Les utilisateurs de divers appareils électroniques intéressants (il y a quelques années, et j'étais comme ça) ne pensent généralement pas vraiment aux câbles Micro-USB utilisés pour alimenter leurs systèmes. J'ai décidé de prendre quelques mesures pour savoir comment l'utilisation de différents câbles affecte les paramètres de puissance. Et il faut dire que si de plus en plus d'appareils sont équipés de connecteurs USB Type-C, pour lesquels les câbles sont généralement de meilleure qualité que les câbles Micro-USB, les connecteurs Micro-USB sont encore utilisés dans la grande majorité des appareils. Cela s'applique non seulement au Raspberry Pi, mais également à d'autres appareils similaires alimentés par des câbles Micro-USB (par exemple, ce sont des téléphones portables chargés via Micro-USB).
Je partagerai immédiatement ma principale conclusion, à savoir que pour alimenter divers appareils électroniques et charger les téléphones, il est préférable d'utiliser des câbles USB avec des conducteurs dont l'épaisseur est d'au moins AWG20.
Théorie
La théorie derrière mes recherches est assez simple, mais c'est une chose à laquelle les utilisateurs novices de Raspberry Pi et les personnes « habituelles » ne pensent généralement pas. Le fait est que chaque conducteur d'électricité est caractérisé par une certaine résistance (c'est-à-dire qu'on peut l'imaginer comme une résistance). Selon la loi d'Ohm, la tension dépend de la résistance du conducteur et de l'intensité du courant. En conséquence, pour les câbles de signaux qui ne transportent pas de courant (significatif), la résistance des fils ne joue pas un rôle particulier. Mais si l'on parle de câbles électriques et d'une intensité de courant de plusieurs centaines de milliampères (ou plusieurs ampères), la résistance des conducteurs commence à jouer un rôle notable. Même s'il est petit, une chute de tension notable se produira lorsqu'un courant élevé traverse le conducteur.Et la chute de tension sur les câbles d'alimentation est simplement une perte de tension qui n'atteindra pas l'endroit où elle est nécessaire. Si l'alimentation, par exemple, donne 5,0 V et qu'à cause du câble, la tension chute de 0,3 V, l'appareil ne recevra que 4,7 V.
La résistance des conducteurs dépend du matériau dont ils sont constitués, de leur section (épaisseur) et de leur longueur. La résistance augmente avec l'augmentation de la longueur du conducteur et diminue avec l'augmentation de l'épaisseur. Afin de réduire la tension de "chute" - vous devez réduire la résistance du câble, pour lequel vous devez soit utiliser un câble plus épais qu'avant, soit un câble plus court, soit un câble qui combine les deux. Les descriptions de la plupart des câbles Micro-USB ne contiennent pas d'informations sur l'épaisseur des fils utilisés. Habituellement, ils utilisent, pour toutes les lignes, des conducteurs plutôt fins. Mais si nous parlons de câbles de meilleure qualité, leurs descriptions contiennent généralement des informations à ce sujet (et pour les lignes électriques de ces câbles, des fils correspondant à AWG20 sont généralement utilisés).
Dispositif de charge
Les chargeurs de téléphone sont souvent utilisés comme alimentations pour le Raspberry Pi et d'autres gadgets de ce type. Il existe de nombreux types de chargeurs. J'en ai choisi quatre - simplement parce qu'ils étaient à portée de main, et j'ai vérifié comment leur tension de sortie dépend du courant consommé par les appareils qui leur sont connectés. Nous parlons des chargeurs suivants : Baseus FC67E (excellent chargeur), un chargeur fourni avec une tablette Lenovo, une paire de chargeurs sans nom qui étaient attachés à d'autres appareils. Pour autant que je sache, j'avais quelque part des chargeurs de 1,5 A et 2 A, mais je ne les ai pas trouvés.
Chose intéressante, j'ai constaté que tous ces chargeurs se comportent de manière assez cohérente sur toute la plage d'ampérage qu'ils prennent en charge (honnêtement, je ne m'attendais pas à ce qu'ils fonctionnent aussi bien).
