Jack Type-C cái và điện trở 5,1 kΩ ở CC1, CC2: vì sao cắm sạc Type-C không lên nguồn

Jack Type-C cái để hở CC1, CC2 thì sạc có cổng ra Type-C không cấp điện. Bài giải thích sơ đồ chân đầu cái, cách nguồn nhận ra thiết bị, cách gắn hai điện trở 5,1 kΩ và bảng tra lỗi thường gặp.

Một lỗi rất hay gặp khi tự làm mạch có cổng Type-C: cắm bằng cáp USB-A sang Type-C thì mạch chạy bình thường, đổi sang sạc điện thoại đời mới với cáp Type-C sang Type-C thì mạch không có điện. Jack không hỏng, sạc cũng không hỏng. Nguyên nhân nằm ở hai chân CC1 và CC2 của jack Type-C cái.

Bài này giải thích sơ đồ chân jack Type-C cái, cách nguồn Type-C nhận ra thiết bị, cách gắn hai điện trở 5,1 kΩ vào CC1, CC2 và bảng tra lỗi thường gặp.

1. Jack Type-C cái và hai chân CC

Jack Type-C cái là cổng nằm trên thiết bị, nơi cắm đầu cáp vào. Loại dùng cho mạch tự làm thường là đầu cái 16 chân, đưa ra nguồn, cặp dữ liệu D+ D− và hai chân cấu hình CC1 (chân A5), CC2 (chân B5).

Khác với VBUS, GND và D+ D−, hai chân CC không được nối chung với nhau. Cáp Type-C chỉ có một dây CC; tùy chiều cắm, dây này chạm vào CC1 hoặc CC2 của jack.

2. Nguồn Type-C nhận ra thiết bị như thế nào

Cổng USB-A lúc nào cũng có 5 V. Cổng ra Type-C của sạc, pin dự phòng, máy tính thì để VBUS ở trạng thái tắt cho tới khi chắc chắn có thiết bị cắm vào. Việc nhận biết diễn ra trên chân CC:

1. Nguồn kéo chân CC của nó lên qua một điện trở (gọi là Rp) và theo dõi điện áp trên chân này.
2. Thiết bị nhận nguồn kéo CC xuống GND qua điện trở 5,1 kΩ (gọi là Rd). Hai điện trở tạo thành cầu phân áp, điện áp trên CC tụt xuống một mức xác định.
3. Nguồn thấy mức điện áp đó, hiểu là có thiết bị và đóng khóa đưa 5 V ra VBUS.

Jack Type-C cái để hở hai chân CC nghĩa là bước 2 không xảy ra, nguồn coi như chưa có gì cắm vào và không cấp điện.

Giá trị Rp của nguồn còn cho thiết bị biết được phép lấy dòng bao nhiêu. Với Rd 5,1 kΩ, điện áp đo được trên chân CC đang nối với cáp vào khoảng:

Mạch có vi điều khiển có thể đọc điện áp này bằng một chân ADC để biết nguồn cho phép kéo tới 1,5 A hay 3 A. Cách đọc ADC trên ESP32 có trong bài đọc ADC trên ESP32 và đo điện áp pin 18650.

3. Vì sao cáp USB-A sang Type-C vẫn có điện

Với cáp USB-A sang Type-C, nguồn là cổng USB-A nên VBUS luôn có 5 V, không có khóa nào chờ tín hiệu CC. Điện trở 56 kΩ nằm trong đầu Type-C của cáp chỉ để báo mức dòng cho thiết bị. Vì vậy jack Type-C cái không có điện trở ở CC vẫn chạy với loại cáp này, và lỗi chỉ lộ ra khi người dùng đổi sang sạc có cổng ra Type-C.

4. Cách gắn hai điện trở 5,1 kΩ vào CC1 và CC2

• Dùng hai điện trở: một từ CC1 xuống GND, một từ CC2 xuống GND. Như vậy cắm chiều nào nguồn cũng thấy 5,1 kΩ.
• Không nối chung CC1 với CC2 rồi dùng một điện trở. Cáp có chip nhận dạng (cáp dòng lớn, cáp sạc laptop) kéo chân CC còn lại xuống bằng một điện trở khác nằm trong cáp; khi hai chân bị nối chung, nguồn đo ra giá trị sai và không cấp điện.
• Điện trở 5,1 kΩ loại thường, sai số 1% hoặc 5%, công suất nhỏ là đủ vì dòng qua nó chưa tới 1 mA.
• Gắn điện trở càng gần jack càng tốt; có thể hàn ngay trên pad của mạch ra chân.

