Записки маковода: про зарядные устройства для iPhone. Строим универсальную, машинную USB зарядку (попытка номер раз)

В iPhone 3GS управлением заряда аккумуляторной батареи заведует микросхема 338S0533-AE. Фото взято с сайта ifixit.com .

Фрагмент основной платы iPhone 4S. Оранжевым цветом обведен контроллер питания - микросхема с маркировкой 338S0973. Фото взято с сайта ifixit.com .

Ко всем вышеперечисленным особенностям можно еще добавить странное поведение вашего устройства при использовании неоригинальной зарядки. Например, ваш iPhone или iPad могут долго заряжаться, или, к примеру, продолжать разряжаться при выполнении каких-то «тяжелых» задач или программ будучи подключенным к сети.

А теперь, собственно, техническая часть. Сначала в Китае, а следом и в Европе, приняли стандарт зарядных устройств для портативной техники на базе USB. При этом не следует забывать, что по спецификациям порта USB 2.0, он может давать ток до 0.5 А. В то-же время, многие смартфоны и планшеты потребляют больше. Например, iPad может заряжаться током в 2.1 А, как-же так происходит? В стандартном разъеме USB 2.0 типа A находится 4 контакта, а именно «нулевой» контакт, контакт питания и два информационных - D+ и D-. Именно D+ и D- используются в современных устройствах для идентификации зарядного устройства, после чего контроллер питания гаджета переключится в режим «быстрой» или «медленной» зарядки. В общем случае, существует стандарт, который описывает взаимодействие устройств с USB шиной в целях зарядки, включая стандарт обмена данными с USB-портом компьютера, благодаря которому устройства «договариваются» о максимальном токе. Но вернемся к недорогим AC или автомобильным (DC) зарядным устройствам. В случае самых простых и недорогих (или просто старых), внутри источника питания разведены только питающие контакты. При этом заряжающееся устройство не может определить тип зарядного устройства, и, в целях безопасности, переходит в режим медленной зарядки. Возможно, вы наблюдали, что от автомобильной зарядки, купленной на рынке, телефон заряжается медленнее? Иногда при большом потреблении (например, при навигации с использованием онлайновых карт) случается, что батарея Android-смартфона разряжается, даже когда он включен в зарядное устройство:) Причина в том, что Android готов за 5 минут выжрать батарейку. Причина не в том, что зарядка «не может дать больше тока», а в том, что сам гаджет «больше не берет». А для того, чтобы телефон «взял больше», он должен быть уверен в том, что ему можно это сделать. Для этого в фирменных зарядных устройствах центральные контакты D- и D+ закорочены между собой. По сути, короткое замыкание контактов D- и D+ является сигналом телефону, что можно заряжаться током до 850 мА. Так делают почти все крупные производители, и, в результате, можно быть уверенным, что зарядка от HTC зарядит телефон Samsung или LG. И если у вас есть зарядное устройство или портативная батарея , от которой телефон заряжается медленно, и вы абсолютно уверенны, что схема устройства может дать ток до 850 мА с стабильным напряжением и без помех под нагрузкой, то можно аккуратно разобрать корпус и замкнуть центральные контакты.

Схемы идентификации зарядных устройств Apple и Sony. Источник DMAX14568EMAX/14568AE Datasheet.

Но не все пошли таким путем. Нашлись и те, кто решил изобрести и запантетовать велосипед сделать свой вариант. К таким производителям относятся Apple и Sony, которые остановились на своих проприетарных решениях. Схема, предложенная Apple, более сложная для телефона (фактически, на входе в телефоне должны стоять два компаратора, которые сравнивают напряжение на D+ и D- с некими опорными уровнями), но предусматривает разные варианты значений, и как следствие - хорошую совместимость между устройствами и зарядками. Так iPad (сетевое зарядное устройство которого рассчитано на зарядный ток до 2.1 А) может заряжаться от зарядного устройства для iPhone, которое расчитано на ток 1 А или даже 0.5 А. Перегрузки блока питания не будет - гаджет правильно идентифицирует устройство, к которому он подключен, и переключится на один из режимов медленного заряда. Следует понимать, что вследствие использования проприетарной схемы, устройства Apple могут неправильно заряжаться от USB блоков питания сторонних производителей (читай: дешевые китайские побрякушки, которыми наводнены подземные переходы и рынки столицы). Поэтому при покупке заряжающих устройств для iPhone, iPad или iPod необходимо обращать внимание на упаковку. А именно на соответствующий

