Semplice tester per USB.

Capita di dover valutare una presa USB, in genere per stabilire la corrente che assorbe un carico e la corrispondente tensione erogata dalla presa.
Esiste una molteplicità di piccoli apparecchi per questo genere di test, alcuni molto sofisticati, comprendenti anche un display con la possibilità di una analisi oscilloscopica dell'uscita, però con un costo non minimo, che ne indirizza all'acquisto solo chi ha necessità di analisi particolari.

Per quanto richiesto dalle nostre necessità, è sufficiente che sia accessibile la lettura della tensione e della corrente, che l'apparecchio sia piccolo e pratico e che il costo sia limitato.

Abbiamo provato UT658B di UNI-T, che ha un costo incredibilmente basso (anche meno di 5$ sui vari siti cinesi), ma è reperibile facilmente anche in Europa dalla distribuzione on line (con costi molto maggiorati...).
UNI-T non è un produttore secondario e, in generale, i suoi strumenti sono più che decenti. Quindi è stato ordinato sicuri di non trovarsi tra le mani un no-name cinese scadente.

Da notare che esistono diversi strumenti della famiglia 658, con caratteristiche differenti e che venga fatta confusione tra UT658 e UT658B.

Lo strumento

Si tratta di un piccolo apparecchio (72 mm x 29 mm x 12 mm) e del peso di 30g, è dotato di un cavo di circa 10cm ed uno schermo LCD 2.5x1.7cm. Essenzialmente comprende un voltmetro e un amperometro che misurano la tensione della sorgente e la corrente verso il carico USB. Può misurare tensioni da 3 a 9V, con risoluzione 0,01V e correnti fino a 3.5A. Inoltre presenta la capacità della sorgente USB fino a 39999mAH (40AH). Può archiviare dati fino a 10 set di misure. Il connettore USB sul cavo va collegato alla sorgente, mentre il carico viene derivato da una presa USB-A sul lato opposto dell'apparecchio. La corrente del carico è presentata su 3 cifre (x.xx); se supera 3.2A il display indicherà un sovraccarico con la scritta OL. Da notare che la tensione massima misurabile è 9V.  Un pulsante consente di memorizzare fino a 10 letture; la posizioni è indicata con un numero da 0 a 9 dopo la lettura dei mAH. Una pressione prolungata sul pulsante cancella la scrittura corrente.

Il display.

E' la parte essenziale del misuratore. Ha due righe di caratteri: - nella prima riga si legge il valore della tensione e della corrente Prima del valore di tensione possono apparire due indicatori: H se la tensione è maggiore di 5.30V L se la tensione è minore di 4.70V Questo perchè, nonostante si possano misurare tensioni tra 3 e 9V, occorre ricordare che la tensione nominale di USB è 5V ± 5%. - la seconda riga indica la capacità del generatore in mAH seguito dalla posizione in memoria degli ultimi valori conservati (da 0 a 9). Il display è retro illuminato ed ben leggibile.

UT658B dispone anche di un sistema di calibrazione della tensione misurata. Occorre accendere lo strumento tenendo premuto il pulsante. In questo modo appare l'indicatore H di sovratensione lampeggiante. Premendo il pulsante si incrementa il valore sul display.
Premendo a lungo il pulsante, sarà la L lampeggiare e col pulsante la cifra indicata sul display sarà decrementata.
Togliendo l'alimentazione il settaggio effettuato viene mantenuto in memoria.
In questo modo, utilizzando un voltmetro di riferimento, si potrà corregge un eventuale errore.

A cosa serve.

• Si può utilizzare questo strumento per verificare il consumo di un carico USB e la tensione del generatore, controllando così la possibilità di erogazione della corrente.
  Ad esempio, si possono valutare con estrema facilità le possibilità dei port USB di  un computer.
   
• Si può valutare la corrente di carica di un dispositivo USB 
    
• Si può valutare la capacità di un power bank.
    
• Si può utilizzare per valutare la qualità di cavi USB destinati alla carica.

Uso.

UT658B è alimentato direttamente dalla connessione USB e non richiede batterie o altre alimentazioni. Basta collegarlo tra generatore e carico e leggere il display.
L'unica manovra possibile è la pressione del pulsante per salvare una lettura.
Avendo solo funzione di misura sull'alimentazione, il tipo di port USB (1, 2 o 3) è indifferente.

Breve analisi tecnica

 Il guscio protettivo si apre facilmente con due viti. 

Lo strumento contiene un PCB che porta gli elementi essenziali. Viene utilizzato un microcontroller 8051-like SN8F57082TG di Sonix.  Sullo stampato sono presenti pochi altri componenti, tra cui un regolatore di tensione a 3V in TSOT23-5 (U4), il controller del display COP (U2) e un resistore da 0,050ohm per la misura della corrente. Il consumo del circuito è minimo, attorno ai 10mA.

La connessione USB dei dati (D+ e D-) è passante sul circuito stampato e quindi è possibile il normale funzionamento della periferica collegata mentre lo strumento è inserito in serie.

Sono state effettuate alcune misurazioni collegando UT658B ad un alimentatore variabile e ad un carico (a 5V).

La precisione è adeguata alla classe dello strumento.

Conclusioni.

L'apparecchio ha certamente varie limitazioni, ma si tratta di un oggetto a costo minimo (e che, comunque, ha una buona precisione di misura ), di impiego immediato e di facile lettura dei risultati, adatto quindi a chiunque e non solo ai tecnici più o meno specializzati.

Può essere limitativa la presenza di soli connettori USB-A, ma, per analizzare altri tipi di prese USB, come USB-C, esistono diversi altri modelli, così pure per misure addizionali, tutti più o meno complessi e sicuramente più costosi. 

Il cavetto tra generatore e strumento è risultato essenziale: altri misuratori a forma di pennetta USB o, peggio, con forme strane, rendono problematico l'uso su pannelli PC e notebook, dove lo spazio attorno alle prese USB è limitato.

In ogni caso, il costo veramente minimo e la praticità di uso sono più che sufficienti: chi ha bisogno di semplici analisi sull'alimentazione USB non richiede altro.