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

[skanch]

Базовая версия USB 2.0 HUB-а на USB2517 прошла проверку. Сейчас собираю ещё одну модификацию с выводом настраиваемой линии управления OTG, таймерами включения 5-ти USB разъёмов из 7-ми, один из которых может быть использован для подключения EasyCap с внешним управлением +12V от фонаря "ЗХ" (коммутируется и data-линия, и линия питания, что полностью имитирует штатное подключение устройства) . Этот же разъём можно использовать для включения (отключения) устройства (как вариант роутера) точно по времени (используется отдельный настраиваемый модуль точных часов с автономным питанием в режиме "сна" от литиевой батарейки CR1220).

Коммутация портов в этой версии HUB-а осуществляется и по линии их питания (+5V), и по линии передачи данных, через специальные "Power switch" и "USB switch".

При кручении стартером питание на HUB не отключается, независимо отчего идёт управление: IGN или ACC.
Использование отдельного контроллера управления, позволяет настроить включение USB-устройств и их инициализацию в системе по алгоритму, необходимого пользователю. Пока настройка делается на этапе изготовления HUB-а и его отладки. Возможно, что в будущем сделаю настройку (а в планах и отельного блока питания) по Bluetooth через программу для андроид телефона. Но это пока планы...





Для надёжной фиксации разъёмов в условиях эксплуатации в авто, использовал более доступную технологию, нежели USB с защёлкой.




Винты подобраны такой длины, что с поджатой шайбой гровера не продавливают сам разъём, но надёжно фиксируют штеккер в гнезде, что полностью исключает люфты, любые подвижки на контактах разъёма и гарантируют надёжное USB соединение.

По отзывам пользователей, использующих HUB в своих системах автозвука, он получился быстрым, без "затык" при воспроизведении аудио файлов с любого носителя и практически бесшумным.


Полные характеристики HUB-USB2517:

- однокристальный чип на 7 USB портов,
- раздельное питание чипа от линейного стабилизатора (3,3V-1,5А)
и линии разъёмов USB от мощного DC-DC преобразователя (+/-5V 10А),
- режим MultiTRACK® ( МТТ-Multiple Transaction Translators),
- защита от короткого замыкания каждого USB порта,
- защита от превышения тока нагрузки каждого USB порта (max 1,2A),
- интегрированная в чип ESD и EMI фильтрация каждой data-линии,
- автоматическое выравнивание импеданса каждой data-линии,
- развязка линии питания upstream-USB входа,
- начало работы HUB-а только после физического подключения upstream-USB входа к хост-контроллеру,
- моментальное отключение всех портов при разрыве соединения HUB-а с хост-контроллером,
- возможность настройки коммутации каждого USB порта по времени включения,
- независимая коммутация портов по data-линии,
- независимая коммутация портов по силовой линии +5V,
- низкое собственное потребление в режиме ожидания (9 mA),
- защита от выключения при кручении стартером,
- управление включением питания HUB-а по линии IGN (АСС),
- возможность управления режимом OTG для андроид устройств (дополнительная опция),
- возможность подключения и управления EasyCap для камеры "ЗХ" (дополнительная опция),
- помехозащищённый USB кабель, в тройном экране, с импедансом data-пары в 95-100 Ом, длиной 1м (дополнительная опция).
- полная адаптация для использования в автомобиле.

Если сравнивать с китайскими HUB, то этот получился далеко не дешёвым, но качество работы, характеристики и возможности HUB-а полностью компенсируют затраты на него. Аналогов нет.
Даже в линейке промышленных HUB-ов. 1, 2

Ниже процесс сборки одного из вариантов HUB-а


Плата контроллера управления и питания


HUB на 7 портов


Позолоченные подпружиненные контакты




"Бутерброд"

[aassaa]

Почти год пользуюсь БП от Александра. Питает хуавей в авто. Ни одного замечания к БП, надежен как АК. Зима нынче удалась, почти все время -30, БПотработал на отлично равно как и планшет. Кроме того, Александр был постоянно на связи, от него получил полную инструкцию по внедрению БП вместо АКБ и корректировке ПО планшета для работы в авто. Александр большое Вам спасибо!!! Побольше бы таких порядочных и ответственных ПРОФИ!!!!

[skanch]

Сообщение от aassaa

Почти год пользуюсь БП...

Благодарю за отзыв и добрые слова! Напомните, пожалуйста, у Вас такой блок?

[aassaa]

Да, в Красноярск отправляли.

[skanch]

Модули на этом блоке питания действительно получились очень надёжными. Трассировка плат позволила максимально использовать параметры микросхемы преобразователя, которые полностью соответствуют заявленным производителем характеристикам, а тщательно подобранные оригинальные элементы позволили получить очень качественное напряжение на выходе каждого модуля. Не сомневаюсь, что блок прослужит ещё очень долго.

[skanch]

Законченный вариант дистрибьютора питания (начало...)





На выходе два электролита








Полевики через электропроводную пасту Molykote.




Болты М8 индекс закалки 10,9


Со спиленными "шляпами"...






