Alimentation USB C

• Maintenant tout est USB C, pour le meilleur et pour le pire!

Pour ce qui est des alimentation on est loin du 5V 500mA des débuts (2,5 W).

Les alim USB peuvent fournir jusqu'à 100 W (elles n'en sont pas toutes capable).

Je me suis intéressé au sujet car j'en avais marre de jeter des alim de PC qui coutent cher juste paracerque la jonction entre le câble et le port USB C s'était cassé.

On ne pouvait même pas l'utiliser en alim de labo car, si on regarde ce qui passe dans le cordon, on trouve 3 conducteurs :

• Une masse (une tresse de masse)
• Un fil en général rouge qui a un diamètre important
• Un troisième fil, plus fin et en général bleu.

Si on mesure au multimètre on a:

• Un peut moins de 5V entre la masse en le bleu (mais pas de courant)
• Rien entre la masse et le rouge.

Explication

Alim de base en 5V (max 15W)

J'a galéré mais j'ai fini par trouver (merci copilot).

Le fil bleu est en fait le fil CC relié aux deux pattes CC1 et CC2 du connecteur USB C (oui il est réversible tous les signaux sont disponibles sur chaque façes).

Cette résistance permet de dire au device (le "Sink" me demandez pas pourquoi ils appellent ça comme ça) ce que l'alim sait faire dans le mode simple : 5V.

Valeurs normalisées de Rp :

• Rp = 56 kΩ → 500 mA
• Rp ≈ 22 kΩ → 1,5 A
• Rp ≈ 10 kΩ → 3 A

Le "Sink" est symbolisé par une diode sur le schéma. C'est copilot qui à trouvé ça représentatif d'une charge continue... En fait, en entrée il y a une résistance "pull-down" Rd de 5,1 kΩ . Ca fait un pont diviseur Rp/Rd et le device (le sink), en mesurant la tension sur CC peut savoir ce que l'alim est capable de lui donner.

Des que l'alim détecte le pull-down de 5,1k elle active le 5V sur la ligne rouge (VBUS).

Dans ce cas, soit le device s'en satisfait, consomme le 5V et c'est tout. Sinon on commence a négotier entre le sink et l'alim!

Ce mécanisme est spécifique à USB C. Avant l'alim donnait du 5V et c'est tout avec la puissance max de ce qu'elle pouvait faire. USB 1.0 exigeait, dans la norme, que le port puisse fournir 500 mA min mais c'est tout.

Alim de 9 à 20 Volts

La conversation se fait avec le protocole BMC (Biphase Mark Coding), toujours sur la ligne CC.

C'est l'alim qui "parle ma première" elle donne la liste de ce qu'elle sait faire (par exemple):

• 5 V @ 3 A
• 9 V @ 3 A
• 15 V @ 3 A

• 20 V @ 5 A (si câble spécial)

Le device répond ce qu'il veut utiliser (toujours en BMC sur CC).

L'alim mets ce courant a dispo sur le fil rouge et envoie (BMC sur CC) l'info : PS_RDY soit "power supply ready".

Réparation d'un câble

Pour réparer un câble casser on peut se faire un PCB et connecter les 3 fils aux bon conducteur mais ces connecteurs USB C sont tout petits et super difficiles a souder. J'ai donc cherché des connecteurs tout fait mais, on trouve des connecteurs pour faire le la communication avec GND, VBUS, D+ et D- mais pas de CC.

C'est bien, c'est tout fait, mais c'est pas ce qu'il nous faut. C'est sans compter ceux qui ne donnent que G et V (GND et +RV= et qui incluent la résistance de 5,1k. Ca donne du 5V mais c'est dommage de le pas utiliser tout ce que sait faire notre alim.

J'ai enfin trouvé sur Amazon: https://www.amazon.fr/dp/B0CZHFVYXX?ref=ppx_yo2ov_dt_b_fed_asin_title&th=1

Il y a 5 fils.

On a bien GND (noir), VBUS (rouge) et CC en vert! On a aussi D+ et D- que nous n'utiliserons pas.

Il suffit alors de connecter :

• La tresse du câble sur le fil noir du connecteur
• Le fil rouge du câble sur le fil rouge connecteur
• Le fil bleu du câble sur le fil... vert du connecteur.
• On coupe court les fils blanc et bleu du connecteur.

Et, ca marche!

J'utilise mon voltmètre USB C : https://www.amazon.fr/dp/B0DF2KFDC8?ref=ppx_yo2ov_dt_b_fed_asin_title

et:

• Avec mon téléphone Samsung Galaxy S23 ultra : j'ai du 9V
• Avec mon PC Samsung aussi : j'ai du 20 V)
• Avec mon Raspberry PI 4 : l'alim donne 5V

La négociation est parfaite!

Boitier

Pour éviter les "fils qui volent et le chatterton" j'ai fais un petit boitier en CPE imprimé en 3D:

Dans Freecad ca donne ça:

Le passe fil (en bleu) est collé à la cyano dans le bouchon violet, le reste se visse est tout est démontable.

Pour de vrai, le serrage de l'écrou de 11 au fond du tube c'est chaud! A la pince Bruxelles droite j'y suis arrivé mais c'est pas serré de fou. Faudrait que je fasse un clé spéciale mais pour qu'elle rentre le "tube" devrait être plus gros. Déjà que c'est un peu "mastoc".... A étudier.

J'aimerais aussi en faire un ou les trois connecteurs seraient accessibles de l'extérieur pour pouvoir déchiffrer le signal CC à l'analyseur logique.

Et en "vrai" ca donne.

Imprimé en rapide et sans supports c'est très bien sur ma vielle Ultamaker 2 Extented +... Le pas de vis est parfait et la molette très pratique..

Une belle réparation d'un chargeur de Lenovo Yoga que j'allais jeter!

Ce serait plutôt mieux avec du CPE noir ou blanc... mais j'ai du jaune poussin!