Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schutz für USB-Hardware


von Stack C. (stackcoder)


Lesenswert?

Hey Community,

ich suche nach einer Möglichkeit USB-2.0-Geräte vor möglichen Fehlern 
anderer zu "schützen". Hier (z.B.: 
http://www.mikrocontroller.net/articles/USB#Tipps_.2B_Tricks) werden 
Self-Powerd-USB-Hubs so wie Adapter zur galvanischen Trennung empfohlen. 
Leider unterstützen nicht alle der zu schützenden Geräte USB-Hubs 
(Smartphones im Host-Modus), somit scheiden Erstere schon mal aus.

Daher meine Fragen: Auf welche auf dem Markt befindlichen Geräte kann 
man sich verlassen? Was setzt ihr dazu ein?

Einige dieser USB-Isolatoren können das "Device" mit Strom vom Host 
versorgen, kann durch diese Funktionalität der Schutz (beidseitig?) noch 
vollständig gewährleistet sein?

Ich nehme an, dass die Datenleitungen durch Optokoppler getrennt werden, 
und die Stromversorgung mit Induktionsspulen durchgeschleift wird. 
Letztere funktioniert, soweit keine weiteren Schutzmaßnahmen vorhanden 
meines Wissens nach auch genauso gut in die andere Richtung...
Schaltpläne liegen bei Olimex USB-ISO & co. ja leider nicht bei.

Schützen diese Isolatoren vor allen möglichen Fehlern, und wie resistent 
sind diese dabei selbst ?

von holger (Gast)


Lesenswert?

>ich suche nach einer Möglichkeit USB-2.0-Geräte vor möglichen Fehlern
>anderer zu "schützen".

Welche Fehler sind das? Ohne Angabe der Fehler kann man
dir keine vernünftige Antwort geben.

von Stack C. (stackcoder)


Lesenswert?

Stimmt, da muss ich dir natürlich Recht geben. Mit "Fehler" meinte ich:
- Kurzschlüsse
- Verpolungen
- anliegende Überspannung (> 5V)

von holger (Gast)


Lesenswert?

>Stimmt, da muss ich dir natürlich Recht geben. Mit "Fehler" meinte ich:
>- Kurzschlüsse

Da schaltet der USB Controller hoffentlich ab.
Wenn nicht Pech gehabt.

>- Verpolungen

Ist durch die Steckverbinder unmöglich.

>- anliegende Überspannung (> 5V)

Wer so blöd ist da mehr als 5V drauf zu geben
soll dabei zusehen was das Ergebnis ist.

Gegen 230V willst du deine USB Buchse nicht schützen.
Das willst du nicht bezahlen.

Vergebliche Liebesmüh.

von Rainer V. (rudi994)


Lesenswert?

Das ist schon teuer. Soweit ich mich erinnere, fängt es bei ca. 60€ mit 
einem USB-Isolator aus dem MCU-Bastel-Shop an und geht bis zu vielen 
100€ für normengerechte Industriegeräte.

von René B. (reneb)


Lesenswert?

Je nach Risiko kannst du ertmal anfangen mit dem hier:
- Einfach nen Hub dazwischen und hoffen, dass es den schiesst,
  bevor es den PC trifft
- USB-Isolator (für USB 1.1 als Selbstbau oder etwa 50€ zu haben)
  => Nur Potentialtrennnug, aber im Fehlerfall zerschiesst es den 
Isolator
- USB over Ethernet Umsetzer (Schirmung muss ab)
  => Auch nur Potentialtrennung, aber wenigsten USB 2.0
     Und es ist schwierig da brauchbare Geräte zu finden, denn die
     meisten sind erstmal nur für Drucker und wenn du was schnelles 
daran
     anschliesst gehen sie in die Knie
- Profesioneller USB-Isolator für USB2.0 inkl. eingebautem Schutz
  => Zum Preis will ich nichts sagen, aber sowas findet man in
     Prüfmittel-/Industrie-/Produktionsumgebungeg
     und daher alles andere als billig..