Большинство современных мобильных телефонов, смартфонов, планшетов и других носимых гаджетов, поддерживает зарядку через гнездо USB mini-USB или micro-USB. Правда до единого стандарта пока далеко и каждая фирма старается сделать распиновку по-своему. Наверное чтоб покупали зарядное именно у неё. Хорошо хоть сам ЮСБ штекер и гнездо сделали стандартным, а также напряжение питания 5 вольт. Так что имея любое зарядное-адаптер, можно теоретически зарядить любой смартфон. Как? и читайте далее.

Распиновка USB разъемов для Nokia, Philips, LG, Samsung, HTC

Бренды Nokia, Philips, LG, Samsung, HTC и многие другие телефоны распознают зарядное устройство только если контакты Data+ и Data- (2-й и 3-й) будут закорочены. Закоротить их можно в гнезде USB_AF зарядного устройства и спокойно заряжать свой телефон через стандартный дата-кабель.

Распиновка USB разъемов на штекере

Если зарядное устройство уже обладает выходным шнуром (вместо выходного гнезда), и вам нужно припаять к нему штекер mini-USB или micro-USB, то не нужно соединить 2 и 3 контакты в самом mini/micro USB. При этом плюс паяете на 1 контакт, а минус - на 5-й (последний).

Распиновка USB разъемов для Iphone

У Айфонов контакты Data+ (2) и Data- (3) должны соединяться с контактом GND (4) через резисторы 50 кОм, а с контактом +5V через резисторы 75 кОм.

Распиновка зарядного разъема Samsung Galaxy

Для заряда Самсунг Галакси в штекере USB micro-BM должен быть установлен резистор 200 кОм между 4 и 5 контактами и перемычка между 2 и 3 контактами.

Распиновка USB разъемов для навигатора Garmin

Для питания или заряда навигатора Garmin требуется особый дата-кабель. Просто для питания навигатора через кабель нужно в штекере mini-USB закоротить 4 и 5 контакты. Для подзаряда нужно соединить 4 и 5 контакты через резистор 18 кОм.

Схемы цоколёвки для зарядки планшетов

Практически любому планшетному компьютеру для заряда требуется большой ток — раза в 2 больше чем смартфону, и заряд через гнездо mini/micro-USB во многих планшетах просто не предусмотрен производителем. Ведь даже USB 3.0 не даст более 0,9 ампер. Поэтому ставится отдельное гнездо (часто круглого типа). Но и его можно адаптировать под мощный ЮСБ источник питания, если спаять вот такой переходник.

Распиновка зарядного гнезда планшета Samsung Galaxy Tab

Для правильного заряда планшета Samsung Galaxy Tab рекомендуют другую схему: два резистора: 33 кОм между +5 и перемычкой D-D+; 10 кОм между GND и перемычкой D-D+.

Распиновка разъёмов зарядных портов

Вот несколько схем напряжений на контактах USB с указанием номинала резисторов, позволяющих эти напряжения получить. Там, где указано сопротивление 200 Ом нужно ставить перемычку, сопротивление которой не должно превышать это значение.

Классификация портов Charger

• SDP (Standard Downstream Ports) – обмен данными и зарядка, допускает ток до 0,5 A.
• CDP (Charging Downstream Ports) – обмен данными и зарядка, допускает ток до 1,5 A; аппаратное опознавание типа порта (enumeration) производится до подключения гаджетом линий данных (D- и D+) к своему USB-приемопередатчику.
• DCP (Dedicated Charging Ports) – только зарядка, допускает ток до 1,5 A.
• ACA (Accessory Charger Adapter) – декларируется работа PD-OTG в режиме Host (с подключением к PD периферии – USB-Hub, мышка, клавиатура, HDD и с возможностью дополнительного питания), для некоторых устройств – с возможностью зарядки PD во время OTG-сессии.

