Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Strom aus USB Ports - Terminierung bzw Beschaltung der Datenleitungen?


von Bastelmax (Gast)


Lesenswert?

Wenn man nur Strom aus USB Ports ziehen will, was sollte man mit den 
Datenleitungen machen?

Muss man diese terminieren?

Kann man durch eine passende Beschaltung auch mehr als 100 / 500 mA beim 
Host anfordern? Und zwar mit nur durch eine einfache Beschaltung mit 
standardbauelementen und "ohne Protokoll".

Früher ging das ja nur auf Protokollebene, rein passiv war da nix zu 
machen.
Man konnte aber fast immer mehr ziehen, und hat den Standard einfach 
ignoriert.

Vielleicht wurde der USB Standard aber schon dahingehend erweitert, dass 
es mittlerweile auch mit einfachen und billigen passiven Bauteilen geht?

Habe ja mal was vom USB Charging Standard gelesen.
Da gehts mit simplen Widerständen.
Dort ist auch die Rede von "Standard Datenports", "Charging Ports" und 
"Kombi-Ports".

Und mein Notebook / PC hat auch einen extra Charging Port. Der bis zu 
1800 mA liefern kann laut Beschreibung, und auch im Standby an ist. Man 
kann aber
auch ganz normale USB Geräte anschließen.

Diesen Port müsste man dann doch "rein passiv" auch in den Charge mode 
bringen können?

Also, wie sollte man die Datenleitungen bei einem reinen "USB 
Stromkabel" beschalten, um möglichst viel Strom ziehen zu können? (1200 
mA werden benötigt)

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


Lesenswert?

Bastelmax schrieb:
> Kann man durch eine passende Beschaltung auch mehr als 100 / 500 mA beim
> Host anfordern? Und zwar mit nur durch eine einfache Beschaltung mit
> standardbauelementen und "ohne Protokoll".

Nein, kann man nicht. Spezifikationsgemäß ist USB überhaupt nicht 
dafür gedacht, als Versorgungsspannungsquelle für nicht-USB-Geräte zu 
dienen.

Da aber die meisten sich eh' einen feuchten Dreck um die Spezifikation 
scheren, kannst Du einfach so viel Strom fließen lassen, wie Du für 
richtig hältst; irgendwann wird halt eine Sicherung im Host ansprechen.

Eine aktive Stromüberwachung und -Steuerung haben leider die wenigsten 
USB-Hosts, deswegen funktioniert ja der ganze spezifikationsferne Ramsch 
wie per USB versorgte 2.5"-Festplatten, Kaffeewärmer etc. meistens doch 
wenigstens ein bisschen.

von Peter II (Gast)


Lesenswert?

Rufus Τ. Firefly schrieb:
> Nein, kann man nicht. Spezifikationsgemäß ist USB überhaupt nicht
> dafür gedacht, als Versorgungsspannungsquelle für nicht-USB-Geräte zu
> dienen.

doch ist sie mittlerweile. Es gibt auch einen Standard das z.b. 
mainboard die ausgeschaltet sind USB geräte laden können, da gibt es 
auch keine Protokolle zum datenaustausch.

eventuell steht es hier drin:
USB Battery Charging 1.2
http://www.usb.org/developers/devclass_docs/USB_Battery_Charging_1.2.pdf

von Frank M. (frank_m35)


Lesenswert?

500mA sind das Maximum was ein normaler USB Port hergibt. Brauchst du 
mehr, musst du dein Produkt ändern.

Natürlich kannst du versuchen durch drei USB Ports jeweils 500mA zu 
ziehen, das ist aber Riskant und Schwachsinn, da du nicht weiß wie die 
USB Ports des Hosts intern verschalten sind und wieviel alle USB Ports 
zusammen maximal liefern können.
Auch gibt es diese spezial USB Ports, die aber Spezial sind und weder 
die Regel sind noch garantiert ist, dass deren Funktion aktiviert ist.

Ein Gerät kann aufgrund der Datenleitungsverschaltung passiv erkennen ob 
es an einen Computer angeschlossen ist oder an ein Netzteil. Daher lädt 
ein Smartphone angeschlossen am Computer auch mit ca. 500mA den Akku 
(oder wenn der PC aus ist und es sich strikt innerhalb der USB 
Spezifikationen bewegt gar nicht (Sony eReader)), wenn es an ein 
geeignetes Netzteil angeschlossen ist mit 1A.

Aber das bringt dir nichts.
Bist du dir sicher, dass du 1.2A brauchst? Das sind bei 5V letztendlich 
6 Watt die du benötigst. Was wäre das denn das soviel Leistung an einem 
PC benötigt?

von Peter II (Gast)


Lesenswert?


von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


Lesenswert?

Peter II schrieb:
> doch ist sie mittlerweile. Es gibt auch einen Standard ...

Das ist die "USB Battery Charging"-Spezifikation. Die wird von 
Ladegeräten eingehalten, ist aber nicht für USB-Hosts da.

Frank M. schrieb:
> 500mA sind das Maximum was ein normaler USB Port hergibt.

Nach erfolgreicher Enumeration und Bedarfsanmeldung und -Bestätigung 
durch den Host. Sonst sind es nur 100 mA.

(Bei USB3 sind maximal 900 mA möglich, auch erst nach Enumeration & 
Co.).

von Peter II (Gast)


Lesenswert?

Rufus Τ. Firefly schrieb:
> Peter II schrieb:
>> doch ist sie mittlerweile. Es gibt auch einen Standard ...
>
> Das ist die "USB Battery Charging"-Spezifikation. Die wird von
> Ladegeräten eingehalten, ist aber nicht für USB-Hosts da.

und wo ist der unterschied wenn ein PC als Ladegerät dient? Dann wird 
der Host zum Ladegerät. Bei mir kann ich im Bios soetwas einstellen.

von Peter II (Gast)


Lesenswert?


von Bastelmax (Gast)


Lesenswert?

Hallo.

Mein PC hat genau so eine Lade USB buchse.

Beim Laptop ist sie sogar als Kombibuchse esatap/USB High Power/Charge 
ausgeführt und kann bis zu 1,8 A liefern.

Daher fragte ich mich, wie der PC den Lademodus erkennt und wie man ihn 
mit dem Device freischaltet.

Die nötigen Bauteile wollte ich in das USB Stromkabel integrieren, viel 
mehr als "Passende Widerstände" sollten ja nicht benötigt werden.

(Bei Anschlüssen ohne den Charge Modus wird dann halt einfach 
out-of-spec gezogen, so wie es viele machen)


Wenn mir nix besseres einfällt, terminiere ich die unbenutzen 
Datenleitungen einfach mal mit 150 Ohm oder lasse sie ganz offen.

Das Ganze ist für ein Gerät, was normalerweise eigentlich gar nicht 
direkt an den Rechner angeschlossen werden soll.

USB Kabel wird in erster Linie deswegen rangebaut, weil USB 
"Ladeadapter" derzeit sehr verbreitet und billig sind -> Bietet sich 
also als Netzteil für eigene Projekte an.
Und wenn keins Griffbereit ist, nimmt man halt den PC. Ich spendier dem 
ganzen dann auch noch ne SMD Sicherung.

von Frank M. (frank_m35)


Lesenswert?

Du solltest den Strom überwachen und nicht out-of-spec Strom ziehen 
(d.h. über 500mA, oder wenn du genau sein willst, nicht mehr als 100mA)
Mein Laptop schaltet den USB port dann ab und ich bekomme ein Warnung in 
Windows dass zu viel Strom gezogen wurde, d.h. dein Gerät würde nicht 
funktionieren.

Eine kurze Google suche nach 'usb charge port' liefert einen Treffer zu 
einem IC von TI:
http://www.ti.com/product/tps2511

In seinem Datenblatt ab Seite 11 steht so ziemlich ALLES was man zum USB 
Laden wissen muss, welche Ströme erlaubt sind, wie man die Ströme 
freischalten kann, etc.

von Bastelmax (Gast)


Lesenswert?

Interessanter Chip.

Dieser Chip ist ja dazu gedacht, ein Device in den Lademodus zu bringen. 
Er unterstützt D+ und D- Pegel für viele gängige Geräte.


Gibts auch das Gegenstück dazu? also ein Chip, welcher die Enumeration 
am Rechner macht und am Rechner den größtmöglichen Strom anmeldet? (500 
mA bzw 900 mA)
Am Besten auch noch mit Support vom Lademodus (d.H. z.B. 2,5 V auf D-/D- 
geben wenn kein USB Protokoll vorhanden ist)

Einfach zu verwenden, mit möglichst wenig Außenbeschaltung, und klein, 
so dass man ihn in den USB Lötstecker mit unterbringen könnte.

von Frank M. (frank_m35)


Lesenswert?

Soetwas in der Art: 
http://www.smsc.com/Products/USB/Power_Over_USB_Controllers/UCS1001

Musst aber genauer selber danach suchen. im TI Datenblatt stehen ja die 
Fachbegriffe nach denen zu suchen ist

von Werner A. (homebrew)


Lesenswert?

Wenns noch von Interesse sein sollte, ich hab gerade bei Kickstarter ein 
Projekt mit dem TPS2511 gefunden.
http://www.kickstarter.com/projects/1137339450/lockedusb-adapter-usb-charger-firewall-and-power-o
Auf der Herstellerseite steht dann noch eine Prinzipskizze
http://lockedusb.com/

Finde ich so ganz interessant wobei ich das eher mit einem X-beliebigen 
Ladegerät probieren würde als an der Laptop USB Buchse...
Zumindest klappt dann immer das Laden mit max. Strom
Werner

von M. K. (sylaina)


Lesenswert?

Frank M. schrieb:
> 500mA sind das Maximum was ein normaler USB Port hergibt. Brauchst du
> mehr, musst du dein Produkt ändern.

Oder den USB-Port, siehe Apple-Geräte. AFAIK kann jeder Intel-Mac ab 
2007/2008 ganz legal 1A am USB-Port liefern, entsprechende Beschaltung 
vorausgesetzt.

Rufus Τ. Firefly schrieb:
> deswegen funktioniert ja der ganze spezifikationsferne Ramsch
> wie per USB versorgte 2.5"-Festplatten

Halbwegs vernüftige USB-2.5" Festplatten ziehen maximal 500 mA, idR 
sogar weniger. Daher ist das eigentlich kein Ramsch sondern es 
funktioniert wie vorgesehen ;)

Bastelmax schrieb:
> Daher fragte ich mich, wie der PC den Lademodus erkennt und wie man ihn
> mit dem Device freischaltet.

Über eine entsprechende Widerstandsbeschaltung. Die Datenleitungen 
müssen dazu auf ganz bestimmte Spannungspegel gezogen werden. Beim Mac 
ist das, ich glaub, 2.8V um den High-Power-Mode zu aktivieren (müsste 
jetzt genau nachschaun, hab aber keinen Bock dazu, Google hilft sicher 
;))

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


Lesenswert?

Michael Köhler schrieb:
> Halbwegs vernüftige USB-2.5" Festplatten ziehen maximal 500 mA

Tun sie eben nicht; der Anlaufstrom, der zwar nur kurze Zeit fließt, 
beträgt bei bislang jeder 2.5"-Festplatte, deren Datenblatt ich in die 
Hände bekommen habe, über 1000 mA.

von M. K. (sylaina)


Lesenswert?

Rufus Τ. Firefly schrieb:
> Tun sie eben nicht; der Anlaufstrom, der zwar nur kurze Zeit fließt,
> beträgt bei bislang jeder 2.5"-Festplatte, deren Datenblatt ich in die
> Hände bekommen habe, über 1000 mA.

Ich schrieb "vernüftige USB-2.5" Festplatten" und nicht nur "2.5" 
Festplatten". Die begrenzen den Anlaufstrom der Festplatte ;)

Bitte 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
Noch kein Account? Hier anmelden.