Chúng tôi xây dựng một hub USB vào bàn phím

Làm cách nào để tạo một trung tâm USB?

Câu trả lời của Thầy:

Hub USB là thiết bị cho phép bạn kết nối nhiều thiết bị với một cổng USB cùng một lúc. Theo quy định, một thiết bị như vậy không đắt tiền, nhưng bạn có thể tự chế tạo nó, điều này sẽ làm giảm số tiền cuối cùng chi phí của bạn.

Để bắt đầu, hãy đến bất kỳ xưởng sửa chữa màn hình nào. Bạn có thể yêu cầu họ cung cấp một bo mạch đóng vai trò là trung tâm được tích hợp trong màn hình. Thông thường, nếu màn hình hoàn toàn không hoạt động thì bo mạch đó vẫn hoạt động. Nếu bạn được tặng một bảng như vậy, thì trên thực tế, bạn đã có sẵn một bộ chia USB hoạt động sẵn, nó chỉ thiếu hộp đựng.

Tiếp theo, mua hoặc nhờ ai đó cung cấp một sợi cáp, một đầu được kết nối giống như đầu cắm USB thông thường với máy tính và đầu thứ hai - cùng một đầu cắm USB nhưng có mặt cắt hình vuông. Thông thường, cáp này được sử dụng để kết nối máy in hoặc máy quét với máy tính.

Trên bảng của trung tâm, bạn cần tìm các địa chỉ liên hệ chịu trách nhiệm kết nối nguồn bên ngoài dinh dưỡng. Tiếp theo, bạn có thể lấy nguồn điện thường xuyên bảng điều khiển trò chơi Sony PSP hoặc bất kỳ thiết bị nào khác có điện áp đầu ra là 5 vôn và được thiết kế cho tải tối đaở mức hai ampe. Tiếp theo, kết nối thiết bị với bảng mạch, nhớ quan sát cực tính.

Cố gắng tìm các miếng đệm đặc biệt trên bảng cho phép bạn hàn đèn LED vào bảng. Nếu bạn tìm thấy, hãy hàn một diode có màu bất kỳ mà bạn thích lên bảng. Đôi khi bạn cũng cần hàn thêm một điện trở để đèn LED hoạt động. Đảm bảo cực tính chính xác khi thực hiện việc này, nếu không diode sẽ không hoạt động.

Tiếp theo, chọn một hộp cho bảng, bất kỳ cái nào, điều chính là nó có kích thước phù hợp. Chất liệu tốt nhất là nhựa. Nếu cần, hãy khoét lỗ trên đó cho đèn LED và đầu nối. Sau đó, bạn cần cố định tấm bảng vào hộp để nó không bị lủng lẳng bên trong. Đối với điều này, cả bu lông, ốc vít, đai ốc và giá đỡ thông thường, có thể được làm từ những chiếc bút máy cũ không cần thiết, đều phù hợp.

Sau khi lắp ráp trung tâm, bạn có thể kết nối nó với máy tính cá nhân hoặc máy tính xách tay của mình. Đừng quên cắm nguồn điện. Bây giờ hãy kiểm tra chức năng của nó. Cần nhớ rằng bạn không thể kết nối các thiết bị với một trung tâm có mức tiêu thụ điện năng vượt quá mức mà nguồn điện có khả năng cung cấp, nếu không, bạn sẽ vô hiệu hóa thiết bị do chính bạn tạo ra và có thể làm hỏng cổng USB trên máy tính. Nói chung, không có hạn chế nào khác trong việc sử dụng. Điều chính là sử dụng thiết bị một cách cẩn thận và cẩn thận.

Vấn đề thiếu cổng USB miễn phí ở nơi làm việc luôn có liên quan. Nhưng tôi không muốn làm bừa bộn bàn làm việc của mình với những dây điện thừa. Bàn phím có tích hợp hub USB là giải pháp tuyệt vời nhưng đó chỉ là sự lựa chọn giải pháp làm sẵn không đặc biệt lớn. Hãy xem cách bạn có thể tự mình thêm bộ chia USB vào bàn phím yêu thích của mình.

Ý tưởng là thế này. Chúng tôi xây dựng trong trung tâm theo cách mà mọi thứ từ cáp USB trước tiên sẽ đi đến trung tâm và bản thân bàn phím cũng được kết nối với chính trung tâm đó. Những thứ kia. bàn phím được hàn vào một trong các cổng của nó. Mọi chuyện diễn ra như thế này:

Đây là cách nó sẽ trở thành:

Đầu tiên, chúng ta cần một hub USB 2.0, cái này trên ebay.com có ​​giá khoảng 2 USD:

Chúng tôi tháo rời hộp đựng, lấy bảng ra và xem đặt nó ở đâu thuận tiện hơn. Vị trí thuận tiện nhất - phía tay trái bàn phím, bên phải - nó sẽ gây cản trở cho chuột, bên trên - không thuận tiện khi cắm vào các đầu nối.

Trong trường hợp của tôi, không có chỗ trống trong hộp đựng bàn phím nên tôi phải dán vỏ cho hub ở bên ngoài bàn phím. Chất liệu: miếng nhựa đen, dichloroethane.

Chúng tôi tháo rời bàn phím và đặt cáp USB bên trong: từ đầu cáp đến bàn phím đến bộ chia USB và từ bộ điều khiển bàn phím đến một trong các cổng USB của bộ chia (Hình 2). Ở đây chúng ta cần một đoạn cáp USB dài khoảng 50cm. Chúng tôi hàn mọi thứ theo sơ đồ chân.

