RecenzeVyzkoušeli jsme si

Je USB-C akumulátor vhodný do bezdrátů?

S každou novou technologií nutně přilétají také mouchy, které jinak docela dobrý nápad ještě v plenkách dokáží vhodně umístěnými tečkami degradovat někdy až na zavrženíhodnou úroveň. Asi jste si taky před několika lety všimli, že se na trhu začaly objevovat nejprve 9V a posléze i tužkové akumulátory, vybavené nabíjecím USB-C. Neslétlo se na ně tehdy sice obvyklé mračno much, přiletěla ale jedna pořádná: zalomená vybíjecí charakteristika. Jak je to ale dnes?

Jak narovnat hokejku

Pro domácí či kancelářské použití se nejedná o žádnou pohromu a pro běžného uživatele nepředstavuje žádnou změnu: zařízení, opatřené baterkami, dlouho funguje, až najednou fungovat přestane a baterky (tedy nabíjecí akumulátory) se vymění. Drtivá většina domácích spotřebičů nemá indikaci stavu baterie, takže takový průběh ani nikoho nepřekvapí. U lidí naší profese, kteří jsou v divadlech, korporátních eventech, na maturitních plesech a při projevech prezidentů čehokoli, zvyklých úzkostlivě hlídat displeje a opotit se při každé mizející čárce baterky, je ale situace zcela jiná.

Pozvolná vybíjecí charakteristika, jakou mají klasické alkalické baterie i nabíjecí NiMH články, nám dává čas. Čas reagovat s dostatečným předstihem v případě, že „talentu“ dochází baterky v bezdrátovém mikrofonu a hrozí výpadek. Indikace moderních bezdrátů je schopna stav baterie vyhodnocovat průběžně a varovat (podle filozofie výrobce) půl nebo i hodinu před kritickým stavem a vypnutím vysílače – to vše díky pozvolnému vybíjení článků.

U baterií se stejnosměrným step-down měničem, tedy těch nabíjených z USB-C, to ale bývalo jinak. Měnič optimalizuje výstupní napětí tak, aby akumulátor po celou dobu provozu posílal plných 1,5 V a teprve až když nemá odkud brát, baterka se vypne. Potíž je v tom, že se tak stává z ničeho nic: díky optimalizaci napětí indikátor bezdrátového vysílače nemá průběžnou informaci a baterka tak ukazuje do poslední chvíle plný stav… a pak z nenadání „zemře“.

„Hokejka“ - Simulovaná vybíjecí křivka první generace USB-C nabíjecích akumulátorů.
„Hokejka“ – Simulovaná vybíjecí křivka první generace USB-C nabíjecích akumulátorů.

 

Proč se tak děje a jak to celé funguje?

Vnitřní stavba
Uvnitř plastového pouzdra ve tvaru klasické AA baterie jsou dva oddělené články:

1. Lithium-iontový (Li-ion) nebo LiFePO₄ článek – skutečný zdroj energie, typicky 3,7 V

2. Řídicí elektronika (plošňáček) – malý čip zajišťující nabíjení a výstupní konverzi napětí

3. USB-C konektor – zapuštěný do jednoho pólu nebo do bočního výřezu

Princip nabíjení
Přes USB-C vstupuje 5 V z nabíječky → řídicí čip (CC/CV obvod) reguluje nabíjení Li-ion článku na správné napětí a proud, chrání před přetížením a přehřátím.

Princip vybíjení při použití v zařízení
Li-ion článek má napětí ~3,7 V, ale AA slot očekává 1,5 V → integrovaný step-down převodník snižuje napětí na stabilních 1,5 V po celou dobu vybíjení.

 

Tedy, nadpis odstavce by měl být spíš „Proč se tak dělo…„, protože jak se zdá, i tato technologie pokročila s dobou. Z čiré zvědavosti jsem před časem zakoupil nabíjecí USB-C tužkové baterie, abych si sám vyzkoušel, jak strmá ta vybíjecí charakteristika, kterou mi zděšeně popisovali zkušenější kolegové, vlastně je a zda je to skutečně pro zvukařskou praxi tak nepoužitelná věc. Dal jsem za ně něco přes šest stovek a očekával, že skončí v domácím dálkovém ovladači televize, nebo tak něco. K mému překvapení už rychlý test v bezdrátové handce AKG HT450 (používá jednu tužkovou – viz galerie dole) naznačil, že šance na použití v bezdrátových mikrofonech tu přece jenom je. Pravda, tyhle jednoduché bezdráty mají indikaci zbylého provozního času přizpůsobenou použití standardních alkalických baterií, ale i tak byl displej schopen ukázat moment, kdy zbývají 7 (prakticky jen hned po vložení), 5, 4 a 2 hodiny a nakonec i rozsvítit kritickou červenou LEDku (pravda, sedm minut před vypnutím vysílače, což by bylo na rychlé nohy). Nicméně v handce baterka vydržela šest hodin, což považuju za velmi slušný a především v praxi použitelný, výkon.

