Обзор ADUSBCIM USB Cable Checker 2 от BitTradeOne

Меня тема специальных устройств для тестирования USB-кабелей заинтересовала по совокупности следующих причин:
При покупке специфических кабелей в маркетплейсах, часто присылают не то, что требовалось, и хотелось бы на месте, достоверно определить, что кабель не соответствует описанию в карточке товара.
Дефектовка кабелей в домашней коллекции. Необходимость получить ответ на вопрос, почему какие-то кабели ведут себя странно с некоторыми устройствами.
Но оказалось что мир USB-шнурков куда глубже, чем я ожидал.

В последнее время на mysku вышло много обзоров разнообразных тестеров USB-кабелей.

mysku.club/blog/aliexpress/105711.html
mysku.club/blog/russia-stores/105700.html
mysku.club/blog/china-stores/104717.html
mysku.club/blog/china-stores/103601.html
mysku.club/blog/china-stores/106030.html


Постараюсь минимизировать количество фотографий с воткнутыми в тестер кабелями, и сфокусироваться на функционале и отличиях между ADUSBCIM и устройствами из обзоров выше.

Сразу хочу оговориться, я буду концентрироваться на классических “шнурках” USB, в том числе Type-C и не буду разбирать тему eMarker и кабели Lightning.

Но начать стоит с теории USB-кабелестроения.

Эра USB 1.0 и USB 2.0

В основном представлены вариантами:
USB-A<>USB-B
USB-A<>USB-miniB
USB-A<>USB-microB

В теории — самые простые шнурки. Состоят из двух пар проводников (D+/D- и VBUS/GND) и, в зависимости от исполнения, экрана (Shield). В кабелях USB 2.0 также могут присутствовать дополнительные элементы, например ферритовые фильтры.

Для кабелей USB 2.0 требования к экранированию зависят от типа кабеля и режима передачи данных. В частности, для Full-Speed и High-Speed экранирование предусмотрено требованиями спецификации, тогда как для Low-Speed допускаются более простые конструкции

Существует и распространённая цветовая маркировка разъёмов: белый обычно ассоциируется с USB 1.0/1.1, чёрный — с USB 2.0, синий — с USB 3.x. Однако это лишь сложившаяся практика производителей, а не надёжный способ определения характеристик кабеля.

Еще одним визуальным критерием является наличие логотипа USB в виде трезубца на корпусах разъемов. Впрочем, сам по себе логотип не гарантирует, что кабель действительно проходил сертификацию USB-IF. Поэтому рассматривать его можно лишь как дополнительный косвенный признак.

Но на практике, зачастую все эти требования по логотипам и цвету коннекторов не соблюдаются, и могут быть скорее дополнительным визуальным критерием.

Еще одним нюансом кабелей типа USB-A<>USB-B и USB-A<>USB-miniB является то, что на них могут присутствовать ферритовые фильтры, стандартами USB-IF это никак не регламентируется, но в теории при визуальной идентификации, наличие ферритовых фильтров может говорить о том, что производитель уделил внимание электромагнитной совместимости кабеля.

На “микро”B шнурках, я ферритовых фильтров встречал намного реже, но парочка попадалась…

Ну и наконец про кабели типа “Power-only”, где жилы данных — отсутствуют. Стандарты существование таких кабелей не допускают. В большинстве случаев их существование — следствие критической экономии, что затрагивает зачастую и качество тех двух жил, которые в них все же присутствуют. Понятно что если производитель не добавил провода для данных, то ни о каком экранировании скорее всего тоже речи не идет.

Эра Type-C

С точки зрения USB-IF в идеальном мире должны существовать только кабели типа Type-C<>Type-C. Но мир не идеален, поэтому в стандарте есть целый Legaсy раздел, где описаны кабели типа USB-A<>Type-C.

По стандарту, в каждом кабеле USB-A<>Type-C должен быть ровно 1 резистор 56 кОм между одним из СС и VCC. Точка.

Сделано это было для того чтобы потребители, определяющие доступный ток через резистор CC, понимали что перед ними обычный USB-A источник питания и рассчитывать на повышенный Type-C Current нельзя.
Вообще Type-C Native Current по идее применяется для Type-C<>Type-C подключения и эти резисторы должны находится на источнике питания и работать по следующей схеме:
10 кОм — объявляет ток 3.0 А.
22 кОм — объявляет ток 1.5 А.
56 кОм — объявляет «Default USB Power» (то есть 500 мА или 900 мА).
Но так как в legacy кабелях на другом конце USB-A, а значит никаких резисторов на стороне источника питания быть не может, то резистор “базового” режима должен быть вшит в сам кабель.

