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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Cable USB 2.0 largo hecho en casa. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Компьютеры La especificación USB 2.0 requiere que los hilos de alimentación del cable USB tengan una sección transversal de cobre de 0,08 a 0,52 mm2. Sin embargo, muchos fabricantes de cables USB, para reducir su costo, prefieren tender cables con un calibre mínimo. Por esta razón, los dispositivos que no tienen su propia fuente de alimentación, pero consumen una cantidad significativa de corriente del conector USB, deben conectarse con cables cortos, cuya caída de tensión de alimentación no supere la permitida. Por ejemplo, los discos duros externos de 2,5" no funcionarán si el cable USB tiene una longitud superior a 80 cm. Para tener más libertad a la hora de colocar los periféricos, puede fabricar un cable USB casero con mucha menos pérdida de energía. En la fig. 1 muestra un diagrama de un cable USB casero. Todas las partes, excepto los conectores XP1 y XS1, son opcionales: solo brindan facilidad de uso y confiabilidad del cable. Conecte el enchufe XP1 a la toma USB del dispositivo host (por ejemplo, una computadora). El flujo de información pasa en ambas direcciones a lo largo de las líneas D+ y D- sin ninguna transformación.
La tensión de alimentación de +5 V se suministra desde el maestro a los esclavos a través de la línea de interfaz Vbus a través del fusible de restablecimiento automático FU1. Pero si el interruptor SA1 está abierto, la fuente de alimentación al esclavo no se suministra. En este caso, el transistor VT1 está cerrado, VT2 está abierto, los LED HL2, HL3 de luz blanca están encendidos. La capacidad de apagar manualmente la alimentación del dispositivo conectado al zócalo XS1 aumenta en gran medida la comodidad de su funcionamiento. Y el dispositivo descrito con el interruptor SA1 abierto se puede usar, por ejemplo, para iluminar el teclado. Cuando el interruptor SA1 está cerrado, la fuente de alimentación se suministra al dispositivo esclavo. El transistor VT1 está abierto, VT2 está cerrado, los LED HL2 y HL3 están apagados y HL1 está encendido, lo que indica la alimentación del dispositivo conectado a la toma XS1. El diodo Zener VD1 reduce la probabilidad de daño a este dispositivo en caso de falla de la fuente de alimentación. Este, junto con los diodos VD2-VD5, limita las posibles sobretensiones en las líneas D+ y D-. Las resistencias R2, R3 son necesarias no solo para el funcionamiento del nodo en el transistor VT1. Evitan la acumulación de carga en las líneas D+, D-, Vbus con respecto a la línea GND. Condensadores C1-C3 - bloqueo. Mejoran la estabilidad de los dispositivos conectados y reducen aún más la probabilidad de daños en los puertos USB del equipo que se utiliza. El cable en sí está blindado con tres hilos con un diámetro exterior de 7 mm y con una sección transversal de cada hilo de aproximadamente 0,5 mm.2 (Figura 2). Su tipo es desconocido para el autor, pero generalmente dicho cable se usa para conexiones con sensores y cámaras de video en sistemas de alarma de seguridad y videovigilancia. En este caso, el blindaje trenzado se utiliza como cable GND, el cable azul es Vbus, el cable negro es D+, el cable blanco es D-. La longitud del cable es de 3,5 m, la capacidad de cada hilo con respecto a la trenza es de unos 460 pF. Los extremos de los cables deben sellarse con pegamento para caucho o pegamento BF.
Con una corriente de 0,5 A, la caída de tensión de alimentación en este cable no superó los 0,34 V. A modo de comparación, la caída de tensión en un cable USB industrial de 3 m de longitud con la misma corriente fue de 0,95 V. Ninguno de los dos discos duros externos de 2,5 pulgadas del autor con un cable industrial de este tipo empezó a funcionar. Con un cable casero, complementado con un cable corto (46 cm) con conectores USB y miniUSB, ambas unidades funcionaron a la perfección. Cuando se conectaron en serie dos cables USB de fabricación propia con una longitud total de 7 m, ambas unidades permanecieron operativas. Sin embargo, dos de las cuatro computadoras utilizadas en las pruebas cambiaron el puerto USB al que estaba conectada la unidad del modo USB 2.0 al modo USB 1.1 más lento.
La mayoría de las partes del dispositivo se colocan en una placa de circuito impreso de 30x20 mm, que se muestra en la fig. 3. Las resistencias R5, R6 se sueldan directamente a los terminales de los LED correspondientes. Todos los capacitores son de cerámica multicapa para un voltaje nominal de al menos 6 V. Los diodos PMLL4446 se pueden reemplazar con cualquiera de PMLL4150, PMLL4151, PMLL4153, PMLL4148, PMLL4448, 1 N4148, 1SS244, KD503A. En lugar de un diodo zener 1SMB5919BT3, puede instalar 1 N5339. En lugar de LED blancos RL30-WH744D, intensidad luminosa 5 cd, puede instalar, por ejemplo, ARL-5113UWC-17CD, ARL-5213UWC-17CD-NS, ARL-5213UWC-17cd-BS, ARL-5213UWC-20cd-BS, ARL-5213UWC-20cd-NS, ARL-5213UWC-25 cd, ARL-5213UWC-35cd. El LED RL310-DR344S puede ser reemplazado por cualquier LED de propósito general, por ejemplo, de la serie L-63, KIPD66. El transistor BCP54-16 se puede reemplazar por cualquiera de las series BCP54, BCP55, BCP56, BCP68, SS8050, KT6114, KT698. En lugar del transistor BC547, cualquiera de los SS9013, SS9014, 2SC3199, KT3129A, KT3130A, KT6111A servirá. Los transistores indicados en las opciones de posibles reemplazos tienen diferencias en los tipos de cajas y el propósito de los pines. Fusible de montaje en superficie reajustable encontrado en una placa base de computadora desechada. Se pueden utilizar fusibles similares MF-R160, MF-S175, LP30-160. Interruptor SA1 utilizado basculante KCD-2011. Otro similar servirá. El dispositivo está montado en una carcasa de toma de teléfono con unas dimensiones de 58x42x23 mm (Fig. 4). La toma USB, el interruptor y los LED están pegados a la carcasa con poliestireno disuelto en acetona.
Un cable USB largo con baja resistencia de los cables de alimentación permite no solo instalar dispositivos periféricos en un lugar conveniente e inaccesible para los niños, sino también, por ejemplo, colocar fácilmente dispositivos de comunicación por radio, cámaras WEB fuera de las instalaciones si el nivel de la señal en su interior es débil o si se requiere videovigilancia de niños que caminan u objetos protegidos. Autor: A. Butov
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