podrían salir ardiendo los cables,de hecho esto mismo nos sucede con las bornas de nuestras fuentes, si hemos conectado las fuentes entre si desde la primera hasta la última, haciendo las conexiones en las mismas fuentes, por la última fuente la corriente que va a pasar puede quemar estas bornas y la fuente de alimentación por lo que lo ideal es sacar los cables de las fuentes a dos repartidores de corriente y de estos alimentar la carga, así también solo tenemos que dimensionar la sección del cableado desde los repartidores a la carga.
  • Ojo  con  la caída de tensión en los cables, esta caída de tensión no la podemos evitar pero si queremos que sea la misma para todas las fuentes, para ello debemos de realizar el cableado de nuestra instalación con la misma longitud y la misma sección de los cables entre las fuentes y a la carga (!ni que decir tiene que empalmes del cableado, malos contactos en los borneros, clemas mal apretadas, etc.. también nos provocan caídas de tensión!).
  • Cuidado con el fenómeno de la temperatura,pues  esta afecta a la tensión de salida de nuestras fuentes (ver coeficiente de temperatura) con lo que si nuestra aplicación de fuentes no se calienta por igual podemos tener diferencias en la tensión( por ejemplo no poner una encima de otra, o en distintas posiciones, o alguna cerca de una fuente de calor, etc… )
  • Recomendable también es que la alimentación de entrada Vca de todas nuestras fuentes se suministre desde la misma línea de entrada, ya que la tensión de salida de las fuentes, varía en función de la variación de la tensión de entrada

CASO DE ASOCIACION DE FUENTES DE ALIMENTACION EN SERIE
En el caso de que el lector este  pensando en reutilizar  fuentes de PC del tipo ATX  para obtener hasta 30 Amperios, en este caso podemos utilizar la salida de 5 voltios que tiene un margen de corriente mucho mayor, ya que, según la placa de características de estas , pueden entregar una corriente de 30 amperios.
Para conseguir los 13,8 voltios nominales necesarios(recomendados generalmente para todos los equipos que se pueden alimentar a batería ) utilizaremos tres fuentes idénticas de PC del tipo ATX , conectando en serie sus salidas de 5 voltios.


Como la tensión así obtenida es de 15 voltios, valor superior a los 13,8 voltios , actuaremos sobre el circuito integrado TL494 que suelen llevar este tipo de fuentes para obtener de cada fuente una tensión de 4,6 voltios.

Para la regulación de la tensión de salida, conectaremos una resistencia de 6800 ohmios en serie con un potenciómetro de 50k ohmios, entre el cable marrón conectado a la patilla número uno del integrado TL494 y el extremo del cable rojo de tres milímetros que previamente hemos soldado en la parte inferior de la fuente. De esta manera, las posibles variaciones de la tensión de salida se transmiten al integrado TL494 para su corrección.

Finalmente a la hora del montaje final las tres entradas de red van conectadas en paralelo para alimentar las tres fuentes simultáneamente pero las fuentes deben estar aisladas entre sí, ya que la caja metálica es el polo negativo general y si se tocan unas cajas con otras cortocircuitamos las fuentes(por ello se debe hacer el montaje sobre madera, plástico u otro material aislante). Por la misma razón, al poner en paralelo las tres entradas de red, debemos dejar sin conectar el polo central correspondiente a tierra. Solamente conectaremos el hilo de tierra del cable de entrada de tensión al polo negativo de los 13,8 voltios.

Fuente aqui