Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Geheimnisvolles USB-Kabel


von kabelist (Gast)


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Hallo,

ich habe hier ein geheimnisvolles USB-Kabel.
(A-Stecker auf Micro-Buchse)

Die einzige Besonderheit des Kabels ist, dass es nur 15 cm lang ist.

Das Seltsame:
Wenn das Kabel eingesteckt wird, zeigen die Host-Rechner
immer kurzzeitig "Overcurrent" an.
Dann Funktioniert alles wieder einwandfrei.

DC-mäßig ist das Kabel ok,
keine Kurzschlüsse, keine hochohmigen Übergänge etc.

Hier die Frage:
Wie kann das sein?
Irgendein induktiver/kapazitiver Effekt?
Eventuell mit der Kabellänge zusammenhängend?

Was sagen die Experten?


Gruss,

K.

von mhh (Gast)


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kabelist schrieb:
> Wenn das Kabel eingesteckt wird,

Nur das Kabel? Also kein Gerät dran?

Mache mal eine Kapazitätsmessung zwischen (+)- und Masseleitung des 
Kabels. Vllt. versteckt sich ein zu großer Elko im A-Stecker.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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kabelist schrieb:
> Wenn das Kabel eingesteckt wird, zeigen die Host-Rechner
> immer kurzzeitig "Overcurrent" an.

Was sind das für "Host-Rechner"? Übliche PCs haben in ihrer USB-Hardware 
keinerlei Messeinrichtungen für den tatsächlich fließenden Strom und 
können daher auch gar keinen "Overcurrent" feststellen.
Die auf solchen PCs angezeigte Warnung (bei Windows "Stromüberspannung" 
genannt) bezieht sich auf die in den USB-Deskriptoren angeschlossener 
Geräte angegebenen Werte - da aber ein USB-Kabel keinen USB-Deskriptor 
hat ...

von User (Gast)


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Kurzschluss während des Einsteckens

von mint (Gast)


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Rufus Τ. Firefly schrieb:
> Was sind das für "Host-Rechner"? Übliche PCs haben in ihrer USB-Hardware
> keinerlei Messeinrichtungen für den tatsächlich fließenden Strom und
> können daher auch gar keinen "Overcurrent" feststellen.

Komplet daneben, sorry. sicher messen die Gurken ...

von User (Gast)


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Der Strombedarf wird über USB-Protokoll mitgeteilt. Gemessen wird da 
nichts.

von Chris R. (hownottobeseen)


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User schrieb:
> Der Strombedarf wird über USB-Protokoll mitgeteilt. Gemessen wird da
> nichts.

nicht ganz richtig.
Manche Mainboards messen tatsächlich, oft aber nur ein digitaler Wert 
(Strom ok, also <= 500 mA oder dann eben zu viel).

Gigabyte hatte da mal ein "Feature", dass man an den USB-Ports für High 
current charging eine extra Software laufen lassen musste, die dann mehr 
Strom freigegeben hat...

Um auf das Thema zurückzukommen:

Normale USB-Kabel sind rein passiv, das einzige was ich mir vorstellen 
könnte wäre ein Defekt des Kabels (Kurzschluss, der USB-Port müsste dann 
aber ausgehen), ein interner Kondensator oder eines der ersten 
BadUSB-Devices ;)

von Michael L. (michaelx)


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Chris R. schrieb:

> Manche Mainboards messen tatsächlich, oft aber nur ein digitaler Wert
> (Strom ok, also <= 500 mA oder dann eben zu viel).

Die "Meßeinrichtung" wird wohl eher eine Polyfuse sein.

> Gigabyte hatte da mal ein "Feature", dass man an den USB-Ports für High
> current charging eine extra Software laufen lassen musste, die dann mehr
> Strom freigegeben hat...

Da wird wohl ganz einfach mit einem FET der Stromfluss über eine 
Polyfuse mit höheren zulässigen Strom freigegeben.