Beschreib mal deine Anwendung, vielleicht kann man ja entschärfte 
Anforderungen daraus ableiten.

von Dingens23 (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

folgendes funktioniert meiner Erfahrung nach ganz gut:

http://www.reichelt.de/USB-CARE01/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=116460&artnr=USB+CARE01&SEARCH=USB+Isolator

Mit Versorgung, full speed tauglich, hält 1000V DC aus, galvanische 
Trennung.

Für Netzspannung würde ich es trotzdem nicht dauerhaft verwenden - woher 
sollen die nötigen Luft- und Kriechstrecken in einem USB-Stecker auch 
kommen...
Aushalten tut es das, das hat ein Kollege in der Arbeit schon des 
öfteren unfreiwillig ausprobiert : Debugger in einem Wechselrichter, µC 
auf Zwischenkreispotential, Trenntrafo vergessen. Der Kollege und der PC 
leben dank diesem Gerät noch.

Hubs kann ich nicht empfehlen, die bringen meistens nichts - bei den 
meisten Hubs die ich bisher zerlegt habe, ist die Versorgung einfach 
durchverbunden - teils trotz eigenem Netzteil.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


Lesenswert?

Dingens23 schrieb:
> Mit Versorgung, full speed tauglich,

Ja. Also nur 12 MBit/sec.

Die meisten, die von "USB2.0" reden, gehen von "high speed" (480 
MBit/sec) aus.

von Kein Name (Gast)


Lesenswert?

Ist das für fertige Produkte oder zur Entwicklung? Zum entwickeln 
einfach einen Raspberry nehmen. Selbst wenn alles schief geht, lösen 
sich 35-Euro in Rauch auf.

von Stack C. (stackcoder)


Lesenswert?

>Beschreib mal deine Anwendung, vielleicht kann man ja entschärfte
>Anforderungen daraus ableiten.
Zum Einen möchte ich meine Rechner bei der Entwicklung schützen. Diese 
sind dabei meist über ein Programmiergerät (z.B.: das USB AVR Lab) mit 
dem Entwicklungsbord verbunden. Natürlich sollte hier im Normalfall 
nichts passieren, jedoch denke ich versteckt hat man sich mal ganz 
schnell, und das ist mir ein im Zweifelsfall ein kaputtes Mainboard 
nicht wert.
Zum andern möchte ich fertige Produkte an dem Board (= Host) betreiben 
können. Wünschenswert wäre daher eine Lösung die beidseitigen Schutz 
bietet.

@USB CARE01
>Aushalten tut es das, das hat ein Kollege in der Arbeit schon des
>öfteren unfreiwillig ausprobiert : Debugger in einem Wechselrichter, µC
>auf Zwischenkreispotential, Trenntrafo vergessen. Der Kollege und der PC
>leben dank diesem Gerät noch.
Hat es der PC samt USB-Controller und dem USB CARE01 überlegt, oder ist 
dabei doch irgendetwas gestorben?

> Ist das für fertige Produkte oder zur Entwicklung?
Eher zur Entwicklung, bei den von mir eingesetzten fertigen Produkten 
erwarte ich keine Probleme. An das Raspberry und usb/ip habe ich auch 
schon gedacht, allerdings funktioniert das nur wenn der eigentliche Host 
auch usb/ip fähig ist. Diese Kombination ist zwar günstiger, aber nicht 
gerade Plug'n'Play fähig.

von Dingens23 (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

der USB CARE01 hat das überlebt, mehr als einmal.

Wegen der galvanischen Trennung kann eigenlich nie ein Strom in den PC 
zurückfließen, außer du überschreitest 1000DC. Wie oben schon erwähnt 
halte ich die Kriechstrecken allerdings für zu klein für einen 
Dauerbetrieb mit Netzspannung.

Zerstören kann man es trotzdem, z.B. wenn man an der Versorgung auf der 
Sekundärseite oder den Datenleitungen eine Spannung einspeist - also 
z.B. 24V an D+ und D- anlegt.

--> es ist als Isolation zwischen PC und deinem Gerät gedacht. Das 
funktioniert.

von PittyJ (Gast)


Lesenswert?

Wir verwenden optische USB-3 Kabel.
Allerdings möchtest du wohl nicht die >500 Euro pro Kabel bezahlen.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.