Hallo allerseits, gleich vorweg: Ich kann löten aber was Schaltkreise und ICs betrifft bin ich ziemlich blank. Ich möchte gerne ein USB-C Board bauen habe aber keine Ahnung wie ich das anstellen soll und was ich alles dafür benötige. Mein Ziel: Das Board soll per USB-C mit Strom versorgt werden (Powerbank oder Netzteil) und soll einen Verbraucher per USB-C (mit PD) laden. Auf dem Board soll ein 5V Header vorhanden sein. Der 5V Header darf nur aktiv sein, wenn der Verbraucher am USB-C Port angeschaltet ist. Der Verbraucher am USB-C Port, soll aber natürlich auch in ausgeschaltetem Zustand laden. Würde sich jemand erbarmen und einem Noob wie mir helfen sowas zu bauen? Wahrscheinlich keine große Sache für die Profis hier aber ich fühle mich wie der Ochs vorm Berg. Vielen Dank schon mal :)
USB-C Anschlüsse und die zugehörigen IC sind so mini klein, das würde ich dir als Anfänger nicht empfehlen. Oder hast du schon Erfahrung mit Platinendesign und dem Löten von BGA Chips? Den Power Delivery Teil kannst du damit haben: https://www.amazon.com/Type-C-Trigger-Module-Supports-Output/dp/B08LDJBN8P > Der 5V Header darf nur aktiv sein, wenn der Verbraucher > am USB-C Port angeschaltet ist. Verbinde den 5V Header halt mit dem selben Schalter, der auch den Verbraucher einschaltet. In dem Zusammenhang könnten dich die "Power Switches" von Pololu interessieren: https://www.pololu.com/category/121/pololu-power-switches
Chris schrieb: > Das Board soll per USB-C mit Strom versorgt werden (Powerbank oder > Netzteil) und soll einen Verbraucher per USB-C (mit PD) laden. > Auf dem Board soll ein 5V Header vorhanden sein. > Der 5V Header darf nur aktiv sein, wenn der Verbraucher am USB-C Port > angeschaltet ist. > Der Verbraucher am USB-C Port, soll aber natürlich auch in > ausgeschaltetem Zustand laden. Die Beschreibung ist noch nicht ausreichend präzise. Fragen: - nutzt du ausschließlich 5V? (Dann macht Implementierung von PD keinen Sinn) - Wird der 5V-Header auch aus Powerbank/Netzteil gespeist? - Was bedeutet "ausgeschalteter Zustand"? Bezieht sich das auf deinen Verbraucher oder auf das Board (und was ist dann das "schaltende Element")? Im Prinzip geht es doch um eine Schaltung, die erkennt, wenn ein USB-C Gerät angeschaltet ist und nicht "nur" im ausgeschalteten Zustand versorgt wird, oder? Vorneweg: Je nachdem, wie sich das angeschlossene Gerät verhält, ist die Erkennung so mitunter gar nicht möglich. Bitte nenne mal Gerät und typische Quelle(n) zur Versorgung.
