امرأة في سياتل كانت قد أنهت للتو تجديد المطبخ الشهر الماضي وأرادت منع أي فوضى زائدة على أسطح العمل الخاصة بها. لم تكن مهتمة بوجود شواحن كبيرة أو كابلات متناثرة على كامل الحائط الخلفي. اقترح الكهربائي تحويل المقبس القديم إلى منفذ مأخذ USB الذي يمكن توصيله مباشرة بالجدار. ومع ذلك، كانت صاحبة المنزل مترددة بسبب عدم اليقين بشأن السلامة، وسرعة الشحن مقارنة بالشاحن الأصلي المرفق مع هاتفها، وإذا ما كانت ستصبح قديمة بسرعة بسبب تغير معايير USB.
السؤال حول مقابس الطاقة المزودة بمنافذ USB كخيار قياسي بدلاً من كونه مجرد ابتكار تم طرحه في كل موقع عمل وعلى كل عداد بيع بالجملة للكهرباء. الحقيقة هي أن مقابس USB والمآخذ (المنافذ) تختلف تمامًا عن المقبس المزدوج القياسي، لأنها تحتوي على مصادر طاقة تحول 120 فولت من التيار المتردد من الجدار إلى جهد أقل من التيار المستمر لاستخدام أجهزة USB: وبالتالي، الدائرة التي تحول جهد التيار المتردد إلى جهد التيار المستمر تعمل على مدار 24 ساعة يوميًا وتولد حرارة وتسحب تيارًا صغيرًا عندما لا يوفر المقبس طاقة لجهاز. هذه الحزمة الكهربائية الداخلية ستحدد في النهاية الفرق بين ترقية ذكية وزيارة خدمة في المستقبل، لذلك من المهم فهم كيف يمكن أن تؤثر هذه الحزمة الكهربائية الداخلية على كيفية تنفيذ التركيب، وكيف ستعمل، ومدى أمان استخدامها.
كيف يختلف منفذ USB الجداري عن المقبس القياسي
المقبس الجداري القياسي هو في الأساس مجرد وسيلة لنقل الكهرباء، هكذا يعمل. يأخذ المقبس السلك النحاسي (تغذية الطاقة) الداخل إلى المبنى ويوصله بالموصلات النحاسية التي تمسك بالقابس. هذا كل شيء! لا توجد دوائر إلكترونية، ولا حرارة تنتج إلا حسب الحمل المتصل، وهناك جهاز ميكانيكي واحد فقط يمكن أن يفشل (التوتر في النوابض التي تمسك بالقابس).
شاحن USB هو مكون كهربائي نشط موجود داخل المقبس الجداري. يحتوي داخل الغلاف البلاستيكي على محول صغير (أو مصدر طاقة بنمط التبديل) يأخذ التيار المتردد 120 فولت القادم من الجدار ويحوّله إلى 5 فولت (لاتصال النوع A) أو من 0 فولت إلى 20 فولت (لاتصال النوع C) من التيار المستمر، حسب ما يتم توصيله به. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للشاحن التواصل مع الجهاز الذي يزوده بالطاقة، مما يمكنه من إعلام الجهاز بكمية التيار التي يمكنه سحبها بأمان.
حزمة الإلكترونيات الداخلية تستهلك الطاقة دائمًا، باستمرار، بغض النظر عما إذا كان هناك شيء موصول بمنافذ USB أم لا. حتى إذا لم يكن هناك أي شيء متصل بمنافذ USB، فإن مزود الطاقة سيظل يسحب كمية صغيرة من التيار في وضع الاستعداد، عادة في نطاق من 0.1 إلى 0.5 واط. على مدار عام كامل، تعادل كمية الطاقة المستخدمة في وضع الاستعداد تقريبًا من 1 إلى 4 كيلوواط-ساعة، وهو ما لا يكفي للتأثير بشكل كبير على فاتورة الكهرباء المنزلية الخاصة بك ولكنه لا يزال مؤشرًا على أن منفذك مزود بالطاقة باستمرار ودافئ. المساحة التي تشغلها حزمة الإلكترونيات هذه داخل الصندوق هي السبب في أن مقابس USB أعمق من المقابس العادية غير المزودة بـ USB، حيث قد تكون المساحة ضيقة جدًا لتركيب مقابس USB في صناديق العمل القديمة الضحلة. في بعض الحالات، قد يحتاج الصندوق إلى الاستبدال لتوفير مساحة كافية لتركيب الأسلاك.