Насколько я понимаю запрет для legacy кабелей использовать режимы 1,5 и 3А был установлен в целях безопасности, чтобы какое-нить не оч умное устройство не попробовало вытянуть из USB порта старого ноутбука питание на 3 Ампера.

Вообще, глядя на стандарты видно, что цель многих ограничений, в том числе — вынудить всех переходить на конфигурацию Type-C<>Type-C и забыть USB-A как страшный сон.
Но реальность, как всегда, пошла в разрез с хотелками USB-IF и появилась огромная россыпь протоколов быстрой зарядки типа QC, которые вообще не смотрят на резисторы и контакты СС.

Что же касается экранирования у Type-C то для такого рода кабелей, экран должен быть строго соединен с GND, для того чтобы снизить сопротивление.

Большая пропускная способность по мощности стала приоритетнее, чем борьба с помехами.

Сопротивление.

Независимо от того какой кабель мы рассматриваем классический USBA-B или Type-C — одной из главных характеристик его “качества” является сопротивление пары VCC-GND.
Ранние стандарты не описывали сопротивление отдельных жил в кабеле. Было нормировано только падение напряжения. Оно не должно было под нагрузкой падать ниже 4,75В.
Все тестеры обычно измеряют суммарное сопротивление VCC-GND.
Конкретное значение в мОм, и его нормальность сильно зависят от длины кабеля.
Например для 5 метрового USB2.0 сопротивление 500 мОм будет отличным результатом, но для короткого кабеля 500 мОм говорит о том, что его качество весьма низкое.

Без тестера и мультиметра косвенным образом сопротивление, а значит и качество кабеля можно определить по маркировке на самом кабеле. там часто указано сечение проводника например.24 AWG или 28 AWG или даже 20 AWG. В целом стоит запомнить что 24AWG хороший вариант для короткого кабеля, но плохой для 5 метрового, а 28AWG — для зарядки — при любом раскладе не лучший выбор, если есть кабели с более толстыми жилами.

Но качество самих проводов — не единственный параметр влияющий на сопротивление. Сам штекер может просто износится или изначально быть некачественным, может быть непропай жилы к штекеру, или частичный обрыв.

ADUSBCIM USB Cable Checker 2 от BitTradeOne

Теперь когда мы разобрались с теорией, настало время перейти к герою обзора.
Тестер версии 2, от японской компании BitTradeOne. Я свой купил напрямую из японии на ebay. Существует уже третья модель, но на момент покупки она рассылалась только по предзаказу на кикстартере.
По функционалу это аналог умного тестера Treedix(не знаю кто из них появился первым)
Построен на базе контроллера Atmel и имеет небольшой OLED дисплей + россыпь светодиодов.
Блок светодиодов разделен на две части, нижняя промаркирована как “2.0” и является индикатором D+/D-/GND/VBUS
Верхняя часть называется “3.2” и используется для USB 3.0 и 3.2 шнурков.
USB порты на плате устройства разделены на зоны A и B.
Первая содержит Type-C и USB-A 3.0, во второй microUSB, miniUSB и снова Type-C.
Соответственно тестирование кабеля происходит путем подключения одного его коннектора в зону А, а второго в зону B.

На OLED экран тестера при тестировании кабеля выводится следующая информация:

Суммарное сопротивление VBUS+GND в мОм измеряется до 1100 мОм. все что выше выводится как HIGH.

Типы кабеля на основе обнаруженных резисторов.

Есть 5 предустановленных значений:
[UP10K/SOURCE 3.0A] — обнаружен резистор 10kΩ между VBUS и СС. Такой кабель принудительно сообщает устройству что источник питания может выдавать ток до 3А. Такие кабели нарушают спецификации USB-IF

[UP22K/SOURCE 1.5A] — обнаружен резистор 22kΩ между VBUS и СС. Такой кабель принудительно сообщает устройству что источник питания может выдавать ток до 1.5А. Такие кабели нарушают спецификации USB-IF

[UP56K/SOURCE 0.5A] — обнаружен резистор 56kΩ между VBUS и СС. Такой кабель сообщает устройству что источник питания может выдавать ток до 0.5А. Единственный вариант кабелей разрешенных стандартом.

[DOWN1K/E-MARKED] — обнаружен резистор 1kΩ между GND и VCONN. Индикатор того что в кабеле Type-C <> Type-C предусмотрено использование чипа E-marker.