Méthodologie de test
J'ai utilisé une charge électronique TENMA 72-13200 branchée directement sur le connecteur USB (mâle) du câble relié à l'alimentation. Une certaine chute de tension se produit aux bornes de la charge électronique, et il serait préférable de connecter le multimètre directement au point de test, mais comme les cordons de test sont assez massifs, j'ai décidé de ne pas faire attention à ce fait cette fois je l'ai oublié, j'ai vérifié les deux premiers chargeurs, puis je n'ai tout simplement plus voulu reprendre les mêmes mesures). Et, d'ailleurs, cette chute de tension ne joue pas un rôle particulier, puisqu'ici j'essaie seulement de voir la situation dans son ensemble.
Résultats du test du chargeur
▍Baseus FC67E (5V/3A, 9V/2,66A, 12V/2A)
| Force actuelle | Tension |
| 0.0A (circuit ouvert) | 5.057V |
| 0,1A | 5.056V |
| 0.5A | 5.056V |
| 1.0A | 5.055V |
| 1.5A | 5.054V |
| 2.0A | 5 052 V |
| 3.0A | 5,048 |
| 3,4 | 5,056 |
| 3,5 | 0 () |
▍Lenovo 5/1
| 0,0 ( ) | 4,986 |
| 0,1 | 5,073 |
| 0,5 | 5,061 |
| 1,0 | 5,068 |
| 1,5 | 5,025 |
| 1,7 | 5,008 |
| 1,8 | 0 () |
▍ no-name №1 5/1
| 0,0 ( ) | 4,870 |
| 0,1 | 4,929 |
| 0,5 | 4,992 |
| 1,0 | 5,069 ( 5,06 5,08) |
| 1,1 | 0 () |
▍ no-name №2 5/1
| 0,0 ( ) | 5,075 |
| 0,1 | 4,960 |
| 0,5 | 5,073 |
| 1,0 | 5,178 |
| 1,2 | 5,240 |
| 1,3 | 4,335 |
| 1,4 | 0 () |
▍
Je ne m'attendais pas à ce que deux chargeurs sans nom fonctionnent bien, sans chute de tension, sur toute la plage de courant déclarée. De plus, il convient de noter que le chargeur Lenovo a pu aller au-delà des valeurs nominales (peut-être pas longtemps, puisque je n'ai testé les chargeurs que pendant 10 à 20 secondes). Du coup, je peux conclure que les chargeurs que j'ai testés sont assez stables (bien que je n'ai fait que des tests statiques, je n'ai pas testé les caractéristiques dynamiques des alimentations).
Câbles
J'ai trouvé quelques câbles dans ma boîte de fils et j'en ai pris un autre - celui que j'utilise habituellement.
Pour tester les câbles, j'ai utilisé mon alimentation préférée, l'Envox BB3. L'appareil TENMA 72-13200 a été utilisé comme charge électronique, mais cette fois j'ai également connecté un multimètre (Brymen BM869S) au point de test afin d'obtenir des résultats de mesure précis. La sortie BB3 est connectée au connecteur USB-A (femelle). Le TENMA et le multimètre sont connectés au connecteur Micro-USB (femelle), et le câble à tester connecte ces connecteurs pendant le test.
J'ai testé 4 câbles :
- Un câble court ordinaire (25 cm), qui, si je ne confonds rien, est venu avec une sorte de batterie externe.
- Un câble ordinaire de 90 cm de long, qui était équipé d'une sorte de carte pour le développement et le débogage du logiciel.
- Un câble normal de 200 cm que j'ai acheté il y a des années pour alimenter le Raspberry Pi 1.
- Câble Tronsmart de 180 cm de long (avec lignes électriques en fils 20AWG). Anker a des câbles similaires.