Плавный пуск запуска дистрибьютора 1,2 сек. (напряжение плавно нарастает до максимального).
Задержка на отключение при КЗ на выходе 400 мс (при холодном старте, когда происходит зарядка конденсаторов в усилителях, дистрибьютор не отключается).
Максимальный ток нагрузки при напряжении +/-14,5В, который мне удалось сделать - 80А. Температура на терминалах после 4 часов работы 30-35 градусов (при окружающей в 21С). Теоретически дистрибьютор рассчитан на ток до 150А, но пока не тестировал...
В качестве контроллера управления использовал полноценный блок питания с двумя каналами по +/-5В. Все опции БП актуальны и в этом дистрибьюторе. При кручении стартером, напряжение на силовом выходе "проседает", но не отключается. Падение напряжения на выходе относительно входного при напряжении входа 14,5В и токе нагрузки 80А составляет 0,07В.
При включённом АСС и работающем дистрибьюторе, при коротком замыкании на его выходе, система отключается. Если при этом АСС не убиралось, то происходит повторное включение контроллера управления с выставленным алгоритмом запуска каналов. Если короткое замыкание на выходе дистрибьютора присутствует, то все каналы на блоке управления включатся, кроме самого дистрибьютора (зажигается светодиод, сигнализирующий о проблеме).



Принудительный сброс (reset) контроллера и блокировка включения системы тоже присутствует.


Габариты: длина 27 см, ширина 11 см, высота 7 см.


Окончательная сборка

[skanch]

Ещё один HUB, построенный на чипе USB2517.








Теперь с отдельной платой питания, с дополнительной раздельной фильтрацией входной линии "12В", линии +/-5В и линии +/-3,3В питания микросхемы HUB-а.


На этой же плате расположен контроллер управления алгоритмом работы HUB-а.
Напряжение, подаваемое на USB разъёмы выставлено на 5,18-5,22V.

Промежуточная плата коммутации силовой линии +/-5В подачи питания на USB разъёмы. Каждый порт ограничен током до 2,5А (можно настроить ограничение от 500 mA до 3А).



Все силовые межплатные соединения выполнены через латунные резьбовые контакты.






Питание от уже стандартного модуля +/-5,18V с током до 10А.





Собрано всё в виде "этажерки".







Теперь осталось сделать корпус...

Характеристики:
— однокристальный чип на 7 USB портов,
— раздельное питание чипа от линейного стабилизатора (3,3V-1,5А) и линии разъёмов USB от мощного DC-DC преобразователя (+/-5V 10А),
— режим MultiTRACK® ( МТТ-Multiple Transaction Translators),
— защита от короткого замыкания каждого USB порта,
— защита от превышения тока нагрузки каждого USB порта (max до 3A),
— интегрированная в чип HUB-а ESD и EMI фильтрация каждой data-линии,
— автоматическое выравнивание импеданса каждой data-линии,
— развязка линии питания upstream-USB входа,
— начало работы HUB-а только после физического подключения upstream-USB входа к хост-контроллеру,
— моментальное отключение всех портов при разрыве соединения HUB-а с хост-контроллером,
— коммутация каждого USB порта по времени включения,
— независимая коммутация портов по data-линии,
— коммутаторы data-линии со встроенным подавителем помех,
— независимая коммутация портов по силовой линии +5V,
— полная имитация физического подключения USB разъёма в гнездо HUB-а,
— низкое собственное потребление в режиме ожидания (9 mA),
— защита от выключения при кручении стартером,
— управление включением питания HUB-а по линии IGN (АСС),
— управление режимом OTG для андроид устройств,
— отдельный USB порт для подключения и управления EasyCap для камеры "ЗХ" с полной имитацией физического подключения .

Программа управления, написанная профессиональным программистом, позволяет получить практически любой необходимый алгоритм для работы HUB-а. HUB к бортовой линии питания подключён всегда и управляется внутренней схематикой по линии АСС (IGN). В отключённом состоянии потребление HUB-ом 280μА (микроампер!).
Стандартный алгоритм, который я использую при изготовлении, такой:

Появилось АСС (IGN), включился OTG и один USB порт (в который обязательно должно быть подключено какое-либо устройство, иначе коммутация портов в HUB-е не начнётся), если хост Андроид-устройства "откликнулся" после подключения OTG (на PC так же, но без OTG), то начинается процесс подключения каждого из пяти USB портов с интервалом в 800 миллисекунд (сначала подаётся питание +5,18V, после чего с задержкой в 200 миллисекунд происходит коммутация data-линии).
Если при включённом АСС (IGN) пропадает связь с хостом, то происходит немедленное отключение всех портов (питание и передача данных). Если связь с хостом снова появилась, то повторяется алгоритм последовательного подключения, как выше. При отключении АСС (IGN) через 6 секунд HUB полностью отключается.
Все временные задержки настраиваемые.
Один USB порт управляется подачей внешнего напряжения (+12V) на соответствующий контакт клеммной колодки (востребован для управления EasyCap и подобных устройств), коммутируется +5V и data-линия. Есть возможность сделать задержку на отключение этого порта USB после отключения внешнего управления.
Дополнительно сделано ручное управление подачи питания на каждый из шести USB портов через DIP переключатель. Это позволяет отключить управление питанием на незадействованный порт, что так же добавляет помехоустойчивости всей конструкции.

Ниже результаты тестирования 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).

[skanch]

Это в корпусе










Кабель с тройным экранированием и удалённой линией +5V.

[alex25om]

Здравствуйте. Приобрел блок питания Александра (skanch). Два дня гонял в тестовом режиме всю систему. Что могу сказать: я в восторге! Никаких отваливаний USB, кзх, и всего прочего, как у меня было раньше. Ни блок, ни планшет совершенно не греются ( раньше планшет грелся, от экрана шло ощутимое тепло). В общем огромный респект Александру!

[alex25om]

Да, еще вопрос: сервис-кнопка замыкается на минус?