Compatibilidad USB-C del dock de Nintendo Switch 2

• El dock de Nintendo Switch 2 cumple con el estándar USB-C PD, pero su uso no estándar de VDM causa problemas de compatibilidad con docks de terceros
• Switch 2 se carga con un máximo de 15 W, y ofrece la misma velocidad de carga tanto con el dock de Nintendo como con docks de terceros
• El dock oficial de Nintendo siempre solicita 20 V 3 A al conectarse, mientras que el dock ANTANK S3 Max solo pide energía cuando la necesita, lo que resulta más eficiente
• El tiempo de carga es de unas 2 horas hasta el 90% y de unas 3 horas hasta el 100%; usarla después de cargar al 75% es más eficiente
• La implementación no estándar de VDM por parte de Nintendo limita la compatibilidad con accesorios de terceros. Esto podría deberse menos a mala intención y más a vacíos en la implementación de USB-C (o a una implementación incompleta)
• El objetivo de este artículo es publicar datos de negociación y compatibilidad USB-C PD del dock de Switch 2 y ofrecer un material complementario con mediciones detalladas que no pudieron incluirse en el video

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Fundamentos de USB-C PD

• USB-C PD define límites de voltaje y corriente, además de los procedimientos de comunicación, lo que permite suministrar hasta 240 W (EPR)
• Frente al límite normal de energía por USB de 15 W (5 V·3 A), PD puede llegar a 20 V·5 A, y con EPR extenderse hasta 48 V
• La especificación regula tanto las propiedades físicas del conector y el cable como el protocolo de negociación entre source y sink

Flujo de negociación de USB-C PD

• SOURCE_CAPABILITIES: la fuente anuncia la lista de modos de suministro disponibles, incluyendo voltaje/corriente fijos y si admite PPS
  • La fuente puede enviarlo periódicamente, o el sink puede solicitarlo con GET_SOURCE_CAP
  • Las capacidades del sink se intercambian mediante GET_SINK_CAP / SINK_CAPABILITIES
• REQUEST: el sink solicita el índice del modo deseado
  • Si cambian las condiciones, puede hacer una nueva solicitud para subir o bajar la velocidad de carga
• ACCEPT: la fuente notifica si acepta o rechaza la solicitud
  • Puede responder con REJECT según su lógica interna, por ejemplo por sobrecalentamiento o carga
• PS_RDY: la fuente indica que terminó el cambio de voltaje y está lista para suministrar energía
• GOODCRC: mensaje auxiliar que funciona como acuse de recibo (ACK) de todos los mensajes recibidos
• En la práctica, hay que tener en cuenta que son frecuentes los comportamientos excepcionales por pérdida de paquetes, variaciones de timing o implementaciones incompletas

Vendor Defined Messages (VDM)

• Además de la energía, se usan VDM para negociar dirección de datos, formato y Alt Mode
• Los VDM de estándar abierto, como DisplayPort Alt Mode, contribuyen a mejorar la interoperabilidad
• Los VDM privados o propietarios pueden reducir la compatibilidad con productos de otras marcas, y aquí se presenta una visión crítica sobre cómo Nintendo usa los VDM

Resumen de pruebas USB-C PD

• Configuración del equipo: consola/dock/adaptador oficial de Switch 2, adaptador UGREEN de 100 W y cable de extensión, dock ANTANK S3 Max, Infineon CY4500 (incluido EPR), módulo de análisis de energía AC de Quarch, monitor Asus ProArt de 32", etc.
• Referencias en los gráficos: naranja/rosa es la potencia medida por el CY4500, y las líneas blancas verticales marcan los puntos donde se generaron mensajes PD

Test 1: adaptador oficial → CY4500 → dock oficial → Switch 2

• Se observó un consumo máximo del dock de aproximadamente 15 W y salida de pantalla habilitada
• Tras la negociación inicial de 20 V·3 A al conectarse, hubo una tendencia a que no se produjeran más mensajes adicionales

Test 2: adaptador oficial → dock oficial → extensión UGREEN → CY4500 → Switch 2

• Se mantuvieron unos 15 W y la salida de pantalla
• Se confirmaron múltiples negociaciones de energía y de modo de pantalla cuando cambiaba el estado

Test 3: adaptador oficial → CY4500 → Switch 2

• Incluso con carga directa a la consola, se mantuvo el límite de aproximadamente 15 W

Test 4: adaptador UGREEN de 100 W → CY4500 → Switch 2

• Incluso usando un adaptador de terceros de 100 W, el límite de unos 15 W fue el mismo

Test 5: monitor ProArt de 32" → CY4500 → Switch 2

• Se repitieron intentos de DR_SWAP y todos fueron rechazados, y no hubo salida de imagen en el monitor
• Hay indicios de que la negociación falló antes de llegar a la etapa VDM

Test 6: UGREEN 100 W → CY4500 → dock ANTANK S3 Max → Switch 2

• El dock S3 Max destacó por la transparencia en su solicitud de energía y ofreció la misma velocidad de carga que el dock oficial

Test 7: UGREEN 100 W → dock S3 Max → extensión UGREEN → CY4500 → Switch 2

• La carga funcionó bien, pero falló la salida de pantalla
• Podría deberse a un problema con la extensión o con la calidad del contacto

Test 8: UGREEN 100 W → dock S3 Max → extensión de terceros → CY4500 → Switch 2

• Carga y salida de pantalla normales, con un suministro promedio máximo de unos 15 W

Prueba de tiempo de carga (medición desde la toma de corriente)

• Configuración: comparación entre dock oficial/adaptador oficial y adaptador UGREEN de 100 W con Quarch PAM
• Resultado: velocidades de carga similares en ambos casos, con gráficos de ejes fijos para facilitar la comparación

Conclusiones y puntos de observación

• El límite de potencia de carga de Switch 2 es consistentemente de unos 15 W
  • Sin importar si se usa dock oficial o de terceros, adaptador o monitor USB-C
• El dock oficial solicita 20 V·3 A en cuanto se conecta, mostrando una tendencia a reservar potencia alta de forma permanente
  • El dock ANTANK S3 Max solicita más potencia solo cuando hace falta, por ejemplo cuando la consola está encendida, mostrando una gestión energética más eficiente
• Tiempo de carga: unas 2 horas hasta el 90% y unas 3 horas hasta el 100%
  • Esto sugiere que evaluar el comportamiento de carga solo por el tiempo total hasta 100% tiene limitaciones
• Consejo para optimizar el uso de la batería: si se usa y descarga repetidamente después de cargar hasta alrededor del 75% (más de 1,5 horas), es posible mantenerse cerca de la carga de 15 W todo el tiempo y evitar la fase de trickle charging
• La incompatibilidad con otros docks parece deberse menos a un bloqueo intencional y más a una implementación deficiente de USB-C o a un fallo en la negociación antes de llegar a VDM