Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Welcher USB Hub Bausatz für Platine?


von D. Z. (zoundgalaxy)


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Hallo liebe User,

durch einem aktuellen Projekt benötige ich einen Bausatz oder ähnliches, 
mit dem ich eine 6 fach USB Hub auf eine Platine bringen kann.

Wichtig ist:

1. Es muss ein Bausatz oder die einzelnen Komponenten sein, die ich auf 
eine Platine unterbringen kann(Platz ist nicht das Problem).

2. 6 Ports sollen damit realisiert werden.(2x Steuerung für ein 
Joystick, 1x 64 Schalter Modul, 1x Soundkarte, 2x externe USB Geräte)

3. "Keine" Steckverbindung, da die Geräte direkt angeschlossen werden 
sollen (Geräte befinden sich auch auf der Platine) bis auf die 2 
externen Geräte und der Anschluss zum PC (diese bekommen natürlich je 
eine Steckdose 2x A 1x B)

4. Es soll mindestens USB 2 sein oder besser

Wenn noch weitere Infos benötigt werden, einfach Fragen und ich 
erweitere die Vorraussetzungen um die betreffenden Positionen.

: Verschoben durch User
von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Dann wirst Du einen Hub selbst aufbauen müssen, mit einem 
7-Port-USB-Hub-IC.

Bei USB2 ist das auch noch keine Raketenwissenschaft, wenn auch nicht 
trivial.


Bei USB3 ist das aufgrund der ziemlich heftigen HF-Anforderungen aber 
'ne ganz andere Nummer, auch gibt es AFAIK keine 
7-Port-USB-Hub-Controller für USB3.

Bei den meisten der von Dir erwähnten Geräte scheint aber auch 
High-Speed-USB (480 MBit) nicht erforderlich zu sein, nur die "externen 
Geräte" sind unklar.

Für Full-Speed-USB (12 MBit/sec) genügt das hier:

http://www.ti.com/product/TUSB2077A

Wenn High-Speed-USB (480 MBit/sec) nötig sind, musst Du zwei 4-Port-Hubs 
kaskadieren:

http://www.ti.com/product/tusb4041i

Dasselbe kannst Du natürlich auch mit Super-Speed-USB (5 GBit/sec) 
ausprobieren, aber da ist das Layout mehr als knifflig:

http://www.ti.com/product/tusb8041

von Frank K. (fchk)


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Die Einzelteile sind durchaus erhältlich, zB:

http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/2517.pdf

Das erforderliche Knowhow wird jedoch nicht mitgeliefert. zB:

- Kannst DU QFN löten? Inklusive des Power Pads in der Mitte?

- Weißt Du, was Impedanzkontrolle ist und was Microstrip Leitungen sind 
und warum die für USB wichtig sind?
- Weißt Du, wie man Microstrip-Leitungen dimensioniert und warum man 
dafür gerne 4-lagige Platinen nimmt?
- Hast Du schon einmal Zeit mit der aktuellen USB-Spezifikation 
verbraucht?

Wenn Du eine der Fragen mit nein beantworten musst, dann nimm einfach 
ein Fertiggerät, entferne das Gehäuse und integriere es in Dein System.

fchk

von D. Z. (zoundgalaxy)


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Vielen Dank für die schnellen Infos!!!!!

Eventuell kann ich es auch auf 4 Ports beschränken. Die weiteren USB 
Ports sollen für Maus, Tastatur und eventuell für ein Lenkrad ähnlichen 
Gerät benutzt werden.

Für mich ist in erster Linie wichtig welche Bauteile ich benötige bzw. 
zu empfehlen sind, da ich damit dann die Schaltpläne zeichne und auch 
die Platine dimensioniere. Die Montage überlasse ich dann dennen, die 
das auch können.

von Patrick C. (pcrom)


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von D. Z. (zoundgalaxy)


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Ich würde den TUSB4041I nehmen, da er mir an sinnvollsten erscheint. 
Gibt es Schaltpläne oder der gleichen und welche Teile werden auser dem 
Chip noch benötigt (Kondensatoren Widerstände usw.)?

von Jim M. (turboj)


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D. Z. schrieb:
> Gibt es Schaltpläne oder der gleichen und welche Teile werden auser dem
> Chip noch benötigt (Kondensatoren Widerstände usw.)?

Vergiss es. Nimm ein fertiges Gerät und schlachte es aus.

Mit Deinem Wissensstand kannst Du Dir funktionierendes USB 2.0 HS 
abschminken, das bräuchte Wissen im HF Design und dann könntest Du Dir 
die obige Frage selbst beantworten.

