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USB4-Spezifikation bzgl. Bereichen von Spannung/Stromstärke ...

-frank- / 17 Antworten / Baumansicht Nickles

Hallo,

ich habe Probleme, ein externes USB-SSD-HardwareRAID-Gerät an meinem PC (Geekom XT12pro) unter Win11 laufen zu lassen, wenn ich zusätzlich zum USB4-Kabel des RAID nicht noch eine zusätzliche Stromversorgung anschließe.

Das RAID zieht sowohl übers USB-Kabel Strom als auch vom Netzteil, wenn letzteres angeschlossen ist.

Der RAID-Hersteller meint, es ginge bei USB3.2Gen2x2 auch ohne zusätzliche Stromversorgung (also Strom übers USB-Kabel) und dass das auch bei USB4 gehen müsste.

Das Problem könnte also daher rühren, dass der USB4-Port des PC nicht genug Leistung hat. Das Soll für USB4 ist bekanntlich 5V/3A.

Ich messe mit einem Lastwiderstand folgenden Abfall der Versorgungsspannung während des Betrieb des PC:

0A -> 5.18V  

0.4A -> 5.12V

0.8A -> 5.06 V

1.2A -> 4.97 V

1.6A -> 4.83 V

2.0 A -> 4.75 V

2.4A -> 4.66 V

2.5A werden nicht mehr erreicht (Spannung fällt wohl unter 4V und damit arbeitet der Lastwiderstand mit LED-Display nicht mehr, weil off-spec unter 4V)

Jetzt frage ich mich, welcher Spannungsbereich für den Betrieb von USB4 oder USB3.2 eigentlich zulässig ist (sprich in welchem Spannungsbereich mein USB-Gerät eigentlich funktionieren "muss").

Wären z.B. 4,66V noch zulässig (statt 5.00V), könnte ich ja immerhin 2.4A abnehmen.

Ich benötige vermutlich fürs RAID max 1.6A, wenn ich mit max. Geschwindigkeit lese+schreibe. Genau kann ich das leider nicht sagen, da ich in das HighSpeed-20GBit/s-Datenkabel kein Messgerät einbinden kann ohne den Datendurchsatz erheblich zu reduzieren. in dem Fall wäre also interessant, ob 4.83V für den Betrieb ausreichen...

Das Problem habe ich mit zwei verschiedenen RAID desselben Herstellers, es ist also unwahrscheinlich, dass beide gleichermaßen kaputt sind.

Da das Gerät auch für USB3.2 Gen2x2 spezifiziert ist, hätte ich dieselbe Frage auch für USB3.2 Gen2x2, vielleicht ist da ja eine niedrigere Leistung des Port zulässig...

Vielen Dank für Eure Hilfe!

P.S.

Auch, wenn nicht wirklich relevant:

(1)

Interessant könnte ferner sein, dass der USB4-Port bei ausgeschaltetem (!) PC bei obigen Stromstärken die selben Spannungen liefert.

(2)

An den USB3.2 Gen2x1-Ports des PC (die bzgl. Kompatibilität auch zulässig wären) messe ich nur geringfügig weniger als am USB4-Port:

0A -> 5.06V  

0.4A -> 4.98V

0.8A -> 4.92 V

1.2A -> 4.87 V

1.6A -> 4.82 V

2.0 A -> 4.77 V

2.4A -> 4.70 V

Da läuft das Hardware-RAID aber auch nicht einwandfrei (so lange ich nicht zusätzlich Strom zuführe).

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hatterchen1 -frank- „USB4-Spezifikation bzgl. Bereichen von Spannung/Stromstärke ...“
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Hi,
mir erschließt es sich nicht so richtig, auf was du hinaus möchtest.

Der RAID-Hersteller meint, es ginge bei USB3.2Gen2x2 auch ohne zusätzliche Stromversorgung (also Strom übers USB-Kabel) und dass das auch bei USB4 gehen müsste.

