Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
SterControl
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Jaką moc z interfejsu USB pobiera pendrive ?

TechEkspert 15 Kwi 2015 19:27 5550 0
  • Jaką moc z interfejsu USB pobiera pendrive ?
    W materiale "HDD vs SSD - zmierzyliśmy pobór prądu" udało się oszacować jaką moc pobierają dyski z interfejsem SATA. W prostszych platformach bardziej popularne jest złącze USB, które może pozwolić na łatwe dołączenie pamięci masowej USB o pojemności wielu GB.

    Jaką moc pobierają pamięci USB podłączone do tabletu, smartfona, lub platformy posiadającej możliwość podłączenia takiej pamięci ?
    Niektóre pamięci USB dość mocno nagrzewają się podczas pracy, co może świadczyć o dużym poborze prądu, sprawdźmy o jakim zakresie mocy oraz wpływie na rozładowanie baterii możemy mówić.

    Pomiary i oszacowanie ich dokładności zostało przeprowadzone w oparciu o metodę zastosowaną w materiale HDD vs SSD - pobór mocy część II. W przewód zasilający (pin 1 USB A) w przedłużaczu USB został włączony przetwornik prąd->napięcie zapewniający niewielki spadek napięcia (w porównaniu do multimetrów na zakresie ~200-400mA).

    Jedyną różnicą w porównaniu do pomiarów dysków jest jednoczesny pomiar prądu i napięcia zasilającego urządzenie USB. Pobierane moce będą mniejsze, natomiast napięcie dostępne na USB może być "mniej sztywne" niż ze złącza zasilającego HDD (bezpośrednio z zasilacza). Na spadek napięcia będą miały wpływ wewnętrzne obwody zabezpieczające USB, przedłużacz USB 3m, konwerter prąd->napięcie oraz styki wtyczek. Aby zwiększyć dokładność przy każdym pomiarze prądu, mierzone jest także napięcie w gnieździe zasilającym urządzenie. Dla wyjściowych napięć konwertera prąd->napięcie poniżej 200mV do pomiaru zastosowany został multimetr UT58D ustawiony na zakres 200mV, dla napięć >=200mV wykorzystany był KEW 1009. Pomiar napięcia w szynie zasilającej USB wykonywany był multimetrem UT58D ustawionym na zakres 20V.

    Urządzenia z interfejsem USB3.0 zostaną przetestowane przy połączeniu USB3.0 i USB2.0, zobaczymy jaki będzie to miało wpływ na pobór mocy.

    Do testu zebrałem własne i pożyczone urządzenia o różnych parametrach oraz dacie produkcji.

    Każde urządzenie zostanie sprawdzone w stanie bezczynności (idle), zapisu sekwencyjnego (seq write), odczytu sekwencyjnego (seq read).

    Ile mocy pobiera pendrive ?

    Urządzenia USB 3.0.

    Do testu zostały użyte:
    -32GB Kingston Data Traveler 100 G3 (32GB wersja 16GB pendrive będącego gadżetem elektroda.pl).
    -8GB MXES (prawdopodobnie pamięć SLC) pracujący jako dysk systemu operacyjnego macierzy dyskowej.
    -16GB Patriot TAB (pendrive o bardzo małych rozmiarach).
    -32GB MX OTG-GUARD (pendrive z wtyczką typu A do komputera, oraz micro USB np. do smartfona).



    pendrivestanwyniknapięcie [V]prąd [mA]moc [mW]niepewność [mW]
    32GB Kingston Data Traveler 100 G3ilde-5,04 / 5,07169,9 / 85,9856 / 4367 / 4
    32GB Kingston Data Traveler 100 G3seq write19MB/s
    5,02220,4110611
    32GB Kingston Data Traveler 100 G3seq read41MB/s
    5,05207,1104611
    8GB MXESidle-5,06132,76716
    8GB MXESseq write41MB/s
    5,04165,08327
    8GB MXESseq read143MB/s5,06176,1
    8917
    16GB Patriot TABidle-5,10341732
    16GB Patriot TABseq write6MB/s5,09
    81,14134
    16GB Patriot TABseq read38MB/s5,0990,94634
    32GB MX OTG-GUARDidle-5,1040,62072
    32GB MX OTG-GUARDseq write11MB/s5,08107,85485
    32GB MX OTG-GUARDseq read51MB/s5,0990,24594


    Dla Kingston Data Traveler moc pobierana przez urządzenie dochodziła do 1W przy intensywnym zapisie i odczycie. W stanie bezczynności urządzenie przełączało się pomiędzy dwoma stanami, w jednym z nich pobór mocy wynosił ~430mW w drugim ~850mW, poniżej widoczny kształt pobieranego prądu.

    Jaką moc z interfejsu USB pobiera pendrive ?







    Kształt prądu podczas operacji zapisu i odczytu wygląda dość typowo.

    Jaką moc z interfejsu USB pobiera pendrive ?





    Pendrive MXES 8GB mimo dużej szybkości pobierał moc <1W.
    Patrot TAB 16GB pobierał mniejszą moc niż poprzednie urządzenia, jednak szybkość zapisu była ograniczona do 6MB/s dodatkowo podczas ciągłego zapisu występowały dziwne zatrzymania pracy urządzenia. Kształt prądu pobieranego przez urządzenie wskazuje na kilka wewnętrznych stanów pracy.

    Jaką moc z interfejsu USB pobiera pendrive ?




    Możliwe że 32GB MX OTG-GUARD oparty jest o podobny kontroler jak ten zastosowany w Patrot TAB, gdyż kształt prądu był bardzo zbliżony, szybsze działanie być może zawdzięcza innemu typowi pamięci flash. Szybsze działanie przekłada się na nieco większy pobór prądu. Urządzenie posiada dwie wtyczki, jedną można wykorzystać do połączenia np. z PC/laptopem, drugą microusb do podłączenia np. ze smartfonem.

