UM25C + HD35 комплект из Usb доктора и электронной нагрузки.

Всем доброго времени суток!
Хочу предложить на Ваш суд еще один обзор на комплект из электронной нагрузки и usb тестера. Всем, кому интересно милости прошу под кат.

Для начала позволю себе написать пару слов о том, что вообще это за штуки такие в обзоре и зачем они нужны.
USB тестер (его еще часто называют usb доктор) используется для контроля напряжения и тока, проходящего по кабелю в определенное время. Используется чаще всего для тестирования зарядных устройств, определения максимального тока, который можно пропустить по usb кабелю и определения ёмкости аккумулятора путем подсчета тока, потребленного во время заряда устройства или отданного во время разряда. По своей сути это набор из вольтметра, амперметра и в данном случае омметра совмещенный с микроконтроллером который собирает и обрабатывает информацию с приборов.
В теории если у вас нет такого специализированного устройства, то его можно заменить названными выше приборами. Если к паре вольтметр, амперметр добавить секундомер и человека, который будет постоянно записывать показания, то можно рассчитать ёмкость аккумулятора, но это все будет долго, а значит неэффективно. Именно для облегчения выполнения таких расчетов и используется usb тестер, пользователю нужно просто подключить его между исследуемым устройством и источником или потребителем тока и все, можно заниматься своими делами тестер сам все посчитает и запишет, пользователю остается только верно интерпретировать полученный результат.
Второе устройство из обзора — это электронная нагрузка, и она очень необходима для тестирования зарядок и банок силы (PowerBank).
Нагрузка подключенная к PowerBank или зарядке позволяет установить любой ток (из диапазона, поддерживаемого нагрузкой) потребления и эффективно перерабатывать ток в тепло нагружая скажем зарядку так, как ее не нагрузит не один другой потребитель в реальной жизни.
По своей сути нагрузка это переменный резистор, которым ее, собственно, и можно заменить. Но резистор это очень умный, с собственной системой контроля температуры и охлаждением, а случае HD35 еще и триггером, который умеет заставлять зарядку включать технологии быстрого заряда.
И отвечая на вопрос, который скорее всего зададут в комментариях. Да это довольно специализированные устройства, и да они очень редко нужны простому пользователю (как минимум нагрузка так точно редко нужна), но для того, кто увлечен электроникой эти два устройства очень даже необходимы.
На у теперь к виновникам обзора.
Первое что бросилось в глаза при получении посылки это качество упаковки. Вся посылка была запакована в небольшую коробку из твердого пенопласта и тщательно обернута в скотч.

Да и сами приборы запакованы очень хорошо, и в будущем точно не возник вопрос как их хранить и в чем носить.

Технические характеристики.
UM25C

• Модель: UM25C
• Экран: 1,44 дюймов цветной ЖК-дисплей
• Интерфейс передачи: Bluetooth
• Диапазон измерения напряжения:4-24,000 В Разрешение: 0,001 В
• Диапазон измерения тока: 0-5.0000A Разрешение: 0.0001A
• Счетчик ёмкости мАч: 0-99999 мАч точность измерения :± (0,5 ‰ + 2 разряда)
• Счетчик ёмкости мВатт: 0-99999mWh точность измерение:± (1‰ + 4 разряда)
• Сопротивление нагрузки :0,8 Ом-9999,9 Ом
• Время измерения: 0-99h59min59s
• Температура:-10℃ ~ 100℃/0℉ ~ 200℉ Температура погрешность измерения: ±3℃/±6℉
• Настройка яркости экрана: 0-5 уровней Автоматический выключение экрана: 0-9 мин.
• Частота обновления: 2 Гц
• Режим распознавания заряда: QC2.0 、 QC3. 0 、 APPLE 2.4A/2.1A/1A/0.5A 、 Android DCP 、 SAMSUNG
• Размер :71,2 мм x 30,5 мм x 12,4 мм (UM25C)
• Вес изделия: 23,74 г (UM25C)(без упаковки); 54,56 г (UM25C)/50,08 г с упаковкой