Übrigens: Solche Extra-SW für so simple Aufgaben belegt gern mal 50-100 
Megabyte auf der HD und frisst ebensoviel RAM, während sie sich hin und 
wieder völlig sinnlos im Hintergrund mit sich selbst beschäftigt.

;-)

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Chris R. schrieb:
> Manche Mainboards messen tatsächlich, oft aber nur ein digitaler Wert
> (Strom ok, also <= 500 mA oder dann eben zu viel).

Welche sollten das sein?

von stefanus (Gast)


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Manche USB Ports messen die tatsächliche Stromaufnahme und melden auch, 
wenn das angeschlossene Gerät mehr Strom zieht, als es angemeldet hat. 
In der Systemsteuerung sieht man dann auch beide Werte angezeigt.

Ich hatte mal ein Notebook mit diesem Feature, das war nichtmal ein 
besonders teures.

von stefanus (Gast)


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> Manche Mainboards messen tatsächlich, oft aber nur ein digitaler Wert
> (Strom ok, also <= 500 mA oder dann eben zu viel).

> Welche sollten das sein?

Mein Netbook zum Beispiel, das gerade auf meinem Schoß liegt (Acer 
Aspire One 756). Als ich da mal eine geliehene externe Festplatte 
anschloss, schaltete sich das Notebook sofort ab. Mit Y-Kabel hingegen 
ging es.

von Max M. (jens2001)


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Also mein Lenovo ThinkpadE520 überwacht den Strom.
Wenn ich beim rummachen an meinem USB-gespeisten Arduino einen 
Kurzschluss verursache erscheint ein Warnfenster und der USB-Anschluss 
wird abgeschaltet.

: Bearbeitet durch User
von Tilo (Gast)


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Rufus Τ. Firefly schrieb:
> Was sind das für "Host-Rechner"? Übliche PCs haben in ihrer USB-Hardware
> keinerlei Messeinrichtungen für den tatsächlich fließenden Strom und
> können daher auch gar keinen "Overcurrent" feststellen.
> Die auf solchen PCs angezeigte Warnung (bei Windows "Stromüberspannung"
> genannt) bezieht sich auf die in den USB-Deskriptoren angeschlossener
> Geräte angegebenen Werte - da aber ein USB-Kabel keinen USB-Deskriptor
> hat ...

Sorry aber das ist falsch. Ist schon eine Weile her, dass ich mal mit 
USB-Kabeln rumgebastelt habe. Damals hab ich aber aus versehen auch 
kurzschlüsse gemacht. Mein Macbook 2007 und mein damaliger PC haben 
definitiv eine "Stromüberspannung" wegen dem Kurzschluss gemeldet und 
nicht wegen dem USB-Deskriptor. Warum sollte der einen Fehler auslösen?

Der SIP1521 USB-Hub hat z.B. im Referenzdesign eine Abschaltung per FET 
bei Überstrom vorgesehen. Auf Mainboards gibts die z.T. auch.

von Hans Ulli K. (Gast)


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Auf USB Host Ebene wird der Überstrom ggf. überwacht.
Es kommt aber auf die Hardware an (Hostcontroller)

Eine direkte Strommessung, also wieviel mA, gibt es nicht !

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Tilo L. schrieb:
> Sorry aber das ist falsch.

Nein. Dein MacBook ist deutlich "sauberer" designt als normale PCs, und 
das USB-Hub-Referenz-Design zeigt, wie es gemacht werden sollte, aber 
praktisch nie gemacht wird.

Die hier erwähnten Rechner --Dein MacBook und ein paar Notebooks-- sind 
Ausnahmen. Normale PCs und normale USB-Hubs enthalten keinerlei 
Hardware, die den Strom misst oder gar begrenzt, bis auf eine Sicherung.

Das geschieht aus Kostengründen, denn die Bauteile, die für das Messen 
bzw. kontrollierte Abschalten erforderlich sind, die kosten Geld.

