USB Power - Những điều cơ bản

Tôi mới bắt đầu thiết kế một cái gì đó được cung cấp bởi USB. Lý tưởng nhất là nó có thể được cắm vào bộ chuyển đổi sang phích cắm tường của Vương quốc Anh hoặc cổng USB được cấp nguồn trên thiết bị khác. Tôi có thiết kế mạch tại chỗ bằng Kicad nhưng tôi chưa bao giờ cấp nguồn cho thiết bị sử dụng USB.

Có phải chỉ đơn giản là kết nối V + với các bit cần nguồn, nối đất với các bit cần nối đất và đầu nối tụ 1uF giữa hai (nếu vậy chúng nên được kết nối theo cách nào)? Hay điều này là sai lầm dữ dội? Tôi không cần chuyển dữ liệu sang D + và D- đã bị bỏ ngỏ. Những cái này cần phải được kết nối với mặt đất với điện trở kéo xuống hay cái gì đó? Id muốn có được điều này đúng để tôi có thể làm điều đó khi thiết kế các sản phẩm khác.

Tôi cung cấp năng lượng cho một attiny và một số đèn LED 5mm

Các thiết bị USB có thể rút ra tới 100 mA để thực hiện đàm phán ban đầu, được gọi là liệt kê , với máy chủ lưu trữ. Trong quá trình này, họ có thể yêu cầu tới 500 mA. Sau đó, chủ nhà quyết định cấp thêm năng lượng hay tắt thiết bị.

Trong một số trường hợp, máy chủ có thể yêu cầu thiết bị chuyển sang chế độ ngủ công suất thấp.

Hầu hết các máy tính chạy trên tường chỉ kết nối nguồn USB với nguồn 5 V của chúng thông qua một polyfuse và không cố gắng kiểm soát hoặc thậm chí theo dõi dòng điện. Thiết bị hoạt động bằng pin thường quản lý cẩn thận nguồn USB. Do đó, bạn có thể thoát khỏi việc chỉ cần rút điện mà không hỏi khi kết nối với máy tính để bàn, nhưng có thể không khi kết nối với máy tính xách tay.

Tất nhiên, đây là tất cả trong thông số kỹ thuật USB.

Nó phụ thuộc vào bao nhiêu năng lượng bạn cần. Theo mặc định, bạn có chế độ năng lượng thấp, có thể cung cấp tới 100mA, đủ cho rất nhiều thứ. Bạn có thể nhận được tới 500mA nếu bạn đàm phán chế độ năng lượng cao với máy chủ. Điều này đã được đề cập trong các câu hỏi khác .

Như những người khác đã nêu, bạn có thể rút 100mA từ bất kỳ máy chủ USB nào.

Nếu bạn muốn / cần nhiều năng lượng hơn thế (không vi phạm thông số kỹ thuật USB và tạo ra thứ gì đó có khả năng gây hại cho thiết bị chủ của bạn), thì bạn có thể:

1. Kết nối chân MCU / CPU với các chân dữ liệu để bạn có thể thương lượng tốc độ sạc cao hơn với máy chủ

hoặc là

2. Cảm nhận các chân D + / D- tích cực. Khi được kết nối với bộ sạc (tuân thủ thông số kỹ thuật), các chân D + / D- được nối ngắn trong bộ sạc, vì vậy thiết bị của bạn có thể biết rằng nó "được phép" lấy điện ở tốc độ cao mà không cần thương lượng. Khi được kết nối với máy chủ, các chân này sẽ không bị thiếu bs, vì vậy thiết bị của bạn sẽ cần tự giới hạn ở mức rút 100mA.

Có lý thuyết và có thực hành.

Lý thuyết là trước khi liệt kê bạn chỉ được phép rút 100ma. Hơn nữa, có giới hạn thời gian sau đó nếu liệt kê không thành công, bạn phải giảm xuống trạng thái năng lượng rất thấp. Các mụn cóc trên tường USB (thông số "sạc pin") rút ngắn các đường D + và D- lại với nhau để chỉ ra rằng chúng không phải là máy chủ USB thông thường.

Thực tế là các máy chủ (thậm chí cả máy tính xách tay) thường chỉ có giới hạn dòng điện câm với ngưỡng cố định. Vì vậy, nếu bạn không quan tâm đến việc thiết bị của mình được chứng nhận là tuân thủ USB, bạn có thể rút 500ma (hoặc thậm chí hơn một chút) ngay lập tức và nó sẽ hoạt động tốt với đại đa số máy chủ.

Tôi tin rằng các thiết bị USB 3.0 có thể rút tới 1000mA miễn là máy chủ cho phép.

Ở hoặc dưới 100 mA và bạn không phải lo lắng về việc liệt kê. Nếu bạn đang xây dựng một lần, tôi sẽ không lo lắng về việc kéo tới 500 mA, ngay cả khi không có bảng liệt kê. Nếu bạn đang xây dựng một sản phẩm, hãy ném MCU 50 xu vào đó để liệt kê xe buýt và yêu cầu thêm hiện tại.