HD35

• Модель HD35
• Номинальное рабочее напряжение DC4-25.0V
• Max мощность 35 Вт
• Номинальный ток 0,25-4.00A (когда вентилятор не работает, Регулировка тока от 0.05а) 0,25-5.00A (когда вентилятор не работает, Регулировка тока от 0.05A)
• Скорость вентилятора до 8000-10% об/мин, регулируется термодатчиком
• Триггер быстрой зарядки: QC2.0 5V, 9V, 12V, 20V, QC3.0, FCP, AFC9V
• Рабочая температура -10℃-40℃
• Дисплей светодиодный 4-ре семисегментных индикатора
• Порты: USB Type A, MicroUSB Type B, USB Type C
• Вес 52 г
• Размер 84x41x28 мм

Внешний вид органы управления
Для начала сам тестер UM25C.
Поставляет тестер в небольшой алюминиевой коробке внутри заполненные пеной, внутри которой довольно плотно лежит доктор. Практически всю его лицевую часть занимает цветной дисплей, остальная часть скрыта синим пластиком.

Помимо уж ставших стандартом для таких устройств двух портов USB Type A данная модель тестера имеет еще три дополнительных usb порта, что бы пользователю было проще их найти и разобраться с их назначением, с обратной стороны корпуса нанесены подсказки.

Помимо usb портов по бокам корпуса расположены четыре кнопки для выбора режима работа и настройки тестера, и микропереключатель позволяющий включать и выключать Bluetooth модуль. Вот, собственно, и все нехитрые органы управления.


Теперь пару слов про нагрузку HD35.
Практически всю верхнюю часть прибора занимает радиатор с вентилятором. Для подключения источника тока у нагрузки есть три порта компактно сгруппированных, с одной стороны. Максимальный ток который можно пропустить через нагрузку составляет 5 Ампер для портов Type A/C и два Ампера для порта MicroUSB.

С противоположной от портов стороны находиться табло семи сегментных индикаторов, переменный резистор для установки требуемого тока и три кнопки для управления триггером быстрой зарядки и отображением информации.

С обратной стороны платы расположена вся электронная начинка нагрузки. Посередине платы нагрузки имеется отверстие, через которое к радиатору прикручены стабилизатор напряжения LM317, транзистор TIP122. С обратной стороны радиатор приклеен к плате так что транзистор со стабилизатором греют радиатор, а уже радиатор греет всю остальную электронику на плате, решение так себе, но чего не сделаешь в борьбе за размеры.

Какого-либо корпуса зарядка не имеет, и даже нет защиты в нижней части платы, так что, располагая ее стоит лишний раз убедиться, что вы ничем не закоротите элементы снизу.

Про управление
Тестер UM25C
Как писал выше для управления тестером служат 4 кнопки, расположенные по его углам. На экране над/под каждой кнопкой написано, что она делает при кратковременном нажатии, по умолчанию нижние кнопки служат для выбора одного из шести экранов с информацией, а верхние отвечают за включение выключения экрана, вызов справки, а при длительном нажатии позволяют поворачивать экран вокруг своей оси.


При повороте экрана кнопки управления поворачиваются вслед за ним, с одной стороны это удобно, а с другой если хочешь повернуть экран больше, чем на 90 градусов придётся это делать разными кнопками.
Всего рабочих экранов у тестера шесть.
Главный экран, показывает основное параметры ток, напряжение, сопротивление нагрузки, мощность, проходящую через нагрузку в данный момент и два накопительных счетчика в мА/ч и мВатт/ч. Помимо всего на этом же экране можно выбрать одну из девяти групп в которую будут сохраняться данные измерения. Использование групп позволяет, например прервать проверку ёмкости PowerBank переключиться на другую группу проверить скажем зарядку, а потом продолжить высасывать нагрузку, при этом новые данные будут приплюсовываться к уже сохраненным в группе значениям.