[DOWN5.1K/SINK 0.5A] — обнаружен резистор 5.1kΩ между GND и CC. Используется для обозначения стороны Sink (потребителя питания), если это возможно.

Кроме того доступны следующие сообщения:

[OTG ENABLE] — Для шнурков Mini-B и Micro-B указывает на то что замкнут пин ID. Используется в OTG адаптерах.

[SHELL-GND SHORT(SIDE)] — Информирует что экран(SHIELD) соединен с землей(GND), при этом указывая, еще и сторону (A, B или ОБЕ)

[SHIELD CONNECT] — в кабеле присутствует экранирование, но с землей не соединено (Для шнуров ДО-тайп-сишной эпохи)

Также у экрана присутствует режим Weird cable mode
В случае если обнаружен больше чем один резистор внутри, что является нарушением стандарта, то выводится список обнаруженных резисторов. В этом режиме информация об экранировании не выводится.

Тестер работает от батарейки CR2032, питание от внешнего источника не предусмотрено.

Рядом с микроконтроллером присутствует 6 отверстий для установки отладочной гребенки, которая, в том числе судя по всему позволила бы обновить прошивку.
К сожалению в открытом доступе, никаких прошивок или исходного кода тестера — нет.

---

Тестирование.
В тестах участвовало 3 Тестера
ADUSBCIM
Treedix
и ноунейм тестер без экрана

Я перерыл весь дом в поисках USB шнурков и раздобыл целых 62 штуки.
10шт A-B
20шт A-miniB
19шт A-microB
13шт A-TypeC
Результаты оформлял в виде таблички, где записывал показания тестеров и визуальные параметры, кроме того рассчитывается по формуле “расчётная AWG” (по формуле =36-19,5*LOG((0,0175*(2*СОПРОТИВЛЕНИЕ/100)/(ДЛИНА/1000))/0,012668;92))

Начал с A-B и тут же всплыла проблема. только у noname тестера был разъем B. Но с ним сопротивление можно было измерить только мультиметром, а для этого нужно было разбирать корпус. Пришлось покупать дорогой и качественный переходник B-typeC.

Вторая проблема которая сразу всплыла. Так как многие кабели были достаточно старыми, контакты у них окислились и без чистки сопротивление было достаточно высоким. Поэтому я “пшикал” внутрь разъемов “очистителем”.

Результаты тестов были следующими
из 10 кабелей 3 не имели экрана, т.е. относились к типу “USB 1.1”
еще 2 кабеля показали слишком высокое сопротивление(1500+) и первыми получили направление на утилизацию.
Один кабель был оснащен двумя ферритовыми фильтрами и одновременно с этим показал лучшие результаты по сопротивлению.
Лучший A-B — 390мОм при длине 180см маркировка на кабеле 24AWG, реальный AWG — 25.1
Худший A-B — 2623мОм при длине 180см без маркировки, реальный AWG 33.2

По результатам тестов A-B я решил избавиться(отправить в ящик “провода для DIY”) от 3х кабелей без экрана, и 2х кабелей с худшим показателем сопротивления/реальным AWG (30+), итого из 10 кабелей на утилизацию было отправлено 5(половина)

A-miniB
Тут уже переходники не понадобились, все тестеры имели такой разъем.
Из 20 кабелей АЖ 6 показали сопротивление больше 1200мОм
9 шнурков не имели экрана.
2 кабеля не имели контактов DATA, причем один из них оказался достаточно качественным.
у 7-и были один или два ферритовых фильтра.

В целом статистика показала что ферритовые нахлобучки — признак хорошего кабеля.
Отсутствие экрана — признак плохого кабеля.

из 20шт — более половины показали реальны AWG 30+ и были отправлены на утилизацию

A-microB

Из 19 шт.
7 — не имели проводников data
1 — был оснащен ферритовым фильтром
12 — не имели экрана
4 шнурка имели сопротивление выше 1200.
В целом — самая проклятая группа.
сказывается видимо то что до сих пор много китайской дешевой техники поставляется с зарядными портами micro-usb

из 19 кабелей было решено утилизировать с концами 8 шт.

A-typeC

На удивление таких кабелей было найдено совсем немного, скорее всего потому что большинство из них куда-то воткнуто и работают.
Но и по качеству группа оказалась одной из лучших.
всего 1шт без data проводников.
2шт с откровенно плохими показателями по сопротивлению

Все 13 шт были оснащены резисторами(про это подробнее будет ниже)

2 кабеля xiaomi скорее всего были оснащены чипами, в том или ином виде, потому что оба тестера показывали разные неадекватные параметры резисторов.

