Oder: Wie ich lernte, dass ein verdrehsicherer Stecker durchaus eine bevorzugte Richtung haben kann.
Weiterlesen: Reverse Charging bei USB-C – einmal andersUSB-C ist eine tolle Erfindung. Endlich ein Stecker, bei dem man nicht mehr dreimal probieren muss, bis er passt. Egal wie herum man ihn einsteckt, er funktioniert einfach.
Zumindest behauptet das die Theorie.
Die Praxis hatte da mal wieder andere Pläne.
Ein Dock, zwei Smartphones und ein kleines Problem
Auf meinem Schreibtisch stehen zwei USB-C-Dockingstationen. Nichts Aufregendes: Ein bisschen Plastik, ein USB-C-Stecker und ein Kabel zum PC. Keine Thunderbolt-Magie, keine DisplayPort-Alt-Modes, keine 240 Watt Power Delivery. Einfach USB-A auf USB-C.
Was soll da schon schiefgehen?
Mein Motorola ließ sich darin problemlos laden. Nur mit der Datenverbindung zum PC wollte es nicht so recht klappen.
Telefon aus der Station genommen, um 180° gedreht und wieder eingesteckt.
Datenverbindung funktioniert.
Prima. Nur zeigt jetzt das Display nach hinten.
Das ist bei einem Smartphone ungefähr so praktisch wie ein Monitor, den man mit der Bildschirmseite zur Wand montiert.
Aber immerhin: USB funktioniert!
Ein zweites Dock wird’s schon richten
Vielleicht ist die Dockingstation einfach defekt.
Glücklicherweise hatte ich noch eine zweite, baugleiche Station.
Also umgesteckt, getestet und …
Exakt dasselbe Verhalten.
Motorola mit Display nach vorne: Laden ja, Daten nein.
Motorola mit Display nach hinten: Laden ja, Daten ja.
Zwei Dockingstationen, zweimal derselbe Fehler. Entweder habe ich ein bemerkenswertes Talent dafür, defekte Hardware zu kaufen, oder hier steckt System dahinter.
Xiaomi betritt den Chat
Um das Smartphone als Fehlerquelle auszuschließen, kam ein Xiaomi zum Einsatz.
Und jetzt wurde es interessant.
Das Xiaomi funktionierte nämlich genau andersherum!
| Smartphone | Display vorne | Display hinten |
|---|---|---|
| Motorola | Laden | Laden + Daten |
| Xiaomi | Laden + Daten | Laden |
Großartig.
Wir haben also zwei USB-C-Dockingstationen, zwei Smartphones und offenbar eine demokratische Abstimmung darüber, welche Steckrichtung die richtige ist.
Das Motorola stimmt dagegen.
Ein normales USB-A-auf-USB-C-Kabel funktioniert übrigens mit beiden Smartphones in beiden Richtungen.
Es liegt also nicht daran, dass die Smartphones das Konzept von USB-C grundsätzlich missverstanden hätten.
USB-C: 24 Kontakte und jede Menge Möglichkeiten
Werfen wir einen kurzen Blick auf die Technik.
USB-C besitzt bis zu 24 Kontakte. Für eine einfache USB-2.0-Verbindung braucht man davon erstaunlich wenige:
- VBUS und GND für die Stromversorgung
- D+ und D− für die Daten
- CC für die Anschlusserkennung
Die USB-2.0-Datenkontakte sind in einer USB-C-Buchse doppelt vorhanden:
| Kontakt | Funktion |
|---|---|
| A6 / B6 | USB 2.0 D+ |
| A7 / B7 | USB 2.0 D− |
| A5 / B5 | CC1 / CC2 |
Die beiden D+-Kontakte und die beiden D−-Kontakte werden auf der Buchsenseite jeweils miteinander verbunden.
Ein USB-C-Stecker benötigt deshalb für USB 2.0 nur ein Datenkontaktpaar.
Für die Erkennung eines klassischen USB-A-Hosts besitzt der USB-C-Stecker außerdem einen 56-kΩ-Pull-up-Widerstand von VBUS zum CC-Kontakt.
Beim Umdrehen des Steckers landet dieser CC-Kontakt auf dem jeweils anderen CC-Eingang des Smartphones.
Das ist alles ziemlich clever.
Vorausgesetzt, der Stecker hält sich an die Spielregeln.
Ob das bei meinen Dockingstationen der Fall ist, war zu diesem Zeitpunkt noch völlig offen.
Der chinesische Patient
Zum Glück habe ich einen QIANLI iBridge A3 USB-C-Tester.
Ein kleines Gerät mit Display, das die Kontakte eines USB-C-Anschlusses und verschiedene elektrische Messwerte anzeigen kann.
Leider gibt es einen kleinen Haken: Für die Untersuchung des Dockingsteckers fehlt mir die passende USB-C-Buchse am Messgerät.
