Construim un hub USB pe tastatură

Cum se creează un hub USB?

Raspunsul maestrului:

Un hub USB este un dispozitiv care vă permite să conectați mai multe dispozitive la un port USB simultan. De regulă, un astfel de dispozitiv este ieftin, dar îl puteți face singur, ceea ce se va reduce suma finală costurile dvs.

Pentru a începe, mergeți la oricare dintre atelierele care repară monitoare. Le puteți cere o placă care a servit drept hub încorporat în monitor. De obicei, dacă monitorul este complet inoperant, o astfel de placă rămâne operațională. Dacă vi s-a oferit o astfel de placă, atunci, de fapt, aveți deja un hub USB gata de lucru, doar îi lipsește o carcasă.

Apoi, cumpărați sau cereți cuiva un cablu, al cărui capăt este conectat ca o mufă USB obișnuită la computer, iar al doilea - aceeași mufă USB, dar cu o secțiune transversală pătrată. De obicei, acest cablu este folosit pentru a conecta o imprimantă sau un scaner la un computer.

Pe placa hub-ului în sine trebuie să găsiți contactele responsabile pentru conectare sursă externă nutriţie. Apoi, puteți lua o sursă de alimentare pentru un obișnuit consola de jocuri Sony PSP sau orice altul având o tensiune de ieșire de cinci volți și conceput pentru sarcina maxima la doi amperi. Apoi, conectați unitatea la placă, amintindu-vă să respectați polaritatea.

Încercați să găsiți plăcuțe speciale pe placa dvs. care vă permit să lipiți un LED pe placă. Dacă găsiți vreuna, apoi lipiți o diodă de orice culoare doriți pe placă. Uneori, trebuie să lipiți și un rezistor suplimentar pentru ca LED-ul să funcționeze. Asigurați-vă că polaritatea este corectă atunci când faceți acest lucru, altfel dioda nu va funcționa.

Apoi, selectați o carcasă pentru bord, oricare, principalul lucru este că se potrivește în dimensiune. Materialul este de preferință plastic. Dacă este necesar, tăiați găuri în el pentru LED și conectori. Apoi trebuie să fixați placa în carcasă, astfel încât să nu atârne în interior. Pentru aceasta, sunt potrivite atât șuruburile, șuruburile și piulițele obișnuite, cât și suporturile care pot fi făcute din stilouri vechi inutile.

După ce hub-ul este asamblat, îl puteți conecta la computerul personal sau la laptop. Nu uitați să conectați sursa de alimentare. Acum verificați funcționalitatea acestuia. Trebuie reținut că nu puteți conecta dispozitive la un astfel de hub al cărui consum de energie depășește cel pe care este capabilă să îl furnizeze sursa de alimentare, altfel veți dezactiva dispozitivul pe care l-ați creat singur și puteți deteriora Port USB pe calculator. În general, nu există alte restricții de utilizare. Principalul lucru este să utilizați dispozitivul cu grijă și cu atenție.

Problema lipsei de porturi USB gratuite la locul de muncă este întotdeauna relevantă. Dar nu vreau să-mi aglomerez biroul cu fire suplimentare. O tastatură cu un hub USB încorporat este o soluție excelentă, dar este doar o alegere soluții gata făcute nu deosebit de mare. Să vedem cum puteți adăuga singur un hub USB la tastatura preferată.

Ideea este aceasta. Construim hub-ul în așa fel încât totul, de la cablul USB, merge mai întâi la hub, iar tastatura în sine să fie conectată la hub-ul însuși. Aceste. tastatura este lipită la unul dintre porturile sale. Cam asa a fost:

Asa va deveni:

În primul rând, avem nevoie de un hub USB 2.0, acesta de pe ebay.com costă aproximativ 2 USD:

Dezasamblam carcasa, scoatem placa și vedem unde este mai convenabil să o plasăm. Cea mai convenabilă locație - partea stângă tastatură, în dreapta - va interfera cu mouse-ul, în partea de sus - nu este convenabil să intri în conectori.

În cazul meu, nu era loc în carcasa tastaturii, așa că a trebuit să lipesc carcasa hub-ului pe exteriorul tastaturii. Material: bucăți de plastic negru, dicloroetan.

Dezasamblam tastatura și punem un cablu USB în interior: de la intrarea cablului la tastatură la hub-ul USB și de la controlerul tastaturii la unul dintre porturile USB ale hub-ului (Figura 2). Aici avem nevoie de o bucată de cablu USB de aproximativ 50 cm lungime. Lipim totul observând pinout.

În acest caz, portul hub USB la care lipim tastatura poate fi lăsat, doar că nu faceți o gaură în carcasă. L-am lipit singur - va fi util în agricultura computerizată.

