Usb концентратор своими руками
Здравствуйте.
Собрал usb hub — подключил два usb порта последовательно.
data — к data -, data к c data+, — к — и + к +. Между + и — кондер, вроде, 12в 22мкф и голубой светодиод:)
Собирая игрушку задумался, а как мост различит смешанный сигнал даты от двух устройств, но заморачиваться не стал, авось, заработает:) Конечно же, не заработало: порты работают по отдельности, а вместе нет.
И так, как же заставить мост отличать сигналы?
Табуретками не кидаться!
Спасибо
Реклама | ||
| ||
АлександрЛ | | |||||||||||||||
Карма: 175 |
Часовой пояс: UTC + 3 часа Кто сейчас на форумеСейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 3 Источник Коммутатор USB портовUSB порты уже долгое время являются крайне распространённым стандартом. Через USB к компьютерам можно подключить огромное количество разных периферийных устройств, будь то компьютерные мыши, клавиатуры, принтеры и сканеры, фотоаппараты, телефоны, флешки, и даже USB-вентиляторы и прочие устройства, которые используют для своей работы лишь питание 5В от USB порта. Как правило, системные блоки содержат в себе небольшое количество USB портов, обычно от 4 до 7, а ноутбуки и того меньше. Для работы компьютера жизненно необходимыми являются мышь и клавиатура, также у многих на постоянной основе подключен принтер. Этот минимум периферийных устройств уже занимает большую часть имеющихся USB портов, а если подключить ещё и флешку, то свободных разъёмов может и вовсе не остаться. Выходом из такой ситуации может послужить создание собственного коммутатора USB портов. Это простое электронное устройство представляет собой небольшую коробочку, которая имеет один штекер USB и четыре разъёма-мамы. Штекер подключается в один из USB портов компьютера и остаётся там на постоянной основе. Четыре гнезда коммутатора позволяют подключать к нему различное оборудование, например, принтеры или флешки. Ручкой, расположенной на верхней панели коммутатора, пользователь может выбирать, какое из четырёх устройств, подключенных к коммутатору, будет активно в данный момент. Данный коммутатор имеет довольно простую конструкцию, а потому его можно назвать надёжным и простым в использовании. Схема для сборки представлена ниже. Сопротивлением резистора можно регулировать яркость свечения светодиода. Также в этой части схемы можно увидеть галетный переключать — специальный переключатель, который перекидывает контакты с USB-штекеров либо на первый USB выход, либо на второй, либо на третий, либо на четвёртый. Таким образом, галетный переключатель должен быть на четыре положения. При необходимости число положений можно выбирать большее или меньше, в этом число выходов коммутатора может варьироваться. Минус остаётся всегда подключенным к каждому из USB выходов, а вот контакты для передачи данных и плюс питания нужно переключать. Таким образом, галетный переключатель должен быть на четыре положения и иметь как минимум три независимые группы контактов. Найти галетные переключатели с такими параметрами можно в магазинах радиодеталей, либо на местной радиобарахолке, обычно там в изобилии можно найти отечественные. На фото ниже для примера приведён внешний вид отечественных галетных переключателей. Они не обязательно будут выглядеть именно так, встречаются разные конструкции. В левой части схемы показана часть, отвечающая за индикацию, какой из USB выходов в данный момент активен. Можно увидеть, что для каждого из выходов предусмотрено по два светодиода. Но на самом деле, это один двухцветный светодиод с общим катодом. Двухцветные светодиоды, как правило, имеют три вывода — один катод и два анода. Катод является общим минусом, а аноды — двумя плюсами. Если подать напряжение на один анод, светодиод загорится одним цветом, если подать напряжение на второй анод, светодиод загорится уже другим цветом. При этом такие