Trong trường hợp này, cổng hub USB mà chúng ta hàn bàn phím có thể được để lại, chỉ cần không tạo lỗ trên vỏ cho nó. Tôi đã tự hàn nó - nó sẽ hữu ích trong việc canh tác máy tính.

Sau một ngày làm việc tôi đã có được kết quả này. May mắn thay, sau khi làm Docking Station cho điện thoại thông minh Android, tôi đã có kinh nghiệm:

Tất nhiên, bạn không thể kết nối ổ cứng thông qua một trung tâm như vậy, sẽ không có đủ dòng điện. Xem xét rằng mỗi cổng có 100mA - điều này khá đủ cho ổ đĩa flash, đầu đọc thẻ, điện thoại và máy ảnh.

Tinh chỉnh hub USB

Để tăng số lượng cổng USB máy tính cá nhân, máy tính xách tay, máy tính bảng hoặc truyền hình hiện đại sử dụng các hub USB bên ngoài (chúng còn được gọi là hub USB). Với mục đích này, cũng như để giảm khả năng hư hỏng thiết bị đắt tiền do sự cố của thiết bị kết nối, hai bộ tập trung không tên đã được mua (Hình 1), được thiết kế cho kết nối bốn thiết bị. Ngoài ổ cắm USB, chúng còn có công tắc nguồn tích hợp, chỉ dẫn công tắc và ổ cắm để kết nối nguồn điện bên ngoài với điện áp đầu ra 5 V DC (không bao gồm).

Trong quá trình hoạt động của các thiết bị, một số thiếu sót của chúng đã bộc lộ. Hóa ra cả hai cổng USB giữa đều hoạt động kém hơn các cổng cực đoan; khi nguồn bên ngoài được kết nối với hub, nguồn điện từ cổng USB của máy tính hoặc thiết bị khác sẽ không bị tắt do ổ cắm điện được lắp đặt mà không có cầu dao; Cuối cùng, đèn LED tỏa sáng quá chói.

Để loại bỏ những thiếu sót này, bộ tập trung đã được tháo rời (để làm được điều này, chỉ cần tháo hai vít tự khai thác là đủ). Thiết bị được lắp ráp trên mạch tích hợp, được chỉ định là LG347086212C. Khi kiểm tra bảng mạch in Hóa ra là thiếu các tụ chặn EC1-EC3 (ký hiệu vị trí được chỉ định trên bảng), có một vị trí trên đó. Công suất của tụ chặn gốm lắp trong mạch điện hóa ra chỉ khoảng 4,3 μF, rõ ràng là nhỏ đối với thiết bị tương tự.

Một đoạn của mạch tập trung đã được sửa đổi được hiển thị trong Hình. 2. Ký hiệu vị trí của các phần tử mới được giới thiệu bắt đầu bằng tiền tố 1, phần còn lại tương ứng với các dòng chữ trên bảng. TRÊN được cung cấp bởi nhà sản xuấtđịa điểm đã được thiết lập tụ oxit EC1-EC3 có công suất 22 µF. Để giảm khả năng hư hỏng bộ tập trung khi tăng điện áp nguồn điện bên ngoài hoặc "sự đảo ngược cực tính" của nó, một diode zener bảo vệ 1VD1 được đưa vào và để giảm độ sáng DẪN ĐẾN, điện trở R6 (330 Ohm) được thay bằng điện trở có điện trở 1,2 kOhm.

Tụ chặn EC1 - EC3 - nhôm oxit hoặc tantalum cỡ nhỏ có công suất 22-47 μF trong vỏ cao không quá 8 mm. Thay vì diode zener KS156A, bạn có thể sử dụng KS156G, 2S156A, KS456A, 1N4734A, 1N5339. Bất cứ khi nào Trương hợp khẩn câp, chẳng hạn, do ngắn mạch, cầu chì tự phục hồi được lắp trên bo mạch hệ thống máy tính có thể bị ngắt. Vì những cầu chì như vậy thường được định mức cho dòng điện 1,6...3,6 A, không nhiều nên cũng có thể làm hỏng cáp kết nối USB. Trong các máy tính cũ, để bảo vệ cổng USB và nguồn điện khỏi bị quá tải, bo mạch chủ Không phải cầu chì tự phục hồi bằng polyme mà có thể lắp đặt cầu chì dùng một lần. Do thiếu ổ cắm có công tắc tích hợp nên mạch cấp nguồn phải thay đổi. Bây giờ, khi hub đang hoạt động từ nguồn bên ngoài, có thể tắt nguồn từ cổng USB của máy tính bằng công tắc SA1. Một cuộn cảm 1L1 được hàn vào các tiếp điểm được in để kết nối các dây đến từ công tắc (bất kỳ dây nào có kích thước nhỏ có độ tự cảm 22.100 μH và điện trở DC không quá 0,04 Ohm), cùng với các tụ điện chặn, tạo thành bộ lọc LC cho điện áp cung cấp. Tóm lại, sau khi kiểm tra cẩn thận bo mạch, có khiếm khuyết ở một số chân hàn của ổ cắm USB dây dẫn in. Giao diện cài đặt của thiết bị đã sửa đổi được hiển thị trong Hình. 3.

Một nhược điểm khác của bộ tập trung cũng đã xuất hiện. Thực tế là để kết nối nó với máy tính, người ta sử dụng cáp bốn dây không được che chắn dài khoảng 550 mm, trên đó, khi kết nối với một trung tâm tải tiêu thụ dòng điện 0,5 A, sẽ giảm khoảng 0,5 V. , cáp nên được thay thế , chẳng hạn như đã mua cho mục đích này Cáp nối dài USB 2.0, trong đó dây nguồn (thường được cách điện màu đỏ và đen) có đường kính lớn hơn và do đó có điện trở nhỏ hơn. Nếu không thể mua loại cáp như vậy thì cáp hiện có phải được rút ngắn xuống còn 100,150 mm.