Ich kann also wunderbar messen, was mir gerade nicht weiterhilft.
Auch eine USB-C-Verlängerung brachte keine Erlösung. Das Problem blieb orientierungsabhängig.
Damit wurde die Liste der Verdächtigen langsam kürzer:
- Fehlerhafte CC-Beschaltung?
- Kontaktproblem bei D+ oder D−?
- Ungewöhnliche Kontaktgeometrie?
- Kabelbruch?
- Ein besonders kreativer USB-C-Stecker?
Zeit für einen Blick ins Innere.
Operation am offenen Dock
Also Schraubendreher raus und die Dockingstation zerlegt.
Die gute Nachricht: Das Gehäuse lässt sich öffnen.
Die schlechte Nachricht: Der USB-C-Stecker ist vollständig vergossen.
Keine Platine, keine zugänglichen Lötstellen, keine Widerstände, die man mal eben nachmessen könnte.
Nur ein schwarzer Kunststoffklotz, der seine Geheimnisse offensichtlich mit ins Grab nehmen möchte.
Man könnte ihn natürlich aufschneiden.
Aber bevor ich einen USB-C-Stecker chirurgisch zerlege, gibt es noch eine andere Möglichkeit.
Reverse Charging – jetzt wird’s mechanisch
Der Stecker sitzt in einer Kunststoffhalterung innerhalb der Dockingstation.
Und was passiert, wenn man ihn einfach um 180° dreht?
Gesagt, getan.
Stecker aus seiner Position gelöst, gedreht und wieder eingesetzt.
Motorola eingesteckt.
Display zeigt nach vorne.
USB-Datenverbindung funktioniert.
Und sie bleibt sogar stabil.
Problem gelöst. Mit einer Drehung um 180°.
Dafür ist jetzt allerdings die ursprüngliche Zugentlastung praktisch nutzlos, weil das Kabel auf der falschen Seite aus dem Stecker kommt.
Aber irgendwas ist ja immer.
Immerhin habe ich jetzt eine Dockingstation, die genau das macht, was sie eigentlich von Anfang an hätte machen sollen.
Das Kabel bekommt noch eine vernünftige Fixierung, damit die Zugkräfte nicht direkt auf dem Stecker landen.
Und was war nun kaputt?
Die unbefriedigende Antwort: Das weiß ich noch nicht mit Sicherheit.
Die bisherigen Versuche sprechen für ein orientierungsabhängiges Problem im Bereich des Dockingsteckers beziehungsweise seiner elektrischen Beschaltung oder Kontaktierung.
Dass zwei baugleiche Stationen dasselbe Verhalten zeigen, ist dabei durchaus verdächtig.
Dass Motorola und Xiaomi jeweils die entgegengesetzte Orientierung bevorzugen, macht die Sache noch interessanter.
Ein fehlendes zweites D+/D−-Kontaktpaar wäre übrigens für sich genommen kein Fehler. Bei einem normgerechten USB-C-Stecker ist ein einziges Paar für USB 2.0 völlig ausreichend.
Und auch ein einzelner 56-kΩ-Widerstand am CC-Kontakt ist bei einem USB-A-auf-USB-C-Kabel genau richtig.
Für die endgültige Diagnose müsste ich die Kontakte des vergossenen Steckers über ein USB-C-Breakout elektrisch prüfen.(Zum Glück ist heute ja Shopping Festival in China)
Das steht noch aus.
Fazit: USB-C ist verdrehsicher. Meistens.
Nach ein paar Stunden Fehlersuche lautet die Bilanz:
- Zwei Dockingstationen untersucht.
- Zwei Smartphones getestet.
- Ein USB-C-Tester bemüht.
- Eine Verlängerung ausprobiert.
- Eine Dockingstation zerlegt.
- Einen Stecker umgedreht.
- Eine Zugentlastung geopfert.
- Eine funktionierende Datenverbindung gewonnen.
Das eigentliche Rätsel bleibt vorerst ungelöst.
Die USB-C-Spezifikation verspricht einen Stecker, den man beliebig herum einstecken kann.
Meine Dockingstation hat das offenbar etwas anders interpretiert.
Man kann den Stecker beliebig herum einstecken. Man muss nur anschließend das komplette Smartphone umdrehen.
Und wenn einem das nicht gefällt, dreht man eben den Stecker im Gehäuse.
Das ist dann wohl Reverse Charging bei USB-C.
Nicht die Stromrichtung wird umgekehrt, sondern gleich die ganze Hardware.
Human-in-the-Loop. Mit Schraubendreher.
Nachtrag: Sollte ich irgendwann herausfinden, was unter der Vergussmasse tatsächlich falsch läuft, gibt es ein Update. Bis dahin funktioniert das Motorola. Und die Zugentlastung darf sich auf ihre berufliche Neuorientierung freuen.