Переделка pci в usb
Обновлено: 07.07.2024
Третья версия стандарта USB была окончательно принята в далеком 2008 году. Тогда компании разработчики, в число которых входили компании Intel, NEC, Microsoft и Hewlett-Packard, договорились об окончательной спецификации. Новый стандарт сохранял совместимость с разъемами USB 2.0 и допускал корректное использование устройств, ему соответствовавших. Кроме того, существенно увеличивалась пропускная способность соединения. Теперь скорость передачи составляла 600 мегабайт в секунду. Изменения коснулись и силы тока: она была увеличена до 900 мА.
Казалось, в скором времени появятся высокоскоростные устройства. Копирование файлов будет выполняться в 10 (!) раз быстрее, а значит флэшки и внешние жесткие диски станут гораздо удобнее в использовании. Но в 2009 году появились данные, что один из ведущих мировых производителей компания Intel не планирует массовое внедрение поддержки USB 3.0 в чипсеты до начала 2011 года. Сложилась странная ситуация: стандарт есть, а материнских плат с его поддержкой практически нет.
Тем временем на рынке компьютерной техники стали все чаще мелькать устройства, способные работать с USB 3.0. В то же время материнские платы с соответствующим контроллером у ряда производителей есть только в высшем ценовом диапазоне. Как же быть, если хочется использовать высокие скорости, а порта в компьютере не имеется? Оказывается, существует обходной путь.
Голь на выдумки хитра, или как без USB-контроллера получить USB порты
Дело в том, что существует порт PCI Express, который обеспечивает достаточную пропускную способность в сравнении с портами USB. И при этом такие разъемы имеются практически на любой материнской плате, независимо от модели, стоимости и даты выпуска. Конечно, если не рассматривать совсем уж устаревшие устройства, насчитывающие пару десятилетий активного использования на благо владельца. Причина в том, что именно этот разъем стал активно применяться для установки графических карт. Соответственно, производители не могут это игнорировать. А значит, велика вероятность обнаружить на материнской плате свободный PCI-e слот. Особенно, если используется интегрированная графическая подсистема.
Остается решить проблему перевода свободного PCI Express разъема в удобные и доступные USB порты с поддержкой стандарта 3.0. Конечно, вручную паять переходник никто не будет – времена не те. Да и сложность технологического процесса уже не позволяет справляться с такими задачами в домашних условиях при наличии минимальной подготовки и паяльника. Зато можно приобрести в онлайн-магазине соответствующее устройство.
Как правило, оно представляет собой плату, устанавливаемую в слот PCI Express. На ней имеется контроллер, обеспечивающий функционирование USB разъемов. При этом обычно есть пара выходов, которые после установки оказываются на задней стороне системного блока. Фактически, установка адаптера USB 3.0 PCIe позволяет сразу решить вопрос.Подводные камни наиболее комфортного способа
Но есть и некоторые неудобства. Зачастую системный блок устанавливается таким образом, что выходы на задней стороне становятся недоступными. Или же для того, чтобы к ним подобраться, требуется регулярно выдвигать его с привычного места. Поэтому наиболее приемлемым вариантом стал бы вывод разъемов USB 3.0 на лицевую грань блока. Например, при помощи специальной панели, которая имеет один или несколько USB портов третьей версии.
Для реализации такой установки нужно найти контроллер USB 3.0 с соответствующим внутренним разъемом. Тогда останется лишь протянуть внутри корпуса провод от платы расширения к передней панели с портами. Но тут подстерегает один коварный момент. Дело в том, что соединительные разъемы адаптера и панели с USB портами могут быть рассчитаны на использование различного типа кабеля. Например, внутренний разъем отличается от стандартного наружного выхода. Так что особое внимание нужно уделить тому, чтобы взять именно соответствующие друг другу компоненты.
Хорошим вариантом может стать приобретение готового набора. В таком случае производитель комплектующих гарантирует возможность подключения панели к адаптеру. Естественно, что и стоимость в таком случае может отличаться в большую сторону.
Обманчивая простота
На первый взгляд, решение получается простое и элегантное. Но нужно понимать, что не все просто и с разъемами PCI Express. Иногда на материнской плате их два, причем один занят видеокартой. Вроде бы можно спокойно использовать второй для установки адаптера. Но порой оказывается, что второй разъем лишь формально соответствует стандарту PCI Express. А на деле скорость работы такого слота оказывается значительно меньше. Это значит, что и передача данных через USB порт будет ограничена. Разобраться в тонкостях устройства материнской платы сможет далеко не каждый. Так что для установки USB 3.0 адаптера в свободный слот лучше обратиться к грамотному специалисту. Тогда не придется с огорчением смотреть, как порт стандарта 3.0 работает на скорости обычного USB 2.0 выхода.
