CP2102 - USB Connector für Analogsignale wenn disconnected

[Bert S. (kautschuck)]

Hi,

Ich habe einen CP2102N 
(https://eu.mouser.com/datasheet/2/368/cp2102n_datasheet-1634912.pdf) 
und möchte wenn der USB Stecker nicht mit einem PCB verbunden ist, über 
ADC auf D+, D- und ID einen Sensor mit USB Connector anstecken und 
auslesen. Der Analogsensor ist sehr empfindlich (ADS1293 
(https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads1293.pdf?HQS=dis-mous-null-mousermode-dsf-pf-null-wwe&ts=1674035636558&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.mouser.ch%252F)) 
und sollte möglichst keinen Leckstrom zum CP2102 haben.

Nun frage ich mich, wie ich D+ und D- am besten komplett entkopple, da 
diese wie es scheint einen Pull-Up auf VIO haben? Gibt es da 
irgendwelche Analog Switches, um die beiden Leitungen auf >1GOhm zu 
bringen?

[Émile (Gast)]

Das ist keine gute Idee, die USB-Datenleitungen sind aufgrund ihrer 
Timinganforderungen nur äußerst schlecht durch irgendwelche 
Analogschalter o.ä. zu leiten.

Welches Problem willst Du lösen, wieso willst Du ausgerechnet den 
USB-Anschluss für so etwas missbrauchen?

[Programmierer (Gast)]

Benutze einen USB OTG fähigen Mikrocontroller statt des CP2102 und 
verpasse dem Sensor einen USB Device fähigen Mikrocontroller. Dann 
kannst du den Sensor als gewöhnliches USB-Gerät ansteuern.

[Programmierer (Gast)]

Alternativ den ADS1293 in den Sensor integrieren und die SPI-Leitungen 
durch die USB-Buchse schleifen. Dann ist das Umschalten der 
USB-Leitungen nicht mehr so kritisch, weil SPI ja relativ robust ist (im 
Gegensatz zum Signal der ECG-Elektroden). Du brauchst dann wohl eine 
USB3 bzw. USB-C-Buchse um genug Leitungen zu haben.
Auch hier könnte ein USB-fähiger Mikrocontroller helfen; um den Sensor 
anzusteuern schaltest du die USB-Peripherie ab (dadurch werden die 
USB-Pins hochohmig) und verwendest stattdessen SPI. Ggf. die USB-Pins 
und SPI-Pins des Controllers parallel schalten. Erspart den 
Analog-Umschalter.

[Bert S. (kautschuck)]

Émile schrieb:
> Das ist keine gute Idee, die USB-Datenleitungen sind aufgrund ihrer
> Timinganforderungen nur äußerst schlecht durch irgendwelche
> Analogschalter o.ä. zu leiten.

Das war auch mein erster Gedanke. Die Elektroden gibt es direkt mit USB 
Anschluss und einige Firmen auf dem Markt machen es ebenfalls so, dass 
der USB ebenfalls für den Sensor gebraucht wird, wenn kein PC 
angeschlossen ist.

Ich finde im Datenblatt des CP2102 nicht wirklich etwas zur 
Eingangsimpedanz, wenn ich er keine Power hat. Evtl. muss man da gar 
keinen Analogschalter verwenden.

[Bert S. (kautschuck)]

Programmierer schrieb:
> Alternativ den ADS1293 in den Sensor integrieren und die SPI-Leitungen
> durch die USB-Buchse schleifen. Dann ist das Umschalten der
> USB-Leitungen nicht mehr so kritisch, weil SPI ja relativ robust ist (im
> Gegensatz zum Signal der ECG-Elektroden). Du brauchst dann wohl eine
> USB3 bzw. USB-C-Buchse um genug Leitungen zu haben.

Die Sensoren / Elektroden gibt es schon so auf dem Markt, daher auch 
diese Lösung.

Programmierer schrieb:
> Benutze einen USB OTG fähigen Mikrocontroller statt des CP2102 und
> verpasse dem Sensor einen USB Device fähigen Mikrocontroller. Dann
> kannst du den Sensor als gewöhnliches USB-Gerät ansteuern.

Ja wäre evtl. eine Möglichkeit, dann den USB umkonfigurieren, wenn kein 
PC angeschlossen.

[Bert S. (kautschuck)]

Habe was gefunden:

https://www.mouser.ch/datasheet/2/308/1/FSUSB42_D-1504670.pdf

Scheint nur 2uA leakage zu haben, das sollte passen.

[Émile (Gast)]

Bert S. schrieb:
> Die Sensoren / Elektroden gibt es schon so auf dem Markt, daher auch
> diese Lösung.

Magst Du mal ein Beispiel dafür verlinken, so recht kann ich das nicht 
glauben, daß da USB-Stecker für etwas völlig anderes missbraucht werden. 
Sowas ist doch Frickelpfusch.

[Bert S. (kautschuck)]

Émile schrieb:
> Magst Du mal ein Beispiel dafür verlinken, so recht kann ich das nicht
> glauben, daß da USB-Stecker für etwas völlig anderes missbraucht werden.
> Sowas ist doch Frickelpfusch.

Angehängt mal diese Elektroden.

[Émile (Gast)]

Bert S. schrieb:
> Angehängt mal diese Elektroden.

Das ist kein Link, sondern ein Screenshot, auf dem man wenig erkennt.

Was man aber erkennt, ist, daß das irgendein proprietärer Kram für 
irgendein sehr spezielles Gerät ist.

Gibt es einen Grund, warum Du Elektroden für genau dieses sehr spezielle 
(und bislang namenlose) Gerät verwenden musst?

Damit machst Du Dir doch nur das Leben schwer. Wenn Du ein kommerzielles 
Produkt entwickeln willst, wird der Hersteller dieser Elektroden ganz 
sicher nicht entzückt sein, wenn Du seine Spezialteile für Dein 
(Konkurrenz-?) Produkt nutzen willst.

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