Fråga:
Vilka åtgärder ska jag vidta för att skydda USB-portarna på min dator under utvecklingen av en USB-enhet?
hkBattousai
2013-12-23 00:10:35 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jag ska börja utveckla en USB 1.1-enhet med en PIC-mikrokontroller. Jag kommer att hålla en av USB-portarna på min dator ansluten till ett brödkort under denna process. Jag vill inte förstöra min dators USB-port genom en kortslutning eller ansluta \ $ \ pm \ $ datalinjer till varandra eller en kraftledning av misstag.

Hur kan jag skydda USB-portarna? Har en standard USB-port inbyggt kortslutningsskydd? Ska jag ansluta dioder, motstånd, säkringar på / genom / över några stift?

enter image description here

Att använda en [återställningsbar säkring] (http://en.wikipedia.org/wiki/Resettable_fuse) på VCC skulle vara en bra start, förutsatt att du har betygsatt den korrekt. Jag kan dock inte tala för hur de skulle fungera på en datalinje.
Datalinjerna skulle åtminstone behöva en TVS, eller ännu bättre, optoisolering.
Jag tycker att moderna moderkort är något toleranta. När jag pratade med en AVR kopplade jag av misstag GND till VCC och förutom att enheten kopplades bort från systemet (dvs windows spelade ljudet "frånkopplad enhet") hände ingenting alls. Det kan vara värt att notera att det inte var någon * direkt * USB-anslutning. VCC kom via ISP-kabeln (som fick den från USB) och GND kom via en USB => seriell kabel.
@ThiefMaster "något" - jag litar fortfarande inte på det. Jag har stekt ett helt nytt kort (avaktiverat hälften av USB-portarna) i anslutning till en vanlig MicroUSB3-kontakt - måste av misstag kortsluta några stift på något sätt. Poängen är att det fortfarande är ganska lätt att skada.
De flesta moderna datorer har skydd mot detta. De inaktiverar alla USB-portar när någon av dem använder mer än max USB-genomströmning. På min mac visar det ett meddelande när detta händer.
Lita inte på moderkortet under några omständigheter att skydda dig.Jag lyckas spränga mitt moderkort, tangentbord, mus och några andra USB-kringutrustning när jag sätter 24v på 5V-skenan ....
Sju svar:
Nick Alexeev
2013-12-23 01:35:52 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Detta för att utöka Leon förslag till att använda ett nav.

USB-hubbarna är inte alla skapade lika. Inofficiellt finns det flera "betyg":

  1. Billiga nav. Dessa är kostnadsoptimerade till den punkt där de inte längre följer USB-specifikationen. Ofta kopplas + 5V-linjerna i nedströmsportarna direkt till datorn. Inga skyddsbrytare. Kanske en polyfuse, om den är lycklig.
    redigera: Här är en tråd där OP: n är kompletterad med att en felaktigt utformad USB-hub återmatar sin dator.
  2. Anständiga nav. Nedströms + 5V är ansluten via en strömbrytare med överströmsskydd. ESD-skydd är vanligtvis närvarande.
  3. Industriella nav. Det finns vanligtvis respektabelt överspänningsskydd i form av TVS och återställningsbara säkringar.
  4. Isolerade nav. Det finns egentligen galvanisk isolering mellan hamnar uppströms och nedströms. Isoleringsklassificering tenderar att vara 2 kV till 5 kV. Isolerade nav används när en riktigt hög spänning kan komma från en nedströmsport (t.ex. nätström, defibrillator, bakre EMF från en stor motor). Isolerade nav används också för att bryta marken i vaniljförhållanden.

Vad du ska använda beror på vilken typ av hot du förväntar dig.

  • Om du är bekymrad över kortslutningar mellan kraft och datalinjer kan du använda ett anständigt nav. I värsta fall kommer hubkontrollen att offras, men det kommer att spara porten på den bärbara datorn.
  • Om du är orolig för att en spänning högre än + 5V kan komma till datorn kan du förstärka navet med överspänningsskydd som består av TVS & polyfuse. Men jag pratar fortfarande om relativt låga spänningar i storleksordningen + 24V.
  • Om du är orolig för riktigt höga spänningar, överväga att isolera nav, gasurladdningsrör. Överväg att använda en dator som du har råd att förlora.
Vad händer om vi är oroliga för annan utrustning som är ansluten till samma nav?Skulle ett industriellt nav räcka?
@user42875 Svaret är: möjligen beror det på ett specifikt nav och på din förväntade hotnivå.Du måste titta på specifikationerna för just ditt industriella nav.
@NickAlexeev ok, men hur gör du konkret skillnaden på Amazon mellan ett "billigt" och "anständigt" nav?Och varför inte använda usb-isolator (den billigaste kostnaden runt 10 $)
Leon Heller
2013-12-23 00:19:18 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Använd ett nav. De är ganska billiga och dina USB-portar är helt säkra oavsett vad din enhet gör.