светодиоды имеет размер не больше, чем обычный одинарный светодиод. Для коммутатора логичнее всего использовать двухцветные светодиоды с зелёным и красным цветами — все неиспользуемые выходы отмечены зелёным цветом, а один используемый выделен красным. Для коммутации светодиодов используются PNP транзисторы, здесь можно использовать любые маломощные, например, КТ3107, КТ361, КТ3107. Разместить транзисторы и обвязку из трёх резисторов можно прямо на выводах светодиодов, как показано на фото ниже. В правой части схемы показаны каждый из четырёх выходов, у каждого имеются те же четыре контакта, два для питания и два для передачи данных. Коммутатор необходимо собрать в красивом корпусе, чтобы он не портил дизайн компьютерного рабочего места торчащими проводами. На передней панели будут располагаться 4 двухцветных светодиода для отображения активного выхода и один небольшой светодиод с краю для отображения, что коммутатор включен. В верхней крышке корпуса можно расположить галетный переключатель, надёжно зафиксировав его гайкой. Для улучшения дизайна на него необходимо надеть ручку, под цвет корпуса. Поворотом этой ручки можно будет выбирать, какой выход будет работать, соответственно, какое из четырёх подключенных к коммутатору устройств установит связь с компьютером. Также на верхней крышке можно расположить выключатель питания, обозначенный на схеме ключом. Если необходимости выключать коммутатор нет, то выключатель можно не ставить, оставив цепь +5В всегда замкнутой. В качестве выключателя можно использовать тумблер либо кнопку, обязательно с фиксацией. На фото ниже показан внешний вид внутреннего устройства коммутатора. Обратите внимание, что нужно тщательно пропаивать все контакты, чтобы избежать недоконтакта. Также не стоит использовать слишком тонкие провода в цепях питания, так как ток в в этих цепях может достигать уровня 0,5А. По возможности отрезки проводов, соединяющих разъёмы и галетный переключатель, должны быть максимально короткими, использовать экранированные провода не обязательно. Источник FE1.1, FE2.1 или что нам стоит USB HUB построитьЛирическое отступление Отмазки Суть Возможности
Одна из приятностей данной микросхемы — цена. У наших китайских друзей на АлиЭкспрессе цена на неё начинается от 20р за шт. Распиновка Строим HUB И так, заказав данные микросхемы я по быстрому набросал схему хаба, вот такую: Как видно, микруха сама в себе, вот только между собой много ног надо соединить.
Опыт использования На самом деле, хаб выполненный по данной схеме работает без каких либо нареканий. На некоторых форумах я встречал описания проблем при применении хабов на данных микрухах, такие как периодический сброс хаба, и сигналы о перегрузке, но как описано выше, причину их мне вроде бы удалось найти. Девайс с хабом построенным по схеме приведённой выше работает уже больше года без нареканий. Ещё отмазки Источник Как выбрать или изготовить USB-хабСегодня для подключения периферийных устройств к компьютеру чаще всего используют интерфейс USB. Но рано или поздно пользователь обнаруживает, что все имеющиеся в его компьютере USB-порты заняты мышью, клавиатурой, WEB-камерой и другими устройствами, а вновь приобретённый принтер, TV-тюнер, USB-осциллограф или что-либо ещё подключить некуда. Как же соединить с компьютером 127 устройств, обещанных спецификацией USB? Чтобы к одному USB-порту компьютера можно было подключить более одного устройства, применяют хабы (англ. hub — ступица колеса, в которую вставлены все его спицы), называемые также концентраторами. Хаб имеет «восходящий» (upstream) USB-порт, соединяемый с компьютером, и несколько «нисходящих» (downstream) USB-портов, к которым присоединяют периферийные устройства. Спецификация USB допускает последовательное соединение до пяти хабов. В магазинах, торгующих компьютерной периферией, ассортимент USB-хабов довольно велик — на любой вкус, цвет и кошелёк. Казалось бы, выбирай любой, наиболее симпатичного дизайна с нужным числом портов и за минимальную цену. Ведь неискушённый пользователь часто представляет себе хаб чем-то вроде устройства для подключения двух телевизоров к одной антенне — внутри пара резисторов либо миниатюрный трансформатор. Однако в данном случае всё гораздо сложнее. В этом я убедился, когда приобрёл два USB-хаба, один — для цифрового интерфейса к трансиверу, второй — для подключения внешнего жёсткого диска к стационарному ПК. Первый хаб на четыре порта с логотипом «DNS» был приобретён в обычном магазине, второй — неизвестного производителя на семь портов — был заказан в зарубежном интернет-магазине. Эксперименты в лабораторных условиях показали, что оба хаба без проблем работают с мышью, клавиатурой, адаптером USB-COM и звуковой картой, оснащённой интерфейсом USB. Однако с внешним жёстким диском и FLASH-накопителем работает только хаб DNS. При подключении таких устройств через безымянный хаб компьютер выдаёт сообщение «USB-устройство не определено». Дополнительные эксперименты с цифровым интерфейсом трансивера показали, что хаб DNS и здесь работает без проблем, а вот использование безымянного хаба приводит к «зависанию» компьютера при каждом включении передатчика. При непосредственном без хаба подключении адаптера USB-COM и внешней звуковой карты к компьютеру всё работало без проблем. Такая ситуация меня заинтересовала. Я решил выяснить, чем же различаются эти два хаба. Почему один полностью выполняет свои функции, а второй, в принципе, работает, но не всегда и не со всеми устройствами? Каково же было моё удивление, когда после вскрытия корпусов выяснилось, что оба хаба собраны на одной и той же элементной базе и по абсолютно одинаковым схемам! Только в семипортовом установлены две одинаковые микросхемы-контроллера USB-хаба последовательно: к одному из четырёх нисходящих портов первого контроллера подключён восходящий порт второго аналогичного контроллера. Отключение второго контроллера путём перерезания печатных проводников ситуацию не изменило. Чтобы понять причину, пришлось знакомиться с основами устройства и работы шины USB. Первая спецификация USB 1.0 была опубликована в начале 1996 г., а осенью 1998 г. появилась спецификация 1.1, устранившая проблемы, обнаруженные в первой редакции. Спецификация USB 1.1 определяет два режима передачи информации: низкоскоростной (LS — low-speed), работающий со скоростью до 1,5 Мбит/с и полноскоростной (FS — Full-speed) с предельной скоростью 12 Мбит/с. Весной 2000 г. была опубликована спецификация USB 2.0, предусматривающая 40-кратное повышение пропускной способности шины. В дополнение к двум ранее имевшимся скоростным режимам введён третий — высокоскоростной HS (High-speed), способный работать со скоростью до 480 Мбит/с. В 2008 г. появился новый стандарт — USB 3.0 (Super Speed), coгласно которому скорость передачи доведена до 5 Гбит/с. Однако, чтобы достичь такой скорости, пришлось серьёзно изменить конструкцию разъёмов и кабелей, при этом полной совместимости с предыдущими версиями достичь не удалось. Этот интерфейс целесообразно использовать для связи с высокоскоростными жёсткими дисками, если требуется частая пересылка файлов большого объёма. Но за ним, несомненно, будущее. С логотипом «USB 2.0» связан один тонкий момент. Хотя предельная пропускная способность этого интерфейса 480 Мбит/с, в спецификации заложена и возможность его работы в режимах LS и FS. Таким образом, пропускную способность 480 Мбит/с могут обеспечить только устройства, способные работать в режиме HS. Разработчики USB рекомендуют использовать логотип «USB 2.0» только для HS-устройств, но на рынке свои законы и многие производители используют этот логотип и для FS-устройств, удовлетворяющих, по сути, лишь спецификации