Obendrein würde mit solchen USB-Ports keine einzige 2.5"-USB-Festplatte 
funktionieren, denn die verletzen allesamt die USB-Spezifikation, 
indem sie einen Anlaufstrom von deutlich über 1000 mA und einen 
Betriebsstrom von i.d.R. deutlich über 500 mA benötigen.

Da solche Festplatten auch am MacBook funktionieren, wird hier auch 
keine echte Messelektronik verbaut sein, sondern eher etwas wie eine 
selbstrückstellende Sicherung verbaut sein und deren Auslösen überwacht.

von Klaus (Gast)


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Rufus Τ. Firefly schrieb:
> Normale PCs und normale USB-Hubs enthalten keinerlei
> Hardware, die den Strom misst oder gar begrenzt, bis auf eine Sicherung.

Manchmal teilen sich auch 2 Ports eine größere Sicherung

MfG Klaus

von Tilo (Gast)


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Polyfuses habe ich hier noch nie gesehen sondern FETs, über die der 
Spannungsabfall gemessen wird. Damit wird aber nicht auf 500mA begrenzt 
sondern deutlich höher.
Nicht nur wegen der externen Festplatten sondern auch wegen 
Einschaltströmen von Kondensatoren.

Ich hatte USB-Hubs mit dem genannten Chip und da war die Strombegrenzung 
drin, allerdings bei 2A.

von Marvin M (Gast)


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Im Prinzip ja, aber...
Was ist teurer: Eine Polyfuse oder ein niederohmiger Messwiderstand 
dessen Spannungsabfall z.B. via Komparator (könnte auch im USB-Host Chip 
integriert sein) "gemessen" wird. Aus meiner Erinnerung ist eine 
Polyfuse teurer.
Bei mir hat bislang jeder PC / Notebook die "Stromüberspannung" - 
Meldung gebracht - ich versorge meine Testschaltungen eigentlich immer 
via USB und es kommt hin und wieder durch Dummheit zu einem Kurzschluss.
Dass die Festplatten funktionieren, könnte an einer Toleranzschwelle 
liegen - die wohl auch per Software geändert werden kann. Dass da dann 
eine zweite Polyfuse und ein MosFet verbaut werden, kann ich mir absolut 
nicht vorstellen. Dann ist ein A/D-Wandler auf dem Die billiger.
Das ist aber auch wilde Spekulation - bringt nix - aber meine Neugier 
ist geweckt. Hat wer Datenblätter / Schaltpläne bzw. könnte sein 
Motherboard mal untersuchen? Ich habe momentan leider "nur" einen 
Laptop, da kommt man leider nicht so ohne weiteres an die interessanten 
Stellen ran ;-)
Würde mich jetzt echt interessieren, wie es nachweislich gemacht wird.

von Marvin M (Gast)


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@Tilo L.
Hab deinen Beitrag leider erst gesehen, als meiner bereits geschrieben 
war...
Macht Sinn, denn der MosFet ist scheinbar sowieso schon da - nach einer 
"Stromüberspannung" ist der USB-Port nämlich abgeschaltet. Bei einigen 
Boards/Laptop ging da IIRC nur nach Neustart was - das spricht auch 
gegen eine Polyfuse.

von Asko B. (dg2brs)


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Rufus Τ. Firefly schrieb:
> Obendrein würde mit solchen USB-Ports keine einzige 2.5"-USB-Festplatte
> funktionieren, denn die verletzen allesamt die USB-Spezifikation,
> indem sie einen Anlaufstrom von deutlich über 1000 mA und einen
> Betriebsstrom von i.d.R. deutlich über 500 mA benötigen.

Meine USB-Festplatte funktioniert NUR an EINEM USB-Port
meines Laptops.
Selbst an manchen "Fest-PCs" laeuft die nicht an.
Da scheint wirklich jeder sein eigenes Sueppchen zu kochen.

Mein iPad2 meldet zB selbst an diesem "stromergiebigen"
USB-Port " - wird nicht geladen - "
Das geht dann wirklich nur am extra dafuer vorgesehenen
Netzteil.

