La regleta de alimentación USB bien protegida hace que sea fácil de insertar

Cuando tengamos un nuevo dispositivo por ahora, en algún lugar del paquete probablemente habrá una fuente USB montada en la pared. Estamos buscando un lugar para conectar el modo de interruptor pequeño, reorganizar algunos enchufes en la red eléctrica y maldecir a sus diseñadores debido a la toma de corriente demasiado cómoda. Y durante ese tiempo, ese enchufe USB-A en el cable de alimentación se burla de nosotros con su impecable forma compacta. Si tan solo hubiera una regleta de alimentación USB.

No queriendo volver a sufrir tal indignación, [Scott M. Baker] tomó el asunto en sus propias manos y diseñó este sistema de distribución de energía USB. Nos sorprendió escuchar que no había logrado encontrar una regleta de alimentación USB comercial, pero incluso si lo hubiera hecho, probablemente no tendría las campanas y silbidos que agregó a la suya. El circuito pasó por algunas velocidades, pero cada una tenía como objetivo proteger los dispositivos USB conectados. Incluyó protección contra sobretensiones, en forma de un fusible electrónico construido alrededor de un controlador de intercambio de calor TPS2421, y protección contra sobretensiones a través de un circuito de palanca con la disposición Zener SCR habitual. También hay un diodo de supresión de voltaje transitorio para contener cualquier pico inductivo. Curiosamente, cada salida USB tiene todas estas protecciones: no es solo un bus protegido que proporciona un montón de salidas USB en paralelo, sino módulos individuales con todos los circuitos. Los módulos están en línea y residen dentro de un contenedor acrílico cortado con láser. El siguiente video muestra con cierto detalle el proceso de diseño y construcción.

Tenemos que decir que siempre aprendemos mucho sobre el diseño de circuitos. [Scott]proyectos. Es posible que recuerde su controlador Atari 2600 personalizado o su consola de juegos de memoria dual, e interesantes e instructivos construcciones por sí solo.

  • Coronel Panek dice:

    Soy un viejo locutor. No lanzamos una palanca real a través del alto voltaje. Usamos una palanca electrónica, como un tiratrón, que activaba una descarga de chispas o ignitrón. Debería sentir anomalías en fracciones de milisegundo.

    Al asegurarse de que un condensador esté descargado, puede usar un destornillador para. O “palo de Jesús”, un palo de tierra con un gancho en el extremo y un alambre para atar a tierra. Es mejor tener una resistencia (100 vatios o más) en el cable, así que simplemente hace zaaaap en lugar de BANG !!!!!!!!!!!!!!

    • Brian dice:

      No lógico. Los niveles de potencia son Clase 2 según UL1310, o Clase I según IEC62368-1 para USB 2; y probablemente IEC62368-1 Clase 2 para USB 3.

      El diseño básico se ve bien. La única necesidad es una matriz de TVS en las líneas de datos USB para protección contra ESD. La configuración de la PCB necesita un poco de trabajo si desea utilizar algunas velocidades de datos USB y necesita ejecutar las rutas de retorno con más cuidado.

  • Fazal Majid dice:

    Anker produce un cargador USB de 10 puertos perfectamente funcional. Tengo uno en mi mesita de noche e incluso lo he visto vendido recientemente por unos miserables $ 18 más o menos. Claro, no tiene interruptores po-switch, pero ¿cuánto más conveniente es eso que simplemente tirar del cable?

  • NiHaoMike dice:

    A cada uno lo suyo, pero habría puesto al menos 4 puertos por módulo.

    • Kevin dice:

      Eso le derrota al gol. Inicialmente dijo que quiere que cada enchufe esté protegido individualmente. Si tiene más de un puerto. No puede utilizar el fusible electrónico. Porque cada puerto agregado requeriría un crecimiento actual. Por lo tanto, incluso si solo se conecta un dispositivo a un módulo de 4 enchufes, ese dispositivo podría consumir 4 amperios, por ejemplo, antes de dispararse. Eso es inútil

      • Steve dice:

        Puede usar un interruptor de carga IC para cada salida USB para proporcionar una limitación de corriente por puerto. Luego, puede regular un riel de alto flujo, con un límite de 2A para cada salida.

        https://www.onsemi.com/pub/Collateral/NCP380-D.PDF

      • BrilaBluJim dice:

        Si eso supera su punto, entonces su punto es defectuoso. Los fusibles no protegen el dispositivo de carga; Protegen la fuente de alimentación y el cableado a la carga. Si un dispositivo tiene más corriente de lo que debería, entonces el dispositivo ya está roto o no tiene la protección adecuada contra fallas en la carga de ITS.

        • Poder arriba dice:

          ¡Sí, eso es correcto! Un suministro separado para cada puerto es una pérdida de materiales, tiempo y electricidad. No hay ningún valor en esa “protección” en particular. Los diferentes dispositivos toman diferentes cantidades de corriente mientras funcionan nominalmente. Deje que cada uno tenga su propia protección, el ajuste adecuado. Si no, son riesgos de incendio.