Cần jack đưa cả hai chân CC ra ngoài: jack Type-C cái 6 chân chưa hàn dây, mạch ra chân Type-C gắn panel bản 6 pad, hoặc jack gắn vỏ hộp loại 6 dây kiểu tròn có nắp và oval.

Một số mạch ra chân có sẵn vị trí hàn điện trở dán, in ký hiệu R1, R2. Trước khi gắn thêm, hãy đo điện trở giữa pad CC1 với G và giữa CC2 với G: đồng hồ chỉ khoảng 5,1 kΩ nghĩa là mạch đã có sẵn điện trở, chỉ hở mạch mới cần gắn.

5. Kiểm tra sau khi gắn

1. Chưa cắm cáp, đo điện trở CC1 với GND và CC2 với GND: cả hai phải xấp xỉ 5,1 kΩ.
2. Cắm sạc có cổng ra Type-C bằng cáp Type-C sang Type-C, đo VBUS so với GND: phải có 5 V.
3. Rút ra, lật đầu cắm 180 độ, cắm lại và đo lần nữa. Có 5 V ở cả hai chiều mới là đạt.
4. Thử thêm với một cáp sạc laptop hoặc cáp ghi 5 A nếu có, để kiểm tra trường hợp cáp có chip nhận dạng.

6. Bảng tra lỗi thường gặp

7. Kích thước jack Type-C cái chưa hàn dây

Theo ảnh sản phẩm, jack Type-C cái 4 chân chưa hàn dây dài khoảng 14,6 mm tính cả mạch, mạch rộng 9,8 mm và phần mạch nhô ra sau đầu cái 5,8 mm. Mạch ra chân gắn panel có tấm gắn dài 20,1 mm, lỗ vít 2,1 mm.

8. Câu hỏi thường gặp

Dùng điện trở 4,7 kΩ hoặc 5,6 kΩ thay 5,1 kΩ được không?

Chuẩn quy định 5,1 kΩ. Hai giá trị kia nằm sát mép dung sai cho phép: thường vẫn chạy nhưng không còn dư cho sai số của chính điện trở. Nên dùng đúng 5,1 kΩ.

Jack Type-C 2 dây đã gắn vào hộp rồi, có cách nào dùng với sạc Type-C không?

Thử trước bằng cáp Type-C sang Type-C: nếu có 5 V thì trong jack đã có sẵn điện trở. Nếu không, dùng cáp USB-A sang Type-C, hoặc thay bằng jack 6 dây và gắn hai điện trở.

Có cần điện trở CC khi mạch chỉ lấy vài chục mA?

Có. Nguồn Type-C không quan tâm mạch lấy dòng nhiều hay ít; không thấy 5,1 kΩ thì không cấp điện.

Muốn lấy 9 V, 12 V hoặc 20 V từ sạc PD thì làm thế nào?

Hai điện trở 5,1 kΩ chỉ cho 5 V. Để yêu cầu điện áp cao hơn, mạch cần một IC hoặc module giao tiếp PD nối vào CC1 và CC2, và jack phải là loại đưa ra đủ hai chân CC.

Jack Type-C cái làm cổng ra để sạc điện thoại thì gắn điện trở nào?

Khi đó jack đóng vai nguồn, không dùng 5,1 kΩ kéo xuống. Mỗi chân CC cần một điện trở kéo lên 5 V, ví dụ 56 kΩ cho mức dòng mặc định. Cổng nguồn đúng chuẩn còn phải chỉ đóng VBUS khi phát hiện thiết bị, nên với sản phẩm hoàn chỉnh nên dùng IC điều khiển cổng nguồn Type-C.

Các mẫu jack Type-C cái nằm trong nhóm jack Type-C của PYWORLD. Cần tư vấn chọn loại có đủ CC1, CC2 cho mạch đang làm, liên hệ qua số 0915703319.