Dans ce test, je pourrais inclure un autre câble - celui fourni avec les smartphones (en particulier ceux qui prennent en charge la charge rapide). J'ai un tel câble (avec un connecteur Micro-USB), mais il a été utilisé ailleurs lors des tests, donc je ne l'ai pas testé. Certes, si vous le cochez, il devrait afficher de bons résultats, car il est maintenant utilisé pour alimenter un Raspberry Pi et un avertissement de chute de tension ne s'affiche pas.
Résultats des tests de câble micro-USB
▍ Câble ordinaire de 25 cm de long
| Courant de câble | Tension d'entrée | Tension de sortie |
| 0,1A | 5.0V | 4.962V |
| 0.5A | 5.0V | 4.821V |
| 1.0A | 5.0V | 4.638V |
| 2.0A | 5.0V | 4,272V |
| 3.0A | 5.0V | 3.903V |
▍Câble normal de 90 cm
| Courant de câble | Tension d'entrée | Tension de sortie |
| 0,1A | 5.0V | 4.936V |
| 0.5A | 5.0V | 4.672V |
| 1.0A | 5.0V | 4.341V |
| 2.0A | 5.0V | 3.672V |
| 3.0A | 5.0V | 2.978V |
▍ Câble ordinaire de 200 cm de long
| Courant de câble | Tension d'entrée | Tension de sortie |
| 0,1A | 5.0V | 4.892V |
| 0.5A | 5.0V | 4.454V |
| 1.0A | 5.0V | 3.908V |
| 2.0A | 5.0V | 2.809V |
| 3.0A | 5.0V | 1 665 V |
▍ Câble Tronsmart de 180 cm de long (avec lignes électriques 20AWG)
| Courant de câble | Tension d'entrée | Tension de sortie |
| 0,1A | 5.0V | 4.963V |
| 0.5A | 5.0V | 4.803V |
| 1.0A | 5.0V | 4.604V |
| 2.0A | 5.0V | 4.209V |
| 3.0A | 5.0V | 3.811V |
Dans ce cas, si vous augmentez la tension d'entrée à 5,2 V (comme cela se fait dans l'alimentation officielle du Raspberry Pi), vous pouvez obtenir 4,37 V à 1,2 A et 4,61 V à 1,5 A. De ce fait, ce câble est très bien adapté pour alimenter le Raspberry Pi 3/4 lorsqu'un câble plus long est nécessaire.
Résultats
Il s'est avéré que les chargeurs pour téléphones, même sans nom, sont assez stables sur toute la plage de puissance actuelle qu'ils prennent en charge (cette conclusion, cependant, j'ai fait sur la base de tests de seulement quatre chargeurs). Mais les câbles USB, lorsque l'on considère la chute de tension qu'ils provoquent, ont un impact énorme sur le transfert d'énergie de sa source vers divers appareils. Les trois premiers câbles sont des câbles bon marché ordinaires qui ne doivent pas être utilisés pour alimenter des appareils « énergivores ». Les câbles fournis avec les smartphones sont généralement assez bons, ils peuvent donc être utilisés pour alimenter le même Raspberry Pi. Il est judicieux d'utiliser autre chose si des câbles plus longs sont nécessaires ou si des câbles de meilleure qualité sont disponibles.
Trouver un bon câble Micro-USB est délicat, car la plupart des fabricants ne spécifient pas l'épaisseur des lignes électriques utilisées dans les spécifications du câble. Si vous choisissez un câble et que vous pouvez vous laisser guider par l'épaisseur des fils qui y sont utilisés, prenez celui qui utilise des fils d'une épaisseur d'au moins AWG20 ou plus (alors le nombre dans le marquage de type AWGxx sera plus petit).
Du coup, étant donné que le Raspberry Pi (sans périphériques) à pleine charge consomme jusqu'à 1A (3/3B/3B+) ou jusqu'à 1,5A (Raspberry Pi 4), sous l'aspect d'une icône en forme d'éclair (ou en l'émission d'une notification dmesg sur la chute de tension) est susceptible d'être causée non pas par l'alimentation, mais par le câble.
Avez-vous eu des problèmes pour trouver des alimentations et des câbles pour votre Raspberry Pi ?
