Блоки питания для планшетов, одноплатных компьютеров, TV-боксов (компоненты и технологии).

[skanch]

Алексей, благодарю за комментарий и выбор моего блока питания!

Температура блока питания не поднимается выше 35 градусов под нагрузкой - в течение часа навигатор и Яндекс музыка через LTE работали. Температура в комнате +23..+25 градусов.

Не делали замеры, какой максимальный ток потребления Xiaomi MiPad 4 8" LTE?

Картинки попробую добавить завтра - точки подключения питания и кнопок в MiPad 4.
На удивление, всё доступно и продуманно, кстати.

Или может лучше в отдельную тему? Про Xiaomi пока не было пошаговой инструкции по его подготовке и подключению питания без батареи. А тем более, что у Вас и USB Type-C с доработкой. Очень полезная тема получится.

[skanch]

Представляю один из вариантов составного HUB-а, построенного из двух пассивных HUB-ов на чипах GL3520, доработанных по такой технологии.


-------------------------------------------------------

Эти микросхемы зарекомендовали себя, как одни из самых надёжных в эксплуатации и по отзывам пользователей сравнительно "малошумные". Ко всем достоинствам добавляется ещё и возможность обновления прошивки и программирования некоторых функций HUB-а.
Компоновка классическая 4+4=7-два последовательно подключённых HUB-а, "минус" ещё один порт, который использует EasyCap для камеры "ЗХ", в итоге получаем 6 полноценных USB портов.
Автономное питание решил сделать на DC-DC преобразователях ST1S41PUR, используя свои авторские модули.



На каждую микросхему HUB-а свой отдельный модуль с размерами 36мм х 24мм., выполненных по топологии, которая позволила получить на выходе достаточно качественное напряжение +/-5V с током нагрузки до 3,5А (нужен радиатор определённого размера). Помещены они в самодельный корпус из алюминиевой профильной трубы, с внешними размерами 50 мм х 77мм и толщиной стенок 2 мм., выполняющий в том числе роль радиатора охлаждения для этих модулей.
Оба корпуса HUB-ов жёстко соединены с дополнительным корпусом и составляют единую конструкцию.



Ниже крышка корпуса, спаянная из двух пластинок стеклотекстолита по капиллярной технологии.








Теплоотвод сделан через термопрокладку "3М",




с дополнительной фиксацией винтом через корпус (для этого на каждом модуле припаял по сдвоенной гайке).



Теплоотвод позволяет нагружать каждый из модулей током до 2,5А (тесты проводились при комнатной температуре, температура на корпусе микросхемы не превышала 55С. При токе нагрузки в 3,5A температура на кристалле 87С). Питание модулей рассчитано на диапазон от 4-18V, управление включением возможно по линии "АСС" (выведен отдельный провод). В режиме "сна" ток потребления каждого модуля 3μA (микроампера!), собственное потребление во включённом состоянии без нагрузки 2mA. Ток потребления готового HUB-а 12mA.
При почти полной загруженности USB-портов (два внешних HDD по 500 гигабайт каждый, картридер, две флешки по 120 гигабайт) при кручении стартером и "просадке" напряжения на входе этого HUB-а "отвалов" USB соединений нет. Так же в корпус поместил EasyCap для камеры "ЗХ", подготовленный по варианту выше, что в целом позволило получить достаточно компактное универсальное устройство.



Два USB-гнезда, которые используются для последовательного подключения HUB-а и EasyCap "прикрыты" силиконовыми заглушками.



Самодельный USB кабель длиной 1 м., с двойным экранированием и с отсутствующей внутри него линией +5V.

После перепрошивки HUB-а на крайнюю версию ПО и с подборкой наиболее оптимального режима его работы,




(настройка конфигурации для каждой микросхемы составного HUB-а отдельная: для 7-ми портового две микросхемы, для 10-ти портового три и так далее...)





получился очень достойный вариант составного USB концентратора, полностью с автономным питанием от бортового напряжения авто, управлением включения/выключения по линии "АСС", с раздельными линиями питания каждой микросхемы, силовых линий USB-разъёмов и с интегрированным EasyCap для камеры "ЗХ", работающий и на Windows, и на Android устройствах.



P.S. В ходе экспериментов с разными HUB-ами пришёл к выводу, что для надёжного и гарантированного "подъёма" каждого USB устройства, подключённого в USB-разъём HUB-а, необходимо питание на каждый такой разъём подавать в последовательной очерёдности и с небольшой задержкой после появления общего питания на микросхеме HUB-а. При таком варианте питания и "стационарной привязки" USB-портов (делается через модификацию прошивки HUB-а), все устройства гарантированно подключаются, получая постоянный уникальный номер "привязки".

[Zugan89]

Александр, спасибо за блок питания и переходники USB и для EasyCap и множество полезных советов!
Данные девайсы облегчили мою жизнь)))
Хаб подсмотрел у Вас, работает отлично, при включении ЗХ, флешка не отваливается, как было на остальных.
Пациент (Nexus 7 2013 WiFi), прошел тест на "столе" положительно. При всевозможных вариантоах зашрузки, БП сильно не нагревался (измерял тактильным способом). И после долгих мучений, наконец-то переехал в машину.
Посмотрим как себя покажет в "боевых" условиях.

[skanch]

Сообщение от Zugan89

Александр, спасибо за блок питания и переходники USB и для EasyCap и множество полезных советов! Данные девайсы облегчили мою жизнь)))...