După o zi de muncă, am primit acest rezultat. Din fericire, după ce am făcut stația de andocare pentru un smartphone Android, aveam deja experiență:

Desigur, nu puteți conecta un hard disk printr-un astfel de hub, nu va fi suficient curent. Având în vedere că fiecare port are 100mA - acest lucru este suficient pentru unități flash, cititoare de carduri, telefoane și camere.

Perfecţionarea hub-ului USB

Pentru a crește numărul de porturi USB computer personal, laptop, tabletă sau televizor modern se folosesc hub-uri USB externe (se mai numesc si hub-uri USB). În acest scop, precum și pentru a reduce probabilitatea deteriorării echipamentelor scumpe din cauza unei defecțiuni a dispozitivului conectat, au fost achiziționate două concentratoare fără nume (Fig. 1), proiectate pentru legând patru dispozitive. Pe lângă prizele USB, au un întrerupător de alimentare încorporat, Indicator LEDîntrerupător și o priză pentru conectarea unei surse de alimentare externe cu o tensiune de ieșire de 5 V DC (nu este inclusă).

În timpul funcționării dispozitivelor, au fost dezvăluite unele dintre deficiențele acestora. S-a dovedit că ambele porturi USB medii funcționează mai rău decât cele extreme; când o sursă externă este conectată la hub, alimentarea de la portul USB al unui computer sau al altui dispozitiv nu este oprită, deoarece priza de alimentare este instalată fără întrerupător; În cele din urmă, LED-ul strălucește prea puternic.

Pentru a elimina aceste deficiențe, concentratorul a fost dezasamblat (pentru a face acest lucru, este suficient să deșurubați două șuruburi autofiletante). Dispozitivul este asamblat pe circuit integrat, desemnat ca LG347086212C. La examinare placa de circuit imprimat S-a dovedit că lipsesc condensatorii de blocare EC1-EC3 (denumirile de poziție sunt indicate pe placă), pentru care există un loc pe el. Capacitatea condensatorului ceramic de blocare instalat în circuitul de alimentare s-a dovedit a fi de numai aproximativ 4,3 μF, ceea ce este evident mic pentru dispozitive similare.

Un fragment al circuitului concentrator modificat este prezentat în Fig. 2. Denumirile de poziție ale elementelor nou introduse încep cu prefixul 1, restul corespund inscripțiilor de pe tablă. Pe furnizate de producator au fost stabilite locuri condensatoare de oxid EC1-EC3 cu o capacitate de 22 µF. Pentru a reduce posibilitatea deteriorării concentratorului când tensiune crescută sursă de alimentare externă sau „inversarea polarității”, este introdusă o diodă zener de protecție 1VD1 și pentru a reduce luminozitatea strălucirii LED, rezistența R6 (330 Ohm) este înlocuită cu o rezistență cu o rezistență de 1,2 kOhm.

Condensatoare de blocare EC1 - EC3 - oxid de aluminiu sau tantal de dimensiuni mici, cu o capacitate de 22-47 μF într-o carcasă de cel mult 8 mm înălțime. În loc de dioda zener KS156A, puteți folosi KS156G, 2S156A, KS456A, 1N4734A, 1N5339. Oricând situație de urgență, de exemplu, din cauza scurt-circuit, siguranțele cu resetare automată instalate pe placa de sistem a computerului se pot declanșa. Deoarece astfel de siguranțe sunt de obicei evaluate pentru un curent de 1,6...3,6 A, ceea ce nu este mult, este posibilă și deteriorarea cablului de conectare USB. În computerele mai vechi, pentru a proteja porturile USB și sursa de alimentare împotriva supraîncărcării, plăci de bază Nu sigurante polimerice cu auto-recuperare, dar sigurante de unică folosință pot fi instalate. Din cauza lipsei unei prize cu întrerupător încorporat, circuitul de alimentare a trebuit schimbat. Acum, când hub-ul funcționează de la o sursă externă, alimentarea de la portul USB al computerului poate fi oprită folosind comutatorul SA1. Un inductor 1L1 este lipit la contactele imprimate pentru conectarea firelor care vin de la comutator (orice unul de dimensiuni mici, cu o inductanță de 22.100 μH și o rezistență). DC nu mai mult de 0,04 Ohm), care, împreună cu condensatoarele de blocare, formează un filtru LC pentru tensiunea de alimentare. În concluzie, după o inspecție atentă a plăcii, defecte ale mai multor pini de lipit ale mufelor USB la conductoare tipărite. Vederea de instalare a dispozitivului modificat este prezentată în Fig. 3.

