Самодельный USB кабель для планшета.

[skanch]

Один из вариантов самодельного универсального кабеля USB для планшета с возможностью управления OTG и датчиком Холла. Ниже эскиз - схема подобного кабеля.



Для изготовления понадобиться HDMI-кабель, разъем micro USB с пятью контактами и боковой планкой от корпуса, USB разъем для HUB-а (USB-A или USB-B) и миниатюрное электромеханическое реле с размерами корпуса 15х10х12мм.



К HDMI кабелю есть особенные требования... Важно, что бы в нем была внешняя оплетка-экран, кросс-жила между внешней оплеткой - экраном и фольгой (жила может быть в виде медного одножильного проводника или в виде многожильного "голого тросика") и три провода в каждой отдельной скрутке (могут быть все три в изоляции или два в изоляции, а один "голый").



Порядок действий...
Обрезаем под "корень" внешнюю оплетку-экран ( осторожно, что бы не повредить кросс-провод), а так же общую фольгу вокруг проводов.



Все провода, которые без фольги, а их может быть 4 или 5 штук зачищаем и скручиваем вместе, оставив примерно 8-10 мм изоляции. Это будет общий "минус" - GND. Скрутка существенно увеличивает сечение, что позволяет делать достаточно длинный кабель (максимальная длинна кабеля, который мне приходилось делать по такой технологии - 1,8 м) без потери мощности по питанию. Далее на эту"скрутку" одеваем термоусадку диаметром 1.5 мм, длиною 10 мм и усаживаем. Термоусадка необходима, как защита от перегрева и сохранения изоляции на проводниках поскольку при пайке на разъем быстро начинает плавиться и качественного результата может не получиться. С термоусадкой все получается качественнее...



Теперь на листке бумаги нужно записывать цвета отдельных фольгированных скруток, чтобы в ответной части кабеля не перепутать назначение проводников. Всего потребуется четыре фольгированные скрутки. Лишние обрезаем под "корень".
Выбираем две пары скруток для формирования линии +5В и записываем их цвета. Обрезаем с них фольгу, выбираем в каждой скрутке один из трех проводов (в моем случае это в полупрозрачной изоляции, а он может быть и без изоляции), снимаем с этих двух проводов изоляцию, если она есть и свиваем их вместе с кросс-жилой (это будет общий экран и не путать его с "минусом"). Оставшиеся четыре провода зачищаем также, как и для "минуса", оставив 8-10 мм изоляции, скручиваем вместе и усаживаем в термоусадку (рекомендую другого цвета, нежели у "минуса", чтобы не перепутать ).

[skanch]

Это сформированы две основные линии: "плюс" и "минус". Причем за счет использования двух проводников скрученных вместе с кросс-жилой в скрутках линии +5В получили дополнительный "экран".
Теперь нужно сделать внешний "выход" управления датчиком Холла. Выбираем "фольгированную скрутку", записываем ее цвет, удаляем фольгу, один из трех проводов (в моем случае это в полупрозрачной изоляции, а он может быть и без изоляции) "отправляем" на кросс-жилу, из оставшихся двух выбираем один и выводим наружу припаяв к нему тонкий проводок длиною в 20-25 см.(это и будет управление Холлом). Теперь на кабель надеваем термоусадочную трубку диаметром 10 мм и длиною в 25 мм и усаживаем феном, причем проводок на Холл должен оказаться внутри термоусадки.




Оставшийся провод из "скрутки" предназначается для управления режимом OTG.
Оставшуюся "фольгированную скрутку" "потрошим" аналогично предыдущей, с "выбросом" отдельного провода на кросс-жилу. Оставшиеся два провода будут сигнальной линиями "D+" и "D-", а провод на кросс-жилу создаст для этой сигнальной "пары" свой дополнительный экран. Каждый из проводов зачищаем чуть больше чем для "плюса" и "минуса" - примерно 12-15 мм. и усаживаем в термоусадку. Так же зачищаем и провод для OTG. Все получившиеся выводы облуживаем (кроме скрутки кросс-жилы ) и обрезаем, оставив примерно 2 мм для пайки на разъем.

[skanch]

Контакты на разъеме micro USB облуживаем. И распаиваем согласно схеме.
Я рекомендую использовать безотмывочный флюс. Но тем не менее обязательно готовый разъем тщательно промыть или ацетоном, или спиртом...



Корпус реле разрезаем по кругу полотном по металлу, отступив от края со стороны контактов примерно на 2 мм. Делаем это без "фанатизма" - корпус очень тонкий и любое неловкое движение приводит к его разрушению. Желательно обрезать как можно ровнее, чтобы сохранить нужную глубину корпуса.
Вынимаем "внутренности" реле и напильником или наждачной бумагой выравниваем края корпуса.



Теперь готовый разъем сгибаем таким образом, чтобы фиксаторы на плоскости разъема оказались снаружи. И делаем примерку в корпус...
Вынимаем из корпуса заготовку и не меняя положения припаиваем кросс-жилу к боковому продолжению на корпусе micro USB.



Теперь один из сложных моментов - залить разъем в корпусе эпоксидной смолой. Смола в ограниченном пространстве начинает приобретать "сверхтекучесть" и ползет вверх внутри самого разъема и может залить наглухо все контакты. Поэтому лучше понемногу... Для размешивания можно использовать подручные средства (емкости)- я использую баночки из под йогурта. Замешиваем примерно по объему в половину корпуса реле. Если смола тягучая нужно подогреть феном для более удобного использования, но греть не сильно, а то может резко кристаллизоваться. Наполняем корпус от реле примерно до половины или чуть меньше. Ждем некоторое время, постоянно проверяя зубочисткой вязкость смолы (должна стать, как мед - вязкая). Вставляем в него осторожно наш разъем корректируя его положение. И зафиксировав в таком положении дождемся полного отверждения смолы.
Как только смола "схватится"- можно добавить до "краев" корпуса используя для этого зубочистку - по капельке в полости внутри разъема.



После того, как смола полностью "схватится" можно приступить к распайке ответной части кабеля - разъема для HUB-а.

[skanch]

Разделка кабеля для USB разъема HUB-а ничем не отличается от выше сказанного... Все выводы делаем по предварительным записям, что бы не перепутать... Провода от датчика Холла и OTG выводим наружу. Так же выводим наружу провод со стороны планшета линии +5В и те же +5В со стороны разъема HUB-а. Распаиваем разъем согласно распиновки. Скрутку кросс-жилы одеваем в термоусадку и укладываем в желобок на боку разъема USB-B. На все это одеваем термоусадку диаметром 12 мм, длиною 35 мм, упираем в выступ контактной группы и усаживаем. Собираем корпус разъема... Верхнюю крышку надо подготовить, как на фото - отогнуть упоры сзади и сточить угол для пайки кросс-жилы.



С помощью пассатижей (иначе никак!) вставляем на место верхнюю крышку и пропаиваем стыки с основным корпусом. В том числе и кросс-жилу. Затем заднюю часть металлического корпуса разъема стягиваем тонкой лавсановой ниткой. Накручивать нужно с небольшим натягом, чтобы не прорезать термоусадку, а заодно и провода... Затем усаживаем три слоя термоусадки диаметром 12.7 мм и длиною 45 мм давая каждому слою хорошо остыть. Получается очень прочный разъем.



Из разъема со стороны HUB-а выходят четыре провода: управление датчиком Холла и OTG, а также линия +5В со стороны планшета и со стороны HUB-а. Если соединить вместе оба провода линии +5В, то получим обычный USB кабель с управляемым режимом OTG. Если провода разъединены, то по линии +5В со стороны планшета можно управлять режимом " включение/выключение по обнаружению подзарядки на USB планшета" подключив соответственно на DC-DC преобразователь с выходом +5В. Провод +5В со стороны HUB-а можно использовать, как дополнительное питание "пассивного" HUB-а...



Ниже эскиз- схема такого кабеля.

[oleg707]

Отличная инструкция! Можно в шапки основных планшетных тем.

Добавлю, что года 3 назад мне встречались micro USB двух типов - с чуть разным расположением контактов со стороны подпайки проводов. Что конкретно - уже, к сожалению, не помню. Хорошо, что по даташитам люблю проверять.

[seriousstas]

Смола в ограниченном пространстве начинает приобретать "сверхтекучесть" и ползет вверх внутри самого разъема и может залить наглухо все контакты.

чем термоклей не угодил

[skanch]

Сообщение от seriousstas

чем термоклей не угодил

Высокотемпературного и с хорошей адгезией к пластику у меня нет, а обычный не держится-со временем вываливается. И на мой взгляд, термоклей все же ближе к реставрационным материалам относится. И в "жестких" условиях эксплуатации в машине не всегда надежен.

Сообщение от oleg707

...Добавлю, что года 3 назад мне встречались micro USB двух типов - с чуть разным расположением контактов со стороны подпайки проводов. Что конкретно - уже, к сожалению, не помню. Хорошо, что по даташитам люблю проверять.

Ну китайцы известные приколисты - можно ждать чего угодно! Но по стандарту и в большинстве случаев расположение контактов, как на указанной выше фотографии. И я использую (рекомендую) именно с боковой пластиной от корпуса разъема - очень удобно паять и не портит конечного вида. А такие только с расположением контактов обозначенным выше.

[skanch]

Небольшое дополнение по разъему... Как упоминал выше: - "Смола в ограниченном пространстве начинает приобретать "сверхтекучесть" и ползет вверх внутри самого разъема и может залить наглухо все контакты." Эта возможная проблема может свести "на нет" всё потраченное время на изготовление кабеля. Причем узнать об этом можно будет в самый последний момент... Чтобы избежать этого предлагаю один из вариантов решения проблемы.
Два варианта исполнения разъемов: один с боковой планкой корпуса, второй без неё. Если разъем без планки, то паять "корпус" нужно к "замку" разъема так, чтобы в собранном состоянии эта пайка оказалась внутри, а не снаружи. На фото указана сторона для использования ориентации разъема для планшета Nexus. Способ, о котором пойдет речь
подходит для обеих конструкций разъемов.



Разбираем разъем (если накануне был праздник с бурным возлиянием и сегодня наблюдается небольшая тряска рук, то лучше перенести процедуру на другой день...). Тонким лезвием отделяем направляющую контактов от корпуса. Осторожно! Контакты ничем не закреплены и легко вываливаются вместе с отделяемой частью (этого нужно избежать, чтобы потом не гадать, как все было собрано).



Теперь группу контактов заливаем герметиком (без фанатизма, подойдёт любой силиконовый или акрило-латексный нейтральный герметик без содержания окислителей). Я использую китайский (703) для фиксации электронных компонентов на корпусе или печатной плате.



И одеваем назад снятую ранее пластиковую направляющую. Плотно прижимаем ее для вытеснения лишнего герметика, при этом он же заполнит все "щели"... Убираем лишнее. Теперь после того, как герметик "схватится" можно приступать к распайке подготовленного разъема.

[skanch]

Попробовал альтернативу HDMI - кабель от "шнурка" USB3.0. Можно использовать для самодельного изготовления . Все что нужно в нем есть: внешняя оплетка, кросс-жила под оплеткой, толстые провода питания (нужно брать кабель длиной 1.8 - 3м- чем длиннее кабель, тем они толще), дополнительных два провода и две независимые витые пары со своими кросс-жилами.
Сделал еще один вариант углового разъема. Вылет от стороны планшета 7 мм.

[skanch]

Подробнее об изготовлении...
Платы под переходник заказал в Китае. Разъемы там же...



От разъема отделяем направляющую контактов, вставляем в плату и припаиваем.



Разделываем кабель USB-3.0 аналогично кабелю HDMI. Вставляем в отверстия платы и с обратной стороны пропаиваем.



Чтобы зафиксировать припаянный кабель используем медную или латунную трубку диаметром 10 мм. Обрезаем примерно 1.5 см и готовим таким образом...



Плотно прижав к плате в определенном положении (полукруглая выемка снизу) припаиваем к пятакам на плате.



Теперь берем лавсановую тонкую нить и плотно накручиваем в пропиленном сегменте медной трубки. Таким образом достаточно жестко фиксируем кабель.