lightanddesign.ru
You might also like
После экспериментов с простым видеонаблюдением путем удлинения USB-кабеля обычной камеры на 18 метров мы обнаружили, как сделать USB-удлинитель.(Подробности) . Это означало, что я выдвинул веб-камеру на расстояние 18 метров от своего ноутбука. Это отличный результат, поскольку изначально я не мог выдвинуть камеру yusb на 1 метр. Через тот же импровизированный USB-удлинитель мы позже подключили 3G-модем и другие yousb-устройства. Все работает идеально.
Прекрасно работающий самодельный 18-метровый USB-удлинитель, на изготовление которого у меня ушло 15 минут и который обошелся мне в копейки. В то же время высококачественный 2-метровый высокоскоростной кабель USB 2.0 с ферритовым фильтром в продаже стоит около $15. В то же время пока неизвестно, будет ли он корректно работать со всеми USB-устройствами. Мы видели множество USB-удлинителей длиной 1 метр, используемых только для мышей и клавиатур. Через них не определяются даже флэш-накопители. В этом контексте я начал думать о том, как создать расширения yusb, которые работали бы для камер, 3G-модемов и других удаленных USB-устройств.
Из чего сделать удлинитель USB
Как сделать удлинители USB — Сначала я сделал удлинители USB из микрофонных кабелей различных марок с двойным экранированием. Сигналы D+ и D-USB проходили через центральную жилу кабеля, а 5-вольтовое питание ‘+’ и ‘-‘ проходило через экранированную сетку. Экранированный кабель использовался для прохождения через другие варианты удлинителей ysb. Однако ничего не произошло. С помощью этого удлинительного кабеля не было обнаружено ни одного USB-устройства, даже при длине 1 метр. Похоже, что это хороший экранированный кабель — каналы D+ и D- разделены и имеют отдельные экраны. Что еще вам нужно? Но USB-устройство не работало с ним! Бесплодные эксперименты с USB и экранированными кабелями продолжались до тех пор, пока мы не поняли, что линии D+ и D- передают дифференциальные сигналы одновременно. Это означает, что для USB-удлинителя необходимо использовать сбалансированную витую пару.
Сигнал USB на физическом уровне
Сигналы USB, конечно же, являются дифференциальными сигналами. Два сигнала, проходящие одновременно через пару проводов D+ и D- в противоположной фазе (инвертированные). Нет общего кабеля. Примером дифференциального сигнала является выход обмотки трансформатора. Амплитуда такого сигнала — это не амплитуда, связанная с общим проводом, а амплитуда, связанная с этими двумя проводниками. В результате дифприемник регистрирует амплитуду между этими двумя инвертированными сигналами, а не амплитуду между сигнальным проводом и минусом источника питания.
Шина USB представляет собой симметричную линию связи. Это высококачественный способ передачи высокочастотных сигналов без потерь и синфазных помех, который осуществляется по паре кабелей вместо общего кабеля. Этот метод очень устойчив к помехам, так как помехи действуют одинаково на два противоположных фазных проводника одновременно и вычитаются из конечного полезного сигнала.
По этой причине надежные удлинительные кабели USB должны быть изготовлены с использованием витой пары. Наиболее доступным вариантом витой пары для удлинительных кабелей USB является витая пара для компьютерных сетей — обычный "сетевой" кабель.
Самодельный USB удлинитель из витой пары
Были созданы следующие импровизированные USB-расширители. Обычный неэкранированный кабель, скомпилированный компьютерный для установки в помещении. Самый дешевый сетевой кабель из доступных. Для подключения камеры через USB требовался кабель длиной 10 метров, но я решил отрезать кусок, который у меня был, и подключить его целиком ради эксперимента. Как оказалось, это был большой успех.
Используя складной штекер с мужским и женским разъемом USB, приобретенный в хозяйственном магазине, я завершил создание удлинительного кабеля USB.
Важный момент! Поместите пары синих кабелей на d+ и d-. Почему синий? — Для всех четырех пар кабеля предусмотрен отдельный шаг. Снимите общий корпус кабеля UTP длиной около 10-15 см для удобства просмотра. Поэтому, если D+ и D- расположены на синем или зеленом кабеле, USB-удлинитель работает правильно. Если D+ и D- расположены на оранжевом кабеле, USB-удлинитель не работает вообще. Коричневая пара иногда работала. Возможно, синяя и зеленая пары кабельных шагов лучше всего подходят для высокочастотных сигналов USB (координация, сложные резисторы и т.д.).
Остальные три пары кабелей запараллелены и подключены к электричеству. Далее, с тремя цветными кабелями и тремя полосатыми кабелями минус.