A apărut și un alt dezavantaj al concentratorului. Faptul este că pentru a-l conecta la computer se folosește un cablu neecranat cu patru fire de aproximativ 550 mm lungime, pe care, atunci când este conectat la un hub de sarcină care consumă un curent de 0,5 A, scade aproximativ 0,5 V Pentru a elimina acest dezavantaj , cablul ar trebui înlocuit , având cumpărat, de exemplu, în acest scop Cablu prelungitor USB 2.0, în care firele de alimentare (de obicei izolate în roșu și negru) au un diametru mai mare și, prin urmare, o rezistență mai mică. Dacă nu este posibil să achiziționați un astfel de cablu, atunci cel existent ar trebui scurtat la 100,150 mm.

Pentru alimentarea dispozitivelor conectate la un hub USB universal, orice sursă cu ieșire tensiune constantă 4.9.5.25 V, proiectat pentru un curent de sarcină maxim de 1,1,5 A, de exemplu, adaptor de rețea TESA5-0035015dV-B inclus în kit dispozitive mobile (tablete, cărți electronice) de la Texet cu un ecran LCD mare.

Este posibil să fie necesară o alimentare externă suplimentară dacă dispozitivele cu un consum mare de curent de la portul USB sunt conectate la hub, de exemplu, un hard disk, scaner cu LED-uri plat, unitate de citire/scriere CD optic USB extern.

Momentan de conectat dispozitive periferice cel mai des folosit pe computer interfață USB. Mai devreme sau mai târziu, utilizatorul descoperă că toate porturile computerului sunt ocupate de mouse, tastatură, Cameră WEB etc. și nu există unde să conectați o imprimantă nou achiziționată, un tuner TV, un osciloscop USB sau orice altceva. Unde să conectați cele 127 de dispozitive promise în specificația USB?

Pentru a permite conectarea mai multor dispozitive la un port USB al computerului, sunt utilizate hub-uri (HUB), numite și concentratoare. Hub-ul convertește un port din amonte în mai multe porturi din aval. Arhitectura USB permite conexiune serială până la 5 hub-uri.

În magazine de vânzare periferice de calculator Alegerea butucilor este destul de mare, pentru a se potrivi fiecărui gust, culoare și buget. S-ar părea că alege orice, cel mai atractiv design cu cantitatea potrivită porturi și nu numai pret minim. La urma urmei, un utilizator fără experiență își imaginează adesea un hub ca un dispozitiv pentru conectarea a două televizoare la o antenă - o pereche de rezistențe și condensatori.

Cu toate acestea, în în acest caz, totul este mult mai complicat. M-am convins de asta când am cumpărat două hub USB a, unul pentru interfața digitală la transceiver și al doilea pentru conectarea unui extern hard disk la un PC desktop.

Primul hub pentru 4 porturi cu sigla „DNS” a fost achiziționat într-un magazin de vânzare cu amănuntul, al doilea - pentru 7 porturi de la producătorul „No Name” l-am comandat într-un magazin online străin.

Experimentele în condiții de laborator au arătat că ambele copii funcționează fără probleme cu un mouse, tastatură, convertor USB-COM și USB audio card. Cu toate acestea, cu dur extern Doar hub-ul sub marca DNS funcționează cu disc și unitate flash. Când conectați o unitate flash sau un hard disk la un hub fără nume, computerul a afișat mesajul „Dispozitiv USB nu a fost detectat”.

Experimente suplimentare cu interfata digitala transceiver-urile au arătat că și primul hub (DNS) funcționează fără probleme aici, dar al doilea (nenumit) face ca computerul să înghețe de fiecare dată când transmițătorul este pornit. Iar ideea aici nu este potrivirea antenei cu transceiver-ul, pentru că... cu conectare directă, fără hub, a unui convertor USB-COM și a unui extern placa de sunet Totul a funcționat cu computerul fără probleme.

Această situație m-a interesat și am decis să aflu cum diferă aceste două hub-uri USB. De ce unul își îndeplinește pe deplin funcțiile, iar al doilea, în principiu, funcționează, dar nu întotdeauna și nu cu toate dispozitivele.

Imaginează-ți surpriza mea când, după deschiderea carcasei, s-a dovedit că ambele butuci au fost asamblate pe același element de bază si dupa scheme absolut identice! Doar în hub-ul cu 7 porturi au fost instalate două controlere în serie. Voi observa imediat că, după experimentul cu dezactivarea celui de-al doilea controler, situația nu s-a schimbat.

Pentru a înțelege motivul, a trebuit să mă familiarizez cu teoria de bază a magistralei USB. Prima specificație USB 1.0 a fost publicată la începutul anului 1996, iar în toamna lui 1998, specificația 1.1 a părut să corecteze problemele găsite în prima ediție.

Specificația USB 1.1 definește două moduri de transfer de date: LS de viteză mică (viteză mică) - 1,5 Mbit/s și FS de viteză completă (viteză completă) - 12 Mbit/s.

