Самодельный кабель USB 2.0 большой длины. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Компьютеры

Комментарии к статье

Спецификация USB 2.0 требует, чтобы провода питания в USB-кабеле имели сечение по меди от 0,08 до 0,52 мм². Однако многие изготовители USB-кабелей с целью их удешевления предпочитают закладывать в них провода минимального сечения. По этой причине подключать устройства, которые не имеют собственного источника питания, но потребляют от разъема USB значительный ток, приходится кабелями небольшой длины, падение напряжения питания на которых не превышает допустимого. Например, внешние 2,5-дюймовые накопители на жестких дисках отказываются работать при длине USB-кабеля более 80 см. Чтобы получить больше свободы в размещении периферийных устройств, можно изготовить самодельный USB-кабель со значительно меньшими потерями напряжения питания.

На рис. 1 показана схема самодельного USB-кабеля. Все детали, кроме разъемов XP1 и XS1, не обязательны - они лишь обеспечивают удобство использования и надежность кабеля. К USB-розетке ведущего устройства (например, компьютера) подключают вилку XP1. Информационный поток проходит в обе стороны по линиям D+ и D- без каких-либо преобразований.

Рис. 1. Схема самодельного USB-кабеля

Напряжение питания +5 В поступает от ведущего устройства к ведомым по интерфейсной линии Vbus через самовосстанавливающийся предохранитель FU1. Но если выключатель SA1 разомкнут, напряжение питания на ведомое устройство не подается. При этом транзистор VT1 закрыт, VT2 открыт, светодиоды HL2, HL3 белого света свечения включены. Возможность ручного отключения питания подключенного к розетке XS1 устройства значительно повышает удобство его эксплуатации. А описываемое устройство при разомкнутом выключателе SA1 можно применять, например, для подсветки клавиатуры.

При замкнутом выключателе SA1 на ведомое устройство поступает напряжение питания. Транзистор VT1 открыт, VT2 закрыт, светодиоды HL2 и HL3 выключены, а HL1 включен, сигнализируя о питании подключенного к розетке XS1 устройства. Стабилитрон VD1 уменьшает вероятность повреждения этого устройства при неисправности источника питания. Он же вместе с диодами VD2-VD5 ограничивает возможные всплески напряжения на линиях D+ и D-.

Резисторы R2, R3 нужны не только для работы узла на транзисторе VT1. Они препятствуют накоплению заряда на линиях D+, D-, Vbus относительно линии GND. Конденсаторы C1-C3 - блокировочные. Они улучшают стабильность работы подключаемых устройств, а также дополнительно понижают вероятность повреждений USB-портов используемого оборудования.

Собственно кабель - трехпроводный экранированный внешним диаметром 7 мм и с сечением каждого провода около 0,5 мм² (рис. 2). Его тип автору неизвестен, но обычно такой кабель используют для соединений с датчиками и видеокамерами в системах охранной сигнализации и видеонаблюдения. В рассматриваемом случае экранирующая оплетка используется как провод GND, синий провод - Vbus, черный - D+, белый - D-. Длина кабеля - 3,5 м, емкость каждого провода относительно оплетки - около 460 пФ. Концы кабеля следует герметизировать резиновым клеем или клеем БФ.

Рис. 2. Кабель

При токе 0,5 А падение напряжения питания на этом кабеле не превысило 0,34 В. Для сравнения, падение напряжения на USB-кабеле промышленного изготовления длиной 3 м при том же токе - 0,95 В. Ни один из имеющихся у автора двух внешних 2,5-дюймовых накопителей на жестких дисках с таким промышленным кабелем работать не стал. С самодельным кабелем, дополненным коротким (46 см) кабелем с разъемами USB и miniUSB, оба накопителя работали без нареканий. При последовательном соединении двух самодельных USB-кабелей общей длиной 7 м оба накопителя сохранили работоспособность. Однако два из четырех использованных в испытаниях компьютеров переводили USB-порт, к которому был подключен накопитель, из режима USB 2.0 в более медленный режим USB 1.1.

Рис. 3. Печатная плата

Большинство деталей устройства размещены на печатной плате размерами 30x20 мм, показанной на рис. 3. Резисторы R5, R6 припаяны непосредственно к выводам соответствующих светодиодов. Все конденсаторы - многослойные керамические на номинальное напряжение не ниже 6 В. Диоды PMLL4446 можно заменить на любые из PMLL4150, PMLL4151, PMLL4153, PMLL4148, PMLL4448, 1 N4148, 1SS244, КД503А. Вместо стабилитрона 1SMB5919BT3 можно установить 1 N5339. Вместо светодиодов белого свечения RL30-WH744D, силой света5 кд, можно установить, например, ARL-5113UWC-17CD, ARL-5213UWC-17CD-NS, ARL-5213UWC-17cd-BS, ARL-5213UWC-20cd-BS, ARL-5213UWC-20cd-NS, ARL-5213UWC-25cd, ARL-5213UWC-35cd. Светодиод RL310-DR344S можно заменить любым общего применения, например, из серий L-63, КИПД66.

