Como diz o título, qual é a saída de energia de uma porta USB?
É um valor padrão, ou pode mudar dependendo do fabricante/modelo, e assim por diante?
Se esse valor não é padrão, como se pode determiná-lo?
Como indicado em Wikipedia
As especificações USB 1.x e 2.0 fornecem uma alimentação de 5 V num único fio para alimentar dispositivos USB ligados.
Uma unidade de carga é definida como 100 mA no USB 2.0, e 150 mA no USB 3.0. Um dispositivo pode tirar um máximo de 5 unidades de carga (500 mA) de uma porta em USB 2.0; 6 (900 mA) em USB 3.0.
Como a energia é igual à corrente vezes a tensão, basta multiplicar 5V pela corrente que o dispositivo está a tirar da porta.
Nota: também existe uma convenção para carregar dispositivos. Estes tipos de portas permitem correntes até 1,5 A (também usando 5V). No entanto, a porta USB é classificada para suportar correntes até 5 A - assim alguns fabricantes podem sair das especificações e oferecer uma corrente máxima superior.
Existem adaptadores de energia USB no mercado que indicam explicitamente “adaptador de 10W”. Como o USB é 5V o resultado de 10W é 2A = 2000 mA. O efeito líquido é que os dispositivos ligados a este adaptador carregam a sua bateria 4 vezes mais rapidamente do que com uma porta USB “normal” de 500 mA.
Utilizei a aplicação gratuita “Battery Doctor” para determinar a quantidade de amperagem que o porto de carga usb está a oferecer. Eu uso a palavra offering intencionalmente, uma vez que cada dispositivo tem uma quantidade máxima de amperagem que irá receber independentemente do que é oferecido.
Eu descobri que a minha porta 3.0 no meu portátil hp inveja, que tem um relâmpago ao lado oferece 1.5 amps (1500mA), enquanto o 2.0 usb oferece apenas 0.5 amps (500mA).
Embora alguns fóruns tenham afirmado que não é possível para uma aplicação determinar a quantidade de amps oferecidos a um dispositivo, a aplicação Battery Doctor afirma claramente os amps oferecidos com precisão e imediatamente no meu ipad (embora só possa exibir até ao máximo permitido pelo dispositivo - ainda não experimentei isto). Eu testei a aplicação com um carregador de parede de 1,8 amperes e um banco de energia de 2,1 amperes, e ambos estão marcados como tal no carregador. As leituras da amperagem são mostradas com precisão e imediatamente na aplicação.
A energia que deve ser fornecida por uma porta USB é definida na secção 7.2.1 das especificações USB 2.0.
Para arrancar, o fornecimento de energia é definido em “unidades de carga”. Para USB 2.0 uma unidade é 100 mA, e para USB 3.x uma unidade é 150 mA.
A norma USB define duas classes de portas USB, “portas de alta potência” e “portas de baixa potência”
As especificações dizem, página 171:
“Os sistemas que obtêm energia operacional externamente, quer CA ou CC, devem fornecer pelo menos cinco unidades de carga a cada porta. Tais portas são chamadas portas de alta potência”
Assim, se tiver um PC de secretária ou um portátil ligado a uma tomada AC, cada porta USB DEVE fornecer 500 ou 900 mA de corrente. Tenha em atenção a língua, “pelo menos”. Portanto, pode ser mais, a menos que uma funcionalidade de sobrecorrente OPTATIVA seja suportada em hardware. Por exemplo, um PC de secretária comum em modo de repouso deriva a alimentação VBUS da calha +5VSB da sua PSU, que é capaz de fornecer pelo menos 2 A de corrente. Ou mais, que é especificado em particular PSU.
Por exemplo, se um gadget Raspberry Pi3 obtém a sua energia de um adaptador AC-DC a partir de uma corrente AC de parede, ele deve fornecer pelo menos 500 mA por cada (de 4) portas. Infelizmente, não o faz, e por isso não é compatível com USB.
No entanto, se um host USB for um dispositivo alimentado por bateria (como um leitor de MP3 ou smartphone), este pode ser declarado pelo fabricante como “host de baixa potência”, e a porta USB pode ser limitada pelo design para fornecer apenas 100/150 mA. Este limite é muito inconveniente para os clientes e raramente é aplicado.
Se um sistema USB (host ou hub) for declarado como host normal, as portas são testadas de acordo com as especificações de teste USB-IF, usando testers especializados de portas USB . O testador ou aplica uma carga igual a 5 unidades e verifica se a queda de tensão não excede as especificações (5% ou 10% de margem), ou aplica uma carga crescente por degrau e determina em que ponto o circuito (opcional) de sobrecorrente dispara.
Em condições domésticas a capacidade da porta pode ser verificada aplicando uma grande resistência de 10 Ohm (ou 5,5 Ohm se USB 3.x) a um cabo descascado. Ou utilizando uma carga variável dedicada encontrada no e-Bay.
Os requisitos para o fornecimento de energia de uma porta USB normal não devem ser confundidos com os requisitos para DISPOSITIVOS USB: Os dispositivos USB NÃO devem levar mais do que uma unidade de carga até o anfitrião completar a contagem do dispositivo. Os hospedeiros USB devem manter um registo da energia consumida declarada pelos dispositivos anexados. Durante a enumeração, um anfitrião lê os requisitos de potência obrigatórios do dispositivo no seu descritor e, se o anfitrião acreditar que as suas capacidades de potência estão esgotadas ao máximo, pode recusar a ligação.
USB 2.0 = 5V x 0.5a(500ma) = 2.5W
USB 3.0 = 5V x 0.9a(900ma) = 4.5W
500ma e 900ma é a corrente máxima que uma porta normal de especificação tomará (veja outras respostas para exceções). Este artigo da Wikipedia tem uma bela tabela de potência usb.