هل مقابس USB تستحق الاستثمار فعلاً؟
قيمة منفذ USB تأتي من موقع تركيبه والغرض من استخدامه. مثال على ذلك؛ المطبخ، طاولة بجانب السرير، مكتب المنزل، أو منضدة الفندق، وهي جميع الأماكن التي تُشحن فيها الهواتف أو الأجهزة اللوحية يوميًا حيث لا يُرغب في وجود شواحن وكابلات ظاهرة. لذلك، الفائدة فورية وستستمر. عند تركيب منفذ USB على الحائط، يتم إزالة الحاجة إلى محول شحن (الذي يستخدم أحد فتحتي القابس)، ويتضاعف عدد منافذ الطاقة المتاحة في ذلك الموقع.
يقدم منفذ USB قيمة مضافة ضئيلة في الأماكن التي لا تُشحن فيها الأجهزة كثيرًا مثل الممرات، غرف المعيشة الرسمية، أو الأماكن التي نادرًا ما تُشحن فيها الأجهزة، مقارنة بمنفذ عادي. كمية الطاقة الصغيرة التي يستهلكها الجهاز في وضع الاستعداد مستمرة لكنها تتراكم على مدى فترة استخدام الجهاز. وبالمثل، يجب موازنة التكلفة الزائدة لمنفذ USB عالي الجودة، الذي يتراوح سعره بين $20 و $50، مقابل منفذ مزدوج مقاوم للعبث عادي يتراوح سعره بين $3 و $8، مما يجعل مبرر تركيب منفذ USB في هذه التطبيقات محل شك في أفضل الأحوال.
بالنسبة للعقارات المؤجرة، الفنادق، والمساحات التجارية، توفر مقابس USB ميزة تنافسية واضحة. فهي تشير إلى أن المكان قد تم تحديثه لتلبية توقعات الضيوف والمستأجرين الذين يسافرون مع أجهزة متعددة ووقت محدود لشحنها. للحصول على نظرة أوسع حول كيفية تناسب المقابس ضمن نظام كهربائي حديث متكامل، يغطي نظرتنا العامة أفضل المنافذ الكهربائية والمفاتيح للمنازل الحديثة النطاق الكامل من الخيارات من الأساسي إلى الذكي المتكامل.
USB‑A مقابل USB‑C في مقابس الحائط: ماذا يعني نوع المنفذ
تؤثر أنواع منافذ USB على التوافق، سرعة الشحن، وعمر المقابس مع استمرار تقدم التكنولوجيا.
منافذ USB‑A لأكثر من عقدين، استمر USB-A في كونه أحد أكثر أنواع الاتصالات استخدامًا؛ حيث توفر جميع شواحن الحائط لشحن الأجهزة شحنة بجهد 5 فولت وبحد أقصى 2.4/3.1 أمبير للمخرج، مما يتيح طاقة خرج محتملة تتراوح بين 12-15 واط لكل مخرج. وبناءً عليه، فإن شحن الهاتف سيستغرق وقتًا جيدًا (ليس الأفضل)، وشحن الجهاز اللوحي سيكون بطيئًا جدًا باستخدام هذا النوع من الاتصال. قديم الطراز؟ نعم! ومع ذلك، هناك عدد متزايد من الشركات المصنعة الأمريكية التي تستخدم منافذ USB-C بدلاً من منافذ USB-A في المستقبل.
