Melhoria do hub USB. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Para aumentar o número de portas USB de um computador pessoal, laptop, tablet ou TV moderna, são usados ​​hubs USB externos (também chamados de hubs USB). Para isso, e também para reduzir a probabilidade de danos a equipamentos caros devido ao mau funcionamento do dispositivo conectado, foram adquiridos dois hubs sem nome (Fig. 1), projetados para conectar quatro dispositivos. Além dos soquetes USB, eles possuem um botão liga/desliga integrado, um LED de ativação e um soquete para conectar uma fonte de alimentação externa com tensão de saída de 5 VCC (não incluída).

Fig. 1

Durante a operação dos dispositivos, algumas de suas deficiências foram reveladas. Descobriu-se que ambas as portas USB intermediárias funcionam pior do que as externas; Conectar uma fonte de alimentação externa ao hub não desliga a alimentação da porta USB de um computador ou outro dispositivo porque uma tomada de alimentação não isolada está instalada; Finalmente, o LED brilha muito forte.

Para eliminar essas deficiências, o hub foi desmontado (para isso, basta desparafusar dois parafusos autorroscantes). O dispositivo é montado em um circuito integrado, designado como LG347086212C. Ao examinar a placa de circuito impresso, descobriu-se que os capacitores de bloqueio EC1-EC3 (as designações de posição são indicadas na placa), para os quais não há lugar nela. A capacitância do capacitor de bloqueio de cerâmica instalado no circuito de energia era de apenas cerca de 4,3 microfarads, o que obviamente é pequeno para esses dispositivos.

Fig. 2

Um fragmento do esquema do concentrador modificado mostra-se no figo. 2. As designações posicionais dos elementos recém-introduzidos começam com o prefixo 1, as restantes correspondem às inscrições no quadro. Capacitores de óxido EC1-EC3 com capacidade de 22 uF foram instalados nos locais fornecidos pelo fabricante. Para reduzir a probabilidade de danos ao hub com o aumento da tensão da fonte de alimentação externa ou sua "reversão", foi introduzido um diodo zener protetor 1VD1 e, para reduzir o brilho do LED, o resistor R6 (330 Ohm) foi substituído por um resistor de 1,2 kOhm.

Capacitores de bloqueio EC1 - EC3 - óxido de alumínio ou tântalo de tamanho pequeno com capacidade de 22-47 microfarads em caixa com altura não superior a 8 mm. Em vez do diodo zener KS156A, você pode usar KS156G, 2S156A, KS456A, 1N4734A, 1N5339. Se ocorrer uma emergência, por exemplo, devido a um curto-circuito, os fusíveis reinicializáveis ​​instalados na placa de sistema do computador podem operar. Como esses fusíveis geralmente são classificados para uma corrente de 1,6 ... 3,6 A, o que é muito, também é possível danificar o fio de conexão USB.

Em computadores mais antigos, para proteger as portas USB e a fonte de alimentação contra sobrecarga, as placas do sistema podem não ter fusíveis reajustáveis ​​de polímero, mas sim fusíveis descartáveis. Devido à falta de uma tomada com interruptor embutido, o esquema de alimentação teve que ser alterado. Agora, quando o hub estiver operando a partir de uma fonte externa, a energia da porta USB do computador pode ser desligada usando a chave SA1. Uma bobina 1L1 (qualquer pequena com indutância de 22.100 μH e resistência CC não superior a 0,04 Ohm) é soldada aos contatos impressos para conectar os fios provenientes da chave, que, junto com os capacitores de bloqueio, formam um filtro LC para a tensão de alimentação.

Em conclusão, após um exame cuidadoso da placa, foram eliminados os defeitos de várias soldas dos cabos do soquete USB aos condutores impressos. Uma vista da instalação do dispositivo modificado é mostrada na fig. 3.

Fig. 3

Outra desvantagem do concentrador veio à tona. O fato é que, para conectá-lo ao computador, foi utilizado um cabo de quatro fios não blindado com cerca de 550 mm de comprimento, no qual, quando conectado a um concentrador de carga que consome corrente de 0,5 A, cai cerca de 0,5 V. Para eliminar essa desvantagem , o cabo deve ser substituído, por exemplo, adquirindo um cabo de extensão USB 2.0 para esse fim, no qual os fios de alimentação (geralmente em isolamento vermelho e preto) possuem diâmetro maior e, portanto, menor resistência. Se não for possível adquirir tal cabo, o existente deve ser encurtado para 100.150 mm.

Para alimentar dispositivos conectados a um hub USB universal, qualquer fonte com tensão constante de saída de 4,9.5,25 V, projetada para uma corrente de carga máxima de 1.1,5 A, por exemplo, o adaptador CA TESA5-0035015dV-B incluído no kit , é adequado para alimentar dispositivos conectados a um hub USB universal, dispositivos móveis (tablets, e-books) da Texet com uma grande tela LCD.

Pode ser necessária energia externa adicional se dispositivos com alto consumo de energia USB estiverem conectados ao hub, como um disco rígido externo, scanner de mesa LED, leitor/gravador de CD óptico USB externo.

Autor: A. Butov

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