Sekarang ini berbagai device sudah dengan gampang dicharge dengan USB-C. Bahkan laptop lama dan berbagai device lain pun bisa kita charge dengan USB-C menggunakan berbagai adaptor yang memakai standard Power Delivery. Tapi standard Power Delivery (PD) menggunakan USB ini agak membingungkan, karena ada beberapa versi standard, berbagai device hanya mengikuti sebagian standard saja.

Di tulisan ini saya ingin membahas sedikit tentang USB PD. Cakupan tulisan hanya tentang standard PD, memilih adaptor dan power bank, serta bagaimana kita bisa memakai USB PD untuk membuat sendiri adaptor untuk berbagai device yang kita miliki.

Sebelumnya saya perlu memberi peringatan: bekerja dengan listrik bisa berbahaya, bahkan ketika menggunakan arus searah sekalipun. Selain berbahaya untuk manusia, kesalahan dalam catudaya peralatan (kesalahan polaritas, tegangan, dsb) bisa menyebabkan device yang Anda miliki rusak. Jadi mohon baca dulu mengenai safety ketika berurusan dengan listrik.

Spesifikasi Power Delivery

Awalnya standard USB hanya mendukung tegangan 5V dengan arus 500mA. Daya adalah tegangan dikalikan arus, jadi 5V x 0.5 A = 2.5W. Waktu USB 3.0 diluncurkan, arusnya dinaikkan maks 900mA (jadi 4.5W), dan kemudian ditingkatkan jadi 1.5A (7.5W).

Karena ini masih kurang untuk charging yang cepat, muncul beberapa standard proprietary supaya charging bisa lebih cepat. Misalnya ada standard QC dari Qualcomm (ada beberapa versi QC), MediaTek Pump Express, OPPO VOOC, dsb.

USB versi 1 dan 2 hanya memakai 4 konektor: GND dan VCC untuk mengantarkan arus, dan dua konektor untuk data (D+ dan D-). Jumlah konektor ini tidak cukup untuk negosiasi tegangan. Standard proprietary ini memakai akal-akalan untuk negosiasi tegangan (sudah ada yang me-reverse engineer protokolnya).

Saat ini sudah distandardkan USB Power Delivery sehingga bisa dipakai oleh banyak vendor. Standard awalnya 1.0 tidak banyak dipakai karena butuh kabel khusus (tidak mau akal-akalan memanfaatkan pin data untuk negosiasi tegangan). Pada standard PD 1.0, jika memakai kabel biasa akan tetap memakai batasan USB standard, jadi standard awal ini kurang dipakai.

Waktu USB-C dijadikan standard, sekalian ditetapkan standard negosiasi voltase dan standard PD 2.0 (tahun 2014). Sejak ini PD menjadi dikenal orang karena sekarang tidak butuh kabel khusus. Standard ini disempurnakan di tahun 2015 menjadi standard PD 3.0.

Standard PD 3.0 hanya mendukung voltase: 5V, 9V, 15V dan 20V dengan maksimum daya: 15W, 27W, 45W, 100W. Jika tertulis bahwa sumber daya (adaptor atau dari power bank.) memiliki daya tertentu, maka ada voltase dan tegangan yang harus didukung, misalnya:

• 15W: hanya mendukung 5V 3A,
• 27W: mendukung 9V 3A
• 45W: mendukung 5V 3A; 9V 3A; dan 15V 3A.
• dsb

Perhatikan: untuk arus 5A dibutuhkan kabel khusus yang lebih tebal. Range di atas 100W hanya didukung oleh standard USB PD 3.1.

Selain tegangan yang sifatnya fixed, ada juga protokol Programmable Power Supply (PPS) yang memungkinkan device meminta tegangan dari mulai 3.3V sampai 21V dengan langkah 20mV. Saat ini belum banyak sumber daya yang mendukung protokol PPS ini. Untuk range tegangan yang lebih tinggi ada protokol AVS (Adjustable Voltage Supply).

PowerBank dan Adaptor

Ketika membeli power bank dan adaptor, cek tegangan yang didukung. Tiap port bisa berbeda. Dan daya yang tertulis di kotaknya kadang adalah gabungan dari semua portnya.

Contohnya ini adalah power bank yang saya miliki:

Tertulis di kotaknya bahwa ini adalah Power Bank 20000mAh. Di belakang powerbank tertulis berbagai kombinasi output tegangan, misalnya untuk port C1 (yang bertuliskan In/Out di atas) bisa 5V 3A, 9V3A, 12V 3A, 15V 3A, dan 20V 3.25A. Tapi untuk port C2 hanya bisa 5V 3A, 9V 2A dan 12V 1.5A.

Jadi intinya: jika kita salah colok port, maka device tertentu tidak bisa jalan.

Contoh lainnya adalah adaptor yang saya miliki ini, tertulis di kotaknya bahwa ini adalah adaptor 65W.

Di belakangnya tertulis lebih jelas lagi, bahwa kedua port USB-C bisa menghasilkan output yang sama jika salah satu dicolok, tapi jika keduanya dicolok, maksimum port pertama adalah 45W dan kedua adalah 20W.

Sebagai catatan: di Aliexpress banyak Charger/Adaptor yang diiklankan 120W atau 65W padahal kurang dari itu maksimumnya. Sebaiknya cek review dulu untuk memastikan.

USB C untuk charging laptop

Laptop baru sudah banyak yang memakai USB-C, tapi sekarang kita bisa dengan mudah membeli USB C ke berbagai konektor charger laptop yang tidak memakai USB C. Berbagai konektor laptop ini tidak standard, baik ukuran fisiknya maupun tegangannya, tapi kebanyakan laptop bisa menerima 20V, jadi ada berbagai kabel USB C yang cara kerjanya adalah: meminta tegangan 20V, lalu memberikan tegangan itu ke laptop. Beberapa kabel charger yang lebih baik akan memiliki step down converter agar tegangannya tepat dengan target laptop (ada yang 18.5V, 19V, 20 V).

Seperti tertulis sebelumnya: tidak semua charger/power bank mendukung semua tegangan. Jika charger atau power bank yang kita pakai tidak mendukung tegangan 20V, maka berbagai kabel charger ini tidak akan berfungsi (demikian juga jika arusnya kurang).

Jika memiliki beberapa kabel USB C seperti ini, sebaiknya diberi label supaya lebih jelas. Semua kabel USB C ini mirip, tidak seperti charger laptop yang biasanya ada logo merk laptopnya sehingga mudah dicek tidak tertukar

USB C untuk sumber daya DC lain

Untuk laptop, sudah banyak konektor tinggal pakai. Saat ini juga sudah ada adaptor dari USB C ke konektor USB lama (micro/mini USB), jadi device lama (misalnya Kindle saya) tetap bisa dicharge dengan kabel USB-C.

Bagaimana jika kita ingin mengubah device yang kita miliki memakai konektor USB C? Misalnya kita ingin mengubah game console Wii agar memakai USB C. Inipun bisa dilakukan dengan decoy board. Sebagai catatan: saat ini sudah ada yang menjual kabel USB C untuk Wii/Wii U.

Saat ini di Aliexpress sudah ada banyak “USB C Decoy Board”. Benda ini jika dihubungkan ke sumber daya USB C akan menghasilkan tegangan sesuai yang kita pilih, dari 9V sampai 20V (kalau hanya butuh 5V tidak perlu board semacam ini). Ada banyak jenis board USB C ini, ada yang board telanjang seperti ini dan ada yang sudah dalam bentuk kabel dengan tegangan tetap (dipilih ketika beli).

Board jenis yang ini memiliki DIP Switch untuk memilih tegangan yang kita inginkan. Board lain ada yang perlu disolder untuk memilih tegangannya.

Masalah berikutnya adalah bagaimana menghubungkan decoy board ini dengan benda yang kita miliki. Kita perlu memiliki konektor yang sesuai.