În primăvara anului 2000 a fost publicat Versiune USB 2.0, care prevedea o creștere de 40 de ori a debitului autobuzului. Pe lângă cele două moduri de viteză prevăzute de specificația 1.1, a fost introdus un al treilea - high-speed HS (High-speed) - 480 Mbit/s.

Există un punct subtil asociat cu sigla „USB 2.0”. Lățimea de bandă Această interfață, așa cum sa menționat mai sus, este de 480 Mbit/s, cu toate acestea, specificația include capacitatea de a opera dispozitive în modurile LS și FS. Astfel, debitul real de 480 Mbit/s poate fi asigurat doar de dispozitive capabile să funcționeze în modul HS.

Dezvoltatorii USB recomandă utilizarea siglei „USB 2.0” numai pentru dispozitivele HS, dar marketingul are propriile legi și mulți producători folosesc acest logo pentru dispozitivele FS, care sunt, de fapt, dispozitive USB 1.1. Cu alte cuvinte, inscripția de pe ambalaj „USB 2.0” nu înseamnă nimic. Dispozitivele USB 2.0 reale sunt etichetate „USB 2.0 HI-SPEED|” și o indicație explicită a suportului pentru viteza magistralei de 480 Mbit/s.

480 Mbit/s este o undă pătrată cu o frecvență de 480 MHz. Pentru orice specialist chiar mai mult sau mai puțin cunoscător în inginerie radio, este clar că pentru transmiterea nedistorsionată a impulsurilor dreptunghiulare cu astfel de frecventa inalta Când se dezvoltă o topologie de placă de circuit imprimat, este necesar să se respecte cu strictețe cerințele pentru potrivirea impedanței caracteristice a liniilor de transmisie.

Impedanța caracteristică a liniilor de semnal diferențial de la controler la conectorul de pe placă ar trebui să fie de 90 Ohmi +/-10%. Liniile trebuie să circule simetric, la o distanță de cel puțin 5 ori distanța dintre ele față de alte linii de semnal. Ar trebui să existe un strat continuu de folie sub ele până la capăt - un fir comun. Zonele în care aceste cerințe nu pot fi îndeplinite (de exemplu, punctele de conectare la controler) trebuie să aibă o lungime minimă.

Ei bine, desigur, trebuie să respectați cerințele obișnuite pentru instalarea circuitelor RF - toți conductorii trebuie să aibă o lungime minimă, condensatorii de blocare ar trebui să fie amplasați cât mai aproape de bornele controlerului corespunzătoare etc.

Privind fotografiile plăcii de circuit imprimat a hub-urilor, este clar că la instalarea unui hub sub marca DNS, aceste cerințe au fost mai mult sau mai puțin îndeplinite.

Producătorii hub-ului NO NAME au folosit o placă de circuit imprimat cu o singură față, astfel încât impedanța caracteristică a liniilor este foarte diferită de standardul de 90 ohmi și există o sensibilitate ridicată la interferența electromagnetică.

Ambele hub-uri folosesc aceleași controlere FE1.1s. Site-ul producătorului este http://www.jfd-ic.com/ din păcate, doar în chineză.

Pentru a verifica presupunerea că treaba proasta hub-ul a fost cauzat de ignorarea cerințelor specificației USB pentru topologia PCB, am dezvoltat propria mea versiune a plăcii. În comparație cu prototipul, pe placă sunt instalați mai mulți condensatori suplimentari de blocare și, dacă este posibil, cerințele de instalare sunt îndeplinite. Dimensiunea plăcii 75 x 60 mm.

Dimensiunile geometrice ale liniilor de semnal pentru a obține impedanța caracteristică necesară sunt calculate în programul TX-LINE, care este inclus în pachetul Microwave Office de la National Instruments Corporation. Acest program în sine este gratuit și disponibil pentru descărcare de pe site-ul companiei http://www.awrcorp.com/ după înregistrare. Pentru orice eventualitate, l-am pus în arhivă, linkul către care se află la sfârșitul paginii.

Programul nu necesită instalare, lucrul cu acesta este intuitiv. Trebuie să mergeți la fila cu tipul de linie - "Coupled MSLine", selectați materialul liniei - Cupru, introduceți constanta dielectrică a constantei dielectrice din fibră de sticlă = 5,5 și introduceți parametrii liniei. Dacă luăm ca grosimea laminatului din fibră de sticlă să fie de 1 mm, lățimea conductorilor imprimați să fie de 0,7 mm, distanța dintre ele să fie de 0,5 mm, grosimea foliei de cupru să fie de 0,02 mm și frecvența de operare a liniei. pentru a fi de 500 MHz, obținem o impedanță caracteristică de aproximativ 93 Ohmi.

Folia de pe partea opusă a plăcii servește drept ecran. Găurile pentru piesele de montare sunt înfundate. În canalele prin coduri de culoare, sunt introduse bucăți de sârmă, lipite pe ambele părți ale plăcii.

