Moin moin! Ich würde gern einen oder mehrere USB-Hubs in einem PC unterbringen. Möglichst alle USB-Ports sollen möglichst viel Strom liefern können. Dazu würde ich parallel zu den USB-Versorgungsleitungen die sowieso meist wenig genutzte 5V-Schiene des ATX-Netzteils schalten. Vielleicht würde ich auch die Hub-interne Stromversorgung überbrücken (nicht kurzschließen!), um den Saft direkt an die Ports zu bekommen. Am Mainboard selbst habe ich nicht vor rumzulöten, die Ports am Backpanel wären also ausgenommen. Es sollen nicht unbedingt 10 Ampere an jedem Port gezogen werden, aber es kann ja mal sein, dass man gerade 2 Handys und 2 Tablets laden will und gleichzeitig 3 externe Festplatten ohne eigene Stromversorgung sowie diverse USB-Sticks im Betrieb hat. Da wären die meisten Mainboards und Hubs überfordert, denke ich. Außerdem sollen vielleicht nochmal weitere Projekte und Testaufbauten über die Ports betrieben werden. Die Kabelquerschnitte würde ich entsprechend auslegen. Meine Fragen sind: Kann (darf) man das machen? (Dass es nicht vorgesehen ist, ist mir klar.) Was ist zu beachten? Welche Risiken enstehen für den PC und externe Geräte? Welche Schutzschaltungen wären an welcher Stelle sinnvoll? Und: Wie verhält sich die Sache, wenn ich 2 Netzteile im Betrieb habe? Eines soll das Hauptsystem versorgen und wird häufiger abgeschaltet, das andere wäre für diverse Subsysteme wie Startautomatik, Überwachung, Kühlung sowie die USB-Versorgung zuständig und würde nur selten (Im Urlaub o.Ä.) abgeschaltet. Es müssten ja irgendwie die Massen verbunden werden, ich bin mir aber grad nicht sicher, ob es einen Unterschied macht, wenn ein NT ausgeschaltet ist. Bitte kein "vergiss es" und "kannste nicht machen" ohne konkrete Begründung, da ich sonst ja nix dabei lernen würde. Vielleicht hättet ihr auch Alternativen, wie man so etwas besser realisieren kann? Ich möchte hinterher alles in einem PC-Gehäuse unterbringen.
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Marlon S. schrieb: > Kann (darf) man das machen? (Dass es nicht vorgesehen ist, ist mir > klar.) Dann versteh ich die Frage nicht > Was ist zu beachten? Das ein ATX Netzteil mal schnell 35A bei 5V liefert. Ein Strom bei dem ein USB Kabel zur Zündschnur wird. > Welche Risiken enstehen für den PC und externe Geräte? Defekte, Feuer ... > Welche Schutzschaltungen wären an welcher Stelle sinnvoll? Es wäre z.B. sinnvoll das jedes USB Gerät erst vorher mit dem Host aushandelt welchen Strom es ziehen darf, aber äh, genau das willst Du ja überbrücken. Marlon S. schrieb: > Wie verhält sich die Sache Wenn Du über Deine Wunderkiste rückwärtig in die 5V Versorgung einspeist obwohl das PC Netzteil aus ist ? Mal schaun. Hängt davon ab. Hast Du das Geld für einen neuen PC über ?