USB 1.1. Другими словами, надпись на упаковке «USB 2.0» ещё ни о чём не говорит. Устройства, полностью удовлетворяющие этой спецификации, должны иметь маркировку «USB 2.0 HI-SPEED» и явное указание на возможность работы со скоростью 480 Мбит/с. Сигнал, передаваемый по линии связи со скоростью 480 Мбит/с, представляет собой прямоугольные импульсы, следующие с частотой до 480 МГц. Любому мало-мальски сведущему в радиотехнике человеку понятно, что для неискажённой передачи прямоугольных импульсов такой частоты необходимо при разработке печатной платы жёстко соблюдать требования к волновому сопротивлению линий передачи между микросхемами и разъёмами и его постоянству по всей длине линии. Волновое сопротивление двухпроводной дифференциальной сигнальной линии на плате должно быть 90 Ом ± 10%. Линия должна быть симметричной, а расстояние между ней и другими печатными проводниками на плате — не менее пятикратного расстояния между проводниками линии. Под ними с обратной стороны платы на всём протяжении должен быть сплошной слой фольги — экран (общий провод). Участки линии, на которых эти требования не выполняются (например, подходы к выводам микросхем или к контактам разъёмов), должны быть минимальной длины. Типичные ошибки при трассировке таких линий связи показаны на рис. 1, где 1 — разрыв экрана под линией; 2 — отвод от проводника линии; 3 — непа-раллельность проводников и изменение зазора между ними; 4 — посторонний проводник рядом с линией. Ну и, конечно, нужно соблюдать обычные требования к монтажу высокочастотных цепей. Все проводники должны быть минимальной длины, а блокировочные конденсаторы располагаться как можно ближе к соответствующим выводам микросхем. При взгляде на фотографии печатных плат покупных хабов видно, что в хабе DNS (рис. 2) эти требования более-менее соблюдены. Разработчики же безымянного хаба (рис. 3) применили в нём одностороннюю печатную плату, поэтому волновое сопротивление линий связи сильно отличается от стандартных 90 Ом и наблюдается высокая чувствительность к электромагнитным помехам. В обоих хабах использованы одинаковые микросхемы-контроллеры USB-хаба FE1.1s. Сайт их производителя http:// www.jfd-ic.com/ доступен, к сожалению, только на китайском языке. Возможная схема включения этой микросхемы показана на рис. 4. Она отличается от типовой отсутствием светодиодных индикаторов активных портов и дополнительной микросхемы энергонезависимой памяти. Подробнее с характеристиками и особенностями микросхемы FE1.1s можно ознакомиться в [1] (на английском языке). Чтобы проверить предположение, что плохая работа хаба вызвана игнорированием требований спецификации USB к топологии печатной платы, я разработал свой вариант платы. Чертёж печатных проводников на её условно верхней стороне изображён на рис. 5. Фольга на нижней стороне сохранена полностью, за исключением зенковки отверстий для выводов деталей, не соединяющихся с общим проводом. Расположение деталей на обеих сторонах платы — на рис. 6. В переходные отверстия (они показаны залитыми) вставлены отрезки лужёного провода, пропаянные с обеих сторон платы. Геометрические размеры сигнальных линий для получения требуемого волнового сопротивления рассчитаны с помощью программы TX-LINE [2]. Она бесплатна и доступна для скачивания после регистрации на сайте. Программа не требует инсталляции, работа с ней интуитивно понятна. Запустив программу и перейдя на вкладку связанных микрополосковых линий (coupled MS line), следует выбрать материал проводников линии — медь (copper), ввести диэлектрическую проницаемость (dielectric constant) стеклотекстолита, равную 5,5, и размеры линии. При толщине стеклотекстолита 1 мм, ширине печатных проводников 0,7 мм, расстоянии между ними 0,5 мм и толщине фольги 0,02 мм получаем на частоте 500 МГц волновое сопротивление около 93 Ом. Все предназначенные