Экран проверки режима быстро зарядки, вместо данных из накопительных счетчиков показывает текущий режим быстрой зарядки и значения напряжений который подаются на линии D+/D- для активации режима быстрого заряда.

Экран подсчета ёмкости, показывает сколько времени длиться тестирование, значение счетчиков тока и ватт, а также позволяет задать порог потребляемого тока после которого тестер перестанет подсчитывать потребляемый ток. Последняя функция очень нужна если вы оставляете скажем телефон на зарядку через тестер без присмотра на длительное время, в таком случае есть вероятность что, зарядив аккумулятор телефон продолжит работать от зарядки потребляя ток и внося ошибку в измерения. В этом экране можно задать пороговое значение тока в диапазоне от 0.01А до 0.26А, если ток через тестер упадет ниже заданного тесте перестанет приплюсовывать его к данным ёмкости и остановит таймер времени теста.

Экран проверки кабеля. Позволяет провести испытание usb кабеля. Для испытания необходимо подключить тестер в идеале с нагрузкой или с резистором, заменяющим его к зарядке и нажать и удерживать правую нижнюю кнопку до тех пока на экране, не начнет мигать пиктограмма с кабелем.

После этого нужно подключить тестер к источнику тока через исследуемый кабель, после загрузки тестера опять нажать и удерживать правую нижнюю кнопку. В итого на экране покажется сопротивление кабеля и значения тока и напряжения при подключении через кабель и напрямую.
Вот такие значения показал мне комплектный кабель от PowerBank Xiaomi

А это кабель от моего телефона THL

Кабель THL однозначно похуже будет, хотя он и гораздо большей длины.
Экран с графиком тока и напряжения, вот честно я так и не понял зачем он нужен, временной интервал, который помещается в окно меньше минуты, так что особой практической пользы от этого экрана лично я не увидел.

И последний шестой экран отвечает за общие настройки устройства. Тут можно установить время, через которое экран будет отключатся, яркость подсветки, единицы измерения температуры и цвет фона для текста и меню. Для изменения того или иного параметра необходимо длинными нажатиями правой нижней кнопки установить курсор в нужную ячейку, а замет нажатиями левой кнопки установить требуемое значение, для сохранения установленного параметра нужно опять зажать и удерживать правую нижнюю кнопку.


Нагрузка HD35
Для управления нагрузкой служат три кнопки и один переменный резистор.
Резистором можно задать ток, который будет потреблять нагрузка, а кнопки служат для управления нагрузкой и переключения триггера быстрой зарядки.
Сначала пару слов про использование нагрузки в обычном режиме.
Ток задается поворотом переменного резистора, производитель установил много оборотный резистор так что можно довольно точно установить требуемый ток, каждый оборот резистора увеличивает ток нагрузки примерно на 200 мА. Нажатием кнопки «Ок» можно отключать и подключать нагрузку от источника тока. Регулировать ток можно как при подключенном источники тока, так и при отключенном, такой режим позволяет узнать не только максимальный ток, который может выдать источник, но и пиковый стартовый ток. Например, мой PowerBank в обычном режиме может выдавать до 2.6 А на порт, но только если этот ток растет постепенно во время работы, а вот пиковый ток при подключении нагрузки не должен превышать 1.8А иначе срабатывает защита банки, и она отключается. Помимо значения тока нагрузка может отображать еще текущее напряжение, поступающее на ее порт и потребляемую мощность, переключатся между отображаемыми значениями можно кнопкой «Set».


Немного тестов
Первое что хотелось узнать, насколько точно тестер и нагрузка отображают значение тока. Для теста был сделан USB кабель в разрыв, которого можно подключить мультиметр.
Во всех тестах во второй порт банки подключен резистор, он не принимает непосредственное участие в тесте, но необходим что банка не отключалась при низком уровне потребления.
Первый тест на нагрузке 0.01А мультиметр показывает 0,0229 А тестер 0,0228 погрешность в четвертом знаке после запятой, честно говоря, думал, что все будет гораздо хуже. А вот с точностью установки тока на нагрузке все грустно, отображаемое значение тока в половину меньше, чем реальное.