Marlon S. schrieb: > Ich würde gern einen oder mehrere USB-Hubs in einem PC unterbringen. > Möglichst alle USB-Ports sollen möglichst viel Strom liefern können. definiere möglichst viel Strom > Dazu würde ich parallel zu den USB-Versorgungsleitungen die sowieso > meist wenig genutzte 5V-Schiene des ATX-Netzteils schalten. parallel ohne Entkopplung der Spannungen zueinander ne schlechte Idee > Vielleicht > würde ich auch die Hub-interne Stromversorgung überbrücken (nicht > kurzschließen!), mache einen schaltplan wie du dir das denkst (eagle) Prosa ist hier nicht angeraten, wir sind zwar das Land der Dichter aber hier geht es nicht um Literatur. > Am > Mainboard selbst habe ich nicht vor rumzulöten, die Ports am Backpanel > wären also ausgenommen. der erste vernünftige Satz hier. > Es sollen nicht unbedingt 10 Ampere an jedem Port gezogen werden, aber > es kann ja mal sein, dass man gerade 2 Handys und 2 Tablets laden will > und gleichzeitig 3 externe Festplatten ohne eigene Stromversorgung sowie > diverse USB-Sticks im Betrieb hat. Da wären die meisten Mainboards und > Hubs überfordert, denke ich. Außerdem sollen vielleicht nochmal weitere > Projekte und Testaufbauten über die Ports betrieben werden. Die > Kabelquerschnitte würde ich entsprechend auslegen. du könntest powerd Hubs einsetzen mit all deren Schwächen > Meine Fragen sind: > Kann (darf) man das machen? (Dass es nicht vorgesehen ist, ist mir > klar.) man kann vieles machen und vieles wird auch gemacht, die USB Spez sieht z.B. vor das der Stromverbrauch ausgehandelt wird, low power Device 100mA und nach der Verhandlung darf auf hi power Device 500mA umgeschaltet werden, das wird manchmal über die USB Controller geregelt, leider nicht immer, es gibt viele Hersteller die die 5V Schiene einfach an den Port legen, die USB Chips sind dann aussen vor, gerne auch bei passive Hubs, die können nun mal am schlauen Hub der max. 0,5A liefert nicht wundersame Vermehrung 4x 0,5A machen. > Was ist zu beachten? > Welche Risiken enstehen für den PC und externe Geräte? > Welche Schutzschaltungen wären an welcher Stelle sinnvoll? > Und: wenn du nur eine USB Tanke bauen willst, 12V Zweig anzapfen, einen DC/DC Wandler auf 12V - low drop Reglerspannung - Regler auf 5V nachschalten, mit den 7-8V in eine KST gehen 0,5A - 1A - 2A nach belieben oder eben mehrere mit abgestuften I konst. z.B. mit einem entsprechend dicken gekühlten low drop Regler kleinster Spannung, kenne grad nur LDO um 2V (ein 1,25 wäre schöner) http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/1185ff.pdf diesen gefunden, bis 3A low drop 0,75V min. FB 2,37V bedeutet der Strom muss durch den Fühler R der bei max Strom 2,37V ergibt, also bei deinen 2A -> 2,37/2 ca. 1,2 Ohm, dort werden schon mal 5W verheizt, die Eingangsspannung muss also 3V höher liegen als die Ausgangsspannung für den nachgeschalteten low drop Spannungsegler für 5V wir addieren also 5V am USB + Spannung über low Drop Spannungsregler + Spannung über Ikonst = Eingangsspannung der Kette und Ausgangsspannung des DC/DC Wandlers aus 12V die übliche Ikonst mit dem LM317 sieht auch nicht besser aus, zwar ist die FB geringer, 1,25V aber dafür braucht der Regler min.3V in Summe mit 4,25V schlechter als das vorgerechnete Beispiel.
