Phương thức sạc điện qua cổng USB
(Cập nhật: 26/3/2016)
(Tường An - Tako) Không đơn thuần là kết nối d� liệu, USB hiện tại đã tr� thành cổng sạc dành cho hầu hết thiết b� di động thông minh.
Chuẩn kết nối Universal Serial Bus (USB) đã được giới thiệu vào năm 1996 và k� t� đó đã tr� thành một trong những phương thức giao tiếp ph� biến rộng rãi và thuận tiện nhất cho các thiết b� điện t�. USB được sinh ra với mục đích nhằm đơn giản hóa việc kết nối các thiết b� bên ngoài với máy tính, cũng như cho phép tốc đ� truyền tải d� liệu cao hơn. Và viêc cung cấp năng lượng thông qua USB đ� sạc các thiết b� được xuất hiện ngay sau đó với giới hạn truyền dẫn là 500mA.
Sau nhiều năm b� sạc điện nắm gi� v� trí độc tôn thì bây gi� th� giới công ngh� cuối cùng đã kết hợp lại xung quanh một chuẩn sạc. Điểm sáng mới này nằm trong một phân mảnh của chuẩn USB, đó chính là USB-C mới trình làng của Apple (xem PCW s� tháng 04/2015 - trang 36, hoặc //www.pcworld.com.vn/T1238608). Và tiến b� mới này dường như cũng chính là bóng đen bao trùm lên tuổi đời ngắn ngủi của chuẩn Micro USB-B trên dòng máy Samsung Galaxy, được tạo nên trong thời điểm bùng n� thiết b� di động thông minh. Trong s� phát triển của chuẩn kết nối USB thì cũng xuất hiện những ngoại l� sống lay lắt như chuẩn Lightning của Apple hay micro USB.
Mười năm trước đây, khi s� dụng thiết b� điện t�, chúng ta luôn luôn phải chắc chắn rằng phải có một nguồn điện phù hợp cho từng thiết b� tiện ích của mình. Thông thường thì nguồn cung cấp điện này không được gắn bất c� một nhãn mác nào, hay áp một tiêu chuẩn vào đấy. Ngày nay, chúng ta có th� sạc điện thoại của mình bất c� � đâu, cắm smartphone hay máy tính bảng của mình vào bất kì máy tính PC nào; và có th� truyền tải d� liệu, hình ảnh t� máy ảnh kĩ thuật s� d� dàng vào TV, tất c� những điều đó nh� vào một chuẩn kết nối.
Cũng t� đó đã bắt đầu nảy sinh những vấn đ� mới: b� nguồn thông qua USB. Không phải tất c� b� sạc USB hay định dạng kết nối, và cáp được sinh ra bình đẳng. Chúng ta có th� nhận thấy b� sạc cắm vào nguồn c� định dường như có hiệu suất tốt hơn tất c�, nhưng đôi khi cắm USB vào máy tính lại hiệu qu� hơn.
Đối với một s� máy tính đ� bàn thì ngay c� khi máy đang tắt, chúng ta vẫn có th� sạc smartphone thông qua cổng USB. Và cuối cùng chúng ta nhận ra rằng, có một phương pháp có th� giải quyết vấn đ� x� lý sạc điện thông qua cổng USB mà không cần quá quan tâm đến b� nguồn cung cấp đó chính là mô hình USB-C của Apple. Nhưng trước khi biết được phương pháp này thì chúng ta cần phải xem việc sạc điện thông qua cổng USB hoạt động như th� nào.
Các th� loại cổng USB trên th� trường, chuẩn A và chuẩn B.
Thông s� k� thuật mới
Hiện nay có 4 thông s� k� thuật dành cho chuẩn USB bao gồm: USB 1.0, 2.0, 3.0, và 3.1 – tiêu biểu là kết nối USB-C mới. Tất c� chuẩn kết nối USB này đều có những s� khác biệt đáng k� nhưng chúng ta s� tập trung vào USB 3.0, bởi tại thời điểm hiện tại đây là chuẩn ph� biến nhất. Điều này th� hiện � việc cổng USB được trang b� hầu hết trên máy tính và cùng với đó là s� ph� biến của cổng micro USB hay Lightning trên thiết b� di động. Một thực t� quan trọng khác là trong h� thống giao tiếp t� thiết b� tới thiết b� (device-to-device) thông qua kết nối USB thì bao gi� cũng có 2 thành phần, đó là “máy ch�” và thiết b�.
Trong hầu hết các trường hợp thì máy tính s� là “máy ch�” và điện thoại thông minh hay các sản phẩm cầm tay khác s� đóng vai trò thiết b�. Nguồn điện luôn chạy t� máy ch� đến các thiết b�, nhưng d� liệu có th� đi theo c� hai hướng.