Давно я не выкладывал своих самоделок. Сегодня предлагаю ознакомиться с тем, как я выкручивался из ситуации со сгоревшим WI-FI модулем в ноутбуке.
Предыстория всего, что будет происходить ниже
История такова, что однажды помер выше упомянутый модуль.
Бывает, ничего не поделаешь. Какое-то время жена использовала ноутбук с данным USB донглом. Ну очень популярный тут продукт.
Но учитывая размеры квартиры и особенность расположения ноутбука ловила эта карта ну очень плохо, просто безобразно.
Потом было принято решение переставить этот модуль в корпус от нерабочей флешки и подпаять к нему антенну от планшета.
Устройство работает и по сей день отлично, но выпирающий модуль начал привлекать внимание, любопытного ребенка.
На модуль начались нападения, не круглосуточные, но крайне постоянные. Однажды ребенок дернул его хорошенько и погнул разъем USB. И тут мне пришла в голову мысль, отчего же не распаять на модуле разъем под антенну и вставить его в ноутбук…
Переходник под USB3.0
Просмотрев сколько стоят новые карту я принял решение внедрить все в переходник Mini PCI-E и мы получим отличную сетевую карту, тк с нормальной антенной этот модуль отлично работает.
Выбор пал на самый дешевый переходник. Особо не выбирал, нужно было починить дешево и сердито.
Давайте осмотрим его:
Пришел запаянный в антистатический пакет, внутри с переходником лежит комплект крепления.
Особо расписывать тут нечего, тестировать его на USB 3.0 я не собираюсь. Мне нужен лишь рабочий USB порт.
Доработка
Донор с модулем вместе:
Затем эту карту мы разбираем и получаем нужный комплект:
На торце справа виден голубоватый прямоугольник, вот это и есть антенна, ее аккуратно выпаиваем и откладываем в ящик с антеннами (да у меня есть и такой ящик 8)).
Далее я выпаял феном гнезда под антенны со старых, нерабочих, сетевых карт.
Выпаял 3 штуки на случай, что одно сломается, второе потеряется, а третье я установлю. Но понадобилось одно.
Вот так выглядит распаянное гнездо на карте:
После всего этого, я вставил модуль на проверку в компьютер, Мало ли статикой умертвил его. Все было хорошо, модуль распознался.
Вот так выглядит новая сетевая карта для ноутбука:
Установленная сетевая карта:
Проложил кусочек пленки, чтобы не получить кз на разъеме жесткого диска.
Вывод
По-моему решение получилось просто невероятно элегантным и простым. Стоимость всего изделия — около 200 рублей, в скорости я не потерял, а во внешнем виде только приобрел. Прямо нарадоваться не могу.
Думаю у многих из владельцев компьютеров, где-нибудь завалялась очень нужная ему плата с разъёмом PCI. Вот только дело в том, что в современных материнских платах уже нет таких разъёмов. Таким владельцем являюсь и я. Как давно «больной» аудиофилией, у меня всегда в компьютере стояла профессиональная звуковая карта. Но время идёт, из старого компа выжаты все соки - апгрейд неизбежен. Думал как то смирюсь с встроенным звуком, но нет «кровь» из ушей не давала мне покоя, нет и ещё раз нет, слушать эту «размазню» нет никакого желания, а подключать внешний ЦАП. как то не особо, городить такой огород когда есть профессиональная звуковуха.
Было это давно, на тот момент не существовало никаких переходников, да и его очень трудно себе представить.
Но свершилось чудо, подтянулись китайцы и выпустили супер-переходник с разъёмов PCI-е всех типов. на разъём PCI, стоит сие чудо каких то копеек, от 350р., но как пишут, есть какие то косяки с питанием и требуется подпаять дополнительные 12 вольт на одну из ног разъёма PCI, но может заработать и так.
Заказываю, долго жду, приходит чудо, тут же бегу пробовать как оно?
Приходится разобрать планку с разъёмами на звуковой карте, т.к. она мешается, в принципе подходит, потом требуется только чуть допилить «китайца» и всё встанет.
Вставляю, запускаю, первый облом, поддержка карты завершилась на WinXP, на 7-ке она работала, а сейчас стоит 10-ка. Перебор драйверов последних версий, танцы с бубнами, оборудование нашлось, но в диспетчере устройств жёлтый восклицательный знак (оборудование отключено, либо работает не верно). Ничего не помогало и так и сяк – карту видно, но она не работает. Ну ок, писали же, нужно паять провод с 12 вольтами, благо паяльник держать умею, припаял, взял 12 вольт из молекса.
