Raspberry Pi 4 Model B-enheter inför USB-typ C Strömproblem har några enkla lösningar trots uppenbara designfel

Raspberry Pi Foundation lanserade nyligen den fjärde iterationen av sin oerhört populära enkortsdator, Raspberry Pi 4 Model B. Strax efter, misslyckades flera enheter som köpts av ivriga köpare genom USB Type C-porten. Stiftelsen genomförde snabbt sin egen interna utredning och har bekräftat att dess helt nya Raspberry Pi 4 Model B har problem med att vissa USB-typ C-kablar inte laddar enkortdator. Köpare har varit ganska högljudda om det konstiga problemet som verkar vara ett hårdvarufel. Medan problemet ligger i hur hårdvaran är utformad finns det några enkla och effektiva lösningar.

Raspberry Pi Foundation har öppet erkänt att den nyligen släppta Raspberry Pi 4 inte fungerar när den drivs med vissa USB Type C-kablar. Den prisvärda enbordsdatorn är det överlägset mest populära valet för utvecklare som arbetar på Internet of Things (IoT) -projekt. Förutom flera nya och förbättrade hårdvarualement, inklusive bättre processor, dubbla mikro-HDMI-utportar och upp till 4 GB RAM, är Raspberry Pi 4 Model B det första Pi-kortet som använder ett USB-C-uttag. För övrigt har den nya iterationen inte en dedikerad strömförsörjningsport och måste helt bero på USB Type C-port. Med andra ord är den fjärde upplagan av Raspberry Pi den första som innehåller en USB-C-port som kan leverera ström till den.

Flera användare och tidiga användare av Raspberry Pi 4 Model B insåg snabbt att vissa typer av USB Type C-kablar helt enkelt misslyckas med att driva på en enda kortdator. För övrigt har många användare starkt hävdat att alla USB Type C-kablar som har förmåga att leverera ström samt överföra data borde ha fungerat med den nya Raspberry Pi 4 Model B om Raspberry Pi Foundation helt enkelt hade följt USB-C-specifikationen korrekt och grundligt. Med andra ord verkar fundamentet ha missat några enkla men kritiska designkodar och protokoll som skulle ha säkerställt USB Type C-porten på den nya modellen accepterad strömförsörjning från alla kompatibla kablar.

Varför kan inte den nya Raspberry Pi 4 Model B ta emot ström från vissa USB-typ C-kablar?

Det konstiga problemet rapporterades först av Liliputing, en plattform som regelbundet testar enskilda kretskortdatorer. Efter inflödet av flera rapporter om vissa USB Type C-kablar som inte fungerar med Raspberry Pi 4 Model B, erkände Raspberry Pi-grundare Eben Upton problemet och försökte ge en förklaring om fenomenet.

Enligt Upton får den nya Raspberry Pi 4 inte ström när den används med elektroniskt märkta eller e-märkta USB-C-kablar. Dessa nya generationens kablar används vanligtvis av Apple MacBooks och andra bärbara datorer. Det behöver inte läggas till att dessa kablar har utformats speciellt med säkerhet som en viktig fråga. De har inbyggt skydd som förhindrar flödet av elektricitet om det inte finns någon överensstämmelse mellan leverans och acceptans av ström. Med andra ord är kablarna tillräckligt smarta för att först upprätta en gemensam standard för strömförsörjning och först därefter tillåta ström att strömma.

På tal om problemet sa Upton, ”En smart laddare med en e-märkt kabel kommer felaktigt att identifiera Raspberry Pi 4 som ett ljudadaptertillbehör och vägrar att ge ström. Jag förväntar mig att detta kommer att åtgärdas i en framtida styrelsearbete, men för tillfället måste användare använda en av de föreslagna lösningarna. Det är förvånande att detta inte dykt upp i vårt (ganska omfattande) fältprovningsprogram. ”

Benson Leung, en Google Chrome OS-ingenjör, har länge kämpat för en strängare och mer enhetlig test- och godkännandestandard för USB Type C-kablar och laddare. USB Type C är relativt en ny standard eller port för leverans av data och ström. Det är snabbare, effektivt och kan leverera en stor mängd ström jämfört med sin föregångare, mikro-USB-porten. Micro USB-porten har dock varit inaktiv, kommersiell användning under lång tid, och därför finns det väletablerade standarder för detsamma.

Leung hävdar att Raspberry Pi-ingenjörer gjorde ett "vanligt USB-C-hårdvarudesignfel". På grund av konstruktionsfel i den nya en-kort-datorn gör helt enkelt en hel del USB Type C-kablar oförmögna att leverera ström. Som nämnts tidigare, om Raspberry Pi 4 felaktigt identifieras som ett tillbehör för ljudadapter, kommer även kompatibla USB-C-laddare att leverera noll volt istället för de 5 volt som behövs av en enda kortdator.

Leung har länge kritiserat Raspberry Pi-tillverkare för att de till synes misslyckats med att ha gjort tillräckliga tester. Han förklarar att ur ett tekniskt perspektiv definierar USB-C-specifikationen två stift som kallas CC1 och CC2 för att ansluta till eluttaget på ett specifikt sätt. Raspberry Pi-designers avviker tydligen från det på två kritiska sätt.

”Det första är att de själva konstruerade den här kretsen, kanske försökte göra något smart med detektering av strömnivå, men misslyckades med att göra det rätt. Istället för att försöka komma på en smart krets bör hårdvarudesigners helt enkelt kopiera figuren från USB-C Spec exakt. Det andra misstaget är att de faktiskt inte testade sin Pi 4-design med avancerade kablar. Jag förstår det, USB-C-kabelsituationen är förvirrande och rörig och jag har täckt det i detalj att det finns många olika kablar. ”

Hur driver jag den nya Raspberry Pi 4 modell B med någon USB-typ C-kabel?

Även om de nya modellerna av Raspberry Pi 4 Model B vanligtvis vägrar att drivas av några moderna USB Type C-kablar, finns det några enkla lösningar. Raspberry Pi 4-ägare måste använda USB-C-kablar som inte är märkta. Dessa kablar levereras med de flesta smarttelefonladdare. Den andra enkla metoden för att driva den nya Raspberry Pi 4 via USB Type C-port är att använda äldre laddare med A-C-kablar eller mikro-USB till Type C-adaptrar. I grund och botten kan vilken gammal elleveransmetod som helst fungera så länge den kan leverera 5,1 volt och 3 ampere.

Förresten finns det väldigt få gamla AC-laddare med förmåga att leverera 5,1 volt och 3 ampere. Flera moderna laddare kan dock leverera mycket mer kraft på grund av nyare standard för snabb laddning. Med andra ord är det ett praktiskt alternativ att kombinera en ny smartphone-laddare med en gammal USB Type C-kabel. Det mest uppenbara, pålitliga och rekommenderade alternativet är att köpa den officiella Raspberry Pi 4-strömförsörjningen. Men på $ 8 eller £ 8 är det verkligen inte ett billigt alternativ.