Транзистор BCP54-16 можно заменить любым из серий BCP54, BCP55, BCP56, BCP68, SS8050, КТ6114, КТ698. Вместо транзистора BC547 подойдет любой из SS9013, SS9014, 2SC3199, КТ3129А, КТ3130А, КТ6111А. Указанные в вариантах возможных замен транзисторы имеют различия в типах корпусов и назначении выводов.

Самовосстанавливающийся предохранитель в исполнении для поверхностного монтажа найден на ненужной компьютерной системной плате. Можно применить аналогичные предохранители MF-R160, MF-S175, LP30-160. Выключатель SA1 применен рокерный KCD-2011. Подойдет и другой подобный. Устройство собрано в корпусе телефонной розетки размерами 58x42x23 мм (рис. 4). Розетка USB, выключатель и светодиоды приклеены к корпусу растворенным в ацетоне полистиролом.

Рис. 4. Устройство в сборе

USB-кабель большой длины с малым сопротивлением проводов питания позволяет не только устанавливать периферийные устройства в удобном и недоступном для детей месте, но и, например, легко размещать устройства радиосвязи, WEB-камеры за пределами помещения, если уровень сигнала внутри него слаб или требуется видеонаблюдение за гуляющими детьми или охраняемыми объектами.

Автор: А. Бутов

Смотрите другие статьи раздела Компьютеры.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Энергонезависимую память можно сделать с помощью вируса 25.12.2018 У современных персональных компьютеров есть недостаток, устранить который инженерам пока не очень удается. Обычная оперативная память на кремниевых чипах работает достаточно быстро, но она не подходит для постоянного хранения информации. А материалы для новейшей энергонезависимой памяти капризны, и создать из них микроскопические структуры не так-то просто. В будущем, по мнению некоторых специалистов, традиционные жесткие диски уступят место чипам с ячейками из материалов, которые способны менять свое фазовое состояние. Подобным образом ведут себя, например, германий, теллур и сурьма. Ячейка памяти с этими веществами может в нужный момент быть кристаллическом состоянии, а затем переключиться из кристаллического состояния в аморфное. В кристаллическом виде ячейка отлично проводит ток, а в аморфном становится изолятором. Этого достаточно, чтобы запоминать бит информации - ноль или единицу. Чтобы такая память стала дешевой и массовой, нужно научиться совмещать новые материалы с уже существующими кремниевыми микросхемами. Один из лучших вариантов - делать ячейки в форме нитей толщиной в несколько нанометров. Однако технология производства нитей требует высоких температур, которые разрушительно действуют на новые материалы. Ангела Белчер (Angela Belcher) и Десмонд Лоук (Desmond Loke) из Массачусетского технологического института и Сингапурского университета технологии и дизайна нашли способ создавать микроскопические нити при комнатной температуре. Исследователи использовали частицы германия и олова, которые тоже способны менять фазовое состояние. А собрать нить помог вирус-бактериофаг М13 длиной около 80 нм, паразитирующий на бактерии Escherichia coli. Молекулы на поверхности вируса заряжены отрицательно и поэтому могут притягивать положительно заряженные частицы германия и олова. В растворе без вирусов из частиц получались только бесформенные комки. А как только в раствор добавляли вирусы, частицы прилипали на их поверхности. Изучение раствора с помощью метода энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии показало, что частицы выстраивались в нити толщиной несколько десятков нанометров. Микроструктуры, собранные на поверхности вируса, оказались пригодными для запоминания информации. Под воздействием тока они успешно меняли состояние с кристаллического на аморфное и наоборот. Любопытно, что модифицированный вариант вируса собирал частицы лучше, чем природные вирусы.

Другие интересные новости:

▪ Ионный микроскоп

▪ Новый способ измерения температуры воды в океане

▪ Измерено время существования свободного нейтрона

▪ Самогон вместо бензина

▪ Белые акулы заставляют животных испытывать стресс

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Детская научная лаборатория. Подборка статей

▪ статья Игра не стоит свеч. Крылатое выражение

▪ статья Почему у растений есть корни? Подробный ответ

▪ статья Лаборант-диагностик. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Лак из твердой резины (эбонита). Простые рецепты и советы

▪ статья Улица с односторонним движением. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025