So weit dessen Theorie. Deine aufwändigen Messungen zeigen aber das Gegenteil, dass ist die Praxis.
Die Stromversorgung über USB hatte schon immer ihre Tücken. Wenn es nicht zufriedenstellend funktioniert, nimmt man eine externe Versorgung dazu. Hast du ja auch schon ausprobiert und dann funktioniert es.
Also ist doch alles gut und du bist damit auf der sicheren Seite.

Übrigens haben sowohl der PC, als auch das RAID ihre Toleranzen, liegt der PC am Minimum und das RAID am Maximum der Stromabgabe/aufnahme, kann es schon zu solchen Problemen kommen.

Der RAID-Hersteller meint, 

Garantieren wird der das aber nicht.

Also guten Rutsch in`s neue Jahr.

Gruß

h1

Gestottertes Wissen ist besser als eloquente Dummheit. Marcus Tullius Cicero (106 - 43 v.Chr.Rom) Staatsmann und Philosoph
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-frank- hatterchen1 „Hi, mir erschließt es sich nicht so richtig, auf was du hinaus möchtest. So weit dessen Theorie. Deine aufwändigen ...“
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Hallo "hatterchen1":

Frohes Neues Jahr!

Mein Ziel ist ohne zusätzliche Netzteile auszukommen, da diese beim Ein- und Ausschalten des PC i.d.R. eingeschaltet bleiben und ich separates Rausziehen der NEtzteile lästig finde - insbesondere, wenn man mehrer von diesen USB-Geräten hat.

Offensichtlich leistet der USB4-Port des (neuen) PC nicht das, was der Hersteller angibt (keine 5V bei 3A). Da wäre noch Wandlung möglich. I würde das aber nur in Betracht ziehen, wenn es bei dem Problem etwas helfen würde ... ich vermute, dass das USB-Gerät eigentlich mit den ca. 1,5A auskommen müsste, kann es aber leider nicht messen, weil ich nichti ns 20GBit-Kabel "rein"/"zwischen" komme ohne den Datendurchsatz zu verringern. Daher meine Frage nach den Spec für USB4 und USB3.2Gen2x2 (reichen 4,7 Volt bei 2,4A noch oder ist das zu weit von 5V entfernt...).

Der RAID-Hersteller garantiert schon, dass das RAID-Gerät mit 5V/3A-Anschluss funktionieren wird ohne dass man ein externes Netzteil braucht. Darum geht es ja...

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andy11 -frank- „Hallo hatterchen1 : Frohes Neues Jahr! Mein Ziel ist ohne zusätzliche Netzteile auszukommen, da diese beim Ein- und ...“
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Das Netzteil deines PC's bleibt auch eingeschaltet.

Steckerleiste mit Schalter kaufen oder?... Eigenbau.

Schätze mal wieviele Geräte in deinem Haushalt

dauerhaft am Netz hängen. Wird dich überraschen. A

Entweder helfen (koennen!!!) oder Klappe halten! Viel hilfreicher waere es, wenn du dich nicht in die Threads einmischen wuerdest.
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hjb andy11 „Das Netzteil deines PC s bleibt auch eingeschaltet. Steckerleiste mit Schalter kaufen oder?... Eigenbau. Schätze mal ...“
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Eine Scheibe Wurst weniger morgens aufs Brot legen - und schon hat man die Stromkosten von mehreren USB-Geräten wieder raus!

Man kann sich auch totsparen!

Nur wer nichts erwartet, erwartet nicht zu viel.
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-frank- hjb „Eine Scheibe Wurst weniger morgens aufs Brot legen - und schon hat man die Stromkosten von mehreren USB-Geräten wieder ...“
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hjb: Netzteile stellen auch ein Sicherheitsrisiko dar. Mir ist von einem anderen RAID-System schon eines so hochgegangen, dass FI/LS rausflog.