Joachim B. schrieb: > man kann vieles machen und vieles wird auch gemacht, die USB Spez sieht > z.B. vor das der Stromverbrauch ausgehandelt wird, low power Device > 100mA und nach der Verhandlung darf auf hi power Device 500mA > umgeschaltet werden, das wird manchmal über die USB Controller geregelt, > leider nicht immer, es gibt viele Hersteller die die 5V Schiene einfach > an den Port legen, die USB Chips sind dann aussen vor, gerne auch bei > passive Hubs, die können nun mal am schlauen Hub der max. 0,5A liefert > nicht wundersame Vermehrung 4x 0,5A machen. Ich erinnere mich noch an einen anderen "USB" Thread. Da hat eine Spezialist, der die USB Spec neben der Tastatur hatte, mal gesucht, wo da etwas über den Strom des Hosts steht. Er hat aber nichts gefunden. Da steht nur: ein Slave darf .... Es steht aber nirgends: ein Host muß den Strom begrenzen. Das minimale, daß ich von einem PC erwarte ist, daß durch einen Kurzschluß am USB kein Schaden am Mainboard entsteht. Und das ist dann wohl normgerecht. Klaus
Michael Knoelke schrieb: >> Was ist zu beachten? > Das ein ATX Netzteil mal schnell 35A bei 5V liefert. > Ein Strom bei dem ein USB Kabel zur Zündschnur wird. Handys, Tablets etc. haben ja zum Beispiel eine interne Ladeelektronik. Grundsätzlich zieht ein Gerät ja nicht immer gleich den gesamten verfügbaren Strom. Innenwiderstand und so. Wenn ich irgendwo nen Kurzen reinhaue, sieht die Sache natürlich wieder anders aus. Deshalb hatte ich auch größere Kabelquerschnitte vorgesehen. Aber ne Schutzschaltung wär sicher nicht verkehrt. >> Welche Risiken enstehen für den PC und externe Geräte? > Defekte, Feuer ... Unter welchen Umständen außer bei nem Kurzschluss? >> Welche Schutzschaltungen wären an welcher Stelle sinnvoll? > Es wäre z.B. sinnvoll das jedes USB Gerät erst vorher mit dem Host > aushandelt welchen Strom es ziehen darf, aber äh, genau das willst Du ja > überbrücken. Wird bei regulären Powered-Hubs der Strom ausgehandelt? Keine Ahnung, könnte mir aber vorstellen, dass die Chinesen das schon mal links liegen lassen. Weißt du da was? > Wenn Du über Deine Wunderkiste rückwärtig in die 5V Versorgung einspeist > obwohl das PC Netzteil aus ist ? > Mal schaun. Hängt davon ab. Hast Du das Geld für einen neuen PC über ? Letztendlich habe ich ja nur die Massen verbunden, oder? Ich habe nicht vor, die 5V-Leitung parallel zu den 5V des Mainboard-USB und damit zum zweiten Netzeil zu schalten, sondern an den entsprechenden Ports die Stromversorgung zu ersetzen. Da USB differentiell arbeitet, müsste das doch gehen? Ich möchte auf keinen Fall hier meinen Kopf durchsetzen (sonst hätte ichs ja einfach gemacht und womöglich den rechner gegrillt), sondern die Thematik besser verstehen, um vielleicht in Zukunft davon zu profitieren. Auf den hilfreichen Post von Joachim gehe ich später ein, habe grad leider wenig Zeit.
Marlon S. schrieb: > da ich sonst ja nix dabei lernen würde. Marlon S. schrieb: > könnte mir aber vorstellen, dass die Chinesen das schon mal links liegen > lassen Ja, von den Chinesen lernen heisst siegen lernen... Das Minimum wäre eine gut zugänglich Feinsicherung vor jeder USB-Buchse. In USB 2 ist nicht mehr spezifiziert als 1,5 A (zum Handyladen), die USB-Stecker sind für Hochstromanwendungen ebensowenig geeignet wie die Kabel. Georg
Georg schrieb: > Ja, von den Chinesen lernen heisst siegen lernen... > > Das Minimum wäre eine gut zugänglich Feinsicherung vor jeder USB-Buchse. dann doch eher eine 1-2A Polyfuse
Marlon S. schrieb: > Ich würde gern einen oder mehrere USB-Hubs in einem PC unterbringen. > Möglichst alle USB-Ports sollen möglichst viel Strom liefern können. Interne USB Hubs? Wenn ja, bist Du schon fast fertig. Trenne im USB-Kabel vom Hub zum Mainboard die 5V Leitung auf. Der Hub nebst angestecktem Gedöns bekommt seine Versorgung aus dem angestecktem Netzteilstecker ohne Umweg über das Mainboard. Sollten die Hubs zu schrottig und damit ohne Überstromabsicherung sein, musst Du nachrüsten.