Как переделать штекер своими руками

Теперь у вас есть схема распиновки всех популярных смартфонов и планшетов, так что если имеете навык работы с паяльником — не будет никаких проблем с переделкой любого стандартного USB-разъема на нужный вашему девайсу тип. Любая стандартная зарядка, которая основывается на использовании USB, предусматривает использование всего лишь двух проводов – это +5В и общий (минусовой) контакт.

Просто берёте любую зарядку-адаптер 220В/5В, от неё отрезаете ЮСБ коннектор. Отрезанный конец полностью освобождается от экрана, в то время как остальные четыре провода зачищаются и залуживаются. Теперь берем кабель с разъемом USB нужного типа, после чего также отрезаем от него лишнее и проводим ту же самую процедуру. Теперь остается просто спаять между собой провода согласно схемы, после чего соединение изолировать каждое отдельно. Полученное в итоге дело сверху заматывается изолентой или скотчем. Можно залить термоклеем — тоже нормальный вариант.

Бонус: все остальные разъёмы (гнёзда) для мобильных телефонов и их распиновка доступны в единой большой таблице — .

Зарядный кабель iPhone — его ахиллесова пята. Поразительно при этом, что о проблеме сказано и написано уже очень много, а Apple похоже и не собирается ничего менять. Впрочем, зачем — если в «розовой» вселенной «яблочного» гиганта любой пользователь каждый год может покупать себе новый i-смартфон и, какое совпадение, именно такой гарантийный срок имеет зарядный кабель.

Однако все мы понимаем каковы российские реалии — приобретать новый iPhone каждый год может себе позволит далеко не каждый юзер. Откровенно говоря, даже не все пользователи i-смартфонов легко могут выложить из кармана 1500 рублей на новый оригинальный кабель, а потому запрос — как самостоятельно починить зарядный провод от айфона — очень популярен. Что ж, в этой статье расскажем все про ремонт провода iPhone.

Почему же кабель i-смартфона такой хлипкий? А дело все в каком-то уж поистине маниакальном стремлении Apple к красоте, в тот момент, когда объективно стоит подумать о надежности. Невольно вспоминается отличная русская поговорка про дурака, которого заставили Богу молиться. Тут примерно та же ситуация. Верхний изоляционный слой зарядного кабеля iPhone выполнен из красивого материала очень приятного на ощупь — этакий soft touch в резиновом исполнении. В общем, доставляет эстетическое удовольствие, однако вот беда, очень он уж хлипенький!

Что в итоге? Примерно через год на местах самых чистых сгибов появляются очень неприятные «рваные раны», и если их вовремя не залечить, проблема усугубится, сначала придут в негодность внутренние изоляционные слои, а затем и сами проводки, после чего, конечно, функционировать кабель уже не сможет.

Превентивные меры

И вот, когда iPhone уже не подает сигнала о начале зарядного процесса, у пользователя появляется вопрос — как починить зарядку. Хотя, откровенно говоря, это уже поздновато. Ведь если выполнить кое-какие профилактические меры, можно надолго продлить жизнь кабелю и к сложному ремонту прибегать не придется. Так что если ваш кабель пока цел, внимательно прочитайте данный раздел.

Просто и без вкуса

Тем, кто очень далек от техники и ремонта, мы хотим предложить прямо-таки очень простецкий способ защиты зарядного кабеля. Все, что вам понадобится — две пружинки из авторучек — их нужно надеть с двух сторон кабеля. Отгибаем один конец пружинки и накручиваем, а когда накрутим полностью, немного загибаем как бы вовнутрь оба конца пружинки, чтобы держалось надежнее, только максимально осторожно, а то закончится тем, что повредите кабель, который хотите защитить.