Включаем, опять долгие танцы с бубном, с перебором всех существующих драйверов, отмена проверки подписей драйверов и прочие ухищрения. И вуаля, карта видится, без жёлтых восклицательных знаков в диспетчере, включаю плеер и тишина, звука нет, карта работает, все проги её видят и используют, карта стоит как устройство по умолчанию, с точки зрения винды, всё хорошо, но звука нет.
Перепаиваю переходники, опять нет звука, забиваю на всё. Подумал, что виновники всётаки дрова, т.к. ставил последние что были, 10 летней давности. Забросил карту в дальний угол на несколько месяцев, понял, что не судьба, закупился ватой для ушей и продолжил жить со встроенным звуком.
Но, что то меня дёрнуло ещё раз изучить тему с переходником и вот оно.
Никто нигде не писал, что дополнительный провод питания должен быть не плюс 12 вольт, а МИНУС 12. Вынимаю провод из молекса, вставляю в колодку разъёма материнки, именно в минус 12 вольт( 14-й синий контакт).
Будучи «счастливым» обладателем интегрированной звуковой подсистемы, я все же мечтал о хорошей звуковой карте, и даже подумать не мог, что ее можно сделать своими руками в домашних условиях. Однажды, бороздя просторы Всемирной сети, наткнулся на описание звуковой карты с USB интерфейсом на микросхеме РСМ2702 фирмы Burr-Brown и, просмотрев прайсы фирм, торгующих радиодеталями, понял, что это пока не для нас - о ней никто ничего не знал. Позже мой компьютер был собран в небольшом корпусе microATX, в котором не хватало места даже для старенькой Creative Audigy2 ZS. Пришлось искать что-то небольшое и желательно внешнее с интерфейсом USB. И тут снова наткнулся на чип РСМ2702, который уже активно использовали и хвалили за качество воспроизведения музыки - при правильной схемотехнике звук был куда приятней, чем у той же Audigy2 ZS. Снова поиск по прайсам, и о чудо, искомая микросхема есть в наличии по цене около 18 «вражеских денег». В итоге была заказано парочка чипов для экспериментов, так сказать, послушать, что там наваяли буржуйские «ЦАПостроители».
Итак, что же за зверь этот контроллер РСМ2702, от легендарной фирмы Burr-Brown, который покорила сердца аудиофилов во всем мире своими топовыми решениями? Интересно, на что способно бюджетное решение?
Теперь про само устройство. Для начала был собран простенький вариант по рекомендуемой производителем схеме с небольшими изменениями в питании. Получилась маленькая «звуковуха» с питанием от USB.
Но такое устройство не являлось законченным и требовало внешний усилитель, да и наушники нормально раскачать не могло. Позже была заменена материнская плата на другую, с нормальным HAD-кодеком и хорошей разводкой платы. Аудиотракт был лишен посторонних шумов и шорохов, да и качество выходного сигнала было не хуже чем у РСМ2702. И, наверное, этих строк не было, ели бы мне на глаза не попался такой вот ящичек:
Это система пассивного охлаждения для HDD, но для меня, в первую очередь, это шикарный корпус для радиоаппаратуры. Я сразу понял, что в нем будет что-то собрано, например, звуковая карта с усилителем, благо с охлаждением проблем не должно быть. Много думал над схемотехникой девайса. С одной стороны хотелось высокого качества, а с другой - не хотелось платить больше чем стоят готовые звуковые платы от Creative. Основной вопрос возник по LPF и усилителю для наушников, ведь высококачественные комплектующие для этих целей могут стоить столько же, как сама РСМ2702, а то и больше. Например, цена на высококачественные операционные усилители для LPF - ОРА2132 и OPA627, стоят порядка 10 и 35 долларов соответственно. Микросхемы усилителя для наушников - AD815 или TPA6120, я вовсе не нашел в прайсах, причем, цены на них тоже не маленькие.
Но худа без добра не бывает и я нашел в Сети схему простого и качественного LPF на транзисторах, автор которой утверждал о приличном звучании, даже не хуже дорогих операционных усилителей. Решил попробовать. В качестве усилителя для наушников поставил микросхему LM1876 - младшую двухканальную «сестру» легендарной LM3886 с таким же звучанием но меньшей мощностью. Данная микросхема позволяет, увеличив коэффициент усиления, подключать колонки.
