Testeur USB Fnirsi FNB58 (Test)

Le Fnirsi FNB58 est un testeur USB portable et polyvalent qui peut effectuer un large éventail de mesures de tension, de courant et d'énergie, ainsi que des opérations de diagnostic spécialisées pour la plupart des protocoles de charge rapide. Essayons-le !
 

Aperçu général

Doté de plusieurs ports d'entrée et de sortie (USB C, USB A et micro USB), le FNB58 est équipé d'un écran LCD de 2 pouces pour l'affichage des mesures et de plusieurs boutons pour la navigation dans les menus. En outre, il comprend un port micro-USB pour se connecter à un PC en utilisant le logiciel de Fnirsi, ainsi qu'une interface Bluetooth qui permet de l'utiliser avec une application pour smartphone Android.

Que pouvez-vous faire avec lui?

Le FNB58 peut être utilisé pour toute une série d'opérations liées aux mesures et tests de dispositifs équipé d'un connecteur USB. Il permet aux utilisateurs de mesurer les tensions et les courants d'alimentation, ainsi que d'évaluer la consommation en courant de divers appareils mis en charge par la prise USB, tels que smartphones et ordinateurs portables. Le FNB58 dispose également de nombreuses fonctions dédiées aux différents protocoles de charge rapide.
 

Dans le passé, pour mesurer la consommation de courant d'un dispositif USB en cours d'utilisation, il fallait sectionner un câble USB en deux et utiliser à la fois un voltmètre et un ampèremètre. Il fallait ensuite laborieusement saisir les données dans une feuille de calcul pour en calculer la puissance ou la capacité de la batterie. Aujourd'hui, avec les dispositifs USB 3 et USB C de plus en plus répandus, couper les câbles est de moins en moins praticable. C'est là qu'un instrument comme le FNB58 entre en jeu.

Fonctions du FNB58

Le FNB58 dispose d'un écran LCD TFT de 2,0 pouces avec un bon angle de vision. La connexion à un PC est possible via un port micro-USB, et il est également possible d'utiliser une connexion sans fil Bluetooth.

Cet appareil permet d'établir des statistiques sur la tension, le courant, la capacité, la puissance et la durée. Il est capable d'échantillonner des courants et de tensions ondulatoires à basse vitesse (2 à 100 échantillons par seconde) et à grande vitesse (jusqu'à 4 MSps, Megasamples per second, million d'échantillons par seconde), ce qui permet de capturer des données complètes.

Les mesures sont effectuées en interne à l'aide d'un convertisseur numérique-analogique de 16 bits. Il présente notamment une résolution maximale impressionnante de 10µV/µA/µW. C'est très bien, mais comme nous le savons, il ne faut pas confondre résolution et précision ! On ne peut pas empêcher un certain bruit, et les derniers chiffres ne seront donc pas tous significatifs.

L'instrument dispose de détecteurs pour divers protocoles de charge rapide et est équipé d'une puce spécifique de négociation USB-PD (Power Delivery, est un protocole de recharge qui permet aux câbles et connecteurs USB type-C de délivrer une alimentation importante aux appareils). Pour plus de sécurité en situations critiques, un interrupteur PD COM distinct, active ou désactive la négociation automatique PD (ainsi que d'autres protocoles) du FNB58.
  Lorsque l'interrupteur est en position OFF, l'appareil connecté sur la sortie conduit les négociations avec la source d'alimentation; lorsque l'interrupteur est sur ON, le FNB58 peut initier lui-même la sélection PD.

Cependant, il faut faire attention si vous utilisez le FNB58 pour mesurer la consommation de courant d'une charge n'acceptant que 5V, tout en l'alimentant avec un chargeur PD. Dans ce cas, le déclenchement involontaire d'une opération PD par le FNB58 pourrait exiger une tension plus élevée du chargeur et endommager l'appareil mis en charge.

Fnirsi recommande donc de laisser l'interrupteur sur OFF et de ne l'activer que lorsque que vous désirez intentionnellement utiliser les opérations PD du FNB58.

Le FNB58 prend en charge une variété de protocoles de charge rapide, y compris QC2.0, QC3.0, Huawei FCP, SCP, Samsung AFC, PD2.0, PD3.0, VOOC/WARP, SuperVOOC 1.0/Super VOOC 2.0, et MTK-PE, à l'aide d'une détection automatique facilitant ainsi l'utilisation de cette fonctionnalité. Il identifie également les câbles USB E-marker ou les câbles OnePlus DASH.
 

Plages de mesure

Le FNB58 étant un testeur USB, les plages disponibles sont plus restreintes que celles des multimètres :
Tension : 4 - 28 V (peut descendre jusqu'à 0 V en cas d'alimentation externe via la connexion PC)
Courant : 0 - 7 A
Puissance : 0 - 120 W
Capacité : 0 - 9999,99 Ah
Énergie : 0 - 9999,99Wh
Résistance du câble : 0 - 9999.9Ω

Navigation dans les menus du FNB58

L'interface utilisateur comporte un joystick à trois positions (gauche-droite-milieu) et un bouton de retour séparé pour la navigation dans les menus. Ceux-ci sont très touffus, ce qui rend la navigation un peu difficile au début. Autre fonction : une pression prolongée sur le bouton RETOUR permet d'éteindre le rétroéclairage de l'écran alors qu'on se trouve sur n'importe quelle page.
  Comme dans beaucoup d'instruments de ce type, on y trouve un "menu déroulant" contenant quatre pages principales, accessibles successivement à l'aide du joystick gauche/droite. Les quatre pages principales sont les suivantes :

• Vue compacte
• Vue détaillée
• Formes du signal
• Applications 

Etant donné que ces quatre pages principales contiennent de nombreux sous-menus, il n'est pas toujours facile de s'y retrouver. Voici le catalogue des menus, ainsi que quelques détails sur les actions possibles sur certaines pages.

1. Vue compacte : appuyez sur le bouton du milieu pour lancer/suspendre la mesure.
2. Vue détaillée : appuyez sur le bouton du milieu pour accéder au menu d'enregistrement.
3. Formes du signal, comprenant trois sous-menus :

• Appuyez brièvement sur le bouton du milieu pour lancer/arrêter la mesure. 
• Appuyez longuement sur le bouton du milieu pour passer d'un mode à l'autre.
• Appuyez longuement sur le bouton de gauche pour diminuer le temps/div.
• Appuyez longuement sur le bouton de droite pour augmenter le temps/div.

4. Applications, la page est subdivisée en quatre sous-menus :

• Mesure de la résistance du câble
• Écoute du DP 
• Convertisseur de DP 
• Étiquette électronique USB-C (détection du E-marker) 
• Lecture du câble DASH 
• DASH simulé 
• Apple 2.4A analogue

 

Étude de cas n° 1 : évaluation des performances de chargeurs USB

Tous les chargeurs ne se valent pas. Ici, je teste un ancien chargeur Apple qui prétend délivrer 2,4 A sous 5 V, et c'est effectivement le cas. À l'inverse, j'ai un autre chargeur qui n'est pas à la hauteur : il est censé délivrer 1 A, mais cela paraît exagéré. Lorsqu'on tente de tirer 1 A, la tension s'effondre, tombant bien en dessous du seuil habituellement admis de 4,75 V. J'ai dû ajouter un autre câble pour alimenter le FNB58 via l'interface PC micro-USB afin de prendre une photo ; sinon, le multimètre USB s'éteignait.
 

Étude de cas n° 2 : tester la résistance des câbles USB

Il est généralement admis qu'il est préférable que la résistance d'un câble soit la plus faible possible. Cependant, l'utilisation d'un multimètre pour mesurer la résistance d'un câble USB n'est pas aussi simple qu'on pourrait le croire. Même les câbles de mauvaise qualité présentent des valeurs de résistance en Ohms assez faibles, typiquement environ de 1 à 2 Ω au maximum. Il faut donc tenir compte de la résistance de contact de vos sondes DMM (Digital MultiMeter, multimètre digital), car celles-ci sont alors significatives pour votre mesure.

Le FNB58 est capable de mesurer la résistance des câbles USB, mais la manière de le faire n'est pas évidente. On pourrait penser qu'il suffit de brancher chaque extrémité du câble dans les ports correspondants du testeur, mais tel n'est pas le cas. Le FNB58 mesure la chute de tension du câble en charge, mais vous devez y brancher votre propre charge.
 

Tout d'abord, vous devez étalonner le testeur en le branchant directement, sans le câble à tester, entre une source d'alimentation (dans notre cas, un chargeur de téléphone) et une charge. Idéalement, la charge doit être constante. Fnirsi recommande une charge comprise entre 0,5 A et 1 A. Vous pouvez utiliser un module de charge (courant continu) particulier ou des résistances de tailles appropriées. Une autre possibilité consiste à brancher un appareil qui absorbe du courant, comme un téléphone qui recharge sa batterie, par exemple.

Voici à quoi devrait ressembler l'installation :
  Une brève pression sur le bouton du milieu permet de mémoriser la tension au niveau du connecteur d'entrée. Ensuite, vous pouvez modifier le branchement et ajouter le câble que vous souhaitez tester entre la source d'alimentation et l'appareil de mesure, comme suit
 

Une fois que vous avez tout rebranché, le lecteur redémarre, et si vous vous allez à nouveau dans le menu "Mesure de la résistance du câble", le lecteur affichera la résistance introduite par l'ajout du câble. Dans ce cas, il s'agit de 142 mΩ.

Vous pouvez voir que celui-ci est aussi assez bon:
  Celui-ci est excellent :
  Et ce tout nouveau câble USB-C est calamiteux :
  Pas étonnant que mon téléphone se recharge si lentement ! 1 Ω de résistance signifie que même avec 1 A de courant, ce qui est faible selon les normes actuelles, il y aura une perte de 1 volt dans le câble ; le téléphone ne verra que 4 V au lieu de 5 V, ce qui sera trop faible pour le circuit de charge de la batterie. Le téléphone s'en apercevra et sera obligé de réduire le courant qu'il tire, et il faudra donc beaucoup plus de temps pour recharger la batterie.

Ce phénomène peut constituer un défi lors de la mesure de câbles présentant des valeurs de résistance importantes, en particulier lorsqu'un téléphone est utilisé comme charge. Si le câble est de si mauvaise qualité que le téléphone doit réduire son courant de charge, comme décrit ci-dessus, la tension de la source fluctuera, rendant le FNB58 incapable de fournir un résultat significatif. Par conséquent, Fnirsi recommande d'utiliser une charge à courant constant dans ces cas.

Logiciel PC pour le FNB58

Le fabricant propose certains logiciels sur son site web. La fenêtre principale de l'application PC se présente comme ci-dessous :
  On peut voir les valeurs mesurées en temps réel, ainsi que les courbes de tension et de courant. L'interface présente quelques particularités qui peuvent nécessiter un temps d'adaptation. J'ai trouvé que la navigation à travers les différentes présentations des courbes était particulièrement laborieuse.

Il ne me semble pas qu'il soit nécessaire d'utiliser un logiciel PC, sauf pour effectuer des mesures et des enregistrements prolongés (par exemple, pour analyser des batteries). Vous pouvez utiliser l'application PC pour configurer une telle mesure puis la lancer. Les courbes peuvent ensuite être sauvegardées dans un format binaire propriétaire à Fnirsi, ayant l'extension ".cfn".

C'est un peu décevant, car la possibilité d'enregistrer au format ".csv" serait pertinente pour un traitement postérieur des données. Heureusement, un utilisateur de GitHub, didim99, a écrit quelques scripts Python qui convertissent les fichiers ".cfn" en ".csv". Excellent!

Il convient également de souligner un autre projet de l'utilisateur GitHub baryluk. Ce projet permet à un ordinateur d'extraire directement des données en temps réel du FNB58, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser le logiciel Windows pour premièrement enregistrer et ensuite sauvegarder les données.

Application Android

Le FNB58 peut être acheté avec l'option Bluetooth. Si vous disposez de cette version, vous pouvez utiliser l'application Android, disponible sous forme de fichier ".apk" sur le site web de Fnirsi. Pour l'installer, vous devez télécharger le fichier ".zip", le décompresser, cliquer sur le fichier ".apk" et autoriser l'installation en sélectionnant "Autoriser depuis cette source" sur votre smartphone. L'application prend en charge plusieurs langues ; appuyez sur le menu en haut à droite pour passer du chinois à votre langue préférée. L'écran suivant s'affiche :
  Je l'ai essayée, et bien qu'elle fonctionne, je ne suis pas convaincu qu'elle soit beaucoup plus conviviale que la version intégrée ou le logiciel sur PC.

Réflexions finales

Dans l'ensemble, le FNB58 est un instrument très complet, qui vous permet d'effectuer une myriade de mesures précieuses, que ce soit à la maison ou en laboratoire. Il arbore un design élégant et robuste et possède pratiquement toutes les fonctionnalités que l'on peut attendre d'un testeur USB de ce type. Vous pourrez diagnostiquer sans effort les problèmes liés aux chargeurs, aux câbles et aux banques d'alimentation, mais aussi exploiter votre créativité en l'utilisant pour effectuer des mesures de courant continu assez précises, à condition de rester dans ses limites (0 à 28 V, 0 à 7 A). Cela est possible avec l'aide de quelques adaptateurs USB (comme USB vers bornes à vis), que vous pouvez fabriquer vous-même ou acheter facilement. Amusez-vous bien !



Traduction: Jean-Philippe Nicolet