Tja, inte * någonting * ... dessa nav är bara klassade för ett par isolerade värden av kV;)
Om navet är passivt skulle strömstiften anslutas direkt till datorns kraftledningar, eller erbjuder de fortfarande strömisolering?
@Guido Dålig historia. Din lärare visste inte vad han gjorde. Blixt kan hoppa över ett civilt USB-nav som inget företag. Korrekt blixtskydd görs genom att flytta merparten av laddningen till mark (jord) genom gasurladdningsrör (GDT) och klämma fast den återstående laddningen med TVS Zeners.
Frank Schwab
2013-12-23 07:23:52 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Som någon som gör det för en försörjning, bör alla billiga nav in-line ge dig 100% skydd om ditt moderkort ger rimligt kortslutningsskydd. Vi använder dem hela tiden, även när vi gör ESD-test på våra delar (15KV-zaps är ganska underhållande) och har aldrig sprängt en eller tagit ut en värdport.

Datalinjerna från ett billigt nav kan helt enkelt inte fysiskt anslutas till datorn - det måste finnas ett navchip emellan för att separera kommunikationen för de 4 eller 7 portarna som hubben tillhandahåller. USB är inte en buss som Ethernet - anslutning av flera portar med tråd fungerar helt enkelt inte eftersom för mycket av signaleringen baseras på likströmsnivåer. Detta navchip ger nästan idiotsäkert skydd mellan din enhet och värdporten på datalinjerna.

Strömmen är en annan fråga. Jag hade ett moderkort som nu begränsade USB-porten med en säkring på USB 5V-linjen - inte en återställbar polyfuse utan en smältsäkring. En oavsiktlig kort krävde större moderkortoperationer. Kraft är det område som mest sannolikt kommer att orsaka problem. Köp en bra driven hub (säg $ 25 värt), använd den medföljande adaptern och du är redo att gå.

Om du verkligen är paranoid tillåter USB upp till fyra hubbar mellan värden och enhet. Köp fyra olika billiga drivna nav, haka fast dem i raden och gå efter det.

Lycka till

Att stapla flera nav har en annan fördel. I början av USB var det inte ovanligt att se enheter som inte skulle fungera bra eller alls om mer än ett nav bort från värden. Regelbunden testning med fyra bör skaka ut många små antaganden om latens. Glöm inte att testa för korrekt drift med färre nav också när du är säker på driftsäkerheten.
Som någon som också ansluter prototyp USB-maskinvara till datorer, var också medveten om att fläckig USB * -programvara * kan krascha värd-operativsystemet. Vi har problem med att Windows inaktiverar USB-portar (kräver omstart). OSX kommer ibland att kärna panik på grund av dålig USB-data.
Adam Davis
2013-12-23 06:37:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Analoga enheter gör en tvåchipslösning för ditt problem, det ger full effekt och dataisolering för USB-bussen upp till 12 Mbps, vilket borde vara bra för dina behov:

http: / /www.ubasics.com/usb_isolator

Power - ADuM5000
Data - ADuM4160

enter image description here

Det finns ett antal utvärderingssatser och brytbrädor som gör dessa lättare att använda för dem som inte är praktiska med ett lödkolv.

Och hur skyddar han USB: n när han bygger den här och testar den första gången ;-)
@Myforwik Han använder ett nav!
BenjiWiebe
2013-12-23 20:36:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Använd ett trådlöst nav. Jag skulle vilja se någon skapa en USB-enhet som kan steka ett moderkort via det trådlösa USB-navet ...

Vill du prova min 10 kV Tesla-spole på några centimeter avstånd?
Naturligtvis skulle han vilja se det, vem skulle inte? :)
@ElliottFrisch Ja tack!
@PaulBecotte Underwriterna från UL. ;)
@BenjiWiebe Låt mig först limma en USB-kabel till den först ...
@ElliottFrisch Nej tack. Men jag skulle inte ha något emot att se din Tesla-spole!
[Spark gap coil] (http://www.instructables.com/id/How-To-Build-A-Spark-Gap-Tesla-Coil-SGTC/) med en [neonskylt-transformator] (http: // wiki .4hv.org / index.php / Neon_sign_transformer); det var ett roligt helgprojekt.
John
2013-12-23 06:01:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Att använda ett (självdrivet) nav är en bra idé. Du kan också använda ett USB-tilläggskort i din dator istället för systemets inbyggda USB-portar, vilket skulle ge ytterligare skydd.

Jelbert
2013-12-24 03:05:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Om enheten du tillverkar använder USB-portens kraft kommer en enkel hub att göra. Om enheten använder en extern strömförsörjning, använd isolering. Jag talar om detta genom erfarenhet. En av mina USB-portar på min macbook pro är stekt på grund av en groundloop med ett externt drivet arduino-kort. En av de andra svararna har en bra lösning för usb-isolering till låg kostnad.



Denna fråga och svar översattes automatiskt från det engelska språket.Det ursprungliga innehållet finns tillgängligt på stackexchange, vilket vi tackar för cc by-sa 3.0-licensen som det distribueras under.
Loading...