Für HF ist das Layout entscheidend, daher erzeugen Fragen nach 
Schaltplänen hier regelmäßig Heiterkeit.

von 123 (Gast)


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So jetzt bin ich mal geässig.

Er schreibt mindestens USB 2: somit sind USB FullSpeed als auch LowSpeed 
in Ordnung.

Begründung: Die USB 2.0 Spezifikation hat alle davor existirenden USB 
1.0 / USB 1.1 Spezifikationen ersetzt. Heisst, USB HS  FS  LS lauffen 
alle unter USB 2.0

gruss.

von D. Z. (zoundgalaxy)


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Jim Meba und 123

Sehr geehrte User, für alle die es nicht verstehen oder unnütze posts 
schreiben möchten:

Ich bemühe mich mit dem aktuellen Stand eine dementsprechende Auswahl an 
benötigten Elementen und Bauteilen zusammen zu stellen. Meine etwas 
verallgemeinerte Schreibweise und meisst auch etwas einfach 
ausgedrückten Schilderungen können natürlich nicht mit Ihrer Dr Dr Dr 
med Dental Bildung mit halten. Dennoch versuche ich mir ein gewisses 
Mass an Wissen anzueignen und dabei das ein oder andere zu lernen. Aus 
diesem wie auch vielen weiteren Gründen würde ich es begrüßen, wenn sie 
mit hilfreichen Posts das ganze unterstützen oder sich ihre bestimmt 
hochbezahlte Zeit mit aufwendigen Schriftstücken über das niedere Volk 
ersparren.

Ein fetiges Hub, wo gehäuse und der gleichen entfernt werden sollen usw, 
bringt mir nichts!!!!!!!!!!!!!

Aus vielleicht unbegreiflichen Gründen entnehme ich auch etwas wissen 
aus denn beiden Doctorarbeiten der Vorredner!!! Nimm dir ein Seil und 
erhäng dich wenn du dich etwas Weiterbilden willst und wenn du nette und 
Hilfreiche Posts liest, sei dankbar, dass sich ein netter Mensch deiner 
angenommen hat und sein Wissen teilt.

An dieser Stelle vielen vielen vielen Dank für die Hilfe

Rufus Τ. Firefly

Dies gilt auch für alle weiteren hilfreichen Posts und Infos.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Ich will Dir ja nicht zu nahe treten, aber ... das mit dem USB3-Hub wird 
nichts. Das hat nichts mit Doktorarbeiten zu tun, sondern mit 
Erfahrung, und zwar sehr viel davon, im HF-Leiterplattenlayout.

Sieh Dir mal das hier an:

http://www.ti.com/tool/tusb8041evm

Darin findest Du einen Schaltplan (und eine unbrauchbare Abbildung des 
Layouts).

Solange Du den Schaltplan nicht nachvollziehen kannst (und daß das für 
Dich "böhmische Dörfer" sind, lässt Deine Frage nach den noch benötigten 
Teilen erkennen, die auch erkennen lässt, daß Du keine Erfahrung im 
Lesen und Verstehen von Datenblättern oder den 
Hersteller-Informationsseiten hast), ist die ganze Angelegenheit müßig.

Es geht hier nicht darum, Dich für "dumm" oder so etwas zu erklären, 
aber mit der Idee eines USB3-Hubs hast Du Dir etwas herausgesucht, das 
layouttechnisch auch erfahrene Leute auf die Probe stellt. Da geht es um 
differentielle Übertragung von Signalen mit 5 GHz, so daß 
Laufzeitunterschiede auf den differentiellen Leitungen tödlich wären.

Weißt Du, das ist ein bisschen so, als ob jemand, der gerade das 
Einmaleins gelernt hat, der Ansicht ist, als nächstes sich mit 
Ringintegralen und Besselfunktionen auseinandersetzen zu wollen.

Nichts für ungut, aber sieh Dir erst mal den 12-MBit-USB-Hub an, den ich 
Dir verlinkt habe. Und insbesondere die weiterführende Dokumentation, 
die TI auch für den hat.

Wie z.B. http://www.ti.com/lit/pdf/sllu190

von Frank K. (fchk)


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D. Z. schrieb:

> Ich bemühe mich mit dem aktuellen Stand eine dementsprechende Auswahl an
> benötigten Elementen und Bauteilen zusammen zu stellen. Meine etwas
> verallgemeinerte Schreibweise und meisst auch etwas einfach
> ausgedrückten Schilderungen können natürlich nicht mit Ihrer Dr Dr Dr
> med Dental Bildung mit halten. Dennoch versuche ich mir ein gewisses
> Mass an Wissen anzueignen und dabei das ein oder andere zu lernen. Aus
> diesem wie auch vielen weiteren Gründen würde ich es begrüßen, wenn sie
> mit hilfreichen Posts das ganze unterstützen oder sich ihre bestimmt
> hochbezahlte Zeit mit aufwendigen Schriftstücken über das niedere Volk
> ersparren.

Diese aufwendigen Schriftstücke sind erforderlich, damit Du ein 
funktionierendes Ergebnis bekommst. Auch wenn es Dir jetzt nicht so 
erscheint, ist USB2 ein Hochfrequenzsignal. Das ist kein Gleichstrom 
mehr. Bei den dort auftretenden Frequenzbereichen ist jede einzelne 
Leiterbahn nicht mehr einfach nur eine verlustlose Verbindung zwischen A 
und B, sondern ein eigenes Bauteil, das einen ohmschen Widerstand, eine 
Kapazität und eine Induktivität hat, die gleichmäßig über die gesamte 
Strecke der Leiterbahn verteilt sind.

Es gibt Regeln, die Du befolgen werden wirst, wenn Du erfolgreich sein 
willst. Das hier ist eine relativ praxisbezogene Anleitung ohne 
mathematischen Hintergrund.

http://www.ti.com/lit/an/spraar7e/spraar7e.pdf

Beschäftige Dich damit. Wenn Du das durchgearbeitet hast und dann noch 
konkrete Fragen hast, darfst Du wieder kommen.

Und bitte beschwere Dich nicht bei mir, dass das alles so kompliziert 
ist. Ich habe die dahinter stehende Physik zwar studiert, aber nicht 
erfunden. Es ist wie es ist, und Du wirst es entweder akzeptieren oder 
auf die Nase fallen und um etliche Euros ärmer sein.

fchk

von D. Z. (zoundgalaxy)


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Um das jetzt noch mal ganz klar da zu legen,

ich bin auf der suche nach den benötigten Teilen!!!!! Widerstände und co 
waren nur als Beispiel für weitere benötigte Teile und sollten sich auf 
gute USB Anschlussbuchsen, eventuelle LEDs für Betriebszustandsanzeigen, 
externe Spannungsversorgungen, usw usw usw beziehen. Der einfachheit 
halber durchaus etwas verwirrend geschrieben.

Desweiteren habe ich ja schon geschrieben, dass eine Fachfirma die 
montage durchführen wird und alles weitere ergänzen wird.

Jedoch möchte ich mich weiterbilden und den Wissenstand in diesem 
Fachgebiet erweitern. Ein Forum ist zum Weiterbilden eigentlich der 
passende Ort und wird aber leider nicht als dieser benutzt.

Und was das wichtigste ist: eventuelle Angebote oder Vorschläge von 
anderen Herstellern usw sollen dafür sorgen, dass ich eine weitreichende 
Erfahrung und der gleichen sammeln möchte und nicht auf schlechte 
Hersteller herreinfallen möchte.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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D. Z. schrieb:
> ich bin auf der suche nach den benötigten Teilen!!!!!

Verflucht nochmal, liest Du auch, was man Dir schreibt?

Ich habe Dir zwei Handbücher von Evaluation Modules von TI verlinkt. Mit 
Schaltplänen.

Lies die durch. Gib' Dir wenigstens den Anschein, Dir ein bisschen Mühe 
zu geben.

von Frank K. (fchk)


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D. Z. schrieb:

> ich bin auf der suche nach den benötigten Teilen!!!!! Widerstände und co
> waren nur als Beispiel für weitere benötigte Teile und sollten sich auf
> gute USB Anschlussbuchsen, eventuelle LEDs für Betriebszustandsanzeigen,
> externe Spannungsversorgungen, usw usw usw beziehen. Der einfachheit
> halber durchaus etwas verwirrend geschrieben.

Das wichtigste Bauteil ist die Leiterplatte.

Der Rest steht eigentlich in den Datenblättern und Application Notes der 
Halbleiterhersteller drin. Lesen musst Du selber.

> Desweiteren habe ich ja schon geschrieben, dass eine Fachfirma die
> montage durchführen wird und alles weitere ergänzen wird.

Wird die Fachfirma denn auch die Leiterplatte entwerfen?

> Jedoch möchte ich mich weiterbilden und den Wissenstand in diesem
> Fachgebiet erweitern. Ein Forum ist zum Weiterbilden eigentlich der
> passende Ort und wird aber leider nicht als dieser benutzt.

Falsch. Ein Forum wie dieses hier ist nicht dazu da, Grundlagenwissen zu 
vermitteln, an dem es Dir offensichtlich mangelt. Das ist in diesem 
Rahmen nicht leistbar. Konkrete Detailfragen sind hier besser zu klären.

fchk

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