          Un suministro grande sería más eficiente. Agregue un medio a la capacidad del suministro grande (con un borde). Coloque una tapa de cromo cerca de cada toma USB para evitar interferencias.

          Por supuesto, si desea implementar una carga rápida más moderna como USB-C o la serie de formatos de carga rápida de Qualcom, necesitará suministros separados, ya que pueden manejar diferentes voltajes. Sin embargo, esto no se aplica cuando todo es de solo 5V.

          También con carga de 5V … la mayoría de los dispositivos esperan cierta resistencia entre las líneas de datos o voltaje en las líneas de datos, generalmente proporcionado por un divisor de voltaje (2 resistencias) de las líneas de energía. Usan esto para indicar que el suministro es capaz de entregar una corriente más alta. De lo contrario, el dispositivo se limitará a 100 mA o es posible que ni siquiera se cargue. Ya es bastante malo que muchos dispositivos modernos ni siquiera puedan cargar sus baterías más rápido de lo que se descargan durante el funcionamiento. El dispositivo puede agotarse mientras está enchufado, aunque el suministro es técnicamente capaz de proporcionar más energía de la que el dispositivo podría usar.

          Desafortunadamente, todos los fabricantes parecen ignorar los estándares y crear sus propias versiones de lo que deberían ser estas resistencias. Es por eso que con los dispositivos anteriores a USB-C o Qualcom más antiguos, el uso de un cargador de marca incorrecta a menudo significaba una carga lenta o ninguna carga, ¡aunque solo era de 5 V en una fracción de un amperio!

          Puede obtener chips que atravesarán varias resistencias y voltajes en las líneas de datos, midiendo el consumo de energía de las líneas eléctricas a lo largo del camino para elegir el que brinde la mayor tracción. Son líneas de entrada eléctricas y de datos bastante simples, terrestres, generalmente para dos puertos USB. Si tuviera que construir una distribución de 5V, los pondría en cada puerto USB. De lo contrario, probablemente encontrará que muchos dispositivos que está intentando cargar son realmente lentos o no lo hacen en absoluto.

          De hecho, tenía la intención de construir tal cosa. Trabajé en el diseño de PCB, aprendiendo KiCAD durante mi caminata. Pero ahora teníamos QC Quick Charge y ahora USB-C. Como dije, negocian voltajes superiores a 5 V, por lo que se necesitan suministros separados. Y mirando las hojas de datos de control de calidad, parecía que se necesitaban muchos más componentes que el simple suministro de 5V. Supongo que se parece a USB-C. Decidí que no valía la pena para mí. En su lugar, recomendaría una fuente grande de 12VDC, una mecha y un riel lleno de enchufes para un “encendedor de cigarrillos”. Luego, llénelos con adaptadores de carga rápida USB-C / QC. Tal vez conserve esa idea de condensador de derivación, póngala en cada bolsillo. Además, al final de la cadena, tal vez un convertidor paso a paso DC-DC a 5V con dos enchufes USB y uno de esos chips de los que estaba hablando, en caso de que algunos dispositivos realmente antiguos no se negociaran bien con los nuevos adaptadores USB-C. . También podría arrojar algunas barras de energía en esa línea de 12V, incluso si alguna vez desea alimentar una cosa de 12V.

  • elmesito dice:

    Un momento divertido de este artículo, actualmente estoy desarrollando (durante los últimos 4 años) una fuente de alimentación de banco que incluirá puertos USB, sin embargo, tengo la intención de configurar y verificar con una precisión razonable el voltaje y la corriente de salida. Además, también permitirá que los datos USB2 fluyan si es necesario. Dado que me lleva tanto tiempo desarrollar este proyecto, podría considerar retrasar la salida de datos / energía USB3. sin embargo, realmente no lo necesito ahora.

    Publicaré todo después de que el proyecto esté terminado.

  • limroh dice:

    Cita del artículo original: “Hay algunas otras cosas que vale la pena mencionar. La primera son las resistencias en las líneas de datos en el conector USB-A. Varios fabricantes han adoptado varios trucos para que un cargador le diga a un dispositivo cuánta corriente puede Este conjunto de resistencias forma una serie de divisores de voltaje que los dispositivos Apple interpretarán como un cargador de 5 vatios “.

    ¿Dedica tanto tiempo y habilidades de ingeniería a un impresionante sistema de suministro de energía USB y luego solo a divisores de voltaje en los pines de datos?
    Recomendaría http://www.ti.com/product/TPS2513 o chips similares en su lugar …

    • NorthernDIY dice:

      Claro, pero en última instancia, ese dispositivo de TI solo actúa como un divisor de voltaje o una resistencia a través de las líneas D de todos modos. Si un objetivo reiniciable temporalmente fuera esta parte de TI podría tener sentido.