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hatterchen1 -frank- „Hallo hatterchen1 : Frohes Neues Jahr! Mein Ziel ist ohne zusätzliche Netzteile auszukommen, da diese beim Ein- und ...“
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Hallo -frank-,

Offensichtlich leistet der USB4-Port des (neuen) PC nicht das, was der Hersteller angibt (keine 5V bei 3A).

jedes Elektrogerät erzeugt beim Einschalten eine Stomspitze (Anlaufstrom), die weit über der Nominalleistung liegen kann, siehe hier:

https://www.google.com/search?client=firefox-b-d&q=Nominalleistung&sei=cJVWaZ-nKOyJ7NYPpPfAmQs 

In Abhängigkeit von einem angeschlossenen Gerät, insb. Motoren, kann das dazu führen, dass diese nicht anlaufen.

Da wäre noch Wandlung möglich.

Dein genanntes Problem dürfte wohl kaum zu einer Wandlung des Gerätes führen, da deine sonstigen Komponenten die geforderte Leistung evtl. garnicht übertragen können. Besonders die USB-Kabel sind immer wieder Stein des Anstoßes. Um diese Leistung, im Grenzbereich, übertragen zu können, bedarf es sehr gut leitendes Material, also z. B. hochreines Kupferkabel und Anschlussstecker.

https://www.laantech.de/datenkabel/usb-kabel/?feature_categories_id=2829&filter_categories_id=2829&filter_fv_id[14][]=&value_conjunction[14]=0&filter_fv_id[15][]=&value_conjunction[15]=0&filter_fv_id[23][]=426&value_conjunction[23]=0&filter_url=datenkabel/usb-kabel/&cPath=2817_2829 

Wie gesagt, die Theorie verspricht vieles was die Praxis nicht immer halten kann.

Der RAID-Hersteller garantiert schon, dass das RAID-Gerät mit 5V/3A-Anschluss funktionieren wird ohne dass man ein externes Netzteil braucht.

Natürlich, unter Laborbedingungen.

Übrigens hat sicher jeder von uns einige Netzgeräte für seine Peripherie am Laufen und das sicher nicht aus Langeweile oder Freude am Stromverbrauch. 

Nimm eine Steckerleiste, an der dein PC und alle benötigten USB-Netzgeräte hängen und ärgere dich nicht...

Gruß

h1

Gestottertes Wissen ist besser als eloquente Dummheit. Marcus Tullius Cicero (106 - 43 v.Chr.Rom) Staatsmann und Philosoph
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-frank- hatterchen1 „Hallo -frank-, jedes Elektrogerät erzeugt beim Einschalten eine Stomspitze Anlaufstrom , die weit über der ...“
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1) Stromspitze scheidet aus, denn den Poti-Lastwiderstand fahre ich langsam hoch.

2) Das USB-Kabel ist auch super, das schafft 5V/3A ohne Probleme (und mit wenig Verlusten), habe ich am Netzteil getestet,

3) Daher liefert der PC nicht das, was zugesagt.

4) Nicht nur unter Laborbedingungen, der Hersteller gibt an, dass der normale eBetrieb ohne Zusatznetzteil ist - auch bei ihm in der Firma.

5) Auch ich hatte schon 2 andere RAID-Systeme, bei denen ein Extra-Netzteil nötig war - da war der Hersteller aber nicht auf die Idee gekommen, die Systeme so zu bewerben, dass keine Extra-Netzteile nötig sind. Da war von Anfang an klar, dass es nicht anders geht.

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hatterchen1 -frank- „1 Stromspitze scheidet aus, denn den Poti-Lastwiderstand fahre ich langsam hoch. 2 Das USB-Kabel ist auch super, das ...“
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Daher liefert der PC nicht das, was zugesagt.

Dann reklamiere ihn.

Hier wirst du kaum ein Gutachten bekommen. Ich vermute mal, du möchtest den Kauf einfach rückgängig machen und hast einen vermeintlichen Grund dafür gefunden.

Gutes Gelingen.

Gestottertes Wissen ist besser als eloquente Dummheit. Marcus Tullius Cicero (106 - 43 v.Chr.Rom) Staatsmann und Philosoph
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-frank- hatterchen1 „Dann reklamiere ihn. Hier wirst du kaum ein Gutachten bekommen. Ich vermute mal, du möchtest den Kauf einfach ...“
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Ohje, nun kommen Verschwörungstheorien. Da fällt mir unweigerlich die Redensart ein, das gute Menschen von anderen zunächst Gutes erwarten und schlechte Menschen eher Schlechtes...