Toate pasive Componente SMD dimensiuni standard 1206 sau 0805. Condensatoarele C6-C8 sunt tantal. Rezistorul R1 2.7K +/-1%. Socket XS6 USB mini-BF, XS1-XS4 – USB-AF. Rezonator cuarț ZQ1 12 MHz. Condensatoare C1-C3, rezonator cu cuarț ZQ1 și conector alimentare externă XS5 sunt montate pe partea de instalare a piesei, elementele rămase sunt montate pe partea conductorului imprimat.

Jumper S1 este instalat dacă HUB-ul va fi folosit ca unul pasiv, de exemplu. toate dispozitivele conectate la acesta vor primi energie de la computer. Dacă HUB-ul va fi utilizat cu dispozitive care consumă curent mai mult de 500 mA, puterea de la computer nu va fi suficientă. În acest caz, jumperul trebuie îndepărtat și o sursă de alimentare stabilizată de 5 V cu puterea necesară trebuie conectată la conectorul XS5.

Dacă este posibilă operarea hub-ului atât pasiv cât şi modul activ, în loc de un jumper, trebuie să instalați o diodă cu o barieră Schottky VD1 cu un curent admisibil de cel puțin 1 A, de exemplu, SS24, pentru a preveni alimentarea cu tensiune de la o sursă externă de alimentare la portul USB al computerului .

În principiu, pentru a reduce grosimea plăcii, toate piesele pot fi amplasate pe partea conductorilor imprimați, dar fără metalizarea găurilor acest lucru complică instalarea. Ajustând ușor designul plăcii, îi puteți modifica dimensiunea și locația porturilor USB pentru a se potrivi nevoilor dumneavoastră specifice.

După ce am testat placa montată, am descoperit că două dintre cele patru porturi funcționează excelent cu unitatea flash și USB hard disk, iar celelalte două - doar cu mouse-ul. Un nou mister... Dar influență radiatii electromagnetice complet dispărut.

A trebuit să dezlipesc al doilea controler de la hub-ul cu 7 porturi și să îl înlocuiesc pe primul de pe o placă de casă. Acum trei din cele patru porturi sunt complet operaționale. Mai mult, în modul High Speed, portul a încetat să funcționeze, care a funcționat fără probleme cu primul controler.

Fișa de date de pe FE1.1s afirmă că toate controlerele sunt testate înainte de a fi vândute. Evident, copiile respinse nu sunt trimise la coșul de gunoi, ci producătorilor fără nume. Sau există câteva opțiuni nedocumentate în controler. Într-un fel sau altul, opțiunea cu trei USB completÎn principiu, am fost mulțumit de porturile 2.0.

Aș dori să vă atrag atenția asupra faptului că aproape toate hub-urile ieftine care au un conector pentru conectarea unei surse de alimentare externe nu au nicio decuplare între puterea externă și cea internă. Aceste. Pinii de alimentare de pe toți conectorii sunt pur și simplu conectați unul la altul. Ca rezultat, există șansa de a deteriora portul USB al computerului prin aplicarea tensiunii acestuia de la o sursă de alimentare externă conectată la hub.

Prin urmare, dacă intenționați să conectați o sursă de alimentare externă la un hub USB achiziționat, trebuie să deschideți carcasa acestuia și să tăiați pista de la linia de alimentare a conectorului portului din amonte (cel care merge la computer). Pentru a menține capacitatea de a utiliza hub-ul în modul pasiv o diodă poate fi lipită în acest loc, așa cum se arată în schema de circuit. Pentru a reduce căderea de tensiune, trebuie să utilizați o diodă de barieră Schottky cu un curent de cel puțin 1 A.

Aș dori să vă atrag atenția asupra unui alt detaliu important - cablu USB. Conform specificațiilor USB 2.0 cablu de conectare trebuie protejat. Când cumpărați, uneori poate fi dificil să determinați dacă un cablu are ecran sau nu. Singurul lucru care poate indica prezența unui ecran este marcajul USB 2.0 HIGH SPEED de pe cablu. Un semn indirect este și prezența zăvoarelor de ferită la capetele cablului.

Cu toate acestea, nici marcajele, nici prezența zăvoarelor nu spun nimic despre calitatea ecranului. ÎN cablu bun ar trebui să fie din folie înfășurată în jurul conductorilor, peste care se așează un „ciorap” de cupru împletit. Producătorii reduc adesea costurile de producție și folosesc mai multe fire de oțel placate cu cupru în loc de un ecran complet.

