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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik USB Spannungsversorung


Autor: Falk L. (fmx)
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Hallo Zusammen,

ich würde die Spannungsversorgung (5V) meiner Schaltung gerne per 
USB-Verbindung realisieren. Die Datenleitungen werden nicht benötigt.
Leider bin ich mir gerade nicht sicher, wie ich die Datenleitungen 
behandeln soll (siehe Anhang).

Wenn ich alles richtig verstanden habe, kann der PC den Anschluss nicht 
enumerieren, falls die Datenleitungen D+ und D- offen gelassen werden.
Somit wird ein maximalstrom von 100mA geliefert.

Ist es jetzt so, dass man die beiden Anschlüsse mit einem Widerstand 
verbinden müsste (bspw. 150 Ohm, max. 200 Ohm), um an die 500mA (USB 
2.0) zu kommen?

Den Shield Anschluss habe ich mit einem 1Meg Widerstand und einer 4nF 
Kapazität parallel realisiert. Passt das soweit?

Die Blockkondensatoren würde ich direkt neben die Spannungsversorgung 
setzen. Jeder IC Versorgungsanschluss erhält noch eine 100nF Kapazität.

Grüße,
Falk

Autor: Dirk J. (dirk-cebu)
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Falk L. schrieb:
> Ist es jetzt so, dass man die beiden Anschlüsse mit einem Widerstand
> verbinden müsste (bspw. 150 Ohm, max. 200 Ohm), um an die 500mA (USB
> 2.0) zu kommen?

Probiere es doch aus, kann nichts kaputtgehen.

Autor: Manfred (Gast)
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Falk L. schrieb:
> Wenn ich alles richtig verstanden habe, kann der PC den Anschluss nicht
> enumerieren, falls die Datenleitungen D+ und D- offen gelassen werden.
> Somit wird ein maximalstrom von 100mA geliefert.

Soweit zur Theorie von USB / dessen Designregeln. In der Realität hat 
die Masse der PCs einfach 5 Volt auf dem Port, ohne jegliche Regelei, 
bestenfalls mit einer Schmelzsicherung im Board.

Autor: Timmo H. (masterfx)
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Falk L. schrieb:
> Ist es jetzt so, dass man die beiden Anschlüsse mit einem Widerstand
> verbinden müsste (bspw. 150 Ohm, max. 200 Ohm), um an die 500mA (USB
> 2.0) zu kommen?
Nein so ist das nicht gedacht. Der "Host" muss das tun um dem Device zu 
signalisieren "ich bin ein Ladegerät o.Ä." (dann darf auch > 1A bezogen)
Das hat man deswegen gemacht, damit Ladegeräte eben keine aktive USB 
Kommunikation haben müssen.
Du als Device darfst nur dann >100mA ziehen wenn du dich beim System 
anmeldest und bestätigt bekommst dass du 500mA ziehen kannst.

Meist liefern die Ports natürlich auch ohne die Anmeldung am System die 
500mA, aber ziehen darfst du die eigentlich nicht.
Das einzige was du machen kannst (ohne USB Interface) ist die Pegel bzw. 
Widerstand zwischen den Datenpins messen um festzustellen ob es 
wenigstens ein Ladeport ist.

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Autor: Horst (Gast)
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Manfred schrieb:
> In der Realität hat die Masse der PCs einfach 5 Volt auf dem Port,
> ohne jegliche Regelei, bestenfalls mit einer Schmelzsicherung im Board.

Unsinn, das trift höchstens auf USB-Hubs zu, aktuelle Boards überwachen 
zumindest den Strom und schalten meist auch bei Kurzschluss ab.
Und Schmelzsicherungen findet man in PCs höchstens im Netzteil, vor den 
USB-Ports sitzen Polyfuses.

Autor: Falk L. (fmx)
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Ok, das heißt die Anschlüsse sollen einfach offen bleiben?

Autor: Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)
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Falk L. schrieb:
> Ok, das heißt die Anschlüsse sollen einfach offen bleiben?

Damit kannst du immer 100mA ziehen, ohne das mit dem Host 'verhandelt' 
werden muss. Es erscheint auch kein 'unbekanntes USB Gerät' beim 
Rechner.