Konektor

Saat ini ada banyak sekali standard konektor untuk arus searah (direct current/DC). Lengkapnya bisa dibaca di Wikipedia. Salah satu yang cukup dikenal adalah yang memakai Coaxial power connector. Dari sisi fisiknya: ini pun tidak standard, hal yang perlu diketahui adalah ukuran jacknya, dan polaritasnya.

Bagaimana jika informasinya tidak diketahui? Ukuran fisik bisa diukur dengan jangka sorong/caliper, atau penggaris jika tidak punya. Polaritas bisa dengan mudah diketahui dengan menggunakan multimeter.

Untuk masalah konektor, kita bisa mencari di website Aliexpress atau semacamnya, kadang kita cukup mencari dengan kata kunci “replacement parts XXX” untuk mendapatkan konektor tertentu yang bermerk XXX. Atau kadang kita perlu mencari konektor yang ukurannya sesuai.

Atau jika misalnya adaptornya laptop rusak, ya potong saja kabelnya untuk dihubungkan ke board USB-C decoy. Dalam kasus Wii: saya melihat ada yang menjual adaptor versi Jepang (110V) dengan harga sangat murah (kalau dirupiahkan 20 ribu), jadi saya beli lalu saya potong kabelnya.

Alternatif lain adalah: konektor lama (di devicenya, misalnya di laptopnya) bisa dihilangkan dan diganti dengan USB-C. Ada modul USB-C decoy yang sangat kecil ukurannya.Untuk modul sekecil ini, biasanya kita perlu memesan tegangan yang kita inginkan (tidak mudah mengubah tegangannya).

Tegangan dan polaritas

Meskipun ukuran fisik konektornya sama persis, tapi voltase dan tegangan sebuah adaptor DC bisa berbeda-beda. Informasi ini kadang bisa dicari di manual, spesifikasi, atau dari web. Terkadang informasi ini juga ditempelkan di hardwarenya (misalnya di belakang device).

Salah satu cara termudah mencari informasi ini adalah dengan mencari charger pengganti yang kompatibel, dan biasanya di spesifikasi charger akan dituliskan semuanya (di website resmi malah kadang tidak dituliskan). Jika tetap tidak ketemu informasinya: voltase bisa dicari dengan mudah memakai multimeter tapi arus agak lebih ribet. Cara lain adalah dengan menggunakan wattmeter dan memperkirakan kebutuhan arusnya dari situ.

Seperti telah disebutkan: USB C PD hanya mendukung 9V, 12V, 15V dan 20V. Bagaimana jika device kita memiliki voltase yang tidak standard? Biasanya berbagai device memiliki toleransi sekitar 5 sampai 10%. Jadi jika charger aslinya 16V maka kemungkinan akan jalan dengan tegangan 15V.

Saya punya power suplai yang bisa diset arus dan voltasenya, dan dengan ini saya bisa bereksperimen: andaikan voltasenya kurang apakah masih bisa jalan.  Tapi tentunya akan lebih aman jika memberikan tegangan yang sesuai dengan charger aslinya.

Ada banyak sirkuit buck converter di Ali express yang murah (kurang dari 1 USD) untuk mengoutputkan tegangan sesuai dengan target. Jadi sirkuitnya biasanya akan meminta tegangan lebih tinggi dari charger, lalu diturunkan ke target yang sesuai.

Protokol Charging Tidak Standard

Beberapa device mendeteksi jika charger yang dipakai bukan yang asli. Ada yang sekedar memberi peringatan, dan ada yang tidak mau dicharge sama sekali. Untuk jenis pertama, abaikan saja jika memang arus dan tegangan sesuai harapan. Untuk kasus kedua, mungkin dibutuhkan adaptor atau kabel khusus.

Penutup

Dengan menggunakan standard USB PD, maka jumlah adaptor di rumah dan untuk traveling juga bisa dikurangi. Bahkan berbagai device yang sepertinya tidak mendukung USB-C bisa kita beri adaptor.