منافذ USB‑C مع Power Delivery (PD) استخدام مخرج الحائط USB-C PD يخلق أسرع طريقة لشحن جميع أجهزتك الإلكترونية من خلال مخرج كهربائي AC وكابل USB. من خلال توصيل جهازك عبر موصل USB من النوع C، يمكن لمخرج الحائط التفاوض على تيار كهربائي أقصى يصل إلى 3 أمبير و20 فولت مع الجهاز المتصل. مع هذا التيار الكهربائي، يمكن لمخرج الحائط شحن طاقة إجمالية تبلغ 30 واط، 45 واط، أو 60 واط لوقت شحن إجمالي (اعتمادًا على مصدر الطاقة). هذه الكميات من الطاقة ستسمح لك بشحن الهاتف الذكي بأقصى سرعة، وكذلك شحن الأجهزة اللوحية، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، وبعض الأدوات الكهربائية اليدوية أيضًا. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن قابس USB-C قابل للعكس، فلن تضطر بعد الآن للقلق بشأن محاولة إدخال قابس USB القياسي (النوع A) في المخرج بشكل غير صحيح!
يوفر منفذ USB من الجيل الحالي تركيبات متعددة من الموصلات في نمط موصل واحد. من حيث نوعي الشحن الأحدث، تعمل أنظمة الشحن السريع مع الموصلات USB القديمة (مثل USB A الأصلي)، وسيعمل كلا نوعي الشواحن مع أنظمة “الشحن السريع” الجديدة المتاحة في مخرج الحائط العادي أو من خلال أجهزة إلكترونية أخرى تستخدم نوع USB موجود أو جديد. لذلك، إذا كنت تخطط للعيش في منزلك لفترة طويلة، فمن المستحسن اختيار الطراز الذي يحتوي على منفذ USB-C Power Delivery (PD) واحد على الأقل، حيث سيوفر لك هذا المنفذ أطول فترة استخدام قبل أن تصبح أي من الأجهزة قديمة.
هل يتم التخلص من مقابس USB؟
بينما سيظل هناك اتصال USB على مخرج الحائط، سيتم الآن استبدال الاتصال السابق (USB-A) بالاتصال القياسي الأكثر استخدامًا (USB-C) مع اعتماد المزيد من الأجهزة لشاحن مشترك جديد لمعظم أجهزتك الإلكترونية (كجزء من توجيه الشاحن المشترك للاتحاد الأوروبي، الذي يتطلب أن تستخدم جميع المنتجات الجديدة المباعة مع الشواحن USB-C). وسيشمل ذلك العديد من أنواع المنتجات المختلفة، بما في ذلك الهواتف المحمولة، والأجهزة اللوحية، وسماعات الرأس، والعديد من الأجهزة الأخرى.
اليوم، منفذ الحائط المزود بمنفذ USB-A ليس زائداً عن الحاجة. سيستمر وجود مليارات الأجهزة المتوافقة مع هذا النوع من المنافذ لسنوات قادمة. يوفر منفذ الحائط المزود بمنفذي USB-A وUSB-C القدرة على الشحن من البروتوكولين المختلفين ويمنح مرونة لا يمكن أن يوفرها استخدام بروتوكول واحد فقط. لا يزال USB-A مستخدماً على نطاق واسع، وسيستمر كذلك، لكنه من المحتمل أن يُعزز بإضافة USB-C.
اعتبارات السلامة للمقابس المدمجة مع USB
مدى أمان مقبس التوصيل المزود بمنافذ USB يعتمد على مكوناته الإلكترونية الداخلية وما إذا تم تركيبها بشكل صحيح. تم اختبار مقبس USB لمقاومة العزل الكهربائي (من جهد التيار المتردد إلى خرج التيار المستمر USB)، وكذلك الحماية من التيار الزائد (بسبب تدفق تيار زائد) من منافذ USB (الأجهزة التي تتصل بمنافذ USB والتيار الزائد). كما تم اختباره للأداء الحراري مع الجهاز تحت حمل تيار مستمر.
