Замена dc на usb

Обновлено: 02.07.2024

Под распиновкой USB разъема понимают порядок физического размещения конструктивных элементов в штекере с использованием универсальной последовательной шины (на англ. Universal Serial Bus) в её различных спецификациях. USB стал основным и самым популярным интерфейсом с момента своего создания 15 января 1996 г. Он был призван соединить с компьютером внешние периферийные устройства с помощью единого для всех алгоритма обмена информацией и заменить устаревшие: параллельный LTP, RS-232 и даже FireWire.

Цоколевка

Схема USB разъема зависит от спецификации этого интерфейса его типов. Они визуально отличаются и для того, чтобы их не перепутать при подключении к оборудованию, обратите внимание на следующие: А –для компьютера или хаб-концентратора; B – для периферийного устройства. Первые версии разъемов (до USB2.0) физически ничем не различались между собой и имели четыре контакта: 1,4 – для подачи плюса (+5 В) и минуса (Gnd) питающего напряжения; 2,3 – для дифференциальной передачи данных. Для наглядности приведем их изображения и цоколевку на рисунке выше.

Провода кабеля USB имеют разные цвета, на картинки выше вы можете посмотреть какой цвет используется для передачи сигналов а какой для питания У всех видов USB существуют дополнительные модификаций для применения в переносных мобильных устройствах. Это миниатюрные разъемы имеют в обозначении слова «mini» или«micro». Повсеместно мы встречаемся с ними в повседневной жизни и применяем для подзарядки сотовых телефонов и других мобильных гаджетов.

Характеристики USB

Параметры USB улучшались с ростом популярности у пользователей. Вместе с увеличением производительности компьютерной техники постепенно повышались и требования к качеству передачи информации. Для удовлетворения возрастающих потребностей разрабатывались обновленные спецификации USB от версии 1.1 до 3.2 Gen2x2.

USB1.1

USB1.1 массово использовался для оснащения компьютерных устройств до апреля 2000 г. Его базовые свойства приводили в восторг многих пользователей. Рассмотрим их поподробнее, для одного подключаемого устройства (если не указано иного):

поддержка двух скоростей обмена информацией: высокая (до 12 Мбит/с) и низкая (до 1,5 Мбит/с);
длинна кабеля: 3 м (неэкранированный), 5 м (экранированный);
число периферийных устройств на одно подключение - до 127;
напряжение питания – до +5 В;
максимальный потребляемый ток – до 500 мА;
одновременное использование двух скоростей передачи данных на одной шине – возможно.

В режиме низкой скорости обычно подключали: компьютерные мышки, клавиатуры, модемы, джойстики, в высокоскоростном: автоматические телефонные станции, лазерные и струйные принтеры, внешние жесткие диски, видеокамеры.

USB2.0

Наиболее распространенным, в настоящее время, из-за своей простоты и дешевизны является высокоскоростной 2.0. В этот стандарт, по сравнению с предшественником, был добавлен новый параметр «High-Speed». С ним скорость обмена данными увеличивалась до 480 Мбит/с, при этом другие характеристики не изменились. Для выделения этой особенности был придуман специальный логотип «Hi-Speed».

USB3.0

В 2008 году разработчики представили миру новую спецификацию - USB3.0. Скоростной режим у неё значительно вырос и составил 5 Гбит/с (SuperSpeed). Максимальный потребляемый ток для устройств повысился до 900 мА. Для повышения производительности в этот стандарт добавлено еще 5 контактов, которые размещены в разъеме отдельно. В последующем (с 31 июля 2013 г.) создали новые USB3.1: до 5 Гбит/с (SuperSpeed); 3.2 до 10 Гбит/с (SuperSpeed+).

На базе архитектуры USB3.0 в 2013 г. появились в продаже оптические кабели, способные передавать данные на скорости до 1 ГБ/с и расстоянии до 100 м. Однако подача питания до оконечных устройств по ним невозможна.

22 сентября 2017 г. на рынок выведена USB3.2 с заявленной пропускной способностью (с использованием двухполосной передачи через разъем Type-C) до 10 Гбит/с (SuperSpeed) и 20 Гбит/с (SuperSpeed+). Она стала последней версией в спецификации 3.x. Первые коммерческие продукты, с её применением, появились в России уже в начале 2020 г.