для поверхностного монтажа пассивные элементы — типоразмера 1206 или 0805. Оксидные конденсаторы C1, C3, С5, кварцевый резонатор ZQ1 и разъём внешнего питания XS5 смонтированы со стороны сплошной фольги, остальные элементы — со стороны печатных проводников. Если хаб будет использоваться только как пассивный (все подключённые к нему устройства будут получать питание от компьютера), то диод VD1 можно заменить перемычкой. При подключении к хабу устройств, потребляющих более 500 мА, питания от компьютера будет недостаточно. В этом случае перемычку следует удалить и, не устанавливая диод VD1, подключить к разъёму XS5 источник стабилизированного напряжения 5 В необходимой мощности. Для эксплуатации хаба как в пассивном, так и в активном режиме без перепаек диод с барьером Шотки VD1 в нём должен быть установлен. Он исключит попадание напряжения внешнего блока питания в USB-порт компьютера. В принципе, для уменьшения толщины платы все детали можно разместить со стороны печатных проводников, но без металлизации отверстий это усложняет монтаж. Если необходимо, можно изменить размеры платы и расположение разъёмов uSb, немного скорректировав рисунок печатных проводников. Микросхему FE1.1 s я выпаял из своего семипортового хаба, но в Интернете её можно приобрести и отдельно. Это один из немногих контроллеров USB-хаба, выпускаемых в корпусе SSOP-28 с шагом выводов 0,64 мм. Плата под такой корпус вполне может быть изготовлена методом термопереноса рисунка на фольгу. Испытывая изготовленный хаб, я обнаружил, что влияние электромагнитного излучения полностью исчезло, два из четырёх его портов великолепно работают с FLASH-накопителем и с жёстким диском с интерфейсом USB, но два других — только с мышью. Пришлось выпаять из семипортового хаба второй контроллер и заменить им первый на самодельной плате. Теперь полноценно заработали три порта из четырёх. Причём перестал работать в режиме HS тот порт, который с первым контроллером функционировал без проблем. В документации на микросхему FE1.1 s сказано, что все её экземпляры после изготовления проходят выходной контроль. Очевидно, бракованные экземпляры отправляются не в мусор, а к безымянным производителям. Либо контроллер имеет какие-то недокументированные варианты исполнения. Так или иначе, вариант с тремя полноценными портами USB 2.0 меня устроил. Обращаю внимание, что практически все дешёвые хабы с разъёмом для подключения внешнего блока питания не имеют никакой развязки между цепями внешнего и внутреннего питания. Контакты питания всех разъёмов просто соединены между собой. В результате есть шанс вывести из строя USB-порт компьютера, подав на него напряжение внешнего блока питания, подключённого к хабу. Если к приобретённому хабу предполагается подключение внешнего блока питания, нужно вскрыть корпус хаба и перерезать проводник, идущий от контакта 1 разъёма восходящего порта (того, который соединяют с компьютером). Для сохранения возможности использования хаба в пассивном режиме в это место можно впаять диод аналогично VD1 на схеме рис. 4. Он должен быть с барьером Шотки (для уменьшения падения напряжения) и с допустимым прямым током не менее 1 А. Согласно спецификации USB 2.0, соединительный кабель должен быть обязательно экранированным. При покупке кабеля бывает, однако, сложно определить, есть в нём экран или нет. Единственное, что может свидетельствовать о наличии экрана — маркировка «USB 2.0 High Speed» на кабеле. Косвенным признаком служат помехоподавляющие ферритовые «защёлки» на его концах. Однако ни маркировка, ни защёлки ничего не говорят о качестве экрана. В хорошем кабеле он должен быть из фольги, обёрнутой вокруг жгута проводов, поверх которой надет плетёный медный «чулок». Нередко производители удешевляют производство, используя вместо полноценного экрана несколько омеднённых стальных жил. Качество экрана можно оценить, измерив сопротивление между металлическими корпусами разъёмов на обоих концах кабеля. Если оно близко к нулю, в кабеле полноценный медный экран. Если сопротивление 3. 