      Recuerde que se trata más de una fuente de alimentación de 5v que de un puerto de carga USB legítimo.

      • elektrobob dice:

        Cambia automáticamente la forma en que opera las líneas de datos para que el dispositivo atraiga la máxima potencia.

        • Martín dice:

          He visto que esto va mal. No sé si se trataba de ESTE chip, pero ciertamente algunos están tratando de probar esta negociación automática. Era un cargador USB con alimentación 3A y un altavoz Bluetooth JBL con una función de banco de energía de 5Ah extrae 1.8A durante aproximadamente uno o dos segundos y luego solo 499mA.
          Necesitaba 1.8A continuamente en mi cargador de teléfono Samsung (> 2A) y el teléfono Samsung tomó 1.8A en este cargador de 3A. Es evidente que hubo un malentendido en la negociación de alto flujo. El cargador Samsung tiene las líneas de datos acortadas.

  • logicethos dice:

    Estaba buscando el cargador USB perfecto para el lugar de trabajo.

    El aislamiento es lo más importante. El problema es obtener altas velocidades de USB para cosas como los analizadores lógicos. Espero que el costo de los cables ópticos USB 3 disminuya para poder aislar un concentrador completo. Luego, si necesita aislamiento entre puertos, use complementos USB2.

    La otra cosa buena sería un circuito PD / Quickcharge. Entonces podrías tener opciones de PSU.

    • Nate B dice:

      Parece que todos los productos ópticos USB3 que encuentro todavía tienen el cable. Mierda.

      • BrilaBluJim dice:

        Suena como la base de otro proyecto: un cable USB con aislamiento hidráulico. En el extremo de la fuente, un 5V del conector USB-A opera una bomba eléctrica que bombea aceite aislante a través de un trozo delgado de manguera, y en el otro extremo, esto impulsa una bomba y un motor similares que actúa como un generador. Un segundo trozo de tubo devuelve el aceite aislante.

        • mímica dice:

          ¿petróleo? ¡Vapor!

      • CRImier dice:

        ¿Cortó los cables de alimentación y proporcionó su propia energía desde ambos extremos? Todavía nadie nos da poder sobre la fibra = (

    • Pio dice:

      Para acelerar los aisladores GMR de NVE, no estoy seguro de si se pueden usar hasta velocidades usb3. https://www.nve.com/Isolators.php
      (Sin relación con la empresa, me encontré con los aisladores durante la búsqueda de piezas y me sorprendió que la resistencia magnética gigante encontrara otra aplicación junto a los cabezales de lectura HD)

  • Volodymyr dice:

    Scott construyó una protección de supervoltaje bastante compleja con diodos Zener, SCR y luego TVS en las salidas. Creo que se podría lograr la misma durabilidad con solo SA5.0A, que es un diodo TVS que entra en una ruptura inversa alrededor de 6V.

  • Goldthing dice:

    Un proyecto muy bien ejecutado, pero no lo he logrado del todo. Intente buscar un módulo IP6505. Sus convertidores dc-dc USB pequeños, económicos y económicos. Obtienes Qc3.0, un inicio suave y algunas otras características interesantes. Se pueden armar fácilmente con un suministro de 12V si realmente le importa el aislamiento, podría incluir un diodo para cada uno. Simplemente agregue un interruptor o mosfet para control individual. Publicaré un enlace pronto para cualquiera que tenga dificultades para encontrarlos en solo un minuto.

    • Goldthing dice:

      Los encontré aquí, pero estoy seguro de que hay muchos otros proveedores.

      https://www.banggood.com/DC-Buck-Module-12V24V-to-QC3_0-Single-USB-Mobile-Charging-Board-p-1310585.html?rmmds=search&cur_warehouse=CN

  • Sam dice:

    Hay muchas tiras de alimentación USB por ahí. Compré el primero en Anker hace 5 o 6 años. Un chico no se veía muy mal.

  • arg dice:

    Me mordí la lengua con fuerza en este. ¿Quién usa una palanca en una fuente de alimentación conmutada? Me parece irónico que esto se agregue a un suministro USB cuando sospecho que el OP tiene una computadora y un televisor que cuestan mucho más y no los tienen en sus fuentes de alimentación. La fusión. Ueg. Todos los dispositivos USB, excepto los más baratos, tienen fusibles. Curiosamente, nunca perdí uno en un enchufe doméstico. Y los diodos para cargas inductivas. ¿Usas tu nevera con un usb?

    Me gustó el estuche cortado con láser. Simplemente compraría 6 suministros USB idénticos de 2 puertos y los conectaría a una tira de 6 salidas y tendría 6 puertos de carga completamente independientes. Creo que el OP se convierte en dragones que no existen o no son problemáticos. Y me parece gracioso que toda su comida provenga de un suministro común, por lo que tienes un punto de falla. Además, por seguridad, me quedaré con una simple mecha un día a la semana.

Victoria Prieto
Victoria Prieto

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