المقابس المزودة بـ USB المدرجة في UL (أو مختبر اختبار معترف به وطنياً مكافئ) بالإضافة إلى اجتيازها للاختبارات المذكورة أعلاه، تمثل الحد الأدنى من المعايير لأي شيء متصل بشكل دائم بأسلاك كهربائية.
الحرارة هي الخطر الرئيسي على سلامتك من مقبس USB. في كل مرة يتم فيها تنشيط المقبس (أي تشغيله)، سيكون هناك إنتاج للحرارة منه؛ وهذا يشمل عندما لا يتم شحن أي أجهزة. تنتج المقابس كمية كبيرة من الحرارة، وإذا وُضعت في صندوق كهربائي مزدحم بأجهزة أخرى ولا تسمح بتدفق هواء كافٍ لتبديد الحرارة الناتجة من المقابس، فإنها [المقابس] ستخلق ظروفاً حرارية تتجاوز التصنيف الحراري وبالتالي تخلق مخاطر على المواد والأشخاص. للمساعدة في أداء هذا المقبس، يوصي المصنعون بالميزات التصميمية التالية؛ أ. يجب أخذ إدارة الحرارة في الاعتبار للمقابس؛ ب. يجب تصميم تشغيل مصادر الطاقة باستخدام تصاميم وطرق تصنيع فعالة تؤدي إلى مستويات مقبولة من؛ ج. سيكون من الضروري تركيب حماية حرارية على مصدر الطاقة عند الحاجة؛ و د. سيكون من الضروري تحديد أقصى درجة حرارة تشغيل محيطة لجميع المقابس. متطلبات التركيب للمقابس ستكون [1] أن يكون الصندوق كبيراً بما يكفي لحركة هواء حرة وغير معوقة للسماح بتدفق هواء حر (في جميع أنحاء الصندوق)؛ و [2] يجب ألا يتم تركيب المقبس في صندوق مليء بالأجهزة المنتجة للحرارة (مثل المخفتات؛ مقابس USB من أي مصنع). يُقبل ذلك فقط في الحالة التي تتطلب فيها تعليمات المصنع تجميع الأجهزة في نفس صندوق المجموعة.
عامل آخر يجب مراعاته عند الحديث عن السلامة هو العزل. العزل الجلفاني مطلوب بين خرج طاقة USB وجهد خط التيار المتردد AC. إذا فشل حاجز العزل الداخلي، قد يتعرض غلاف موصل USB لجهد التيار المتردد AC. هذا يشكل خطراً على الحياة والسلامة. لمنع حدوث ذلك، تتطلب UL أن تجتاز هذه الأنواع من الأجهزة اختبار hipot عند آلاف الفولتات بين مدخل التيار المتردد AC ومخرج USB قبل إصدار شهادة المطابقة.
ما الذي يجب البحث عنه عند اختيار منفذ شاحن USB
تتوفر مجموعة متنوعة من شواحن USB، بما في ذلك أنماط وأسعار ومستويات أداء وجودة تصنيع مختلفة. قد يكون لديك العديد من الجوانب المختلفة لمقابس شاحن USB التي ترغب في مقارنتها وتقييمها لتحديد الأنسب لك. تشمل هذه الميزات السلامة والموثوقية على المدى الطويل.
- شهادة UL أو ETL. تظهر اختبارات الطرف الثالث أن الجهاز متوافق مع معيار السلامة المعمول به لعلامة الشهادة.