Gruss Asko.

von mhh (Gast)


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Marvin M schrieb:
> Dass da dann
> eine zweite Polyfuse und ein MosFet verbaut werden, kann ich mir absolut
> nicht vorstellen.

Nun ja, die Polyfuse werden mittlerweile auch eingespart. Die 
Notwendigkeit eines Schutzes wird durch die Versorgung der USB 
Anschlüsse über die 5V Stby. des Netzteiles mit ihrer begrenzenden 
Ergiebigkeit an dieser Stelle erschlagen.

Nun lassen sich zwar nicht mehr alle USB Anschlüsse gleichzeitig nutzen 
(bei 2-3A Gesamtstrom ist Ende je nach NT), aber ein Kurzschluss bringt 
den Rechner nicht mehr zum Absturz (ungeplanter Nebeneffekt).

Und selbstverständlich ist der Stby-Ausgang der Netzteile nicht für 
Dauerbetrieb mit großer Stromlast ausgelegt, weshalb sich 
Rechner-Startprobleme und NT-Frühausfälle wegen dieser "Fehlentwicklung" 
häufen.

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Marvin M schrieb:
> Hat wer Datenblätter / Schaltpläne bzw. könnte sein
> Motherboard mal untersuchen? Ich habe momentan leider "nur" einen
> Laptop, da kommt man leider nicht so ohne weiteres an die interessanten
> Stellen ran ;-)

Ich "arbeite" hier an einem HP NC8000. Schaltplan vorhanden (Auszug im 
Anhang).

Die Spannungsversorgung läuft über einen MIC2545A. Die Strombegrenzung 
ist auf 3A festgenagelt.

Cheers,
Magnus

von Klaus (Gast)


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Marvin M schrieb:
> Dann ist ein A/D-Wandler auf dem Die billiger.

Wahrscheinlich. Aber die Chipsets, mit denen ich zu tun habe, haben nur 
einen digitalen Überstromeingang.

Wenn der Strom rein durch Software überwacht würde, könnte man, wenn sie 
(noch) nicht läuft, das Board doch abbrennen, das NT kann schon einige 
Ampere. Eine Sicherung ist also immer Pflicht.

MfG Klaus

von npn (Gast)


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Asko B. schrieb:
> Mein iPad2 meldet zB selbst an diesem "stromergiebigen"
> USB-Port " - wird nicht geladen - "
> Das geht dann wirklich nur am extra dafuer vorgesehenen
> Netzteil.

Das wiederum liegt nicht am USB, sondern an einer bestimmten Codierung, 
die bei den Apfel-Geräten vorhanden sein muß, damit sie geladen werden. 
Das ist ein Alleingang der Äpfel...
Das Thema hatten wir auch schon hier im Forum, warum die Äpfel manchmal 
nicht geladen werden...

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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npn schrieb:
> Das ist ein Alleingang der Äpfel...

Ist es nicht; es ist eine Vorwegnahme der "USB Battery Charger 
Specification" (und unterscheidet sich inhaltlich etwas, wofür Apple 
wenig kann, schließlich haben die's zuerst gemacht).

von Kabelist (Gast)


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Hallo,

erstmal vielen Dank an die Experten für die vielen Replies.
Hier mal ein paar weitere Ergebnisse aus meinem USB-Kabel-Labor:
Aufbau:

USB-Gerät ----GeheimnisvollesKabel----Verlängerung----Laptop

in dieser Konfiguration gibt es immer die Meldung (s. Abb),
egal wo gezogen und gesteckt wird.

Aufbau:

USB-Gerät ----NormalesKabel----Verlängerung----Laptop

keine Meldung!
Idee?
o Elko im Stecker (Witz!?)
o Kurzschluss beim Stecken (Kontaktfedern seltsam verbogen...?
  Warum dann auch beim Ziehen/Stecken an anderer Stelle?

Gruss,

K

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