    Urządzenia USB 3.0 pracujące w trybie USB2.0



    pendrivestanwyniknapięcie [V]prąd [mA]moc [mW]niepewność [mW]
    32GB Kingston Data Traveler 100 G3ilde-5,08
    101,15144
    32GB Kingston Data Traveler 100 G3seq write19MB/s5,07168,18527
    32GB Kingston Data Traveler 100 G3seq read38MB/s5,08168,28547
    8GB MXESidle-5,0949,82532
    8GB MXESseq write30MB/s5,0971,53643
    8GB MXESseq read39MB/s 5,0970,23573
    16GB Patriot TABidle-5,1032,21642
    16GB Patriot TABseq write6MB/s5,10
    71,03623
    16GB Patriot TABseq read24MB/s5,0968,6
    3493
    32GB MX OTG-GUARDidle-5,1038,11942
    32GB MX OTG-GUARDseq write10MB/s5,0995,94884
    32GB MX OTG-GUARDseq read25MB/s5,0965,1
    3313


    Testowane urządzenia USB3.0 pracujące w trybie USB2.0 pobierały mniej energii, jednak widoczny był efekt mniejszej wydajności interfejsu USB2.0. W prostych platformach dostępnym interfejsem będzie zwykle USB2.0.

    Urządzenia USB 2.0

    Do testów urządzeń USB 2.0 udało się pozyskać zarówno tanie nośniki, gadżety reklamowe, jak również pamięci miniaturowe a także o dużej pojemności oraz o wysokiej prędkości zapisu.



    pendrivestanwyniknapięcie [V]prąd [mA]moc [mW]niepewność [mW]
    4GB elektroda.plidle-5,0956,52883
    4GB elektroda.plseq write3MB/s5,0878,33984
    4GB elektroda.plseq read18MB/s5,0897,74964
    8GB San Disk cruzer fitidle-5,1028,51452
    8GB San Disk cruzer fitseq write4MB/s5,1062,23173
    8GB San Disk cruzer fitseq read16MB/s5,1054,32773
    4GB mat. reklamoweidle-5,0955,02803
    4GB mat. reklamoweseq write1MB/s
    5,0871,53633
    4GB mat. reklamoweseq read5MB/s5,0872,73693
    8GB San Disk cruzer conturilde-5,0939,62022
    8GB San Disk cruzer conturseq write17MB/s5,07126,46415
    8GB San Disk cruzer conturseq read28MB/s5,07
    118,36005
    16GB Adata C802idle-5,0943,82232
    16GB Adata C802seq write4MB/s5,0874,63793
    16GB Adata C802seq read19MB/s5,0793,14724
    4GB Patrot exporterilde-5,0963,63243
    4GB Patrot exporterseq write5MB/s5,08133,86806
    4GB Patrot exporterseq read22MB/s5,08118,96045
    8GB PNYidle-5,09703563
    8GB PNYseq write4MB/s5,0993,64764
    8GB PNYseq read24MB/s5,0993,94784


    Rozrzut pobieranych mocy jest spory, małą moc pobiera miniaturowy pendrive 8GB San Disk cruzer fit, dodatkowo kształt poboru prądu był dość nietypowy w porównaniu z pozostałymi urządzeniami.

    Jaką moc z interfejsu USB pobiera pendrive ?





    Co ciekawe szybszy model 8GB San Disk cruzer contur podczas pracy generował podobne kształty pobieranego prądu. Być może urządzenia posiadają podobny kontroler lecz wyposażone są w różne pamięci.

    Jaką moc z interfejsu USB pobiera pendrive ?





    Wykorzystując pamięć USB w swoim projekcie lub podłączając ją do urządzenia mobilnego trzeba liczyć się z dodatkowym poborem prądu 0.2-0.5W a nawet ~1W, mimo wszystko pendrive może być wygodnym sposobem na proste zwiększenie dostępnej ilości pamięci masowej.

    Pamięci masowe USB to także dyski twarde.

    W materiale "HDD vs SSD - zmierzyliśmy pobór prądu." udało się ustalić, że dyski 2.5" zwykle zadowolą się pojedynczym zasilaniem 5V. Dostępne są dyski z interfejsem USB udostępniające pojemność liczoną w TB to znaczący skok w porównaniu z pendrivami USB, jaka moc potrzebna jest do zasilenia takiej pamięci masowej ?



    HDDstanwyniknapięcie [V]prąd [mA]moc [mW]niepewność [mW]
    500GB WD elementsidle-5,03222,8
    112111
    500GB WD elementsseq write37MB/s4,86678329546
    500GB WD elementsseq read39MB/s
    4,88650317245


    Sprawdzany dysk USB 2.0 pobierał moc ~3W, prąd ~600mA może powodować problemy z wydajnością prądową portu USB, natomiast spadki napięć mogą wywołać niepewną pracę dysku. Jeżeli pokonamy te przeszkody i zapewnimy właściwe warunki pracy dysku, otrzymamy pojemną pamięć masową podłączoną z wykorzystaniem USB np. do systemu opartego o mikrokontroler lub mini komputera. USB 2.0 ograniczy szybkość zapisywania i odczytywania danych na dysk twardy.

    Czy w swoich projektach wykorzystywaliście pamięci masowe podłączone uniwersalnym interfejsem USB,
    czy wolicie np. karty SD lub mniej pojemne pamięci flash np. z interfejsem SPI ?


    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
  • SterControl