Ну что получилось? Согласно выглядит не эстетично, но зато как просто и потенциально экономит вам 1500 рублей. Кстати, если вы сейчас подумали — а зачем мне оригинальный кабель за 1500 рублей, я куплю китайский за 150, спешим вас предупредить. Во-первых, 99% не оригинальных кабелей не работают с iTunes, заряжать — заряжают, а вот к ПК подключиться не удастся — тут опять всему виной какие-то хитрые схемы Apple. Во-вторых, дешевый кабель все-таки куда менее надежен, чем оригинальный, и если последний гарантировано протянет год, то не «родной» может и через пару месяцев приказать долго жить.

Способ понадежней

Совсем не нравится способ с пружинкой? Окей, предлагаем понадежнее и поэстетичней. Только тут, наверно, большинству придется познакомиться с новым понятием — «термоусадка»? Что это такое? Трубочка из специального материала, обладающая отличным свойством уменьшаться в диаметре при нагреве. Вот она и поможет нам в ремонте. Что понадобиться еще? Любой источник огня — лучше всего подойдет зажигалка.

Итак, первым делом берем кабель и отправляемся в магазин за термоусадкой (ее можно найти в любых отделах электроники) нужного диаметра. А какой же нужен,спросите вы? Выше мы указали, что при нагреве он уменьшится, однако, не больше чем вдвое, так что нам нужно найти такую термоусадку, которая при сжимании захватит кабель «в тиски», но при этом наденется на Lightning-разъем. В общем, миллиметров 6-7.

Термоусадка нужно диаметра найдена? Отлично, дело осталось за малым! Защищать кабель будем с обоих сторон, так что со стороны Lightning (он меньше, чем USB) натягиваем два отрезка термоусадки сантиметров по 5. А теперь берем зажигалку и плотно удерживая термоусадку на кабеле, нагреваем ее. Не забываем о нашей задаче — она должна сидеть плотно-плотно. Кстати, если хотите максимальной надежности, со стороны Lightning сделайте термоусадку внахлест, чтобы она закрывала часть разъема, со стороны USB так сделать не получится — он великоват.

К сожалению, доступен этот метод защиты провода только пользователям iPhone 5 и более новых i-смартфонов. Дело в том, что разъем Lightning появился именно в iPhone 5, ранее же «яблочные» гаджеты комплектовались кабелем с другим разъемом, значительно более широким, чем Lightning. Так что у вас просто не получится подобрать такую термоусадку, чтобы она пролезла через разъем, а при усаживании плотно села на кабель

Настоящий ремонт

Надо отметить, что многие профилактическую меру с термоусадкой используют и когда кабелю уже требуется настоящий ремонт. То есть, по сути, не дело, лепить сверху уже рваного кабеля термоусадку, не очень-то это надежная мера, однако такой вид ремонта тоже имеет право на существование. Однако мы уверены — если изоляция уже нарушена — ремонт нужен более серьезный и одной термоусадкой тут не обойдешься. В данной ситуации понадобится:

• паяльник и сопутствующие ему материалы (канифоль, припой)
• кусачки
• острый нож
• ненужный старый USB-кабель (не важно какой разъем с другой стороны)
• изолента
• термоусадка (ну да, куда без нее) двух диаметров — минимального и 5-6 миллиметров
• источник огня

Как вы понимаете, работа будет серьезная, Впрочем, если вы владеете паяльником, для вас все будет довольно просто, а если вы только планируете подружиться с этим чудесным инструментом, придется немного попотеть. Итак, приступим.

Подготовка USB-кабеля

USB-провод можно купить, но мы рекомендуем покопаться дома в старой электронике. Этот кабель самый популярный, а потому велика вероятность, что поиски завершатся успехом. Подчеркиваем, совершенно не важно, что будет с другой стороны, потому как только нужный провод найдется, мы должны взять кусачки и обрезать то, что там имеется. То есть у нас должен получится кабель с одной стороны которого USB-разъем, с другой — обрезанный провод. Далее мы займемся обрезанной стороной:

Подготовка разъема зарядного кабеля iPhone

Хорошие новости! Тут уже не важно iPhone 5 у вас или более старшая модель — этот ремонт универсален для любого кабеля — и для Lightning, и для предшествующего ему.