Я создал свой собственный USB-расширитель, и он отлично работает — все подключенные к нему USB-устройства обнаруживаются и работают без проблем. USB-накопитель, USB-кардридер, USB Wi-Fi адаптер, 3G-модем МТС, устройство для загрузки видео EasyCap, USB DVB-T приемник SDR радио, USB-камера. Все это проверено на практике с помощью этого самодельного USB-удлинителя.
После серии неудачных экспериментов с использованием коротких экранированных кабелей производительность 18-метрового USB-удлинителя казалась нереальной. Впоследствии на основе этой технологии было создано несколько USB-удлинителей, все они работали на длине до 20 метров. При большей длине USB-удлинители не могли работать должным образом. USB-устройства больше не обнаруживались.
Максимальная длина USB удлинителя
Стандарт определяет, что максимальная длина кабелей и удлинителей USB 1.0 не должна превышать 5 метров для работы на полной скорости (12 Мбит/с). Однако это обычный случай — минимальная спецификация для гарантированной работы любого USB-устройства.
На практике, однако, все гораздо интереснее. Все зависит от наличия конкретного кабеля UTP — пошаговые пары, толщина трубопровода, компактные или разноцветные проводники, проводники и изоляция, экранирование. Работа USB-расширения является предметом сложной теории высокочастотных сигналов. Это означает, конечно, что кабель USB — это не серия из четырех кабелей, а высокочастотная симметричная линия связи.
На максимальную длину удлинительного кабеля USB также влияет падение напряжения питания. Поэтому необходимо подать 5 вольт на USB-удлинитель, увеличив сечение силовых линий параллельно трем преобразованным парам.
Я смог создать USB-удлинители длиной до 20 метров. Более длинные удлинительные кабели не подойдут — высокочастотные сигналы будут блокироваться или напряжение питания будет значительно снижено на кабеле. Ниже приведен список всех причин, по которым удлинительный кабель USB не работал
Почему не работает удлинитель USB – причины:
1) Удлинительные кабели USB не являются парой пар.
Не используйте экранированные микрофонные кабели и т.п. Для удлинителя USB! Только витая пара! Лучший кабель для удлинения USB — это стандартная "компьютерная витая пара UTP", изготовленная из одножильного медного провода (но не патчкорды с мягкими жилами). Провода D+ и D- должны быть витой парой. Провода витой пары.
Сам кабель витой пары может быть низкого качества и иметь высокое затухание сигнала. В этом случае, если все приведенные ниже варианты не помогают, вам придется приобрести кабель UTP другой марки, производителя и т.д.
2) Для сигналов D+ и D- удлинителя USB используется неправильный кабель витой пары.
Компьютерные кабели UTP с витой парой имеют под оболочкой четыре пары витых проводов с разным шагом. Это необходимо для уменьшения паразитных помех между парами кабеля. Однако шаг витых пар также влияет на параметры маршрутизации высокочастотных сигналов. Поэтому для линий D+ и D- следует попробовать все четыре пары, чтобы определить, какая из них обеспечивает наибольшую стабильность работы USB-устройства. При создании USB-удлинителей лучше всего использовать синие или зеленые витые пары. Линии D+ и D- на этих кабелях витой пары в большинстве случаев работали идеально. Возможно, что эти парные проводники имеют "правильный" шаг скрутки. Однако оранжевые пары кабелей по каким-то причинам чаще выходили из строя на более длинных USB-удлинителях (15-20 м).
3) Падение напряжения питания удлинительного кабеля USB слишком велико.
Проводка удлинительного кабеля USB для цепи питания должна быть параллельной! Питание USB-устройства через USB-удлинитель должно подаваться параллельно через оставшиеся три витые пары. Это увеличивает площадь поперечного сечения проводов и уменьшает сопротивление. Если падение напряжения питания 5 вольт на удлинительном кабеле слишком велико, устройство USB будет работать неправильно. Компьютер не обнаружит его. Это закон Ома!
4) Удлинительный кабель USB не подключен к основному порту USB компьютера.
Удлинительный кабель USB должен быть подключен к разъему USB на задней панели корпуса компьютера. Есть разница, куда подключен удлинительный кабель USB! Дополнительный компьютерный USB-разъем в корпусе в большинстве случаев подключается к материнской плате обычным кабелем, а не витой парой. Поэтому, естественно, симметричные сигналы D+ и D- сильно искажаются такими кабелями, вызывая помехи. С другой стороны, разъемы USB, установленные на задней панели компьютера (непосредственно на материнской плате), не влияют на линии D+ и D-.
Как удлинить USB – еще другие варианты
Если вы не хотите паять, но вам срочно нужно удлинить 3G-модем или камеру, вы можете приобрести готовые устройства (наборы переходников USB-RJ45).