Để cấp nguồn cho các thiết bị được kết nối với bộ chia USB đa năng, bất kỳ nguồn nào có đầu ra điện áp không đổi 4.9.5.25 V, được thiết kế cho dòng tải tối đa 1.1.5 A, ví dụ: bộ điều hợp mạng TESA5-0035015dV-B đi kèm trong bộ sản phẩm thiêt bị di động (máy tính bảng, sách điện tử) từ Textet với màn hình LCD lớn.

Có thể cần thêm nguồn điện bên ngoài nếu các thiết bị có mức tiêu thụ dòng điện cao từ cổng USB được kết nối với hub, ví dụ: ổ cắm ngoài ổ cứng, Máy quét LED phẳng, ổ đọc/ghi CD quang USB bên ngoài.

Hiện tại để kết nối thiết bị ngoại vi thường được sử dụng nhất trên máy tính Giao diện USB. Sớm hay muộn người dùng cũng phát hiện ra rằng tất cả các cổng máy tính đều bị chuột, bàn phím, máy ảnh WEB và như thế. và không có nơi nào để kết nối máy in, bộ thu TV, máy hiện sóng USB hoặc bất cứ thứ gì khác mới mua. Nơi kết nối 127 thiết bị được hứa hẹn trong thông số kỹ thuật USB?

Để cho phép nhiều thiết bị được kết nối với một cổng USB trên máy tính, các hub (HUB), còn được gọi là bộ tập trung, được sử dụng. Hub chuyển đổi một cổng ngược dòng thành một số cổng xuôi dòng. Kiến trúc USB cho phép kết nối nối tiếp lên đến 5 trung tâm.

Tại các cửa hàng bán thiết bị ngoại vi máy tính Sự lựa chọn của các hub khá lớn, phù hợp với mọi sở thích, màu sắc và túi tiền. Có vẻ như chọn bất kỳ thiết kế hấp dẫn nhất với đúng số tiền cổng và hơn thế nữa Giá tối thiểu. Xét cho cùng, một người dùng thiếu kinh nghiệm thường tưởng tượng hub giống như một thiết bị kết nối hai TV với một ăng-ten - một cặp điện trở và tụ điện.

Tuy nhiên, trong trong trường hợp này mọi thứ phức tạp hơn nhiều. Tôi đã bị thuyết phục về điều này khi tôi mua hai Trung tâm USB a, một cho giao diện kỹ thuật số với bộ thu phát và thứ hai để kết nối thiết bị bên ngoài ổ cứng tới một máy tính để bàn.

Hub đầu tiên dành cho 4 cổng có logo "DNS" được mua ở một cửa hàng bán lẻ, hub thứ hai - dành cho 7 cổng từ nhà sản xuất "No Name" mà tôi đã đặt hàng ở một cửa hàng trực tuyến nước ngoài.

Thử nghiệm trong điều kiện phòng thí nghiệm cho thấy cả hai bản sao đều hoạt động không gặp vấn đề gì với chuột, bàn phím, bộ chuyển đổi USB-COM và âm thanh USB Thẻ. Tuy nhiên, với cứng bên ngoài Chỉ có trung tâm mang nhãn hiệu DNS mới hoạt động với ổ đĩa và ổ đĩa flash. Khi kết nối ổ flash hoặc ổ cứng với một hub không tên, máy tính hiển thị thông báo “Không phát hiện được thiết bị USB”.

Các thí nghiệm bổ sung với giao diện kỹ thuật số Các nhà thu phát cho thấy hub đầu tiên (DNS) cũng hoạt động ở đây mà không gặp vấn đề gì, nhưng hub thứ hai (chưa được đặt tên) khiến máy tính bị treo mỗi khi bật bộ phát. Và vấn đề ở đây không phải là việc kết nối ăng-ten với bộ thu phát, bởi vì... với kết nối trực tiếp, không có hub, của bộ chuyển đổi USB-COM và bộ chuyển đổi bên ngoài card âm thanh Mọi thứ đều hoạt động với máy tính mà không gặp vấn đề gì.

Tình huống này khiến tôi quan tâm và quyết định tìm hiểu xem hai hub USB này khác nhau như thế nào. Tại sao một cái thực hiện đầy đủ các chức năng của nó và cái thứ hai, về nguyên tắc, hoạt động, nhưng không phải lúc nào và không phải với tất cả các thiết bị.

Hãy tưởng tượng sự ngạc nhiên của tôi khi sau khi mở hộp, hóa ra cả hai trung tâm đều được lắp ráp trên cùng một cơ sở nguyên tố và theo những kế hoạch hoàn toàn giống hệt nhau! Chỉ trong trung tâm 7 cổng mới có hai bộ điều khiển được lắp nối tiếp. Tôi sẽ lưu ý ngay rằng sau khi thử nghiệm tắt bộ điều khiển thứ hai, tình hình không thay đổi.

Để hiểu lý do, tôi phải làm quen với lý thuyết cơ bản về bus USB. Thông số kỹ thuật USB 1.0 đầu tiên được xuất bản vào đầu năm 1996 và vào mùa thu năm 1998, thông số kỹ thuật 1.1 xuất hiện để khắc phục các vấn đề được tìm thấy trong phiên bản đầu tiên.