Ještě lepší zkušenost jsem udělal s USB baterkou v beltpack vysílači Wisycom MTP41. Tento malý jednobateriový kousek představuje technologickou špičku mezi bezdrátovými mikrofony, takže jej výrobce opatřil nastavením vybíjecích profilů pro různé typy baterií, což se nám hodí. Testovaná USB baterie v něm na 50 mW vydržela přes pět hodin (viz graf dole) a indikace vybíjení baterie dávala poměrně relevantní údaje. Pravda, posledních patnáct minut od rozblikání varovné LED indikace je docela sešup, ale indikátor baterie ukazoval prázdné bříško už tři čtvrtě hodiny předem, což považuju za naprosto dostatečné například i pro náročný divadelní provoz. V následujícím grafu se ostatně můžete podívat na křivku tak, jak jsem ji odečetl z indikace stavu baterie beltpacku.

Reálná vybíjecí křivka testovaného USB-C akumulátoru tak, jak jsem hodnoty odečetl z indikátoru na Wisycom MTP41.
Reálná vybíjecí křivka testovaného USB-C akumulátoru tak, jak jsem hodnoty odečetl z indikátoru na Wisycom MTP41.

 

Jak je to tedy s použitím USB-C nabíjecích akumulátorů ve zvukařské praxi?

Samozřejmě můžete namítnout, že oproti řešení s klasickými akumulátory má tato technologie také další nevýhodu: kvůli místu pro elektroniku a konektor bývá skutečná kapacita nižší než u klasické NiMH baterie, typicky jen 1 000–1 500 mAh, zatímco NiMH dává až 2 500 mAh. To je samozřejmě pravda, ale pokud bych měl vycházet ze srovnání s NiMH články LADDA 2450 mAh, které normálně pro HT450 používám, udržely testované akumulátory v provozu jen o něco málo méně (o necelou hodinu). Mimochodem, legrační je, že výrobce u nich šikovně udává kapacitu 2 600 mWh, což by na první pohled mohlo vypadat jako podobné číslo – ovšem nejedná se o stejnou jednotku (2 600 mWh = 702 mAh). Jestli je to záměr pro zmatení nakupujícího, nebo náhoda, těžko říct.

Každopádně z mého pohledu výhoda nabíjení standardizovaným USB-C jednoznačně převyšuje i případnou nevýhodu nižší kapacity, protože USB-C nabíječku máme obvykle k dispozici pro naše telefony a notebooky (díky EU) prakticky kdekoliv. Samozřejmě všechna pro a proti konkrétně pro vaši práci si budete muset zvážit sami – já jsem rád, že jsem si tuhle vychytávku pořídil. Jak to bude s dlouhověkostí tohoto řešení, vám ovšem teď neřeknu: čas ukáže.

 

Dodatek:

Od napsání článku jsem baterky testoval i v dalších bezdrátech, tady jsou doplňující výsledky:

  • AKG HT450 @50mW (jedna AA): Výdrž 6h, od úbytku 1. hodiny ukazatele do vypnutí 60 minut
  • Wisycom MTP41S @50mW (jedna AA): Výdrž 5h, pozvolný úbytek viz graf nahoře (vybíjecí profil NiMH)
  • Electro-Voice RE3@50mW (dvě AA): Výdrž 10,5h, od úbytku 1. čárky do vypnutí 10 minut
  • Wisycom MTH610@100mW (dvě AA): Výdrž 7,5h, postupný odpočet (vybíjecí profil Eneloop)

 


Galerie:

„Červená“ se na MH450 rozsvítila asi 7 minut před vypnutím vysílače. Voltmetr v tu chvíli ukazoval napětí 1,15V.
„Červená“ se na AKG MH450 rozsvítila asi 7 minut před vypnutím vysílače. Voltmetr v tu chvíli ukazoval napětí 1,15V.

 

„Červená“ se na MH450 rozsvítila asi 7 minut před vypnutím vysílače. Voltmetr v tu chvíli ukazoval napětí 1,15V.
I tady je už vidět „Červená“ v odraze na stole.
Asi to není nijak překvapivé, ale při nabíjení není zařízení možné provozovat současně.
Asi to není nijak překvapivé, ale při nabíjení není zařízení možné provozovat současně.
Na indikátoru Wisycom MTP41 vidíte, že zdaleka neukazuje do poslední chvíle plný stav tak, jak tomu bývalo u první generace USB-C nabíjecích baterií.
Na indikátoru Wisycom MTP41 vidíte, že zdaleka neukazuje do poslední chvíle plný stav tak, jak tomu bývalo u první generace USB-C nabíjecích baterií.

Leave a Reply