1) Dafür festzustellen, dass der USB4-Anschluss keine 5V/3A liefert, brauche ich diesen Thread nicht.

2) Das Gerät hat weitere Macken, die einen Tausch auf jeden Fall ermöglichen würden, dafür brauche ich keine weitere Macke.

3) Lust darauf, einen komplett eingerichteten PC zu tauschen und danach (inkl. Transfer von Lizenzen) die ganze Software neu zu installieren, hat wohl auch kein normal tickender Mensch.

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The Wasp -frank- „USB4-Spezifikation bzgl. Bereichen von Spannung/Stromstärke ...“
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Nutzt du ein echtes USB4-Kabel? Da gibt es wohl erhebliche (Qualitäts-)Unterschiede, die man teils nur durch Ausprobieren herausfinden kann. Zum Messen benötigt man wohl sehr teure Messtechnik, einfache Messgeräte sind da, soweit ich gelesen habe, nicht geeignet. Ich kann da ansonsten wenig beitragen, da ich noch im alten Modus unterwegs bin und mir Gen2 reicht.

Bei USB4 kann man wohl 2 4K-Monitore in Reihe anschließen, wenn alles stimmt, vor allem das erste Kabel muss dann aber die max. USB4-Leistung übertragen können. Dass da soviel über diese kleinen Stecker möglich ist, finde ich schon heftig.

Dieser Heise-Artikel (von 2022) zählt die vielen Probleme bei USB auf: https://www.heise.de/hintergrund/Superschnelles-USB-Was-USB-3-2-Gen-2x2-USB4-und-Thunderbolt-bringen-7240093.html

PS: Wie ich sehe, hast du aber eine Hardware-Raid-Lösung gefunden. :)

Ende
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-frank- The Wasp „Nutzt du ein echtes USB4-Kabel? Da gibt es wohl erhebliche Qualitäts- Unterschiede, die man teils nur durch Ausprobieren ...“
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Ja, Datenübertragung bei USB4 ist heftig. Hier geht es aber "nur" um die Stromstärke - und da habe ich das Kabel des RAID-Herstellers verwendet und an einem kräftigen Netzteil getestet. Da funktionieren 5V/3A problemlos ... und noch mehr.

Ja, das Software-RAID des anderen Thread ist gerade gegen "Geld zurück" zurück gegangen nachdem der Hersteller schrieb, ich solle es zur Überprüfung einschicken, da es an 3 verschiedenen PC drei verschiedene Fehler aufwies. Zum Glück ist Amazon da kulanter.

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lexlegis -frank- „USB4-Spezifikation bzgl. Bereichen von Spannung/Stromstärke ...“
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Moin,

Ich messe mit einem Lastwiderstand

Nimm einen Fnirsi, die können viel mehr messen und möglicherweise muss der USB-Controller auch entsprechend eingestellt werden (über Kommandos), damit er bestimmte Spannungen/Stromstärken liefert.

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-frank- lexlegis „Moin, Nimm einen Fnirsi, die können viel mehr messen und möglicherweise muss der USB-Controller auch entsprechend ...“
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Hi Lexlegis,

Danke für Deinen Hinweis. Wenn ich unter Fnirsi google, vermute ich, dass das nur ein Firmenname ist. Welches von deren Geräten wäre denn das preiswerteste für den von Dir angedachten Zweck - und was genau wäre dann die Messung, die man durchführt, und der genaue Zweck?

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lexlegis -frank- „Hi Lexlegis, Danke für Deinen Hinweis. Wenn ich unter Fnirsi google, vermute ich, dass das nur ein Firmenname ist. Welches ...“
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Hi Frank,

ich glaube aktuell wäre der FNB58. Man kann damit Ports und Kabel testen (Kabeltest wegen der elektrischen Signatur, E-Marker).

Bei YouTube wird der oft gezeigt. Leider bin ich noch nicht dazu gekommen mir einen zu bestellen, obwohl ich beruflich im Embedded-Bereich unterwegs bin. Dementsprechend habe ich noch keine eigene Erfahrung.