На нагрузке ток 0.02А. На тестере значение плавает 0,0329-0,0330А, мультиметр держит более стабильно 0,0331А погрешность немного выше, но опять-таки не превышает значение четвертого знака после запятой.

На нагрузке 0,05А. И опять все хорошо погрешность между тестером и мультиметром только в четвертом знаке.

На нагрузке 0,10А С тестером опять все нормально, а вот нагрузка стала врать уже на целые 10мА.

Я проводил тесты вплоть до 2,2А их фото можно посмотреть ниже. Во всех тестах тестер показал себя довольно хорошо, разница в показаниях между ним и мультиметром не превышала ± 2 в последнем знаке отображаемого значения, так что можно надеяться на довольно точные результаты исследований с помощью этого тестера. А вот полностью полагаться на показания нагрузки не стоит, вначале она занижала отображаемое значение тока, разница между реальным током и отображаемым постепенно уменьшалась и на значении около 700мА нагрузка наконец показала правильное значение тока. Но как говориться не долго музыка играла и при дальнейшем увеличении тока реальное значение тока опять стало отличаться от отображаемого, но уже в меньшую сторону, при значении тока в 2.2 А разница достигла 100мА. Такое отклонение показаний вполне допустимо и влияет разве что на удобство использования, но все равно неприятно.


Дальше мне захотелось посмотреть на график потребления тока нагрузкой.
Было интересно кушает она линейно или импульсами. Сделать это довольно просто используя шунт и осциллограф, в моем случае в качестве шунта выступил мультиметр в режиме амперметра. График потребления ровный, без импульсов так что нагрузка работает в линейном режиме, небольшие всплески на графике — это шум самой банки, это видно в конце после отключения нагрузки, пульсация пусть и гораздо меньше остается до момента пока погаснут индикаторы на банке, и она отключиться.


Проверка триггера быстрой зарядки.
Опять позволю себе немного пояснений что это такое.
Поначалу телефоны заряжались через отдельный коннектор и там производители делали что хотели, но со временем стандартом для зарядки стал разъем USB, вот правда он был ограничен напряжением в 5 вольт и током в 500 мА чего явно не хватало для зарядки смартфона. Первой попыткой улучшить ситуацию стал стандарт USB Battery Charging Revision который повысил ток до 1.5 ампера, затем был Quick Charge 1.0 с током в 2 ампера. Это было хорошо, но со временем стало не хватать и этого, и вот тогда решили пойти не по пути дальнейшего наращивания тока, а по пути увеличения напряжения при сохранении значения тока на уровне 2-2.5А.
На данный момент стандарт Quick Charge 3.0 позволяет менять напряжение заряда от 3.2 вольта до 20 вольт с шагом в 0.2 вольта.
Но технология быстрой зарядки — это не просто слепое повышение напряжения питания на выходе зарядного устройства, это еще и специальный протокол по которому, например телефон может общаться с зарядкой и договариваться о том какое именно напряжение и ток ему нужно в данный момент времени. Протокол общения между зарядкой и устройством был реализован довольно интересно, для общения используются провода передачи данных D+ и D- внутри USB кабеля. Если говорить упрощенно, то для включения режима быстрой зарядки потребитель, например телефон или в моем случае нагрузка должна подать на эти провода напряжение определенного уровня, по наличию это напряжения зарядка поймет, что к ней подключено устройство, поддерживающее функцию быстрого заряда и установить требуемое значение напряжения на своем выходе.
Стоит иметь в виду что в связи с тем, что для общения используются провода данных кабеля, режим QC может не включаться при использовании кабелей с отсоединяемым разъемом, или включаться только при определенном подключении такого кабеля к телефону. Понять заработает ли QC на кабеле или нет довольно просто, если по этому кабелю вы можете подключить телефон к компьютеру и перебросить файлы, значит и QC скорее всего будет работать.
А теперь собственно тесты.
Первое чем попытался поверить режим быстрой зарядки был блок питания от телефона Meizu, судя по описанию он умеет выдавать напряжение до 12 вольт.
Для включения триггера быстрой зарядки нужно нажать и удерживать кнопки триггера пока не начнет мигать красный светодиод.
Затем короткими нажатиями кнопки триггера можно выбрать требуемый протокол. Красный светодиод QC2, зеленый светодиод QC3, синий светодиод Huawei FCP и Samsung AFC 9V. После выбора нужного протокола необходимо нажать кнопку «ОК» и подождать пока светодиод не начнет мигать. Затем используя кнопки «Set/-» и «Ок/+» нужно установить требуемое значение напряжения. Для подтверждения выбранного значения необходимо опять нажать и удерживать кнопку триггера. Также у нагрузки есть режим AUTO, когда нагрузка автоматически проверить все поддерживаемые ей протоколы быстрой зарядки по очереди.