Dacă este posibil, calitatea ecranului poate fi evaluată prin măsurarea rezistenței dintre carcase metalice conectori de la ambele capete ale cablului. Dacă rezistența este aproape de zero, cablul are un ecran complet de cupru. Dacă rezistența este de 3-4 ohmi sau mai mult, există un ecran, dar este făcut din fire de oțel. Acest cablu este de obicei mai subțire, dar poate cauza probleme atunci când funcționează în medii cu interferențe electromagnetice. De exemplu, dacă puneți un telefon mobil lângă cablu.

Dacă multimetrul arată infinit, atunci cablul nu este ecranat și este potrivit pentru utilizare în Mod înalt Viteza nu este potrivită. În orice caz, corpul conectorului nu trebuie conectat la niciunul dintre contacte. Nu este permisă lipirea, îmbinare, ecranare sau înlocuire independentă a conectorilor din cablu.

Cel mai de încredere criteriu de selecție este transparent învelișul exterior cablu, prin care împletitura de ecranare de înaltă calitate este clar vizibilă. Și dacă există zăvoare de ferită la ambele capete, atunci un astfel de cablu poate fi clasificat în siguranță ca PRO.

Pentru a rezuma cele spuse, voi formula principalele criterii de selecție USB de calitate Hub 2.0 pentru lucru printr-o interfață de mare viteză.

Este mai bine să achiziționați un hub USB în magazinele de vânzare cu amănuntul, prevăzând în prealabil posibilitatea de returnare sau schimb pentru un alt model.

Ambalajul și carcasa trebuie să aibă sigla „USB 2.0 Hi Speed” și o indicație clară a suportului pentru viteza de 480 Mbps.

Imediat după cumpărare și, dacă este posibil, înainte de aceasta, ar trebui să testați funcționarea tuturor porturilor hub cu un dispozitiv de mare viteză, de exemplu o unitate flash USB 2.0.

Dacă intenționați să utilizați cabluri de conectare pentru a conecta dispozitive la un hub sau un hub la un computer, este mai bine să acordați preferință acelor modele de hub în care toți conectorii sunt montați într-o carcasă de pe placă, deoarece „cozile” proeminente cu conectori aproape sigur nu au ecrane. Acest lucru va lăsa un capăt al scutului cablului conectat atârnat în aer, ceea ce poate cauza probleme cu funcționarea de mare viteză.

Dacă intenționați să utilizați un hub cu o sursă de alimentare externă, fiți pregătiți pentru faptul că hub-ul probabil va avea nevoie de modificări, așa cum este descris mai sus.

Nu există protecție la suprasarcină în hub-urile ieftine, indiferent de ce este scris pe ambalaj. Se presupune că este în porturi USB calculator. Un butuc cu drepturi depline cu protecție la suprasarcină este o categorie de preț complet diferită.

Cumpărați un cablu ecranat de calitate cu scriere HIGH SPEED pe el, dacă este posibil cu o manta exterioară transparentă.

Dacă niciunul dintre modelele de hub vândute nu vă convine, faceți singur un hub USB, așa cum am descris mai sus.

Dacă acest dispozitiv simplu vă interesează, puteți descărca descrierea acestuia la format pdf, un desen al unei plăci de circuit imprimat în Sprint Layout, o diagramă în sPplan, precum și un program pentru calcularea impedanței caracteristice a liniilor TX-LINE.

Teorie
În primul rând, câteva informații teoretice generale.
Reţea Card Ethernet cu interfata " pereche răsucită„și o viteză de 100 sau 10 Mbit are un conector standard cu opt pini. Din cele opt, de obicei sunt folosite doar patru contacte: primul, al doilea, al treilea, al șaselea. Dintre acestea, perechile sunt pinii 1, 2 și 3.6. este foarte ușor de distins perechi - acestea constau dintr-un fir de culoare și un fir alb vopsit cu o bandă de culoarea corespunzătoare. Una dintre perechi transmite date de la computer, cealaltă le primește de cealaltă parte.
Vom realiza un hub care funcționează în modul half duplex (mod unidirecțional), deoarece full duplex (modul bidirecțional) este acceptat doar de comutatoare, nu de hub-uri, iar realizarea unui comutator este mult mai dificilă. Nu este nevoie să vă faceți griji prea mult - atunci când este pornită, placa de rețea va contacta dispozitiv la distanțăși determină în ce mod de funcționare este posibilă. Puteți citi despre complexitatea modului în care funcționează cardurile în modul half duplex la sfârșitul articolului din secțiunea „Post Scriptum”.
Hub-ul trebuie să asigure distribuirea informațiilor către calculatoarele vecine, dar în același timp informatiile transmise nu trebuie să lovească intrarea cardului său, altfel acest incident va fi luat ca o coliziune și transmisia se va termina imediat. Astfel, atunci când transmiteți informații, nu ar trebui să existe efect de „ecou” de la propriul semnal. În cel mai simplu caz (când conectați două computere), nu este nevoie de hub - doar conectați computerele direct: contactele 1 și 2 la contactele 3 și 6 ale vecinului și invers. În acest caz, va exista full duplex dacă cardurile îl acceptă.
Într-un caz mai complex, trei sau mai multe computere sunt combinate într-o rețea. Cum să eviți „ecoul” aici? Mai întâi, să ne uităm la cea mai simplă schemă- punte de rezistență (rezistoarele de aceeași rezistență formează un pătrat - vezi Fig. 1).