:
Bearbeitet durch User
Stefan F. schrieb: > Oder hast du schon Erfahrung mit > Platinendesign und dem Löten von BGA Chips? BGA habe ich schon gelötet/getauscht. Kann ich natürlich auch machen lassen, das sehe ich dann, mir geht es um den Schaltkreis an sich. Stefan F. schrieb: > Verbinde den 5V Header halt mit dem selben Schalter, der auch den > Verbraucher einschaltet. Der Verbraucher kann alles Mögliche sein. Laptop, Smartphone, whatever, daher kann ich das nicht mit dem Schalter verbinden. Sam W. schrieb: > - nutzt du ausschließlich 5V? (Dann macht Implementierung von PD keinen > Sinn) Nein, nennen wir den Verbraucher "Laptop". Dieser soll über einen USB-C Port auf dem Board gespeist werden und hier mus PD vorhanden sein. Sam W. schrieb: > - Wird der 5V-Header auch aus Powerbank/Netzteil gespeist? Ja. Sam W. schrieb: > - Was bedeutet "ausgeschalteter Zustand"? Bezieht sich das auf deinen > Verbraucher oder auf das Board (und was ist dann das "schaltende > Element")? Ausgeschaltet, damit ist das Laptop gemeint, wird in diesem Fall wohl keine Datenübertragung sein (?). Ich bin nicht sicher wie das zu realisieren ist notfalls kann auch ein 2 Wege Schalter für den 5V Header verbaut werden aber wenn man vergißt den Header auszuschalten, zieht es die Powerbank ggf. leer oder verbraucht unnötig Energie und das wäre unschön. Sam W. schrieb: > Im Prinzip geht es doch um eine Schaltung, die erkennt, wenn ein USB-C > Gerät angeschaltet ist und nicht "nur" im ausgeschalteten Zustand > versorgt wird, oder? Ja. Das Laptop soll immer geladen werden egal ob an oder aus, wenn aber da Laptop angeschaltet ist, dann soll auch der Stromkreis zum 5V Header aktiv sein. Sam W. schrieb: > Vorneweg: Je nachdem, wie sich das angeschlossene Gerät verhält, ist die > Erkennung so mitunter gar nicht möglich. > > Bitte nenne mal Gerät und typische Quelle(n) zur Versorgung. Quellen sind entweder eine USB-C Netzteil oder eine USB-C jeweils mit PD und die Verbraucher am USB-C sind Laptop/Smartphone.
:
Bearbeitet durch User
Kann es sein, dass das so eine Art Master-Slave Schalter werden soll? In dem Fall hat das alles mit USB-C relativ wenig zu tun, abgesehen davon dass es mit allen relevanten Spannungen klar kommen muss. Für einen Master-Slave Schalter brauchst du eine Erkennung wie viel Strom fließt und dann ab einer gewissen Schwelle deine Slave/Header mit versorgen. Dafür gibt es "Current Sensor" IC, wo der Strom an einem Hall Sensor vorbei fließt.
Danke, dass du dir die Zeit nimmst. Vielleicht lassen wir erstmal die Erkennung weg und nehmen einen 2 Wege Schalter für de 5V Header. Das sollte das Ganze vereinfachen und dich weniger Zeit und Nerven kosten :D Welcher USB-C Controller Chip wäre hier der richtige? Wie würde eine solcher Schaltplan aussehen?
Chris schrieb: > Ausgeschaltet, damit ist das Laptop gemeint, wird in diesem Fall wohl > keine Datenübertragung sein (?). Ich bin nicht sicher wie das zu > realisieren ist notfalls kann auch ein 2 Wege Schalter für den 5V Header > verbaut werden aber wenn man vergißt den Header auszuschalten, zieht es > die Powerbank ggf. leer oder verbraucht unnötig Energie und das wäre > unschön. Mein Laptop lädt per USB-C PD und das Netzteil ist mit 65W angegeben, 5V, 9V, 15V und 20V sind mögliche Ausgangsspannungen. Auch im ausgeschalteten Zustand handelt der Laptop eine hohe Ladeleistung aus, die Signalisierung ist also aktiv. Chris schrieb: > Welcher USB-C Controller Chip wäre hier der richtige? > Wie würde eine solcher Schaltplan aussehen? Ich verstehe nicht ganz, warum du hier einen Controller einsetzen willst. Im Prinzip reicht ohne Erkennung ein Schaltwandler, der aus 5-20V eben die benötigten 5V macht. Angenommen, du möchtest die Maximallösung: - Eingang USB-C PD konform 100W - Ausgang USB-C PD konform 100W Dann ist folgendes nötig: Eingang: - Controller-IC, der mit dem Netzteil die maximale Leistung aushandelt. Dazwischen: - Schaltwandler von 5-20V auf 5-20V in PD-typischen Stufungen für volle Konformität - Mikrocontroller, der diese Info verarbeitet, an den Ausgangs-Controller weitergibt und den Schaltwandler passend einstellt Ausgang: - Controller-IC für die Signalisierung, welche Fähigkeiten die Quelle nun hat Löst aber auch nicht das Problem, dass ein angeschlossener Laptop seine Leistung per PD aushandelt, unabhängig davon, ob er gerade in Betrieb ist oder lädt. Anderer Ansatz: Prüfen, ob man nicht einen USB-fähigen Controller als "Device" mit dem USB-C Kabel verbinden kann. Wenn USB nur dann aktiv ist, wenn der Laptop an ist, kann man so die Erkennung realisieren. Also im Prinzip kann man dafür ein USB-C Kabel nehmen, abmanteln und die beiden USB2.0-Leitungen suchen. Diese dann (auf der Laptop-Seite) an einen Arduino Pro Micro o.ä. führen, für die Versorgung einen (Schalt-)Regler von 5V-20V auf 5V einbauen und testen, ob es funktioniert.
Klingt spannend, finde es auch toll dass ihr hier zusammen was entwickelt, aber hast du mal geschaut ob es sowas nicht vielleicht schon fertig gibt? Oder etwas ähnliches das man modifizieren kann? Ich sehe keine Zeichnung, ein Bild sagt mehr als tausend Worte!
Alexander schrieb: > hast du mal geschaut ob es sowas nicht vielleicht schon fertig gibt? Zum Beispiel https://eckstein-shop.de/SparkFun-USB-Current-Sensor-EN
Sam W. schrieb: > Ich verstehe nicht ganz, warum du hier einen Controller einsetzen > willst. Weil ich wahrscheinlich viel zu kompliziert denke :D Aber mal ganz anders, kann ich nicht einfach 2 USB-C Female Konnektoren auf das Board packen, 1:1 durchschalten, mir die Spannung am VBUS (?) abgreifen und dann auf 5V runterregeln? Dann können die 2 USB-C Geräte so sprechen als ob sie direkt verbunden wären und ich müsste hier nichts machen. Oder ist das jetzt zu simpel gedacht? :D
Chris schrieb: > Oder ist das jetzt zu simpel gedacht? Du wolltest doch, dass der 5V Ausgang nur dann Spannung hat, wenn dein USB Gerät Strom aufnimmt. Außerdem kann USB-C mehr als 5V haben.
Stefan F. schrieb: > Du wolltest doch, dass der 5V Ausgang nur dann Spannung hat, wenn dein > USB Gerät Strom aufnimmt. Ja, aber ich habe ja gesagt, dass ein 2 Wege Schalter auch ok ist. Ich gebe mich damit zu frieden, damit ich es möglichst schnell realisieren kann :) Stefan F. schrieb: > Außerdem kann USB-C mehr als 5V haben. Korrekt, deshalb ja auf 5V runter regeln so wie ein Buck Converter das macht. 5V-20V auf 5V. Dann müsste ich nur schauen wie man sowas baut. Wäre VBUS dann der richtige PIN?
:
Bearbeitet durch User
Angehängte Dateien:
Chris schrieb: > Ja, aber ich habe ja gesagt, dass ein 2 Wege Schalter auch ok ist. Aber du hast geschrieben, dass ein externer Schalter nicht geht, weil du da unter anderem einen Laptop anschließen wolltest. Insbesondere sollten die Gerät in ausgeschaltetem Zustand aufladen können. > Wäre VBUS dann der richtige PIN? Schau dir das Bild an. VBUS hat 4 Pins. Ich bin nicht sicher ob du da einfach signifikant Strom abgreifen darfst. Was ist, wenn der Laptop mit dem Netzteil nur 500mA aushandelt und die auch für sich braucht. Dann fehlt die Strom für deinen Header. Das könnte helfen: https://www.cuidevices.com/blog/an-introduction-to-power-only-usb-type-c-connectors
Stefan F. schrieb: > Aber du hast geschrieben, dass ein externer Schalter nicht geht, weil du > da unter anderem einen Laptop anschließen wolltest. Insbesondere sollten > die Gerät in ausgeschaltetem Zustand aufladen können. Der Schalter ist nur für den Stromkreis des Headers. Der Laptop würde weiter normal geladen werden. Stefan F. schrieb: > Schau dir das Bild an. VBUS hat 4 Pins. In meinem jugendlichen Leichtsinn würde ich sagen, dass es eigentlich nur 2 sind, da alles doppelt vorhanden ist um beide Orientierungen zu unterstützen. Auf einem Schaltplan wird die USB-C Komponenten mit nur einem VBUS angezeigt. Sind die möglicherweise intern verbunden? https://www.usb.org/sites/default/files/USB%20Type-C%20Spec%20R2.0%20-%20August%202019.pdf Seite 40 12. All VBUS pins shall be connected together in the USB Type-C plug. Stefan F. schrieb: > Ich bin nicht sicher ob du da einfach signifikant Strom abgreifen > darfst. Was ist, wenn der Laptop mit dem Netzteil nur 500mA aushandelt > und die auch für sich braucht. Dann fehlt die Strom für deinen Header. Hmm, handeln die das wirklich so feingranular aus? Antwort: Ja, machen sie. Habe gerade das PD Protokoll angeschaut. Allerdings wird ein Laptop doch deutlich mehr als 500mA benötigen um zu laden. Eher Richtung 2A oder mehr würde ich schätzen. Nehmen wir an ich verbrauche am Header nur 100 - 150mA, dann denke ich, dass es im Rahmen ist. Ich würde es einfach mal probieren. Allerdings sehe ich gerade, dass PD mittlerweile bis zu 48V unterstützt. Der Spannungswandler müsste also einen deutlich größeren Bereich abdecken als ursprünglich von mir gedacht. Stefan F. schrieb: > Das könnte helfen: > https://www.cuidevices.com/blog/an-introduction-to-power-only-usb-type-c-connectors Please note that since the data transfer pins have been removed, the USB 3.0 power negotiation process does not occur, in which case the charging device will revert to the USB standard power transfer rate of 5 V and 1 A. For all other applications, the connector will function like any other power jack and the charging will be governed by the adapter/charging circuit.
:
Bearbeitet durch User
Chris schrieb: > In meinem jugendlichen Leichtsinn würde ich sagen, dass es eigentlich > nur 2 sind, da alles doppelt vorhanden ist um beide Orientierungen zu > unterstützen. Auf einem Schaltplan wird die USB-C Komponenten mit nur > einem VBUS angezeigt. Sind die möglicherweise intern verbunden? Ja klar, die sind auf der Platine alle miteinander verbunden. > Please note that since the data transfer pins have been removed ... Mir ging es nur darum, die für Stromversorgung relevanten Pins zu identifizieren. Du musst natürlich alle durch schleifen. Die 48V machen es kompliziert, fürchte ich.
Stefan F. schrieb: > Mir ging es nur darum, die für Stromversorgung relevanten Pins zu > identifizieren. Du musst natürlich alle durch schleifen. Sorry, dann habe ich dich falsch verstanden :) Mea culpa > Die 48V machen es kompliziert, fürchte ich. Ich habe den hier entdeckt https://de.farnell.com/stmicroelectronics/l7983pu50r/dc-dc-wandler-sync-buck-2-2mhz/dp/3680070 Der müsste eigentlich passen, oder?
Chris schrieb: > Der müsste eigentlich passen, oder? Das ist nur ein Chip. Die Eckdaten passen offenbar. Ich wusste gar nicht, dass es schon welche mit so hoher Taktfrequenz gibt. Da ist das Layout bestimmt anspruchsvoll. Wenn du dir das zutraust, dann nimm ihn.
Stefan F. schrieb: > Das ist nur ein Chip. Das ist mir klar ;) Hier gibt es einen fertigen Konverter aus dem Alibaba Land https://de.aliexpress.com/item/33014281362.html Allerdings wollte ich eigentlich ein eigenes kleines PCB (mit Hilfe beim Entwurf des Schaltplans) bauen.
Angehängte Dateien:
-
L7983.png
8,8 KB
Ich werde leider aus dem Datenblatt nicht ganz schlau und habe jetzt mal amateurhaft was gezeichnet. Die restlichen USB Pins werden dann noch 1:1 verbunden und alle GNDs zusammen. Bitte nicht gleich hauen :) Komplett daneben oder zumindest irgendein Ansatz?
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.