Miglioramento dell'hub USB. Schema, descrizione

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Per aumentare il numero di porte USB di un personal computer, laptop, tablet o TV moderna, vengono utilizzati hub USB esterni (chiamati anche hub USB). A tale scopo, e anche per ridurre la probabilità di danni ad apparecchiature costose a causa di un malfunzionamento del dispositivo collegato, sono stati acquistati due hub senza nome (Fig. 1), progettati per collegare quattro dispositivi. Oltre alle prese USB, dispongono di un interruttore di alimentazione integrato, un LED di accensione e una presa per il collegamento di un alimentatore esterno con una tensione di uscita di 5 V CC (non inclusa).

Perfezionamento dell'hub USB
Fig. 1

Durante il funzionamento dei dispositivi, sono stati rivelati alcuni dei loro difetti. Si è scoperto che entrambe le porte USB centrali funzionano peggio di quelle esterne; Il collegamento di una fonte di alimentazione esterna all'hub non interrompe l'alimentazione dalla porta USB di un computer o altro dispositivo perché è installato un jack di alimentazione non isolante; Infine, il LED brilla troppo intensamente.

Per eliminare queste carenze, il mozzo è stato smontato (per questo è sufficiente svitare due viti autofilettanti). Il dispositivo è assemblato su un circuito integrato, designato come LG347086212C. Durante l'esame del circuito stampato, si è scoperto che i condensatori di blocco EC1-EC3 (le designazioni di posizione sono indicate sulla scheda), per i quali non c'è posto su di essa. La capacità del condensatore di blocco ceramico installato nel circuito di alimentazione si è rivelata solo di circa 4,3 microfarad, che è ovviamente piccola per tali dispositivi.

Perfezionamento dell'hub USB
Fig. 2

Un frammento dello schema del concentratore modificato è mostrato in fig. 2. Le designazioni posizionali degli elementi appena introdotti iniziano con il prefisso 1, il resto corrisponde alle iscrizioni sulla lavagna. I condensatori di ossido EC1-EC3 con una capacità di 22 uF sono stati installati nei luoghi forniti dal produttore. Per ridurre la probabilità di danni all'hub a una maggiore tensione della fonte di alimentazione esterna o della sua "polarità inversa", è stato introdotto un diodo zener protettivo 1VD1 e per ridurre la luminosità del LED, il resistore R6 (330 Ohm ) è stato sostituito da un resistore con una resistenza di 1,2 kOhm.

Condensatori di blocco EC1 - EC3 - ossido di alluminio di piccole dimensioni o tantalio con una capacità di 22-47 microfarad in una custodia con un'altezza non superiore a 8 mm. Invece del diodo zener KS156A, puoi usare KS156G, 2S156A, KS456A, 1N4734A, 1N5339. Se si verifica un'emergenza, ad esempio a causa di un cortocircuito, i fusibili ripristinabili installati sulla scheda di sistema del computer potrebbero attivarsi. Poiché tali fusibili sono generalmente classificati per una corrente di 1,6 ... 3,6 A, che è molto, è anche possibile danneggiare il cavo di collegamento USB.

Nei computer meno recenti, per proteggere le porte USB e l'alimentatore dal sovraccarico, le schede di sistema potrebbero non avere fusibili ripristinabili polimerici, ma fusibili usa e getta. A causa della mancanza di una presa con interruttore integrato, è stato necessario modificare lo schema di alimentazione. Ora, quando l'hub funziona da una fonte esterna, l'alimentazione dalla porta USB del computer può essere disattivata utilizzando l'interruttore SA1. Ai contatti stampati è saldata una bobina 1L1 (qualsiasi piccola con un'induttanza di 22.100 μH e una resistenza CC non superiore a 0,04 Ohm) per il collegamento dei fili provenienti dall'interruttore, che, insieme ai condensatori di blocco, forma un filtro LC per la tensione di alimentazione.

In conclusione, dopo un attento esame della scheda, sono stati eliminati i difetti di diverse saldature della presa USB ai conduttori stampati. Una vista dell'installazione del dispositivo modificato è mostrata in fig. 3.

Perfezionamento dell'hub USB
Fig. 3

È venuto alla luce un altro inconveniente del concentratore. Il fatto è che per collegarlo al computer è stato utilizzato un cavo a quattro fili non schermato lungo circa 550 mm, sul quale, collegato a un concentratore di carico che consuma una corrente di 0,5 A, cadono circa 0,5 V. Per eliminare questo inconveniente , il cavo andrebbe sostituito, ad esempio, acquistando a tale scopo una prolunga USB 2.0, in cui i fili di alimentazione (solitamente ad isolamento rosso e nero) hanno un diametro maggiore e, quindi, una minore resistenza. Se non è possibile acquistare un cavo di questo tipo, quello esistente dovrebbe essere accorciato a 100.150 mm.

Per alimentare dispositivi collegati a un hub USB universale, qualsiasi sorgente con una tensione costante in uscita di 4,9.5,25 V, progettata per una corrente di carico massima di 1.1,5 A, ad esempio l'adattatore CA TESA5-0035015dV-B incluso nel kit , è adatto per alimentare dispositivi collegati a un hub USB universale dispositivi mobili (tablet, e-book) di Texet con un ampio schermo LCD.

Potrebbe essere necessaria un'alimentazione esterna aggiuntiva se all'hub sono collegati dispositivi con un elevato consumo di energia USB, ad esempio un disco rigido esterno, uno scanner piano a LED, un lettore/scrittore di CD ottico USB esterno.

Autore: A. Butov

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