Verbesserung des USB-Hubs. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Computergeräte

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Um die Anzahl der USB-Anschlüsse eines PCs, Laptops, Tablet-Computers oder modernen Fernsehers zu erhöhen, werden externe USB-Hubs (auch USB-Hubs genannt) verwendet. Zu diesem Zweck und auch um die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung teurer Geräte aufgrund einer Fehlfunktion des angeschlossenen Geräts zu verringern, wurden zwei unbenannte Hubs (Abb. 1) angeschafft, die für den Anschluss von vier Geräten ausgelegt sind. Neben USB-Buchsen verfügen sie über einen eingebauten Netzschalter, eine Power-On-LED und eine Buchse zum Anschluss eines externen Netzteils mit 5V DC Ausgangsspannung (nicht im Lieferumfang enthalten).

Fig. 1

Während des Betriebs der Geräte wurden einige ihrer Mängel festgestellt. Es stellte sich heraus, dass die beiden mittleren USB-Anschlüsse schlechter funktionieren als die äußeren; Durch den Anschluss einer externen Stromquelle an den Hub wird die Stromversorgung über den USB-Anschluss eines Computers oder eines anderen Geräts nicht unterbrochen, da eine nicht isolierende Strombuchse installiert ist. Schließlich leuchtet die LED zu hell.

Um diese Mängel zu beseitigen, wurde die Nabe zerlegt (dazu reicht es, zwei selbstschneidende Schrauben herauszudrehen). Das Gerät ist auf einem integrierten Schaltkreis mit der Bezeichnung LG347086212C aufgebaut. Bei der Untersuchung der Leiterplatte stellte sich heraus, dass die Blockkondensatoren EC1-EC3 (Positionsbezeichnungen sind auf der Platine angegeben) vorhanden sind, für die darauf kein Platz ist. Es stellte sich heraus, dass die Kapazität des im Stromkreis installierten Keramik-Sperrkondensators nur etwa 4,3 Mikrofarad betrug, was für solche Geräte offensichtlich gering ist.

Fig. 2

Ein Ausschnitt des Schemas des modifizierten Konzentrators ist in Abb. 2 dargestellt. 1. Die Positionsbezeichnungen der neu eingeführten Elemente beginnen mit dem Präfix 1, der Rest entspricht den Beschriftungen auf der Tafel. An den vom Hersteller vorgesehenen Stellen wurden Oxidkondensatoren EC3-EC22 mit einer Kapazität von 1 uF verbaut. Um die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des Hubs bei erhöhter Spannung der externen Stromquelle oder deren „Verpolung“ zu verringern, wurde eine schützende Zenerdiode 1VD6 eingeführt, und um die Helligkeit der LED zu reduzieren, wurde der Widerstand R330 (1,2 Ohm) eingebaut ) wurde durch einen Widerstand mit einem Widerstandswert von XNUMX kOhm ersetzt.

Blockkondensatoren EC1 - EC3 - kleinformatiges Oxidaluminium oder Tantal mit einer Kapazität von 22-47 Mikrofarad in einem Gehäuse mit einer Höhe von nicht mehr als 8 mm. Anstelle der Zenerdiode KS156A können Sie auch KS156G, 2S156A, KS456A, 1N4734A, 1N5339 verwenden. Wenn ein Notfall eintritt, beispielsweise aufgrund eines Kurzschlusses, können rücksetzbare Sicherungen auf der Systemplatine des Computers aktiviert werden. Da solche Sicherungen in der Regel für einen Strom von 1,6 ... 3,6 A ausgelegt sind, was sehr viel ist, ist auch eine Beschädigung des USB-Anschlusskabels möglich.

Um die USB-Anschlüsse und das Netzteil vor Überlastung zu schützen, verfügen die Systemplatinen bei älteren Computern möglicherweise nicht über rücksetzbare Polymersicherungen, sondern über Einwegsicherungen. Aufgrund des Fehlens einer Steckdose mit eingebautem Schalter musste das Stromversorgungsschema geändert werden. Wenn der Hub nun über eine externe Quelle betrieben wird, kann die Stromversorgung über den USB-Anschluss des Computers mit dem SA1-Schalter ausgeschaltet werden. An die gedruckten Kontakte ist eine 1L1-Drossel (jede kleine Drossel mit einer Induktivität von 22.100 μH und einem Gleichstromwiderstand von nicht mehr als 0,04 Ohm) angelötet, um die vom Schalter kommenden Drähte anzuschließen, die zusammen mit Sperrkondensatoren einen LC-Filter bilden für die Versorgungsspannung.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass nach einer sorgfältigen Prüfung der Platine die Mängel mehrerer Lötstellen der USB-Buchsenleitungen an den Leiterbahnen beseitigt wurden. Eine Ansicht der Installation des modifizierten Geräts ist in Abb. dargestellt. 3.

Fig. 3

Ein weiterer Nachteil des Konzentrators kam zutage. Tatsache ist, dass zum Anschluss an den Computer ein ungeschirmtes vieradriges Kabel von etwa 550 mm Länge verwendet wurde, an dem beim Anschluss an einen Lastkonzentrator, der einen Strom von 0,5 A verbraucht, etwa 0,5 V abfallen. Um diesen Nachteil zu beseitigen B. durch den Kauf eines USB-2.0-Verlängerungskabels für diesen Zweck, bei dem die Stromkabel (meist in roter und schwarzer Isolierung) einen größeren Durchmesser und damit einen geringeren Widerstand haben. Sollte es nicht möglich sein, ein solches Kabel zu erwerben, sollte das vorhandene auf 100.150 mm gekürzt werden.

Zur Stromversorgung von Geräten, die an einen universellen USB-Hub angeschlossen sind, kann jede Quelle mit einer konstanten Ausgangsspannung von 4,9.5,25 V und einem maximalen Laststrom von 1.1,5 A verwendet werden, z. B. das im Kit enthaltene Netzteil TESA5-0035015dV-B , eignet sich zur Stromversorgung von an einen universellen USB-Hub angeschlossenen Mobilgeräten (Tablet-Computer, E-Books) von Texet mit großem LCD-Bildschirm.

Möglicherweise ist eine zusätzliche externe Stromversorgung erforderlich, wenn Geräte mit hohem USB-Stromverbrauch an den Hub angeschlossen sind, z. B. eine externe Festplatte, ein LED-Flachbettscanner oder ein externer optischer USB-CD-Leser/Brenner.

Autor: A. Butov

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