Получилась вот такая схема - USB-DAC_PCM2702_Sch.pdf, чертеж печатной платы - USB-DAC_PCM2702_Pcb.pdf в зеркальном отображении для переноса изображения лазерно-утюжным методом на медную фольгу, так называемый ЛУТ (подробней можно почитать в Интернете), чертеж расположения элементов и перемычек на плате, а также схема подключения регулятора громкости - USB-DAC_PCM2702.pdf.
В собранном виде плата выглядит так:
Немного расскажу, как это все работает, если вдруг найдутся желающие собрать подобный агрегат. Схема включения PCM2702 стандартная - LPF представляет собой фильтр Саллена-Кея, ФНЧ второго порядка с единичным усилением, поскольку активный элемент работает как повторитель, то без проблем можно использовать эмиттерный или истоковый повторитель. Тут уже есть поле для экспериментов. Можно подобрать тип транзисторов, который больше нравится по звуку – я, тестируя из того что было в наличии, остановился на КТ3102Е в металлическом корпусе (VT3, VT4 – смотрите схему USB-DAC_PCM2702_Sch). Элементы фильтра больше всего влияют на звук, особенно конденсаторы С25, С26, С31, С32. Знатоки этого дела рекомендуют ставить пленочные конденсаторы WIMA FKP2, фольговый полистирол FSC или советские ПМ. Но в наличии не нашлось ничего нормального и пришлось ставить то, что было, а уже потом я поменял на лучшее. На плате предусмотрены контактные площадки, как под выводные, так и SMD конденсаторы. Резисторы R9, R10, R11, R12 нужны попарно идентичные, для чего берем резисторы с точностью 1% или подбираем пары с помощью мультиметра. Я подбирал из нескольких десятков резисторов с точностью 5%, так как не было времени ждать, пока привезут с точностью 1%. Номиналы резисторов и конденсаторов можно подбирать по звучанию, как больше вам нравится, но единственное условие - пара должна быть одинаковой, чтобы каждый канал не пел по-своему.
В схеме предусмотрено отключение аналогового питания PCM2702 и выхода фильтра от разъемов Х5, Х6 если не подключен USB кабель к разъему Х1. Это сделано для того, чтобы низкое выходное сопротивление фильтра не мешало сигналу подаваемому на эти разъемы при использовании устройства как усилителя для наушников. При подключении аналоговое питание ЦАП подается через транзистор VT2, которым управляет транзистор VT1, если есть напряжение на разъеме USB, то оба транзистора открыты. Выходы фильтров подключаются к разъемам на задней панели через реле К1, которое тоже управляется питанием с USB. Реле я использовал V23079-A1001-B301 фирмы AXICOM. Если нет подобного реле, то вместо него можно поставить обычный переключатель с двумя контактными группами. Вместо транзистора VT2 тоже можно поставить переключатель, а все элементы, отвечающие за коммутацию питания, впаивать не потребуется, только желательно через тот же переключатель коммутировать и само питание USB.
Питается усилитель и аналоговая часть от внешнего источника питания напряжением 12-15 В и 0,5 А переменного тока, подключаемого через разъем Х2 на задней панели.
Сам источник питания был сделан с обычного стабилизированного БП на 12 В 0,5 А путем выбрасывания всего лишнего.
В усилителе также нужно подбирать попарно резисторы R15-R18, которыми задается коэффициент усиления (левый канал Кул = R17/R15, Куп = R18/R16). Если не планируется использование наушников то можно подключать динамики, тогда нужно уменьшить сопротивление резисторов R15, R16 до 4,7-10 кОм, можно еще немного увеличить сопротивление R17, R18. Таким образом, можно будет получить номинальную выходную мощность около 2 х 5 Вт. Если запитать микросхему D6 напряжением +/- 20. 25 В, которое берется сразу после выпрямителя с конденсаторов С6, С7 можно получить максимальную выходную мощность 2 х 18 Вт, но для этого нужно будет поставить диоды VD2, VD3 на ток не меньше 3А, заменить предохранитель F2 на ток не меньше 3А, увеличить емкость конденсатов С6, С7 в два раза и использовать трансформатор в блоке питания большей мощности, примерно 16 В 4 А переменного тока.
Все резисторы SMD, резисторы R20, R22 типоразмером 1206, резисторы R13, R14 типоразмером 2010 вместо них можно установить перемычки, все остальные резисторы типоразмером 0805. Все керамические конденсаторы SMD типоразмером 0805, все электролитические конденсаторы с максимальной рабочей температурой 105 °С и малым внутренним сопротивлением, с рабочим напряжением 16 В, конденсаторы С6, С7 с максимальным рабочим напряжением 25-35 В. Большинство разъемов выпаяны с старой аппаратуры точной маркировки сказать не могу, ориентируйтесь по внешнему виду. Резистор регулятора громкости подключается двухжильным экранированным проводом, два канала сигнала и земля по экрану, резистор неизвестного китайского происхождения сопротивлением 20 кОм группы В (с экспоненциальной зависимостью сопротивления от угла поворота ручки).
Еще хочу немного рассказать, как паять микросхемы в таком маленьком корпусе. Некоторые ошибочно считают, что такие микросхемы нужно паять паяльниками маленькой мощности и тонким жалом. Очень весело наблюдать, когда люди затачивают жало, как шило и пытаются им паять каждую ножку в отдельности. На самом деле все легко и просто. Для начала устанавливаем микросхему в нужном положении, придерживаем рукой или фиксируем клеем, припаиваем один их крайних выводов, далее центруем, если нужно, и припаиваем противоположный вывод. Если спаяется несколько выводов вместе, то это не страшно. Паяльник берется мощностью 30-50 Вт с луженым, свеже-заточенным жалом под углом около 45°, и не жалеем флюса или канифоли. Флюс желательно не активный, иначе придется очень тщательно отмывать плату пытаясь вымыть его из-под микросхемы. Маленькой каплей припоя прогреваем все ноги, начиная с одного края и постепенно, по мере прогрева, сдвигаем паяльник в сторону не запаянных выводов, сгоняя на них лишний припой, при этом плату можно держать под углом, чтобы припой под действием силы тяжести сам стекал вниз. Если припоя не хватит - взять еще капельку, если много, то с помощью тряпки снимаем весь припой, что есть на жале паяльника, и не жалея флюса снимаем лишнее с выводов микросхемы. Таким образом, если плата нормально протравленная, хорошо зачищенная и обезжирена, то пайка проходит в течении 1-3 минуты и получается чистой, красивой и равномерной, что видно на моей плате. Но для большей уверенности рекомендую потренироваться на горелых платах от разной компьютерной техники с микросхемами, имеющими примерно такой же шаг выводов.
- D1: +3,3 В;
- D3: +12 В;
- D4: -12 В;
- D5: +5 В.
При первом подключении РСМ2702 к компьютеру, система находит новое устройство – Динамики USB Burr-Brown Japan PCM2702.
После автоматической установки драйвера в диспетчере устройств, появится новое устройство – Динамики USB. Это значит, что все работает, так как нужно и можно включать музыку, видео или даже запускать игры.
Система автоматически передает звук на микросхему РСМ2702 при ее подключении к компьютеру и возвращает в исходное состояние при отключении платы, для возобновления воспроизведения нужно просто перезапустить нужную программу. Громкость регулируется стандартным регулятором громкости ОС Windows. Я проверял работоспособность платы только под системой Windows ХР SP2.
Немного о сборке всего устройства в корпус. Самое сложное это установка переменного резистора регулятора громкости. Передняя панель крепиться к шасси за выступ, который проходит вдоль тыльной стороны панели и имеет довольно серьезную толщину. Этот выступ нужно срезать ножовкой по металлу или фрезерным станком в том месте, где будет крепиться регулятор громкости, но при этом нужно быть очень осторожным, так как можно поцарапать покрытие алюминия из-за чего панель потеряет свою привлекательность. Затем сверлим отверстие для крепления резистора, место для которого прикидываем по положению ручки, которая будет надеваться на этот самый резистор. С лицевой стороны немного убираем ребра возле отверстия, чтобы гайка достала резьбы на основании резистора. Есть еще одна проблемка - центр панели не совпадает с центром внутренней камеры шасси, и резистор регулятора громкости упирается в корпус. Пришлось поднять панель на 2-3 мм, для чего срезал дремелем угол выступа для крепления.
Не буду подробно описывать все действия с панелью и шасси. Те, кто может сделать сам такого рода устройство, всё поймёт по фотографиям. Где нужно были посверлены отверстия и нарезана резьба, под панель при установке было подложено по 2 шайбы возле каждого винта, чтобы поднять ее на 2 мм. В шасси также посверлены отверстия и нарезана резьба для крепления платы. Микросхемы D3, D4 и D6 прижаты к шасси винтами М2.5, при этом D4 и D6 нужно изолировать от панели с помощью пластины слюды или другого теплопроводящего диэлектрика или использовать микросхемы с изолированным корпусом, как D6 в моём случае. Задняя панель сделана из пластмассовой заглушки от системного блока. Все это подробней можно рассмотреть на фото.
Получился вот такой симпатичный агрегат, с чистым и детальным звуком, за относительно небольшие деньги - я потратил на него несколько выходных и около 60-70 долларов.
Читайте также: