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In den letzten zwei, drei Jahren gab es technische Entwicklungen, die einen neuen Blick auf Stromversorgung per USB lohnen. Über die Suche war dazu nichts Aktuelles zu finden. Fürs Kinderzimmer sind 9V aus einer Lithium Ionen Powerbank natürlich nicht sinnvoll, aber bei ausgereiften Modellen wäre es eine Option für die mobile Stromversorgung. Powerbanks sind im Haushalt ja oft schon vorhanden.

Jeder kennt USB A-Anschlüsse mit ihren 5V und 1-2A. Über ein passendes Adapterkabel lassen sich die FT kompatiblen 9V erzeugen, meist mit einer maximalen Leistung von 5-10W.

Angetrieben durch Smartphones mit immer größeren Displays und Stromverbräuchen wurden verschiedene Techniken und Protokolle für schnelleres Laden entwickelt. Leider waren sie oft nicht kompatibel zueinander. Hier kommen USB C und Power Delivery (PD) ins Spiel. Über das herstellerübergreifende Power Delivery Protokoll handeln geeignete Stromquellen und Verbraucher Spannung und maximale Stromstärke aus. Dazu müssen sie über USB C verbunden sein. Neben den traditionellen 5V gibt es 9, 12, 15 und 20V mit bis zu 5A. Viele Powerbanks ab 25 Euro können 18W bereitstellen, z.B. als 9V/2A. Leistungsfähige Powerbanks (und Netzteile) liefern 45 bis 60W. Angetrieben durch GaN-Technik gibt es inzwischen sehr kleine Netzteile mit 20-30W oder etwas größere mit bis zu 100W. Stationäre oder mobile Stromversorgung per USB C hat sich schnell etabliert.

Das fehlende Verbindungsstück in die FT Welt gibt es für kleines Geld von chinesischen Herstellern. Über USB PD Trigger Module lassen sich an einer USB C Stromquelle PD unfähige Geräte betreiben, sofern sie eine im PD Protokoll vorgesehene Spannung verwenden, z.B. viele Hohlsteckergeräte oder eben FT. Das Modul übernimmt das Aushandeln der passenden Spannung. Der Verbraucher merkt es gar nicht.

Zwei Bauformen eignen sich für FT. Ab 5 Euro sind auf ebay Kabel "USB C auf 5,5mm Hohlstecker" erhältlich. Im USB C Stecker ist ein kleiner IC fürs Aushandeln. Beim Kauf entscheidet man sich für die benötigte Spannung. Der Hohlstecker lässt sich durch FT Stecker ersetzen.

Weiterhin gibt es kleine Platinen, entweder mit einem Minischalter zur Spannungsauswahl oder in noch kleinerer Bauform mit fester Spannung. Das 9V Modul auf den Bildern ist nur 11x18mm groß und passt einigermaßen ins BS30 Format. Wo noch etwas Platz war wurden Nuten zum Anschluss an die FT Welt platziert. Die Herstellung per 3D Druck ist aufwändiger als ein Kabelumbau, der Platzbedarf entsprechend geringer.

Hallo Bello,

sehr interessant, vielen Dank für die ausführliche Dokumentation.

Hast Du noch konkrete Links oder Bauteilbezeichnungen zu dem verbauten Modul? Wie belastbar sind die (real) und was machen die bei Überlast?

vg
Jan

Das Modul auf den Bildern ist bei Amazon als "Power-Trigger-Modul - USB-C PDC004 PD" gelistet. Über eine winzige Lötbrücke kann man zwischen 9 und 12V wechseln. Ich hatte bei Aliexpress die 9V Variante bestellt. ZY12PDN ist bei den schaltbaren Modulen eine Art Standard und wird in Varianten für die Ausgangsseite angeboten. Auf Youtube findet man zahlreiche ZY12PDN Bastelprojekte.

Zu Belastbarkeit, Überlastschutz und Verhalten im Überlastfall habe ich keine Informationen. Einige Beschreibungstexte weisen darauf hin, dass laut PD Spezifikation 5A nur über herstellerseitig kodierte Kabel möglich sind. Zwar richtig, aber kein Erkenntnisgewinn zu den Moduleigenschaften. Ein seit einem Jahr für ein altes Lenovo Notebook (20V/3A) verwendeter ZY12PDN arbeitet unauffällig. Andererseits verrichtet das Notebook nur leichte Arbeiten und sein Akku würde wahrscheinlich kaschieren, wenn das Modul bei kurzzeitiger Last schwächelt.

So ganz verstehe ich ja nicht, wie man das ZY12PDN normalerweise nutzen soll. Da schließt man auf der einen Seite USB-C als Quelle an und auf der anderen Seite USB-A als Senke. Und wenn der USB-A-Teil kein PD spricht, dann übernimmt das das Modul, fragt 9 oder gar 12V an und legt die auf den USB-A-Anschluss. Und dann hofft man, dass das Zielgerät, obwohl es kein PD kennt trotzdem mit 9 oder gar 12V klarkommt? Das klingt mir ja irgendwie riskant. Auf PC-Seite nutzt Du dann was? Wieder USB-C? Also vom ZY12PDN zum PC ein USB-A -> USB-C-Kabel?

Wie bist Du drauf gekommen, dass Du das mit Deinem Computer machen kannst? Ich würde ja annehmen, dass es einen Grund hat, dass der nicht von sich aus behauptet mit 9 oder 12V klar zu kommen.

Der ZY12PDN ist nur der Vollständigkeit halber erwähnt. Seine als USB A ausgeführte Senke wird bei vielen Bastelprojekten nur als mechanisch stabile Anschlussmöglichkeit für ein zweiadriges Kabel verwendet. Die darüber mit Strom versorgten Geräte sind meist älter und ohne USB (Strom)Anschluss. Die von der Stromquelle angeforderte Spannung wird ausschließlich über den Minischalter gewählt und über eine Multicolor LED signalisiert. Die USB A Senke bleibt bei der Spannungsfestlegung außen vor, egal was daran angeschlossen ist. Das Lenovo Notebook erwartet 20V per Hohlstecker. Bei nomadischem Einsatz wird manchmal eine Powerbank per ZY12PDN angeschlossen. Er ist fest auf 20V eingestellt, mit entsprechendem Gehäuseaufdruck. In der blauen Box sind ZY12PDN für die anderen PD Spannungen und Adapterstecker für die in unserem Haushalt vorhandenen Veteranen, vor allem Kleingeräte mit geringen Einsatzzeiten.