Благодарю за положительную оценку!

...Хаб подсмотрел у Вас, работает отлично, при включении ЗХ, флешка не отваливается, как было на остальных...

Да, HUB-ы на чипах VL813 и GL3520 очень надёжные и "отвалов" USB соединений практически не бывает.

[skanch]

Экспериментирую с линейным питанием. Остановился на стабах LT3083. Делал несколько вариантов разных плат и эти (фото ниже) по работе понравились больше всего. При нагрузке в 2,5А пульсации 0,8-1,2mV. Параметры пульсаций, указанные в даташите (40µV) пока не удалось получить. Размер экспериментальных модулей 75 мм Х 42 мм., плата четыре слоя. Температура на корпусе микросхемы при длительной нагрузке 2,5А 75С. Законченный вариант блока питания с подобными модулями пока в процессе доработки, но положительная динамика уже есть…

[mazay66]

Интересно посмотреть за работой над линейным DC-DC. Такая ёмкость на выходу (вижу 6600 мкф) - вынужденная мера?

[skanch]

Эти модули работают и с меньшей ёмкостью. Два конденсатора для уменьшения ESR. В конечном варианте и вовсе думаю использовать низкопрофильные SMD конденсаторы.

[skanch]

После очередного неудачного заказа USB HUB-а на Али (заказывал на определённом чипе, с поддержкой МТТ, а пришёл на более дешёвом и режим только STT и таких у меня уже под десяток валяются), решил всё же добавить в свой арсенал нормальный самодельный HUB. Выбор остановил на микросхеме HUB-а USB2517i от Microchip.
Полноценный однокристальный 7-ми портовый Hi-Speed USB 2.0 HUB, с внешним питанием чипа (LDO регулятор 3,3В, LT1086) и отдельным питанием силовой линии +5В USB портов, с интегрированными в чип резисторами-терминаторами, что позволяет автоматически подстраивать уровень сигнала в data-линии (положительно сказывается на качестве передачи пакетов и исключает их пропуск), повышенная защита ESD и EMI фильтрация. Интегрированный в чип единственный преобразователь на 1,8В существенно снижает риски помех по линии передачи данных.
HUB имеет "патентованную архитектуру MultiTRACK® (Multiple Transaction Translators). Эта технология предполагает наличие у каждого нисходящего порта своего (отдельного) модуля обработки транзакции, за счет чего значительно увеличивается пропускная способность хаба, особенно в случае потоков данных с различными скоростями"[/SIZE].

Заказал платы,



получил через месяц, сегодня распаял один HUB.



Работает...



При подключении к компьютеру определился, как 7-ми портовый HUB с поддержкой нескольких ТТ (Multiple Transaction Translators).



Каждый порт защищён от КЗ и перегрузки по току (предел 1,2А), отключается питание и data-линия только "проблемного", загорается красный светодиод, сигнализирующий о неисправности и в таком положении порт будет находиться, пока не произойдёт полный сброс основного питания HUB-а. Ниже, тест на КЗ линии +/-5В.



Собственное потребление HUB-ом 9mA.
Линия +5В (VBUS power) со стороны входящего (upstream) USB разъёма "разорвана", что полностью "развязывает" HUB от стороннего напряжения.
Пока тестирую с основным питанием от лабораторника, но для подключения в автомобиле планирую запитывать от своего DC-DC модуля с током нагрузки до 9А. Корпус будет алюминиевый. После полной сборки отдам на тестирование "автозуковикам" на предмет шумов и прочего...

Ниже тестирование USB 3.0 флешки на 64Гб в CrystalDiskMark (в компьютер подключал к одному и тому же USB 3.0 порту, для подключения HUB-а использовался High Speed кабель USB 2.0 длиной 1м), скорость через HUB не "режется".




Сделал алюминиевый корпус и подключил к DC-DC модулю с током нагрузки до 9А.



Модуль приклеен через двухсторонний термоскотч к алюминиевому основанию корпуса и зафиксирован винтами.









Управление питанием по IGN (АСС).

Если подключить управление к линии IGN, то во время кручения стартером HUB не отключается, поскольку DC-DC модуль его питания имеет низкий порог входного напряжения (от 5V).

Напряжение на USB разъёмах выставлено 5,25V








P.S. Здесь фирменная плата HUB-а, которую я повторил в точности, используя оригинальную элементную базу. Для ярых сторонников защиты интеллектуальной собственности, болезненно реагирующих на копирайт - все исходники этого HUB-а в свободном доступе на сайте производителя.

[nexus]

Дорогие друзья, приветствую всех ! Очень доволен покупкой интеллектуального блока питания и углового USB разьема от Александра (skanch). Такой модуль значительно упрощает и ускоряет инсталляцию планшета или какого то другого мультимедийного устройства в автомобиль. Пока что провожу испытания на столе и одновременно занимаюсь креплением блока к планшету.

[skanch]

...Такой модуль значительно упрощает и ускоряет инсталляцию планшета или какого то другого мультимедийного устройства в автомобиль.

Благодарю за отзыв! Если приём GPS сигнала будет слабый, то рекомендую подключить внешнюю антенну (USB или так).
Закрепить на крышке планшета можно, как ниже на фото.



Напомню, что сечение проводов от АКБ до БП, желательно делать, как можно толще. Поскольку отслеживание напряжения на аккумуляторе авто ведётся на входе блока питания, то потери напряжения на длине проводов нужно минимизировать.
Ещё раз спасибо, за выбор моего БП!