Соединяем USB-кабель и iPhone зарядного провода iPhone

Ну что дело осталось за малым, соединить два подготовленных элемента, для этого нужно спаять проводки соответствующих цветов между собой — зеленый с зеленым, черный с черным и т.д. Но! Прежде чем паять, нужно сначала одеть на кабель термоусадку диаметра 5-6 мм и на каждый проводок термоусадку минимального диаметра.

Когда все проводки будут спаяны, надвигаем на каждый контакт термоусадку и нагреваем ее.

Затем для верности скрепляем проводки изолентой и на эту конструкцию натягиваем термоусадку большего диаметра, нагреваем ее.

Вот и все! Ремонт окончен.

Мы старались описать процесс максимально подробно, не оставляя темных пятен, но если что-то осталось непонятным — посмотрите это видео —

Тяжелый случай

К сожалению, вышеописанная инструкция не подойдет, если кабель порвался слишком близко к разъему и уже нарушена целостность металлических проводков — в таком случае припаяться к проводкам не удастся, придется припаиваться к самой микросхеме спрятанной внутри разъема — это значит, что нужно будет полностью его вскрывать. На такое отважится не каждый. Но если есть смельчаки, рекомендуем посмотреть это видео — оно поможет вам в этом нелегком деле.

Подытожим

Как видите, отремонтировать зарядку iPhone, если изоляция уже порвана, не так уж и просто. Хотя, если вы предпочитаете «халявный» ремонт с использованием только лишь термоусадки, который, на самом деле, по-настоящему хорош только в качестве профилактической меры, вы, наверно, с этим утверждением поспорите.

Однако наши рекомендации таковы — если у вас iPhone 5 и более новые модели i-смартфонов — защитите свой кабель с помощью термоусадки сразу, как только начнете им пользоваться, ну или когда срок его эксплуатации будет подходить к году. Помните? Именно такую гарантию дает на него Apple. Что касается iPhone, которые снабжались не Lightning-кабелем, а более широким — стисните зубы и оденьте пружинку от ручки, хоть выглядеть будет не очень. Но если вы не уследили и кабель порвали — это касается всех моделей i-смартфонов, тогда выполняйте сразу ремонт на совесть, уж если не самостоятельно, то мы уверены, среди ваших друзей обязательно найдется кто-то, кто дружит с паяльником, попросите их помочь!

Устранение неполадок в популярных смартфонах iPhone может быть непростой задачей из-за их встроенных АКБ. А ведь они часто могут быть причиной проблемы. Чтобы определить и исправить это дело, был создан небольшой прибор, который может зарядить аккумулятор Айфона, также есть возможность для проверки состояния батареи, которое можно считать микроконтроллером или другим способом. Устройство состоит из 6 плат-разъемов батареи (для iPhone 4, 4С, 5, 5С/с, 6, 6+) и основной платы зарядки.

Схема тестера аккумуляторов Айфона

Иногда аккумуляторы показывают отсутствие напряжения при испытании с помощью обычного мультиметра. Вполне возможно, что LiPo клеток на самом деле полностью мертва, хотя обычно это означает, что батарея ушла в режим защиты. Это может быть вызвано различными причинами, в том числе повреждения контроллера или короткого замыкания. Данная система может заново активировать аккумулятор, который вошел в режим защиты, просто подключив его к основной плате зарядки.

Платы подключения к батарее

Зарядная плата

Цоколёвка разъёма

• VBAT: подключен напрямую к аккумулятору плюсовой вывод (и выход зарядки MCP73831)
• GND: масса
• 5V: вход разъема microUSB
• GAS: контакт защиты
• NTC: термистор батареи
• STAT: Можно использовать для чтения состояния зарядки микроконтроллером
• PROG: Может использоваться, чтобы установить зарядный ток или отключить зарядку