4 Ом и более — экран есть, но он из стальных проволок. Такой кабель обычно тоньше, но его использование в условиях электромагнитных помех может приводить к сбоям компьютера. Например, когда рядом с кабелем лежит сотовый телефон или поблизости работает любительский трансивер. Если сопротивление между корпусами разъёмов бесконечно, значит, кабель не экранирован и для работы в режиме High Speed непригоден. В любом случае корпус разъёма не должен соединяться ни с одним из его контактов. Никакие самостоятельные пайки, сращивание проводов, экранирование или замена разъёмов в кабеле недопустимы. Самый надёжный критерий выбора — прозрачная внешняя оболочка кабеля, через которую отчётливо просматривается качественная экранирующая оплётка. А если при этом на обоих концах имеются ферритовые защёлки, то такой кабель смело можно отнести к категории PRO. Подытоживая сказанное, сформулирую основные критерии выбора хаба USB 2.0 для высокоскоростного обмена информацией: — приобретать хаб лучше в розничном магазине, заранее оговаривая возможность его возврата или обмена на другую модель; — на упаковку и корпус хаба должны быть нанесены логотип «USB 2.0 High Speed» и явное указание на возможность работы со скоростью 480 Мбит/с; — сразу после покупки (а по возможности до неё) следует проверить работу всех портов хаба с высокоскоростным устройством, например с FLASH-накопителем USB 2.0; — если для подключения устройств к хабу или хаба к компьютеру планируется использование соединительных кабелей, предпочтение лучше отдать тем хабам, у которых все разъёмы смонтированы на плате, поскольку торчащие «хвостики» с разъёмами почти наверняка не имеют экранов. В результате один конец экрана кабеля окажется никуда не подключённым, что может привести к сбоям при работе в режиме High Speed; — если предполагается использовать хаб с внешним блоком питания, будьте готовы к тому, что потребуется доработка хаба, описанная выше; — никакой защиты от перегрузки в дешёвых хабах нет, чтобы там ни было написано на упаковке. Предполагается, что она имеется в USB-портах компьютера. Полноценный хаб с защитой от перегрузки — это уже совсем другая ценовая категория; — приобретайте высококачественный экранированный кабель с надписью «High Speed» на нём, по возможности с прозрачной внешней оболочкой. Если ни одна из продаваемых моделей хабов не устраивает, сделайте его сами, как описано выше. 1. FE1.1s USB 2.0 High Speed 4-Port Hub Controller. — URL: http://www.jfd-ic.com/ Documents/FEI. 1 s%2oData%20Sheet%20 (Rev.%201.0).pdf (13.08.14). 2. TX-LINE: Transmission Line Calculator. — URL: http://www.awrcorp.com/products/ optional-products/tx-line-transmission-line-calculator (13.08.14). Файл печатной платы в формате Sprint Layout 6.0 имеется здесь Автор: Н. Хлюпин, г. Киров Мнения читателейАвтор ты черт гребаный, ни на схеме ни в файле *.lay не стоИт маркировка первой ножки микросхемы, развел оказалась зеркальной, с@%ка предупреждать надо. Дмитрий / 03.02.2017 — 15:33 Уважаемый автор, правильно ли было рассчитывать волновое сопротивление при помощи вкладки связанных микрополосковых линий (coupled MS line)? Разве по этим двум проводникам распространяются разные не сигналы (прием и передача)? На Ваш взгляд не было бы правильнее рассчитывать во вкладке Microstrip? Роман / 09.03.2015 — 13:22 Заморочился созданием хаба на сей микрухе. Новые, непаяные, заказал у производителя.Есть баг, пока не прошьешь ИДдевайса и ИД производителя в ЕЕПРОМ — иначе, чем через еще 1 хаб комп не хочет работать. Вот играемся, будем шить еепромину.skypemeffistoffel_romansv8 Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу: Источник |