Man soll wohl aber die Protokolle durchschalten können, sodass man verschiedene Spannungen (Stromstärken?) bekommt.

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-frank- lexlegis „Hi Frank, ich glaube aktuell wäre der FNB58. Man kann damit Ports und Kabel testen Kabeltest wegen der elektrischen ...“
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Hi Lexlegis,

vielen Dank für Deine Erklärung. Ich habe mal nach dem FNB58 gegoogelt. Ich glaube nicht, dass der mir weiterhelfen würde:

1) Ja, er würde zeigen, welche Spannung/Strom das RAID am zusätzlichen USB-Power-Anschluss zieht. Das sehe ich aber auch so (am Extra-Netzteil mit Anzeige).

2) Problematisch ist, dass ich diesen FNB58 nicht am Datenport (auch USB-C) anschließen kann, wenn ich dort gleichzeitig 20GBit/s durchleite um das RAID auf den höchsten Stromverbruach zu bringen.

Viele Grüße

-frank-

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lexlegis -frank- „Hi Lexlegis, vielen Dank für Deine Erklärung. Ich habe mal nach dem FNB58 gegoogelt. Ich glaube nicht, dass der mir ...“
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Bist du sicher? Das Teil hat sowohl einen USB-C-Eingang als auch -Ausgang. Ich hätte gedacht, das geht...

Mit jeder USB-Protokollerweiterung erweitern sich auch meine Kopfschmerzen bezüglich Spannungs-/Stromversorgung. Was geht bis wieviel mit welchem Kabel, welchem Stecker, wie heißt der Standard heute, wie hieß er früher... da kann man echt den Überblick verlieren. USB PD scheint jedenfalls aktuell zu sein.

Eigentlich sollte da auch viel mehr gehen als die 5 Volt, die du messen wolltest. Daher auch die Idee mit dem Fnirsi, um mal die USB-Protokolle durchzuschalten:

Die Spezifikation USB Power Delivery (USB PD) zum Laden auch großer Geräte, wie z. B. Notebooks, wurde bisher nur von einigen USB Type-C™ Ports unterstützt. Bei USB4 wird USB PD mit bis zu 100 Watt (5 A / 20 V) mit „Standard Power Range“ unterstützt, bzw. bis zu 240 W (5 A / 48 V) mit „Extended Power Range“.

(https://www.delock.de/infothek/USB4/usb4.html)

Ich bin mir fast sicher, dass der USB-Adapter deiner externen SSD dieses USB PD nur mangelhaft weiterleitet. Oder es war nie vorgesehen, das Gerät ohne Netzteil richtig bedienen zu können. Jedenfalls sollte, wenn USB 4 wirklich unterstützt wird, ja zumindest 5 A bei 20 V funktionieren. Manche Laptops/PCs haben dafür auch spezielle Buchsen mit einem Blitzsymbol; das Netzteil hast du doch dran, oder?

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-frank- lexlegis „Bist du sicher? Das Teil hat sowohl einen USB-C-Eingang als auch -Ausgang. Ich hätte gedacht, das geht... Mit jeder ...“
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Hallo Lexlegis,

vielen Dank, dass Du Dir nochmals Gedanken gemacht hast.

1) Beim Fnirsi bin ich mir nicht sicher, ich glaube jeodoch, dass der nur für Netzteile ohne Datentransfer gedacht ist - insbesondere nicht für 20 GBit/s.

2) Ich denke, der USB4 meines PC ist zu schwach. Laut Hersteller soll das RAID ohne zusätzliches Netzteil auskommen, wenn dort 5V/3A vorliegen - und wird dort so betrieben. Ich kann es am Mittwoch noch mit dem PC eines Freundes probbieren, vielleicht hat sein Port ja 5V/3A...

3) Mit zusätzlichem Netzteil am RAID läuft es einwandfrei. Wäre aber schön, wenn es tatsächlich ohne extra Netzteil ginge, zumal ich 2 von den RAID habe.

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