Đầu nối tiêu chuẩn loại A và loại B của cổng USB có 4 chân bên trong (pin), và mỗi sợi cáp có 4 dây. Hai chân nằm giữa có kh� năng truyền d� liệu qua mạng (D + và D- hay 3 và 2), hai chân còn lại Vbus và GND tương đương (4 và 1) có kh� năng cung cấp nguồn điện 5 volt. Xét v� cường đ� dòng điện hoạt động (milliamp, kí hiệu mA) thì hiện nay có 3 loại cổng USB được quyết định bởi thông s� kĩ thuật tiêu chuẩn do t� chức USB Implementers Forum (USB-IF) quy ước:
• Cổng USB tiêu chuẩn - Standard downstream port (SDP) được s� dụng cho th� h� USB 1.0 và 2.0, có kh� năng cung cấp nguồn điện tối đa lên đến 500mA (0,5A)
• Cổng USB sạc - Charging downstream port (CDP) ngoài chức năng trao đổi d� liệu thì cổng này có th� cung cấp dòng điện lên đến 1.500mA (1,5A)
• B� sạc tiêu chuẩn- Dedicated charging port (DCP) thường là adapter cho kh� năng sạc nhanh các thiết b� với cường đ� dòng điện thường s� dụng là 1.500mA (1,5A)
Trong đó, 2 cổng USB đầu tiên có th� được tìm thấy trên máy tính đ� bàn của chúng ta và được các nhà sản xuất ph� thông hóa trong nhiều năm năy, còn loại th� ba áp dụng cho b� sạc cắm tường. Chuẩn USB 3.1 mới nhất trên th� trường có tốc đ� truyền d� liệu lên đến 10Gbps, hay còn gọi là chuẩn kết nối siêu nhanh là SuperSpeed +. Điều này giúp USB 3.1 đạt được hiệu suất gần như tương đương với th� h� đầu tiên của chuẩn kết nối Thunderbolt. Chuẩn USB 3.1 cũng h� tr� tính năng hấp dẫn cho b� sạc khi chịu tải được dòng điện t� 1,5 - 3A trên điện áp đầu ra có th� lên tới 20V, 100W. USB 3.1 tương thích ngược với USB 2.0 và USB 3.0 với đầu nối loại A và loại B.
Một thực t� khác là có rất nhiều b� sạc USB phá v� các thông s� k� thuật tiêu chuẩn, ví d� như iPad của Apple s� dụng b� sạc 2,1A trên nguồn 5V hay Kindle Fire của Amazon với nguồn ra là 1,8 A...
USB-C là một phương thức kết nối khác hoàn toàn. Thay vì s� dụng 4 chân tiếp xúc như đầu nối loại A và loại B, th� h� C này có tới 24 chân và có kh� năng đảo chiều. Trên lý thuyết thì kh� năng x� lý của USB-C có th� cao gấp đôi th� h� cũ là USB 3.0, k� c� trong kh� năng truyền tải dòng điện. Hiện nay, Apple đã tích hợp USB-C với chuẩn USB 3.1 trên MacBook mới và Google đánh dấu với dòng sản phẩm Chromebook Pixel.
Theo tiêu chuẩn sạc thông qua USB của USB-IF quy ước thì thiết b� thông minh s� nhận diện nguồn sạc thông qua 2 bước: Bước đầu truyền điện áp định mức 0,6V vào đường D+ sau đó đọc điện áp đưa v� trên D-. Nếu điện áp này nh� hơn điện áp định danh khoảng 0,3V thì thiết b� thông minh s� nhận diện nguồn sạc là SDP. Ngược lại, nếu lớn hơn trong khoảng 0,3V – 0,8V thì thiết b� s� xem nguồn sạc đang được nối đến một Charging Port (CDP hoặc DCP). Bước th� 2 là đưa điện áp định mức 0,6V vào đường D- sau đó đọc điện áp trên D+. Nếu thấp hơn điện áp định danh 0,3V thì thiết b� thông minh mặc định tiêu chuẩn CDP. Nếu lớn hơn 0,3V – 0,8V thì s� định dạng là DCP.
Thông thường, khi tắt máy tính thì đồng thời tắt luôn USB. Tuy nhiên một s� máy tính được trang b� các cổng USB có chức năng “Ng� nhưng vẫn sạc” (Sleep-and-Charge), giúp sạc các thiết b� điện t� khi máy tính tắt. Sleep-and-Charge trên cổng USB có th� được kí hiệu bởi màu đ� hoặc màu vàng nhưng không có tiêu chuẩn nào c� th�. Dell xác định bằng việc thêm biểu tượng tia sét và đặt tên là là "PowerShare", trong khi Toshiba s� dụng thuật ng� "USB Sleep-and-Charge"
S� dụng b� sạc có kh� năng điện áp lớn đ� giảm thời gian sạc.