Thông số kỹ thuật USB 1.1 xác định hai chế độ truyền dữ liệu: LS tốc độ thấp (Tốc độ thấp) - 1,5 Mbit/s và FS tốc độ đầy đủ (Tốc độ tối đa) - 12 Mbit/s.

Vào mùa xuân năm 2000 nó đã được xuất bản Phiên bản USB 2.0, giúp tăng thông lượng xe buýt lên gấp 40 lần. Ngoài hai chế độ tốc độ được cung cấp theo thông số kỹ thuật 1.1, chế độ thứ ba đã được giới thiệu - tốc độ cao HS (Tốc độ cao) - 480 Mbit/s.

Có một điểm tinh tế gắn liền với logo “USB 2.0”. Băng thông Giao diện này, như đã nêu ở trên, là 480 Mbit/s, tuy nhiên, thông số kỹ thuật bao gồm khả năng vận hành các thiết bị ở chế độ LS và FS. Do đó, thông lượng thực tế 480 Mbit/s chỉ có thể được cung cấp bởi các thiết bị có khả năng hoạt động ở chế độ HS.

Các nhà phát triển USB khuyên bạn chỉ nên sử dụng logo "USB 2.0" cho các thiết bị HS, nhưng hoạt động tiếp thị có luật riêng và nhiều nhà sản xuất sử dụng logo này cho các thiết bị FS, trên thực tế, đó là thiết bị USB 1.1. Nói cách khác, dòng chữ trên bao bì “USB 2.0” không có ý nghĩa gì cả. Các thiết bị USB 2.0 thực được gắn nhãn "USB 2.0 HI-SPEED|" và một dấu hiệu rõ ràng về việc hỗ trợ tốc độ bus 480 Mbit/s.

480 Mbit/s là sóng vuông có tần số 480 MHz. Đối với bất kỳ chuyên gia nào thậm chí có hiểu biết ít nhiều về kỹ thuật vô tuyến, rõ ràng là để truyền các xung hình chữ nhật không bị biến dạng với các xung hình chữ nhật như vậy Tân sô cao Khi phát triển cấu trúc liên kết của bảng mạch in, cần tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu về việc phù hợp với trở kháng đặc tính của đường truyền.

Trở kháng đặc tính của các đường tín hiệu vi sai từ bộ điều khiển đến đầu nối trên bo mạch phải là 90 Ohms +/- 10%. Các đường dây phải chạy đối xứng, cách nhau ít nhất 5 lần khoảng cách giữa chúng với các đường tín hiệu khác. Phải có một lớp giấy bạc liên tục bên dưới chúng - một sợi dây thông thường. Các khu vực không đáp ứng được các yêu cầu này (ví dụ: điểm kết nối với bộ điều khiển) phải có chiều dài tối thiểu.

Tất nhiên, bạn cần phải tuân thủ các yêu cầu thông thường đối với việc lắp đặt mạch RF - tất cả các dây dẫn phải có chiều dài tối thiểu, các tụ điện chặn phải được đặt càng gần các cực của bộ điều khiển tương ứng càng tốt, v.v.

Khi nhìn vào hình ảnh bảng mạch in của hub, có thể thấy rõ khi lắp đặt hub mang thương hiệu DNS, những yêu cầu này ít nhiều đều được đáp ứng.

Các nhà sản xuất trung tâm NO NAME đã sử dụng bảng mạch in một mặt nên trở kháng đặc tính của các đường dây rất khác so với tiêu chuẩn 90 Ohms và có độ nhạy cao với nhiễu điện từ

Cả hai hub đều sử dụng cùng bộ điều khiển FE1.1. Thật không may, trang web của nhà sản xuất là http://www.jfd-ic.com/, chỉ có tiếng Trung Quốc.

Để kiểm tra giả định rằng công việc tồi tệ hub là do bỏ qua các yêu cầu của thông số kỹ thuật USB đối với cấu trúc liên kết PCB, nên tôi đã phát triển phiên bản bo mạch của riêng mình. So với nguyên mẫu, một số tụ điện chặn bổ sung được lắp đặt trên bo mạch và nếu có thể thì các yêu cầu lắp đặt sẽ được đáp ứng. Kích thước bảng 75 x 60 mm.

Kích thước hình học của các đường tín hiệu để đạt được trở kháng đặc tính yêu cầu được tính toán trong chương trình TX-LINE, được bao gồm trong gói Văn phòng Vi sóng của Tập đoàn Dụng cụ Quốc gia. Bản thân chương trình này miễn phí và có sẵn để tải xuống trên trang web của công ty http://www.awrcorp.com/ sau khi đăng ký. Để đề phòng, tôi đặt nó vào kho lưu trữ, liên kết đến đó ở cuối trang.

Chương trình không cần cài đặt, làm việc với nó rất trực quan. Bạn cần chuyển đến tab có loại đường - "Coupled MSLine", chọn vật liệu đường - Đồng, nhập hằng số điện môi của Hằng số điện môi sợi thủy tinh = 5,5 và nhập các thông số đường dây. Nếu chúng ta lấy độ dày của tấm sợi thủy tinh là 1 mm, chiều rộng của dây dẫn được in là 0,7 mm, khoảng cách giữa chúng là 0,5 mm, độ dày của lá đồng là 0,02 mm và tần số hoạt động của đường dây. là 500 MHz, chúng ta có được trở kháng đặc tính khoảng 93 Ohms.

Giấy bạc ở phía đối diện của bảng đóng vai trò như một màn hình. Các lỗ để gắn các bộ phận đều chìm. Trong vias được mã hóa màu, các đoạn dây được chèn vào, hàn ở cả hai mặt của bảng.

Tất cả thụ động linh kiện SMD kích thước tiêu chuẩn 1206 hoặc 0805. Tụ điện C6-C8 là tantalum. Điện trở R1 2,7K +/- 1%. Ổ cắm XS6 USB mini-BF, XS1-XS4 – USB-AF. Bộ cộng hưởng thạch anh ZQ1 12 MHz. Tụ điện C1-C3, bộ cộng hưởng thạch anh ZQ1 và đầu nối cung cấp điện bên ngoài XS5 được gắn ở phía lắp đặt bộ phận, các phần tử còn lại được gắn ở phía dây dẫn được in.

Jumper S1 được cài đặt nếu HUB sẽ được sử dụng làm thiết bị thụ động, tức là. tất cả các thiết bị kết nối với nó sẽ nhận được nguồn điện từ máy tính. Nếu HUB được sử dụng với các thiết bị sử dụng dòng điện lớn hơn 500 mA thì nguồn điện từ máy tính sẽ không đủ. Trong trường hợp này, nên tháo jumper và kết nối nguồn điện 5 V ổn định với nguồn điện cần thiết với đầu nối XS5.

Nếu có thể vận hành trung tâm một cách thụ động và chế độ hoạt động, thay vì cầu nối, bạn cần lắp một diode có rào chắn Schottky VD1 với dòng điện cho phép ít nhất là 1 A, chẳng hạn như SS24, để ngăn việc cung cấp điện áp từ nguồn điện bên ngoài vào cổng USB của máy tính .

Về nguyên tắc, để giảm độ dày của bảng, tất cả các bộ phận có thể được đặt ở mặt bên của dây dẫn được in, nhưng không có lỗ kim loại hóa, điều này làm phức tạp việc lắp đặt. Bằng cách điều chỉnh một chút thiết kế bo mạch, bạn có thể thay đổi kích thước và vị trí của các cổng USB để phù hợp với nhu cầu cụ thể của mình.

Khi kiểm tra bo mạch được gắn, tôi thấy rằng hai trong số bốn cổng hoạt động tốt với ổ flash và USB ổ cứng, và hai cái còn lại - chỉ bằng chuột. Bí ẩn mới... Nhưng ảnh hưởng bức xạ điện từ hoàn toàn biến mất.

Tôi đã phải hàn bộ điều khiển thứ hai khỏi trung tâm 7 cổng và thay thế bộ điều khiển đầu tiên trên bảng tự chế bằng nó. Bây giờ ba trong số bốn cổng đã hoạt động đầy đủ. Hơn nữa, ở chế độ Tốc độ cao, cổng ngừng hoạt động, hoạt động mà không gặp vấn đề gì với bộ điều khiển đầu tiên.

Bảng dữ liệu trên FE1.1 nêu rõ rằng tất cả các bộ điều khiển đều được kiểm tra trước khi bán. Rõ ràng, các bản sao bị từ chối sẽ không được gửi vào thùng rác mà đến các nhà sản xuất ẩn danh. Hoặc có một số tùy chọn không có giấy tờ trong bộ điều khiển. Bằng cách này hay cách khác, tùy chọn có ba USB đầy đủ Về nguyên tắc, tôi hài lòng với cổng 2.0.

Tôi muốn bạn chú ý đến thực tế là hầu hết tất cả các trung tâm giá rẻ có đầu nối để kết nối nguồn điện bên ngoài đều không có bất kỳ sự tách rời nào giữa nguồn điện bên ngoài và nguồn bên trong. Những thứ kia. Các chân nguồn trên tất cả các đầu nối được kết nối đơn giản với nhau. Do đó, có khả năng làm hỏng cổng USB của máy tính bằng cách cấp điện áp vào cổng từ nguồn điện bên ngoài được kết nối với hub.

Do đó, nếu bạn có ý định kết nối nguồn điện bên ngoài với bộ chia USB đã mua, bạn cần mở vỏ của nó và cắt đường ray khỏi đường dây điện của đầu nối cổng ngược dòng (đầu nối vào máy tính). Để duy trì khả năng sử dụng hub trong chế độ thụ động một diode có thể được hàn vào vị trí này, như thể hiện trong sơ đồ mạch điện. Để giảm sụt áp, bạn phải sử dụng diode rào cản Schottky có dòng điện ít nhất 1 A.

Tôi muốn thu hút sự chú ý của bạn đến một chi tiết quan trọng hơn - cáp USB. Theo thông số kỹ thuật USB 2.0 cáp kết nối phải được che chắn. Khi mua, đôi khi rất khó xác định cáp có màn hình hay không. Điều duy nhất có thể cho biết sự hiện diện của màn hình là dấu USB 2.0 TỐC ĐỘ CAO trên cáp. Một dấu hiệu gián tiếp còn là sự hiện diện của các chốt ferit ở hai đầu cáp.

Tuy nhiên, các dấu hiệu cũng như sự hiện diện của chốt đều không nói lên điều gì về chất lượng của màn hình. TRONG cáp tốt nó phải được làm bằng giấy bạc quấn quanh dây dẫn, trên đó đặt một "tất" bằng đồng bện. Các nhà sản xuất thường giảm chi phí sản xuất và sử dụng một số dây thép mạ đồng thay vì màn hình chính thức.

Nếu có thể, có thể đánh giá chất lượng của màn hình bằng cách đo điện trở giữa trường hợp kim loại các đầu nối ở hai đầu cáp. Nếu điện trở gần bằng 0 thì cáp có màn chắn hoàn toàn bằng đồng. Nếu điện trở từ 3-4 ohm trở lên thì có màn chắn nhưng làm bằng dây thép. Loại cáp này thường mỏng hơn nhưng có thể gây ra vấn đề khi hoạt động trong môi trường nhiễu điện từ. Ví dụ: nếu bạn đặt điện thoại di động bên cạnh dây cáp.

Nếu đồng hồ vạn năng hiển thị vô cực thì cáp không được che chắn và phù hợp để hoạt động ở Chế độ cao Tốc độ không phù hợp. Trong mọi trường hợp, thân đầu nối không được kết nối với bất kỳ điểm tiếp xúc nào. Không được phép hàn, nối, che chắn hoặc thay thế các đầu nối trong cáp một cách độc lập.

Tiêu chí lựa chọn đáng tin cậy nhất là minh bạch vỏ ngoài cáp, qua đó có thể nhìn thấy rõ dây bện che chắn chất lượng cao. Và nếu có chốt ferit ở cả hai đầu thì loại cáp như vậy có thể được phân loại là PRO một cách an toàn.

Để tóm tắt những gì đã nói, tôi sẽ đưa ra các tiêu chí lựa chọn chính USB chất lượng Hub 2.0 để làm việc thông qua giao diện tốc độ cao.

Tốt hơn là bạn nên mua hub USB ở các cửa hàng bán lẻ, quy định trước khả năng trả lại hoặc đổi sang mẫu khác.

Bao bì và hộp đựng phải có logo “USB 2.0 Hi Speed” và dấu hiệu rõ ràng về việc hỗ trợ tốc độ 480 Mbps.

Ngay sau khi mua và nếu có thể trước đó, bạn nên kiểm tra hoạt động của tất cả các cổng trung tâm bằng thiết bị tốc độ cao, chẳng hạn như ổ flash USB 2.0.

Nếu bạn dự định sử dụng cáp kết nối để kết nối các thiết bị với hub hoặc hub với máy tính, tốt hơn hết bạn nên ưu tiên những mẫu hub trong đó tất cả các đầu nối được gắn trong một hộp trên bo mạch, bởi vì Những chiếc “đuôi” nhô ra với các đầu nối gần như chắc chắn không có màn hình. Điều này sẽ khiến một đầu của tấm chắn của cáp được kết nối lơ lửng trong không khí, điều này có thể gây ra sự cố khi vận hành Tốc độ cao.

Nếu bạn dự định sử dụng hub có nguồn điện bên ngoài, hãy chuẩn bị cho thực tế là hub có thể sẽ cần sửa đổi, như mô tả ở trên.

Không có cơ chế bảo vệ quá tải trong các hub giá rẻ, bất kể nội dung gì được ghi trên bao bì. Người ta cho rằng nó ở trong cổng USB máy tính. Một trung tâm chính thức có chức năng bảo vệ quá tải là một loại giá hoàn toàn khác.

Mua một sợi cáp được bảo vệ chất lượng có ghi TỐC ĐỘ CAO trên đó, nếu có thể thì kèm theo một lớp áo khoác ngoài trong suốt.

Nếu không có mẫu hub nào được bán phù hợp với bạn, hãy tự tạo một hub USB, như tôi đã mô tả ở trên.

Nếu thiết bị đơn giản này làm bạn quan tâm, bạn có thể tải xuống mô tả của nó tại định dạng pdf, bản vẽ bảng mạch in trong Sprint Layout, sơ đồ trong sPplan, cũng như chương trình tính trở kháng đặc tính của các đường TX-LINE.

Lý thuyết
Đầu tiên, một số thông tin lý thuyết chung.
Mạng thẻ Ethernet có giao diện" cặp xoắn"và tốc độ 100 hoặc 10 Mbit có đầu nối tám chân tiêu chuẩn. Trong số tám, chỉ có bốn tiếp điểm thường được sử dụng: thứ nhất, thứ hai, thứ ba, thứ sáu. Trong số này, các cặp là chân 1, 2 và 3.6. Nó rất dễ phân biệt các cặp - chúng bao gồm một dây màu và một dây trắng được sơn dải màu tương ứng... Một trong các cặp truyền dữ liệu từ máy tính, cặp còn lại nhận dữ liệu "từ phía bên kia".
Chúng tôi sẽ tạo một hub hoạt động ở chế độ bán song công (chế độ một chiều), vì song công hoàn toàn (chế độ hai chiều) chỉ được hỗ trợ bởi các bộ chuyển mạch chứ không phải các hub và việc thực hiện chuyển đổi khó khăn hơn nhiều. Không cần phải lo lắng quá - khi bật lên, card mạng sẽ liên lạc thiết bị từ xa và xác định chế độ hoạt động nào có thể thực hiện được. Bạn có thể đọc về sự phức tạp của cách hoạt động của thẻ ở chế độ bán song công ở cuối bài viết trong phần “Post Scriptum”.
Hub phải đảm bảo việc phân phối thông tin đến các máy tính lân cận, nhưng đồng thời thông tin được truyền đi không được đánh vào đầu vào của thẻ của mình, nếu không sự cố này sẽ được coi là va chạm và quá trình truyền sẽ kết thúc ngay lập tức. Vì vậy, khi truyền tải thông tin không được có hiệu ứng “tiếng vang” từ chính tín hiệu của nó. Trong trường hợp đơn giản nhất (khi kết nối hai máy tính), không cần hub - chỉ cần kết nối trực tiếp các máy tính: liên hệ 1 và 2 với liên hệ 3 và 6 của hàng xóm và ngược lại. Trong trường hợp này, sẽ có chế độ song công hoàn toàn nếu thẻ hỗ trợ nó.
Trong trường hợp phức tạp hơn, ba máy tính trở lên được kết hợp thành một mạng. Làm sao để tránh “tiếng vang” ở đây? Đầu tiên, chúng ta hãy nhìn vào sơ đồ đơn giản nhất- cầu điện trở (các điện trở có cùng điện trở tạo thành hình vuông - xem hình 1).

Nếu điện áp được đặt vào các đỉnh đối diện của hình vuông này thì hiệu điện thế ở hai đỉnh còn lại sẽ bằng 0 (vôn kế sẽ hiển thị “O”). Giả sử bây giờ đầu ra của card mạng được kết nối với các đỉnh đối diện của hình vuông và đầu vào được kết nối với các đỉnh còn lại (cũng đối diện). Sẽ không có tín hiệu ở đầu vào bộ chuyển đổi, nghĩa là mục tiêu đã đạt được. Nhưng trên thực tế, tín hiệu vẫn có thể xuất hiện ở đó do sự phân tán của các điện trở. Vì vậy, hơn trên số lượng lớn các giao diện, một trung tâm thụ động được tạo ra thì độ phân tán của các tham số điện trở càng nhỏ. Điện trở của chúng phải sao cho khi nối với hai đỉnh đối diện bất kỳ thì kết quả là 100 Ohms. Đây là trở kháng đặc trưng của cặp xoắn. Nếu điện trở đo được khác với 100 ohm, tín hiệu phản xạ sẽ xảy ra và mạng sẽ không hoạt động. Đương nhiên, thiết kế này được trình bày chỉ để minh họa nguyên lý hoạt động của một trung tâm thụ động.
Bây giờ hãy xem xét một trung tâm có N máy tính. Vì trường hợp chungĐây là một mạch, theo quan điểm của từng giao diện (đầu vào và đầu ra của card mạng của một máy cụ thể), là một cầu điện trở cân bằng. Tín hiệu từ bất kỳ máy tính nào đều bị suy giảm hoàn toàn trong lối vào riêng, phải duy trì đủ mạnh ở đầu vào của máy kia. Tùy chọn đơn giản nhất- vòng điện trở (cầu bốn điện trở - trương hợp đặc biệt Nhẫn). Số lượng điện trở phải là N x 4 và điện trở của mỗi điện trở phải là 100:N.
Trong trường hợp có ba máy tính, đây sẽ là 12 điện trở có điện trở 33,3 ohm mỗi điện trở. Vòng được chế tạo sao cho mỗi cặp - “đầu vào” và “đầu ra” - được kết nối với các đỉnh của hình vuông được tạo thành bởi số lượng điện trở bằng nhau. Đối với ba máy tính, điều này có nghĩa là mỗi máy tính được kết nối tại các điểm cách nhau ba điện trở. Các máy còn lại được kết nối bằng offset, cách thức chính xác được thể hiện rõ ràng trên sơ đồ (xem Hình 2).

Phần lý thuyết đã kết thúc, chúng ta hãy chuyển sang phần thực hành.

Luyện tập
Bây giờ chúng tôi đang cố gắng lắp ráp một mạch như vậy “bằng phần cứng”. Ở giai đoạn đầu, hầu hết mọi người sẽ gặp vấn đề - tìm phụ tùng để lắp ráp ở đâu?
Tôi có thể lấy ổ cắm RJ-45 ở đâu? Ổ cắm trên tường có thể được sử dụng dưới cặp xoắn(bạn có thể xóa chúng khỏi card mạng bị lỗi). Sau đó, các ổ cắm có thể được vặn vào một miếng sợi thủy tinh lá mỏng, đồng thời đóng vai trò là nắp trên của hộp (ngăn) có điện trở, và bảng mạch in(tất nhiên, giấy bạc sẽ ở cùng với bên trong hộp), đây là những gì được thực hiện trong thiết kế này. Chúng tôi chia trước bề mặt của giấy bạc thành các “hình vuông” cách ly với nhau, cắt các rãnh trong lớp dẫn điện tới đế. Điện trở sẽ được hàn vào các ô vuông này. Các dây từ các tiếp điểm ổ cắm cũng được hàn ở đó. Chúng tôi làm các thành bên của hộp từ những mảnh sợi thủy tinh lá còn lại, hàn các mối nối dọc theo toàn bộ chiều dài của hộp trong quá trình lắp ráp. Ở các góc của vỏ kết quả, bạn có thể hàn các đai ốc M3 cho các vít cố định nắp dưới của bộ phận hủy, bạn có thể đoán xem.
Bây giờ nhất quan tâm Hỏi: Tôi có thể tìm thấy nó ở đâu khối lượng bắt buộcđiện trở, và thậm chí với điện trở không chuẩn như vậy? Tất nhiên, bạn có thể thử mua điện trở "chính xác" với sai số 1%, nhưng nhiều người không có cơ hội như vậy và không lường trước được điều đó. Phải làm gì?...
Chỉ còn một điều duy nhất - giải quyết vấn đề này" bài thuốc dân gian"Chúng tôi lấy một đống lớn (không dưới 40-50 chiếc) điện trở có điện trở 100 Ohms, tốt nhất là cùng loại và cùng công suất, và bắt đầu công việc lâu dài và tẻ nhạt...
Đầu tiên, bạn cần sắp xếp các điện trở theo giá trị điện trở, vì trong đống có thể sẽ có một số điện trở có “ohms” không phải là 100 mà là 101, hoặc 102, hoặc 99 Ohms... Vì vậy, hãy sắp xếp chúng thành từng đống theo thứ tự đo điện trở (tốt nhất là chính xác đến 0,1 Ohm). Các phép đo phải được thực hiện bằng cách sử dụng thiết bị kỹ thuật số, hiện đã có sẵn và khá rẻ (phương sách cuối cùng là bạn có thể mượn một thiết bị như vậy từ bạn bè trong một thời gian). Điều kiện chính là số đọc của thiết bị này không tự thay đổi trong quá trình hoạt động (trục trặc này xảy ra ở nhiều đồng hồ vạn năng của Trung Quốc). Sau khi phân loại xong và nghỉ ngơi một thời gian dài, chúng ta nối (hàn lại) song song ba điện trở, sao cho kết quả là 33,3 Ohms (tại kết nối song songđiện trở thu được sẽ chính xác là 100: 3 = 33,3 ohms). Và cần phải sắp xếp để đơn giản hóa việc lựa chọn này - ví dụ: bạn có thể kết nối song song các điện trở có điện trở 99, 101 và 100 Ohms. Hoặc 97, 101 và 102 Ohm. Mặc dù, tất nhiên, có nhiều lựa chọn khác. Tôi hy vọng nguyên tắc lựa chọn là rõ ràng? Sự chênh lệch điện trở 0,1 0m là không quan trọng, mặc dù việc chọn điện trở càng chính xác càng tốt là điều rất mong muốn. Điện trở thu được chỉ được đo sau khi các điện trở được hàn với nhau đã nguội. Bạn lặp lại thao tác phức tạp này cho đến khi cuối cùng bạn nhận được 12 điện trở tích hợp, sẵn sàng để lắp đặt trên bo mạch. Bạn cũng có thể thực hiện tùy chọn sau: ví dụ: bạn nhận được sáu điện trở có điện trở 33,3 Ohms và sáu điện trở có điện trở là 33,3 Ohm. 33,4 0m. Điều này không có gì đáng sợ, chỉ cần hàn chúng lần lượt vào vòng: 33,3 - 33,4 - 33,3 - 33,4 ..., v.v.
Vị trí của các tiếp điểm trên đầu nối được hiển thị trong Hình 3.

Các dây từ điện trở đến ổ cắm có chiều dài xoắn đôi ngắn. Những “cái đuôi” này được luồn qua các lỗ trên bảng bằng điện trở, các lỗ này được khoan ngay dưới ổ cắm. Làm cho chiều dài của dây càng ngắn càng tốt và đặt chúng cách nhau một khoảng. Các ổ cắm được gắn vào vỏ (bảng) bằng vít MZ - có lỗ để gắn chặt vào đế của chúng. Trong trường hợp này, ổ cắm được sử dụng trong đó dây dẫn cặp xoắn được kẹp bằng vít. Trong các ổ cắm có thiết kế tiên tiến hơn, dây được kẹp thành những con dao đặc biệt.

Sau khi lắp ráp hoàn tất, bạn có thể sơn bên ngoài thân trung tâm bằng màu sắc yêu thích. Sử dụng nó!

Bài kiểm tra
Sau khi sơn khô, đã đến lúc kiểm tra chức năng của thiết bị mới chế tạo. điều kiện thực tế- trong mạng gia đình có chiều dài ngắn (đường dài nhất từ ​​hub đến máy tính là khoảng 25 mét với tất cả các khúc cua, các đường còn lại không quá 10 mét).
Card mạng tích hợp - Intel PRO/1000 CT Kết nối máy tính để bàn trên một máy tính và 3Com ZS91O trên một máy tính khác. Chúng tôi cắm dây từ card mạng vào ổ cắm của hub và đánh giá kết quả công việc - liệu nó có quá tệ hay không. Có thể ném tất cả trở lại nơi bạn đã có và vung tiền kiếm 50 đô la?
Windows XP trên một trong các máy tính cho thấy mạng đang hoạt động ở chế độ song công hoàn toàn, 100 Mbit. Tâng bốc, tôi đoán vậy... :-)

Đoạn tái bút
Hiện đại card mạng có thể nhận và truyền dữ liệu đồng thời - đây là chế độ song công hoàn toàn. Chỉ trong trường hợp này, chế độ này sẽ không được sử dụng (các công tắc hỗ trợ nó, nhưng không hỗ trợ các hub và việc thực hiện chuyển đổi là rất khó khăn hơn và không phải lúc nào cũng hợp lý khi chỉ kết nối ba máy tính).
Chúng ta sẽ có chế độ một chiều (bán song công), trong đó mỗi thẻ chỉ có thể truyền hoặc nhận thông tin. Nếu đột nhiên trong khi truyền dữ liệu, thẻ nhận được tín hiệu đầu vào (tức là một thẻ khác quyết định gửi thứ gì đó cùng lúc) thì sẽ xảy ra xung đột. Trong trường hợp này, quá trình truyền sẽ dừng và tiếp tục sau một khoảng thời gian ngẫu nhiên. Vì rất có thể các bộ điều hợp sẽ bắt đầu lần truyền tiếp theo trong thời điểm khác nhau, thẻ "muộn" sẽ biết rằng quá trình truyền đang đến từ một bộ chuyển đổi khác và sẽ chấp nhận thông tin, trì hoãn dữ liệu được truyền trong bộ đệm cho lần thử tiếp theo. Tôi nghĩ không cần thiết phải giải thích những bất lợi mà chế độ này mang lại cho mình.

Một nguồn thông tin:
Bài viết của A. Danilin "Tam giác Ethernet. Chúng tôi tạo ra một trung tâm cho ba máy tính." Đăng trên tạp chí "Nâng cấp", số 48 (138), 2003