USB3.2 только начинают встречаться в продаже. Несмотря на это, уже с 2019 года в сети можно найти данные о спецификации нового интерфейса USB4. Для него заявленный предельный скоростным режимом составляет 40 Гбит/с.

Особенности

Несомненными преимуществами интерфейса, кроме возможности обменивается данными в едином формате, стали: возможность переподключения устройства, без перезагрузки компьютера (горячая замена); осуществление питания от одного USB-разъема сразу нескольких гаджетов. Эти свойства позволили значительно сократить число PCI-слотов на материнской плате, раннее использовавшихся для подключения внешнего периферийного оборудования.

У всех USB-интерфейсов сохраняется обратная совместимость с предыдущими поколениями спецификаций.

Разработчики

Интерфейс USB является плодом совместных усилий разработчиков многих компаний, на протяжении многих лет. На начальном этапе его созданием занималась некоммерческая компанией USB Implementers Forum. В дальнейшем развитии и продвижении в массы принимали участие такие известные брэнды: Compaq, IBM, Intel, Philips, NEC, DEC, Microsoft, US Robotics, Nortel и др.

Давно хотел сделать вместо штатного прикуривателя просто usb порт для питания видеоредактора и зарядки телефона на прямую, нежели через переходник как у меня было.Постоянно отходил заряд и приходилось поправлять.Сзади у меня уже был установлен нештатный прикуриватель, но он был слишком глубокий и не каждый переходник ему подходил, его я заменю на штатный.
Нашёл на Ali такую штуку.

Открутил клеммы аккумулятора.Снял штатный прикуриватель с гнезда.Всего 4 провода, к самому прикуривателю и к его подсветке.

Заодно для удобства внедрения прикуривателя в заднюю панель снял ее с передней частью открутив 6 болтов как указано на картинке

И понёс домой отмывать и внедрять штатный .

Далее сделал переходники и подключил все через предохранители которые шли в комплекте.Радости полные щёки)по мне так выглядит гармонично, а главное эффективно.Спереди теперь 2 usb порта

а сзади возможность воспользоваться прикуривателем

либо подключить переходник и зарядить технику.

Фото при полной темноте.

Так же пришла наклейка, которая светиться в темноте, но ее сфоткать забыл.

Питание: 5-35 В (постоянный ток)
Выход: 1,25-30 В, 3 А (макс. 4 А). Для >15 Вт требуется теплоотвод
Постоянное напряжение (CV)
Постоянный ток (CC)
Индикация заряда
Предполагаемые способы использования:
Преобразователь для питания LED-ламп, лент и т.п.
Зарядка аккумуляторов постоянным током и напряжением с минимальной индикацией

Плата очень маленькая, влазит в спичечный коробок.
На вход подаём постоянное напряжение от 5 В до 35 В. На выходе получаем заранее заданное постоянное напряжение от 1,25 В до 30 В. Выходное напряжение не может быть больше входного минус некоторая разница (не менее 2 В). Таким образом, после настройки выходного напряжения Uвых входное Uвх можно менять в диапазоне примерно от Uвх + 2В до 35 В, выходное напряжение при этом не будет меняться.

Постоянный ток
Пока ток не превышает заданного максимума, плата выполняет роль стабилизатора напряжения, ток может быть любым, напряжение — строго заданное. Как только ток пытается подняться выше заданного, начинает работать ограничитель тока. Ток на выходе при этом фиксированный, а напряжение понижается так, чтобы через нагрузку шёл этот максимальный ток. Получается, что ни напряжение, ни ток не выходят за установленные значения.

Например, если по расчетам выходит, что выходной ток должен быть 2,5 А (например, при заданном Uвых = 5 В и нагрузке 2 Ом), но плата настроена на ограничение в 2 А, то на выходе будет 2 А и напряжение 4 В (2 А * 2 Ом), при этом будет гореть индикатор ограничения. Если теперь повысить сопротивление нагрузки до 3 Ом, то ток в выходной цепи будет идти без ограничений, напряжение снижаться не будет и будет равно заданному, ток — 5 В / 3 Ом = 1,67 А. Индикатор при этом гореть не будет.