: Bearbeitet durch User
Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
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Horst schrieb:
> Manfred schrieb:
>> In der Realität hat die Masse der PCs einfach 5 Volt auf dem Port,
>> ohne jegliche Regelei, bestenfalls mit einer Schmelzsicherung im Board.
>
> Unsinn, das trift höchstens auf USB-Hubs zu, aktuelle Boards überwachen
> zumindest den Strom

Das ist in dieser Generalität genauso Unsinn. Das hat auch nichts mit 
aktuell oder nicht zu tun. PC-Mainboards liefern nahezu ausschließlich 
direkt die 5V aus dem Netzteil, manchmal per Jumper auch auf 5V_standby 
umschaltbar (für Keyboard/Maus und wake-on-USB). Laptops hingegen 
überwachen sehr oft den Strom am USB, vermutlich weil sie das für das 
Batterie-Management brauchen.

Und dann gibt es ja auch noch so Feinheiten wie die Signalisierung daß 
der Host in den Standby geht. Konforme USB-Geräte müssen ihre 
Stromaufnahme daraufhin nochmal verringern.

> und schalten meist auch bei Kurzschluss ab.

Eher nicht.

> vor den USB-Ports sitzen Polyfuses.

Sondern das.

Autor: Falk L. (fmx)
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Matthias S. schrieb:
> Damit kannst du immer 100mA ziehen, ohne das mit dem Host 'verhandelt'
> werden muss.

Ok, ich hätte aber gerne die Möglichkeit die 500mA zu nutzen.

Matthias S. schrieb:
> Es erscheint auch kein 'unbekanntes USB Gerät' beim
> Rechner.

Das Verbinden der Datenleitungen mit 150 Ohm würde also dazu führen, 
dass der PC das 'Gerät' erkennt und die 500 mA potenziell bereit stellt?

Grüße,
Falk

Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
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Falk L. schrieb:
> Matthias S. schrieb:
>> Damit kannst du immer 100mA ziehen, ohne das mit dem Host 'verhandelt'
>> werden muss.
>
> Ok, ich hätte aber gerne die Möglichkeit die 500mA zu nutzen.

Kannst du nicht. Nicht ohne den Standard zu verletzen.

An einem Host-Port kannst du dann und nur dann 500mA ziehen, wenn du mit 
dem Host kommunizierst, die 500mA anmeldest und bestätigt bekommst.

Ein USB-Ladegerät oder -Netzteil ist natürlich eine andere Sache. Das 
kannst du durchaus als stinknormales Netzteil mit einem ungewöhnlichen 
Steckverbinder ansehen. Wenn du dein Gerät an sowas anschließt, dann 
kannst du natürlich 500mA ziehen, ohne das anzumelden.

Und nochmal: die Beschaltung der Datenleitungen mit Widerständen gilt 
für den umgekehrten Fall: um ein echtes USB-Gerät an einen "dummen" 
Stromspender anzuschließen.

: Bearbeitet durch User
Autor: Falk L. (fmx)
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Ok, Danke!
Werde es dann mit einem Micro USB Netzteil versuchen...

: Bearbeitet durch User
Autor: Stefanus F. (stefanus)
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> aktuelle Boards überwachen zumindest den Strom und schalten
> meist auch bei Kurzschluss ab.

Nun, zumindest bei meinem letzten Laptop war das nicht der Fall, da 
brannte eine Leiterbahn ab. Und bei meinem Vater brannte das Flachkabel 
zwischen Mainboard und Slotblech weg.

Ich würde mich nie und nimmer darauf verlassen, dass der USB Port des 
PC/Notebook in irgendeiner Form abgesichert ist. Nichtmal ein Hub bietet 
ausreichenden Schutz.

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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Thematisch passend (siehe Bild) ;-)

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Was ist denn eine Stromüberspannung?

Muss ich mir das so vorstellen, wie ein 
Wasserdruckdurchflussmengenüberschuss?

Autor: Marc H. (marchorby)
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"Wenn Sie dieses Gerät deaktivieren, funktioniert es nicht mehr."

Voltstromspannung

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Autor: Nad (Gast)
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In einem Elektor-Buch habe ich kürzlich einen Schaltplan gesehen, bei 
dem beide Datenleitungen über jeweils 22k an Masse liegen.

Ich selber lasse sie bisher immer offen und hatte noch nie Probleme 
damit.

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