Dacă se aplică tensiune la vârfurile opuse ale acestui pătrat, atunci diferența de potențial la celelalte două vârfuri va fi egală cu zero (voltmetrul va afișa „O”). Să presupunem că acum ieșirea plăcii de rețea este conectată la vârfurile opuse ale pătratului, iar intrarea este conectată la vârfurile rămase (de asemenea opuse). Nu va exista niciun semnal la intrarea adaptorului, adică obiectivul a fost atins. Dar, în realitate, un semnal poate apărea în continuare acolo datorită răspândirii rezistențelor rezistoare. Deci, decât pe Mai mult interfețe, se face un hub pasiv, cu atât mai mică ar trebui să fie răspândirea parametrilor rezistenței. Rezistența lor ar trebui să fie astfel încât atunci când sunt conectate la oricare două vârfuri opuse, rezultatul să fie de 100 ohmi. Aceasta este impedanța caracteristică perechii răsucite. Dacă rezistența măsurată este diferită de 100 ohmi, vor apărea reflexii ale semnalului și rețeaua nu va funcționa. Desigur, acest design este prezentat doar pentru a ilustra principiul de funcționare al unui hub pasiv.
Acum luați în considerare un hub cu N computere. Pentru caz general Acesta este un circuit care, din punctul de vedere al fiecărei interfețe (intrarea și ieșirea plăcii de rețea a unei anumite mașini), este o punte rezistivă echilibrată. Semnalul de la orice computer este complet atenuat pt intrare proprie, trebuie să rămână suficient de puternic la intrarea celeilalte mașini. Cea mai simplă opțiune- inel de rezistențe (punte de patru rezistențe - caz special inele). Numărul de rezistențe ar trebui să fie N x 4, iar rezistența fiecărui rezistor ar trebui să fie 100:N.
În cazul a trei computere, acestea vor fi 12 rezistențe cu o rezistență de 33,3 ohmi fiecare. Inelul este realizat în așa fel încât fiecare pereche - „intrare” și „ieșire” - să fie conectată la vârfurile unui pătrat format dintr-un număr egal de rezistențe. Pentru trei computere, aceasta înseamnă că fiecare dintre ele este conectat în puncte distanțate la trei rezistențe. Mașinile rămase sunt conectate cu un offset, cum este clar din diagramă (vezi Fig. 2).

Cu asta se încheie partea teoretică, să trecem la practică.

Practica
Acum încercăm să asamblam un astfel de circuit „în hardware”. În prima etapă, aproape toată lumea va avea probleme - unde să găsiți piese pentru asamblare?
De unde pot obține mufe RJ-45? Prizele de perete pot fi folosite sub pereche răsucită(le puteți elimina de pe plăcile de rețea defecte). Prizele pot fi apoi înșurubate pe o bucată de folie de fibră de sticlă, care va servi simultan ca capac superior al cutiei (compartimentului) cu rezistențe și placa de circuit imprimat(folie, firește, va fi cu interior cutii), aceasta este ceea ce se face în acest design. Împărțim suprafața foliei în avans în „pătrate” izolate unul de celălalt, tăind caneluri în stratul conductiv către substrat. Rezistoarele vor fi lipite la aceste pătrate. Firele de la contactele prizei sunt de asemenea lipite acolo. Facem pereții laterali ai carcasei din bucățile rămase de folie de fibră de sticlă, lipind îmbinările pe toată lungimea cutiei în timpul asamblarii. La colțurile carcasei rezultate, puteți lipi piulițe M3 pentru șuruburile care fixează capacul inferior al destructorului, făcut din ghici ce.
Acum cel mai mult intrebare interesanta: unde il pot gasi cantitatea necesară rezistențe și chiar și cu o astfel de rezistență non-standard? Puteți încerca, desigur, să cumpărați rezistențe „precise” cu o toleranță de 1%, dar mulți nu au o astfel de oportunitate și nu o prevăd. Ce să fac?...
Mai rămâne un singur lucru - să rezolvi această problemă" remedii populare„Luăm o grămadă mare (nu mai puțin de 40-50 de bucăți) de rezistențe de 100 ohmi, de preferință de același tip și aceeași putere, și începem munca lungă și plictisitoare...
În primul rând, trebuie să sortați rezistențele după valoarea rezistenței, deoarece în grămada vor exista probabil unele a căror „ohmi” nu vor fi 100, ci 101, sau 102 sau 99 ohmi... Așa că aranjați-le în grămezi conform rezistența măsurată (de preferință cu o precizie de 0,1 Ohm). Măsurătorile trebuie efectuate folosind dispozitiv digital, care sunt acum disponibile și destul de ieftine (în cazuri extreme, un astfel de dispozitiv poate fi împrumutat de la un prieten pentru o perioadă). Condiția principală este ca citirile acestui dispozitiv să nu înceapă să se schimbe de la sine în timpul funcționării (această eroare apare la multe multimetre chinezești). După terminarea sortării și o pauză lungă, conectăm (lipim împreună) trei rezistențe în paralel, astfel încât rezultatul să fie de 33,3 Ohmi (la conexiune paralelă rezistența rezultată va fi exact 100: 3 = 33,3 ohmi). Și sortarea este necesară pentru a simplifica această selecție - de exemplu, puteți conecta rezistențe cu rezistențe de 99, 101 și 100 ohmi în paralel. Sau 97, 101 și 102 ohmi. Deși, desigur, există multe alte opțiuni. Sper că principiul de selecție este clar? Diferența de rezistență cu 0,1 0m nu este critică, deși este foarte de dorit să selectați rezistențele cât mai precis posibil. Rezistența rezultată trebuie măsurată numai după ce rezistențele lipite împreună s-au răcit. Repeți această operațiune dificilă până când obții în sfârșit rezistențe încorporate de 12 ", gata de instalare pe placă. Este posibilă și următoarea opțiune: de exemplu, obții șase rezistențe cu o rezistență de 33,3 Ohmi și șase rezistențe cu o rezistență de 33,4 0m Acest lucru nu este înfricoșător, doar lipiți-le în inel unul după altul: 33,3 - 33,4 - 33,3 - 33,4 ... și așa mai departe.
Locația contactelor de pe conectori este prezentată în Figura 3.