Для настройки максимального тока закорачиваем выход через мультиметр в режиме измерения большого тока, обычно с пределом 10 А, которого здесь хватит с запасом, и выставляем крутилкой на плате необходимый ток.
для моих 4 красных eagle eye выходит 240mA проработали ночь на таких настройках и ничего не произошло не нагрелась схема не сдох светик.

Индикация заряда
Этот индикатор горит, пока ток в выходной цепи выше заданного значения. Это значение устанавливается относительно максимального тока. При установке большого максимального тока (единицы ампер) может не получиться установить индикацию на маленький ток (единицы и десятки мА).
Этот преобразователь больше подходит для относительно высоких выходных напряжений (например, 12 В и выше), но при этом он не способен работать с большими токами, т.к. рассеиваемая мощность, а значит и нагрев, при увеличении выходного тока будет всё равно только расти, а охлаждение платы минимально. Реальные характеристики преобразователя наверняка хуже заявленных, но для первичной оценки хватит и этой информации.

Мини-обзор поделки выходного дня: установка PD триггера с гнездом Type-C в старенький ноут.
После парочки распродаж продукции Baseus набралось штуки 3-4 источников питания с выходами Type-C и поддержкой PD. Сначала заряжал ими только сотовые телефоны, потом купил для ноута 20V насадку переходник Type-C на 5.5/2.1, но захотелось «чтоб прям все красиво». Получилось не идеально, но сам виноват.

Герой обзора: компактный PD триггер на базе микросхемы IP2721
В данной плате микросхема работает как USB Type-C PD3.0 триггер на фиксированное напряжение 20В (без т.н. перебора напряжений от 5В до 20В). Автоматически общается с источником питания через Type-C<->Type-C кабель (покупается отдельно) используя специально предназначенные для этого сигналы CC1 и CC2.
Гнездо Type-C на триггере производства Foxconn, что косвенно обещает хорошие электро- и механические характеристики.
Размер платы 16х10мм, что почти идеально вписалось в мой Asus x550.

Итак, снимаю крышку с клавиатурой, штатное гнездо ноутбука находится возле левой петли. Чуть ниже есть свободное пространство прям для моего триггера. Предварительная примерка:

Толщина корпуса ноутбука в этом месте 2мм. Штекеры кабелей входят в гнездо триггера не до конца, остается как раз 2мм зазор, поэтому врезать край гнезда в боковую стенку корпуса не требуется. Нужно только обеспечить «проход» кабельного штекера через отверстие, защелкнется он нормально.
Сверлю отверстия:

Аккуратно шлифую (периодически проверяя кабелем):

Делаю примерку крышки и поминаю такую-то мать: «внезапно» оказывается что в этом месте на крышке стоит плата с кнопкой питания и датчиком холла, которая и ложилась в тот нужный мне фигурный вырез :)
Пришлось расширять отверстие и подрезать перегородки в днище с таким расчетом чтобы триггер встал на 3мм ниже.

Далее паяю короткие перемычки с + и — выхода триггера на штатное гнездо ноутбука, изолирую каптоновым скотчем и вклеиваю на эпоксидную смолу — пятиминутку, отформовав смолу в виде стенки «лишней» части щели.
На фото крышка еще не притянута болтами поэтому видна тонкая щель.

Еще раз обращу внимание на необходимость изоляции триггера: изнутри пластик ноутбуков покрывают токопроводным слоем для экранирования, он и придаёт пластику медно/бронзовый цвет.
Без изолирования получите КЗ через корпус.

Далее прозвонка и проверка: питание 20В появляется примерно через 1 сек после подключения кабеля. Время переключения с 5В до 20В может зависеть от марки блока питания.

Ноут по документам потребляет 19В 3.42А, зарядка Baseus BS-E915 с первого выхода может отдать 20В 3.25A, баланс +- соблюден (в ноуте стоят экономичные SSD).

Upd
Пара замечаний:
Данный мод не сработает если у вас штатно установлен трёхконтактный штекер, по дополнительному проводу которого идет идентификация зарядного устройства 'свой-чужой'.
При нагрузке 90..120Вт возможно потребуется применить т.н. чипованые кабели где вшиты профили повышенной мощности. На моем ноутбуке простой кабель полтора метра за $1,5 ведёт себя одинаково с чиповаными Baseus на 100W и 60W.

Читайте также: