Fnirsi FNB58 USB Tester (Review)

    • door Jean-François Simon
    • 12 min lezen

    De Fnirsi FNB58 is een veelzijdige USB tester die naast spanning- stroom- en energiemetingen diverse extra mogelijkheden heeft. We gaan er mee aan de slag!

    De Fnirsi FNB58, draagbare USB tester die een breed scala aan spanning- stroom- en energiemetingen kan doen, en daarnaast tot voorzien is van extra diagnosefunties heeft die betrekking hebben op gangbare USB snellaadprotocollen. We gaan er mee aan de slag!
     
    FNB58
     De FNB58 USB meter.

    Overzicht 

     Naast een diversiteit aan in- en uitgangen (namelijk: USB C, USB A, en micro USB) heeft de FNB58 een 2-inch LCD scherm waarop de gemeten waarden verschijnen en diverse knoppen om door de menu’s te navigeren. Verder is er een micro-USB aansluiting om het apparaat met een PC te verbinden waarop Fnirsi’s software draait, en een Bluetooth interface die communiceert met de een  Android app. 

    Wat kan de FNB58 allemaal? 

    De FNB58 kan gebruikt worden voor een veelheid aan metingen en tests aan USB apparaten. Het apparaat kan voedingsspanningen en -stromen meten maar ook het stroomverbruik meten van USB apparatuur waaronder telefoons en laptops. Daarnaast zijn er functies beschikbaar gericht op diverse gangbare snellaadprotocollen.

    In het verleden moest, om het stroomverbruik van een USB apparaat tijdens gebruik te testen, een kabel doorgeknipt worden om een spannings- en stroommeter aan te kunnen sluiten. Dan moesten de gemeten waarden overgenomen worden in een spreadsheet om bijvoorbeeld vermogensverbruik of batterijcapaciteit te bepalen. Tegenwoordig is, met het groeiend gebruik van USB 3 en USB C apparatuur, een kabel doorknippen geen praktisch bruikbare oplossing meer. Dan komen hulpmiddelen zoals de FNB58 in beeld.  

    Mogelijkheden van de FNB58 

     De FNB58 heeft een 2.0-inch TFT LCD display met goede kijkhoeken. Verbinding met een PC is mogelijk via een micro-USB aansluiting en er is een optionele Bluetooth verbinding mogelijk om het apparaat draadloos te verbinden. 
     
    Het kan spanning, stroom, lading, vermogen en tijd meten en registreren voor statistische doelen. Er kan zowel met lage snelheid (2 tot 100 metingen per seconde) als met hoge snelheid – voor stroom- en spanningsgolfvormen tot 4 MSps (Megasamples per Seconde) – gemeten worden, resulterend in veelzijdig bruikbare dataopslag. 
     
    De metingen worden verzorgd door een interne 16-bit DAC, die resulteert in een indrukwekkende 10µV/µA/µW maximale resolutie. Dat klinkt goed, maar zoals u weet is resolutie niet hetzelfde als nauwkeurigheid! Er zal vermoedelijk wat ruis zijn waardoor de laatste cijfers van meetwaarden niet altijd even betrouwbaar zijn. 
     
    Het instrument heeft diverse triggermogelijkheden voor snellaadprotocollen en is voorzien van een speciale USB-PD onderhandelingschip. Een afzonderlijke PD schakelaar voorziet in een veiligheidsfunctie, die Power Delivery (PD) en andere protocollen intern in de FNB58 in- of uitschakelt.
     
    FNB58 side view
    Enkele van de input/output aansluitingen en de PD schakelaar.

    Als deze schakelaar uit staat, kan een aangesloten apparaat direct met de voeding onderhandelen over PD en met de schakelaar op aan kan PD door de FNB58 geïnitieerd worden. 

    Het is wel opletten als de FNB58 gebruikt wordt om stroomverbruik te meten bij een belasting die alleen geschikt is voor 5V volt, terwijl een PD oplader is aangesloten. In dat geval kan onbedoeld inschakelen van PD de FNB58 de aangesloten oplader naar een hogere spanning laten schakelen met mogelijk schade aan de belasting tot gevolg.

    Fnirsi beveelt daarom aan deze schakelaar standaard uit te laten en alleen in te schakelen als daadwerkelijk PD gebruikt moet worden.

    De FNB58 ondersteunt een uitgebreide lijst van snellaad (Quick Charge) protocollen, waaronder QC2.0, QC3.0, Huawei FCP, SCP, Samsung AFC, PD2.0, PD3.0, VOOC/WARP, SuperVOOC 1.0/Super VOOC 2.0 en MTK-PE, welke automatisch gedetecteerd worden om het gebruik te vereenvoudigen. Het instrument herkent verder E-marker USB en One-plus DASH kabels automatisch. 

    Meetbereiken 

     Als USB tester heeft de FNB58 minder uitgebreide meetbereiken dan multimeters:  
    Spanning: 4 V – 28 V (Tot 0 V als het extern via USB gevoed wordt door een PC) 
    Stroom: 0 A – 7 A 
    Vermogen: 0 W – 120 W 
    Capaciteit: 0 – 9999.99Ah 
    Energie: 0 – 9999.99Wh 
    Kabelweerstand: 0 – 9999.9Ω  

    Navigeren door de menu’s van de FNB58 

     De interface heeft een driestanden ‘joystick’ (links - midden - rechts) en een aparte ‘back’ knop voor het navigeren door de menu’s. Fnirsi heeft deze menu’s nogal vol gestopt wat het gebruik in het begin wat onoverzichtelijk maakt. Handig om te weten: lang indrukken van de BACK knop schakelt het display backlight uit in het menu.
     
    FNB58 side view
    Knoppen en de PC aansluiting. 
    Zoals bij veel vergelijkbare instrumenten heeft ook dit een ‘rollend menu’ met vier hoofdpagina’s die achtereenvolgens verschijnen als de link/rechts joystick gebruikt wordt. De vier hoofdpagina’s zijn: 
    • Compact view 
    • Detailed view 
    • Waveforms page 
    • Applications page 
     Deze vier hoofdpagina’s hebben nogal veel submenu’s en dat kan verwarring geven. Daarom geven we hier een overzicht, samen met de mogelijke acties die bij sommige pagina’s horen.

    1. Compact view: druk op de joystick toets om de metingen te starten of te pauzeren.
    2. Detailed view: druk op de joystick toets om de opname functies te gebruiken.
    3. Waveforms page, met drie onderliggende menu’s:
    a. VBUS: weergave van hoogfrequent rimpel op de voedingslijn. 
    b. V/A: spanning en stroom golfvormen op een scrollend scherm. 
    c. D+/D-: status van de datalijnen.
     
    n deze modes wordt de verticale as automatisch ingesteld en is niet aanpasbaar. De horizontale as kan daarentegen ingesteld worden van 2.5µs/div tot 200µs/div in VBUS mode en van 0.1s/div to 5s/div in andere modes.
     
    Mogelijke acties: 
    • Druk kort op de joystick toets om de metingen te starten of te pauzeren. 
    • Druk lang op de joystick om tussen modes te schakelen. 
    • Houdt de joystick lang naar links om time/div kleiner te maken. 
    • Houdt de joystick lang naar links om time/div te vergroten. 
     4. Application page: met vier submenu’s:
    a. Fast Charge: Snellaad functies met automatische herkenning en diverse handmatige instellingen. 
    b. Energy Statistics: Energieverbruik, inclusief berekening van batterijcapaciteit en offline registratie.  
    c. Toolbox: Met diverse extra submenu’s zoals: 
    •   Cable resistance – meting van kabelweerstand
    •   PD listener – Power Delivery monitor
    •   PD converter – Power Delivery conversie
    •  USB-C Electronic label (e-marker detectie van kabels) 
    •     Read DASH cable – DASH kabel detectie 
    •     Simulated DASH – DASH kabel simuleren 
    •   Analog Apple 2.4A
    d. Settings: General, Recording, Trigger, System, and About.

    Case Study 1: Prestatie van USB laders 

     Niet alle opladers worden op dezelfde manier gemaakt. Ik test hier een oudere Apple lader die gespecificeerd is tot 2.4 A bij 5 V—en inderdaad, dat doet hij ook. Maar een andere lader doet niet wat hij belooft; volgens het label levert deze 1 A maar dat blijkt nogal optimistisch. Bij een ingestelde belasting van 1 A zakt de spanning in tot ruim onder het algemeen geaccepteerde minimum van 4.75 V. Ik moest de FNB58 via de micro-USB PC aansluiting voeden om de foto te kunnen maken omdat anders de USB meter uitschakelde
     
    apple charger.jpg
    Apple 2.4 A lader onder maximale belasting   
    cheap charger.jpg
     Een goedkope ‘1 A’ lader... Oeeps! 

    Case Study 2: Weerstandmetingen aan USB kabels 

    Over het algemeen is een lage weerstand gunstig bij kabels. Het is niet zo simpel als het lijkt om de interne weerstand van een USB kabel te meten met een multimeter. Zelfs de goedkoopste kabels van twijfelachtige kwaliteit hebben lage Ohmse weerstanden van hooguit 1 Ω tot 2 Ω. Daarom is bij dit soort metingen de invloed van meetpennen en -kabels van de gebruikte meter niet meer verwaarloosbaar..  
     
    De FNB58 kan de weerstand van USB kabels meten, maar op een niet zo voor de hand liggende manier. Je zou verwachten dat het een kwestie is van de uiteinden van de kabel in de tester inpluggen en klaar, maar zo werkt het hier niet. De FNB58 meet namelijk het spanningsverlies over de kabel onder belasting, maar je zult je eigen belasting moeten aansluiten.

    Eerst moet je de meter kalibreren door deze direct, zonder de te meten kabel, in te pliggen tussen een voedingsbron (in dit geval een telefoonlader) en een belasting. Idealiter is de belasting een constante. Fnirsi beveelt een belasting tussen 0.5 A en 1 A aan. Je kunt een speciale DC belasting (module) gebruiken, of een weerstand van de juiste waarde. Andere mogelijkheid is een apparaat aansluiten dat als belasting fungeert, zoals bijvoorbeeld een telefoon waarvan de batterij geladen wordt.

    Hier een voorbeeld hoe dat er uit kan zien:
     
    calibration.jpg
    Kalibratie van de "Resistance Measurement" mode. 
    Een korte druk op de middelste knop slaat de spanning op de ingang op. Sluit daarna de te meten kabel aan tussen de oplader en de meter zoals hieronder:  
     
    cable 142.jpg
    Een kabel aansluiten tussen de lader en de FNB58.  
    Als alles weer aangesloten is start de meter opnieuw op en als je dan naar “cable resistance measurement” navigeert, zal de meter de weerstand weergeven van de te meten kabel. In dit geval is dat 142 mΩ.

    Het is duidelijk dat deze ook best goed is:
     
    cable 44.jpg
    Een goede USB kabel.  
    Deze is zelfs uitstekend te noemen:
     
    cable milliohm.jpg
    Fijne lage weerstand bij deze.  
    En deze gloednieuwe USB-C kabel is slecht:
     
    cable 1ohm.jpg
    Teveel weerstand in deze kabel.  

    Niet zo vreemd dat mijn telefoon zo langzaam laadde! 1 Ω betekent dat zelfs bij 1 A laadstroom, wat best laag is vandaag de dag, er al één volt verlies is in de kabel waardoor de telefoon maar 4 V ziet in plaats van 5 V, wat te lag is voor het laadcircuit. De telefoon zal dit detecteren en zal de laadstroom verlagen waardoor het opladen veel langer duurt.
     
     Dit fenomeen kan problemen opleveren als we een kabel willen meten met een relatief hoge weerstand, vooral als een telefoon als belasting gebruikt wordt. Als de kabel van zodanig slechte  kwaliteit is dat de telefoon de laadstroom moet verlagen zoals hierboven, zal de laadspanning variëren waardoor de FNB58 geen zinvolle meting meer kan doen. Daarom adviseert Fnirsi om een constante stroombelasting te gebruiken bij deze metingen.

    PC Software voor de FNB58

     De fabrikant biedt op de website. Software aan. Het hoofdscherm van de PC app ziet er uit als hieronder:
     
    FNB58 PC app.png
    Fnirsi's PC software voor de FNB58.  

    Real-time gemeten waarden, maar ook de spannings- en stroomkarakteristieken worden getoond. De interface heeft wat eigenaardigheden die enige gewenning vragen. Ik heb ondervonden dat navigeren door de verschillende karakteristieken onnodig ingewikkeld is.
     
     Ik zie maar weinig reden om de PC software te gebruiken behalve voor langdurige metingen en loggen (bijvoorbeeld om de karakteristieken van batterijen te bepalen). Je kunt de PC app gebruiken o een dergelijke meting in te stellen en te starten. Vervolgens kunnen de karakteristieken opgeslagen worden in een Fnirsi eigen binair formaat met een .CFN filenaam.
     
     Dat is wat teleurstellend want de mogelijkheid om de gegevens in .CSV op te slaan is noodzakelijk om de gegevens verder te kunnen bewerken of te analyseren. Gelukkig heeft GitHub gebruiker didim99 Python scripts geschreven dat de .CFN files kan omzetten naar .CSV formaat, zie Geweldig!
     
     Er is nog een ander project het vermelden waard, van GitHub user baryluk, en te vinden op . Deze software maakt het mogelijk om in real-time data direct van de FNB58 in een computer in te lezen zonder dat de Fnirsi Windows software nodig is om gegevens eerst op te nemen en op te slaan.

    Android App

     The FNB58 is ook te koop met een optionele Bluetooth interface. Als je deze versie hebt kun je gebruik maken van de Android app die beschikbaar is als .apk package op de Fnirsi website. Om deze app te installeren moet een .ZIP file gedownload worden, waarna deze uitgepakt een .apk file oplevert die, nadat daarvoor toestemming gegeven wordt, op de Android telefoon geïnstalleerd kan worden. De app is beschikbaar in meerdere talen; tik op het menu rechtsboven om van Chinees om te schakelen naar de gewenste taal waarna onderstaand scherm verschijnt:
     
    android app.jpg
    Fnirsi's Android app voor de FNB58.  

    Ik heb de app getest maar ondanks dat het werkt kreeg ik niet het gevoel dat de app noemenswaardig gebruiksvriendelijker is dan de meter zelf of de PC software.

    Conclusie

    Alles overwegende is de FNB58 een behoorlijk veelzijdig instrument waarmee legio nuttige en waardevolle metingen gedaan kunnen worden, zowel thuis als in een lab. Het apparaat heeft een strak uiterlijk en biedt vrijwel alle functies die je kunt verwachten van dit soort USB testers. Er kunnen moeiteloos problemen met opladers, kabels of powerbanks geanalyseerd worden, en met wat handigheid kunnen er ook vrij nauwkeurige DC metingen mee worden gedaan, vooropgesteld dat deze binnen het meetbereik blijven (0 tot 28 V, 0 tot 7 A). Om dit te doen moet gebruik gemaakt worden van een USB adapter (bijvoorbeeld USB naar schroef verbindingen) die ofwel zelf gemaakt, of gekocht kunnen worden. Veel plezier!



    Vertaling: Adrie Kooijman

    Tags


    Login

    Wachtwoord vergeten?

    Heb je nog geen account?
    Maak gratis een account aan en geniet van vele voordelen.