Специфика тестирования.

Контакты имеют значение. Разные кабели садятся в разные разъемы по-разному.
В USB-A разъеме ADUSBCIM USB Cable Checker 2 от BitTradeOne штекер кабеля чувствовал себя свободнее чем в аналогичном разъеме Treedix. Но у Treedix было 2 разъема microUSB (2.0 и 3.0) и один из них стабильно показывал лучшие данные по сопротивлению.

“Стабилизация показаний” кабеля тоже имеет значение. Если вставить кабель, то какое-то время значение сопротивление будет падать, пока не устаканится на каком-то уровне.

Теперь пройдемся по каждому проверяемому параметру и я расскажу в чем отличие между тестерами.

Измерение сопротивления
ADUSBCIM читает сопротивление в режиме реального времени и обновляет экран. поэтому значение скачет ± и шевеление коннектора, который сел недостаточно туго тоже вносит коррективы.
У Treedix подход другой, он тратит какое-то время на усреднение и выводит уже статичную картинку, поэтому если в самом контакте есть проблема, то штекер нужно достать и снова вставить, чтобы прибор пересчитал значения.

В целом параметры сопротивления между “умными” тестерами не сильно различались, то один, то другой отставал друг от друга на 5-10%

у “неумного” тестера замерить сопротивление можно только раскрутив корпус и тыкнув мультиметром в специальный контактные площадки на плате.

Экран.

ADUSBCIM показывает не только наличие экрана, но и связь между ним и землей у USB-TypeC, причем с обеих сторон.
Treedix показывает только факт наличия экрана.
“Неумный” noname показывает факт наличия экрана светодиодом

“Проводники”
Больше всего информации дает “неумный” noname, так как у него светодиоды есть на каждый возможный проводник внутри кабеля и по яркости светодиода можно сделать вывод, о том что тот или иной проводник может быть частично поврежден.

Меньше всех информацию дает ADUSBCIM, на экране данных о проводниках нет вообще, а количество светодиодов меньше общего числа “жил” у typeC кабеля.

у Treedix схема разъёма рисуется на экране и замкнутые контакты светятся зеленым, но так как светодиоды в данном случае виртуальные, то понять есть ли проблемы с контактом — невозможно.
Более того Treedix склонен зависать если какой-то из проводников барахлит.

Резисторы.

Хуже всех с резисторами дело обстоит у ноунейм неумного тестера, там на обе СС линии один светодиод, и единственное что можно определить, это по яркости светодиода есть ли резисторы в принципе, что учитывая тот факт что есть они в той или иной мере почти всегда — особого смысла не несет.

Treedix может похвастаться достаточно простой системой отображение, два значения для каждого из резисторов.

ADUSBCIM пытается быть слишком умным и показывает сразу что именно резисторы кодируют, т.е режим работы.
Минус тот в том, что так как китайских кабелей в японии в глаза не видели, он типичную китайскую схему при которой стоит 2 резистора вместо одного, трактует как “странный кабель” и в таком режиме не показывает параметры наличия “экрана”. у нас же китайский кабель — каждый второй, и при таком раскладе теряется возможность определить есть ли у кабеля “оплетка” внутри.

Общие выводы.
Есть ли среди тестеров абсолютный победитель? Скорее нет, чем да. У каждого, даже у “неумного” есть свои плюсы. Чтобы получить максимум информации есть смысл иметь каждый из трех.

“неумный” имеет контактные площадки и позволяет потыкать мультиметром, кроме того имеет наибольшее кол-во разъемов разных типов и полное покрытие светодиодами.

у ADUSBCIM наиболее полное покрытие информации об “Экране” и расшифровка установленных резисторов. Кроме того, отображение сопротивления в реальном времени, что позволяет определить проблемы с контактом, пошевелив провод.

у Treedix меньше ненужных загонов по поводу “неправильных кабелей”, но есть подвисания при повреждении “жил” и странное качество самих контактов.

Причем большую часть из этих особенностей мне удалось определить только благодаря сравнению.

В целом кабель тестеры такого плана — вещь достаточно полезная, надеюсь в будущем появятся более продвинутые версии, позволяющие получать данные по сопротивлению не только по жилам питания, но и по всем остальным, кроме того, надеюсь появиться поддержка нестандартных кабелей аля xiaomi.

На этом у меня всё.