- إجمالي تيار خرج USB والتيار لكل منفذ. يتم سرد القيم القصوى لكل منفذ والإجمالية بشكل منفصل تحت قسم “3.1A إجمالي”. هذا يشير إلى أن الأربعة منافذ معاً توفر إجمالي خرج أقصى يبلغ 3.1 أمبير. إذا قمت بتوصيل جهازين بنفس مزود الطاقة، سيستخدم كل جهاز نصف التيار البالغ 3.1 أمبير، حيث سيشتركان في التيار بالتساوي. ستتبع تقييمات التيار القصوى لكل منفذ والإجمالية لمزود طاقة جيد علامات إضافية تحدد الحد الأقصى للتيار المتاح عند كل نقطة اتصال من الأربع ونطاق التيار الإجمالي المتاح عند أي نقطة اتصال. كما سيقوم مزود الطاقة الجيد بتوزيع الطاقة تلقائياً وفقاً لتقييمات التيار القصوى لكل منفذ والإجمالية عبر جميع الأجهزة المتصلة به.
- دعم USB‑C PD، إذا كان ذلك مناسباً. عند التحقق من منافذ USB‑C المتاحة لديك، تأكد مما إذا كانت تدعم Power Delivery (PD) ودوّن الحد الأقصى لتصنيف الواط لكل منفذ. يوفر المنفذ الذي يدعم 30 واط من PD طاقة كافية لشحن معظم الهواتف الذكية الحديثة بسرعة. إذا كنت تستخدم منفذ PD بقوة 60 واط، يجب أن تكون قادراً على شحن أي لابتوب تقريباً في السوق بسرعة.
- مقابس التيار المتردد AC المقاومة للعبث. يجب تركيب فتحات قابس التيار المتردد التقليدية مع مصاريع مقاومة للعبث وفقاً لكود التركيب السكني الحالي (NEC).
- العمق الفيزيائي وتوافق الصندوق. قبل شراء منفذ، يجب عليك قياس عمق تركيبه في صندوق الكهرباء. بالمقارنة مع المنافذ العادية، تتطلب منافذ USB صندوق كهرباء أعمق. لذلك، إذا كان صندوق الكهرباء ضحلاً جداً، قد لا يتناسب المنفذ مع مساحة الأسلاك المطلوبة بناءً على المادة 314 من NEC.
اعتبارات التركيب: عمق الصندوق، الأسلاك، والحرارة
إجراء التوصيل الكهربائي لاستبدال مأخذ قياسي بمأخذ USB هو نفسه استبدال المأخذ القياسي؛ ومع ذلك، هناك قيود إضافية تتعلق بالمساحة الفيزيائية المتاحة لتركيب مأخذ USB الجديد مقابل المأخذ القياسي الحالي والأسلاك المرتبطة به. الخطوة الأولى هي إيقاف قاطع الدائرة الذي يزود المأخذ بالطاقة والتأكد من إيقاف تشغيل الطاقة قبل المتابعة. قم بإزالة المأخذ الحالي. قم بتوصيل السلك الأسود الحار بالطرف النحاسي، والسلك الأبيض المحايد بالطرف الفضي، والسلك الأرضي بمسمار الطرف الأخضر. يتطلب هذا طي الأسلاك بعناية في الجزء الخلفي من الصندوق، مع ترك مسار واضح للجزء الخلفي الأكبر بكثير من مأخذ USB. أخيرًا، إذا كان الصندوق من نوع بلاستيكي ضحل يعود إلى سبعينيات القرن الماضي، فستحتاج إلى استبدال الصندوق لأنه لا توجد مساحة كافية لتركيب مأخذ USB في الصندوق حيث يتطلب مأخذ USB مساحة إضافية لاستيعاب جسمه الأكبر؛ سيكون من الأكثر أمانًا استخدام صندوق بالحجم المناسب بدلاً من محاولة تركيب مأخذ USB في صندوق غير مناسب حيث ستضغط الأسلاك على الجزء الخلفي من مأخذ USB.
إذا كنت غير مرتاح لأي جزء من هذه العملية — خاصة إذا كانت الأسلاك الحالية من الألمنيوم، أو معزولة بالقماش، أو تظهر علامات على ارتفاع درجة الحرارة — يمكن لفني كهربائي مرخص إكمال التركيب بأمان. للحصول على دليل خطوة بخطوة لإجراء استبدال المأخذ القياسي الذي ينطبق بنفس القدر على النماذج المزودة بـ USB، مقالنا عن كيفية استبدال مأخذ الحائط يغطي العملية بالتفصيل.