Đ� an toàn khi sạc qua cổng USB
Một cổng USB bình thường có kh� năng tải nguồn điện 500 mA và cổng sạc chuyên dụng có th� dao động lên đến 3.000 mA. Điều này đặt ra một câu hỏi khá quan trọng: Nếu chúng ta s� dụng smartphone với b� sạc chuẩn 900 mA thì khi cắm vào b� sạc của iPad có kh� năng truyền tải 2.100 mA thì điều đó có gây cháy n� hay không?
Trong khoảng thời gian ngắn thì việc s� dụng nguồn sạc có dòng điện lớn hơn không có điều gì đáng ngại. Chúng ta có th� cắm bất kì thiết b� có cổng kết nối USB vào mọi dây cáp và b� sạc, trên thực t� bằng việc s� dụng một b� sạc có kh� năng truyền tải mạnh giúp tốc đ� sạc pin nhanh hơn. Nhưng v� lâu v� dài thì tuổi th� của pin thiết b� khi s� dụng b� sạc đúng dòng điện s� được đảm bảo và kéo dài hơn so với việc sạc nhanh.
Tr� lại hồi năm 2007, tại diễn đàn USB Implementers Forum (USB-IF) người ta đã đưa ra tiêu chuẩn kĩ thuật của việc sạc pin (Battery Charging Specification), trong đó xuất hiện tiêu các chuẩn v� cách nhanh sạc thiết b� USB hoặc bằng cách tăng thêm dòng điện qua cổng USB của máy tính hoặc bằng các b� sạc chuyên dụng. Ngay sau đó, các thiết b� USB đều áp dụng các tiêu chuẩn kĩ thuật trên. Nếu có một thiết b� bất k� trang b� cổng USB đời mới như điện thoại thông minh, máy tính bảng, hoặc máy ảnh thì chúng ta có th� cắm vào một cổng USB có cường đ� dòng điện cao đ� giúp sạc pin nhanh hơn. Nếu là các thiết b� cũ thì có th� s� không được h� tr� những tiêu chuẩn sạc Battery Charging Specification dành cho USB mới. Các thiết b� đời cũ ch� có th� hoạt động thông qua các USB 1.0 và 2.0 trên máy tính với kh� năng truyền tải ch� có 500 mA.
Trong khi máy tính có th� có 2 loại cổng USB: cổng tiêu chuẩn SDP và cổng sạc CDP nhưng các nhà sản xuất lại không đính nhãn mác đ� người dùng có th� nhận biết. Kết qu� là đôi lúc chúng ta lãng phí cổng kết nối này một cách vô ý. Tương t�, một s� thiết b� gắn ngoài như � đĩa cứng và � đĩa quang, thường đòi hỏi nhiều năng lượng hơn kh� năng một cổng USB có th� cung cấp, đó là lý do tại sao xuất hiện dây nối chuyên dụng USB-Y hoặc một b� chuyển đổi điện đi kèm. Và nếu kết nối USB-C mới có th� sớm ph� biến thì s� khiến mọi th� tr� nên đơn giản hơn và chúng ta không phải phiền lòng với việc cắm sai cổng kết nối nữa.
(TAKO tổng hợp)
Tin tức khác
Bí quyết làm sạch bàn phím đơn giản và nhanh chóng
(Tường An - Tako) Có chất bẩn, vật l� đang mắc kẹt trong khe phím và bạn đang tìm cách lấy ra?. Hãy th� thực hiện theo phương pháp đơn giản sau đây.
3 cải tiến mới người dùng Office 365 cần biết
(Tường An - Tako) Có 3 tính năng hữu ích đã được Microsoft cải tiến trong b� Office 365 là Admin Center, OneNote, và Skype for Business cần được khai thác đ� mang lại hiệu qu� công việc.
Thời của ph� kiện thông minh
(Tường An - Tako) Ph� kiện thông minh đua nhau trình diễn tại MWC 2016 hứa hẹn cuộc cách mạng công ngh� mới đang nổi lên làm thay đổi bức tranh di động.
V� binh quốc gia M� s� tham gia chống IS trên không gian mạng
(Tường An - Tako) B� trưởng Quốc phòng M� Ashton Carter cho biết các đơn v� công ngh� mạng của V� binh quốc gia có th� được yêu cầu tham gia chống t� chức cực đoan Nhà nước Hồi giáo - IS.