К сожалению, выяснилось, что триггер нагрузки не умеет работать с такой зарядкой так что фокус не удался. Хотя сам тестер показывает, что зарядка телефона идет в режиме быстрой зарядки, правда протокол зарядки определяет как Samsung хотя на самом деле там используется протокол Meizu mCharge.

У меня ничего другого с поддержкой быстрой зарядки не оказалось, но у коллеги был найден PowerBank Xiaomi на котором и была протестирована нагрузка.
Вторая попытка запустить триггер оказалась удачной, банка переключилась в режим QC 2.0 и выдала 9 вольт. Как говорил выше очень удобно что на тестере отображается не только протокол, по которому работает быстрая зарядка, но и напряжение, которое подано на D+/D- кабеля.

А затем и 12 вольт.

Кстати, вопреки инструкции, быстрая зарядка поддерживается и через порт microUSB а не только через USB и TypeC.

Проверить работы триггера в режиме QC 3.0, к сожалению, нечем.
На этом собственно тесты нагрузки думаю стоит закончить и посвятить пару слов коммуникационным возможностям тестера.

Модель тестера UM25C имеет встроенный модель передачи Bluetooth для связи как с телефонами, так и компьютером под управлением Windows 7 и выше. Скачать требуемые приложения можно по QR коду или по url напечатанному на картонке, вложенной в коробку с устройством.
В описании к приложению указан Android версии 5.0 или выше. Я попытался установить его Android 4.4, приложение устанавливает, но, к сожалению, не запускается, это нужно учитывать при покупке тестера.
Главный и единственный экран приложения выглядит вот так. Очень удобно что программисты в приложении отказали от разделения на несколько экранов и свели информацию со всех экранов тестера в одну информативную страницу. Все настройки тестера также можно делать на этой странице.

Кнопки внизу экрана служат для управления дисплеем самого тестера.

На Windows приложение выглядит еще более наглядно. При установке приложения на компьютер она попросит перезагрузить комп. На windows 7 все заработало и без перезагрузки, а вот на windows 10 до перезагрузки данные не приходили.

Правый клик по графику позволяет экспортировать данные в виде картинки или файла Excel.



Немного внутренностей.
В нагрузке разбирать особо нечего, там и так все элементы на виду, а вот с тестера стоит снять защитные панели. На верхней части есть только экран.

Все основные элементы находятся снизу платы. Модуль Bluetooth вынесен на отдельную плату, с собственным стабилизатором питания и выключателем.


Небольшой вывод.
В целом что нагрузка что тестер оправдали ожидания и станут хорошим подспорьем для людей, увлеченных электроникой или обзорами. Как и писал выше считаю, что для обычного пользователя такой набор излишний и можно обойтись либо просто тестером, либо даже тестером попроще. Жаль, что производитель не предусмотрел возможность соединения с тестером по кабелю, но это небольшой минус, с которым можно смириться.

Заранее приношу свои извинения за орфографию и грамматику текста, все допущенные ошибки сделаны не специально, а только по незнанию и в связи с несовершенством программ автоматической проверки текстов.