الأسئلة المتكررة
هل تستحق المآخذ المزودة بـ USB الاستثمار؟
للأماكن التي يتم فيها توصيل الأجهزة يوميًا (مثل المطابخ، غرف النوم، المكتب المنزلي، منضدة الفندق)، يلغي ذلك الحاجة إلى محولات الشحن ويسمح لك باستخدام فتحات التوصيل القياسية الإضافية لأغراض أخرى عن طريق استبدال مأخذ الحائط القياسي بمأخذ حائط USB. ومع ذلك، إذا لم تكن الأجهزة مستخدمة بشكل متكرر (استخدام منخفض)، فقد لا يكون الإنفاق الإضافي والسحب المستمر للطاقة (استهلاك الاستعداد) مبررًا.
هل يتم التخلص من مقابس USB تدريجيًا؟
مع تحول USB-C إلى الموصل القياسي، سيتم التخلص تدريجيًا من USB-A. على الرغم من وجود بعض المتطلبات التنظيمية التي تتطلب موصلات USB-C، إلا أن كابلات وأجهزة USB-A لا تزال مستخدمة على نطاق واسع في الصناعة. سيوفر مأخذ ذو منفذين يحتوي على موصلات USB-A وUSB-C كل من التوافق العكسي وحلًا مستقبليًا أثناء الانتقال إلى USB-C.
هل مقابس الكهرباء المزودة بمنافذ USB آمنة؟
هذا صحيح! عند تركيبها بشكل صحيح، فهي آمنة للاستخدام طالما تحمل علامة UL أو ETL Listing. تم اختبار منفذ شاحن USB المدرج ضمن UL أو ETL على؛ العزل الكهربائي بين خط التيار المتردد ومخرج USB؛ الحماية من التيار الزائد؛ والأداء الحراري لشاحن USB. بالإضافة إلى ذلك، يجب تركيب منفذ شاحن USB في صندوق كهربائي بحجم مناسب لضمان التشغيل الآمن.
ما هو أفضل قابس USB؟
أفضل مقبس شحن USB هو المقبس المزدوج المقاوم للعبث المدرج ضمن UL عندما يكون هناك حاجة إلى منفذي USB، ولكن يجب أن يكون أحد المنافذ منفذ USB C (توصيل الطاقة) الذي يخرج طاقة لا تقل عن 30 واط. يوفر منفذ USB A الثاني التوافق العكسي مع أجهزة USB السابقة، ويجب أن يوفر كلا المنفذين تيارًا لا يقل عن ^3⁄4 أمبير للشحن المتزامن لأجهزة متعددة. يجب أن يتناسب الشاحن أيضًا بشكل مريح داخل صندوق الكهرباء الجداري دون إتلاف أو ازدحام الأسلاك الأخرى في الصندوق.
A مقبس مع USB الشحن هو أكثر من مجرد راحة — إنه ترقية دائمة للبنية التحتية الكهربائية في الغرفة. يضع شحن الأجهزة حيث يستخدم الناس أجهزتهم فعليًا، ويقضي على فوضى المحولات وأشرطة الطاقة، ويشير إلى أن المنزل أو العمل تم بناؤه أو تجديده مع مراعاة التكنولوجيا الحديثة. المفتاح لنجاح التركيب هو اختيار جهاز مدرج ومصمم جيدًا، وتركيبه في صندوق يمكنه استيعاب جسمه العميق وحرارته، ومطابقة أنواع منافذ USB مع الأجهزة التي سيتم توصيلها. تصنع GOG Electric مقابس مزودة بـ USB تلبي هذه المعايير، مع فتحات التيار المتردد المقاومة للعبث، وتصنيف UL، وقدرة USB-C PD التي تتطلبها متطلبات الشحن الحالية.