Firele de la rezistențe la prize sunt lungimi scurte de pereche răsucită. Aceste „cozi” sunt trecute prin găurile din placă cu rezistențe; găurile sunt găurite direct sub prize. Faceți lungimea firelor cât mai scurtă posibil și plasați-le la o oarecare distanță unul de celălalt. Prizele sunt atașate la carcasă (placă) cu șuruburi MZ - există găuri pentru fixare în bazele lor. În acest caz, se folosesc prize în care conductoarele perechi răsucite sunt prinse cu șuruburi. În prizele cu un design mai avansat, firele sunt prinse în „cuțite” speciale.

După ce asamblarea este completă, puteți picta exteriorul corpului butucului în culoarea preferată. Folosește-l!

Examinare
După ce vopseaua s-a uscat, este timpul să verificați funcționalitatea dispozitivului nou fabricat conditii reale- într-o rețea de domiciliu de scurtă lungime (cea mai lungă linie de la hub la computer este de aproximativ 25 de metri cu toate coturile, liniile rămase nu depășesc 10 metri).
Placi de retea integrate - Intel PRO/1000 CT Conexiune la desktop pe un computer și 3Com ZS91O pe alt computer. Conectam firele de la plăcile de rețea în prizele hub-ului și evaluăm rezultatele lucrării - dacă s-a dovedit prea rău. Poate să arunci totul înapoi de unde l-ai luat și să faci bani pentru cincizeci de dolari?
Windows XP pe unul dintre computere arată că rețeaua funcționează în modul full duplex de 100 Mbit. Măgulitor, cred... :-)

Post Scriptum
Modern plăci de rețea sunt capabili să primească și să transmită simultan date - acesta este modul full duplex. Numai în acest caz, acest mod nu va fi utilizat (switch-urile îl acceptă, dar nu hub-uri, iar realizarea unui comutator este cu un ordin de mărime mai dificilă și nu este întotdeauna justificată pentru conectarea doar a trei computere).
Vom avea un mod unidirecțional (half duplex), în care fiecare card poate fie să transmită, fie să primească informații. Dacă brusc, în timpul transmiterii datelor, cardul primește un semnal de intrare (adică un alt card decide să trimită ceva în același moment), se va produce o coliziune. În acest caz, transmisia se va opri și va relua după o anumită perioadă de timp aleatorie. Deoarece este foarte probabil ca adaptoarele să înceapă următoarea încercare de transmisie în timpuri diferite, cardul „întârziat” va ști că transmisia vine de la alt adaptor, și va accepta informația, amânând datele să fie transmise într-un buffer pentru următoarea încercare. Cred că nu este nevoie să explic ce dezavantaje aduce acest regim în sine.

Sursa informatiilor:
Articol de A. Danilin „Triunghiul Ethernet. Facem un hub pentru trei computere Publicat în revista „Upgrade”, Nr. 48 (138), 2003