mhh schrieb: > Wenn ja, bist Du schon fast fertig. >[...] > Sollten die Hubs zu schrottig und damit ohne Überstromabsicherung sein, > musst Du nachrüsten. Habe mal bei Ebay gestöbert und einen netten 3.0 powered Hub gefunden. Hat 7 Ports und als Output sind 1000 mA angegeben. Wenn es immerhin 1 A pro Port wäre, wäre das ja schonmal fast okay. Steht da aber nirgends. Das Gerät liegt mit 20 Euronen zwar nicht im High-End-Bereich, schrottig wirkt es aber auch nicht. Hat ne Überstromabsicherung drin, die aber wahrscheinlich auch bei 1 A liegt... Joachim B. schrieb: > definiere möglichst viel Strom Ich hätte aber nun statt 1 A gern 2 A, also 10W pro Port. Mehr muss es nicht sein. Mit nem USB-Ladegerät kommt man teilweise auf 2 A, bei Hubs wird das wahrscheinlich nirgends zu finden sein, weil USB 3.0 laut Specs ja eigentlich nur bis 1 A gehen darf. > wenn du nur eine USB Tanke bauen willst Am liebsten würde ich eine USB-Tanke mit Datenübertragung haben. Habe aber auch schon daran gedacht, einfach dezidierte Ladeports an einer Stelle und die regulären Datenports vom Hub an einer anderen aus dem Gehäuse zu führen. Könnte ne KSQ zum Laden nicht Probleme verursachen? Es zieht ja nicht jedes Gerät gleich viel Saft. Ich verstehe nur immer noch nicht ganz, warum ich die Stromversorgungspins des USB-Ports nicht über entsprechende Schutzschaltungen an das Netzteil anschließen kann. Letztendlich merkt das Gerät am anderen Ende ja nicht, dass es den Strom nicht vom MB bekommt. Andersrum merkt das MB auch nicht, dass das Gerät keinen Saft zieht bzw. es ist ihm egal, oder? Da das USB-Protokoll differentiell arbeitet, müsste es unabhängig von der Stromversorgung funktionieren. Wenn ich jetzt nen Kurzen in einen der Ports reinhaue, sollten doch einfach die vorgeschalteten Schutzeinrichtungen greifen oder zumindest in letzter Instanz dann die des Netzteils. Bevor die NT-Schutzschaltung greift, sind allerdings wahrscheinlich schon ein paar Kabel verschmort, deshalb wären eigene Maßnahmen sehr sinnvoll. Ich muss mal zusehen, dass ich ein bisschen Zeit finde, um nen Schaltplan in EAGLE zu zeichnen. Dann wird meine Idee sicher noch etwas klarer.
Marlon S. schrieb: > weil USB 3.0 laut Specs > ja eigentlich nur bis 1 A gehen darf. wenn du meinst, mir war bei USB3 0,9A in Erinnerung, aber um 100m strite ich nicht. Marlon S. schrieb: > Am liebsten würde ich eine USB-Tanke mit Datenübertragung haben. auch das geht, ich habe an keiner Stelle gesagt das du die Datenleitungen kappen sollst, nur wenn Tanke dann mit gebrücktem D+ und D- bei HTC irgendwas um 100 Ohm, andere wollen das anders. Marlon S. schrieb: > Könnte ne KSQ zum Laden nicht Probleme verursachen? Es zieht ja nicht > jedes Gerät gleich viel Saft. ich habe auch nie geschrieben eine KST für alle, darf ich dich an deine Forderung erinnern mal 1A mal 2A das braucht schon mal 2 KST. Wenn der USB Controller aber die Power abfragen will zum Aushandeln ob low power Device oder hi power device und der nix von der Poweraufnahme mitbekommt dann kann dir der Treiber in die Suppe spucken, deswegen würde ich das mit einem passiven Hub bauen der die 4 Ports ohne power Management verteilt.
Klaus schrieb: > Ich erinnere mich noch an einen anderen "USB" Thread. Da hat eine > Spezialist, der die USB Spec neben der Tastatur hatte, mal gesucht, wo > da etwas über den Strom des Hosts steht. Er hat aber nichts gefunden. > Da steht nur: ein Slave darf .... Es steht aber nirgends: ein Host muß > den Strom begrenzen. Das minimale, daß ich von einem PC erwarte ist, daß > durch einen Kurzschluß am USB kein Schaden am Mainboard entsteht. Und > das ist dann wohl normgerecht. Die maximale Stromabgabe des Hosts ergibt sich aus der Belastbarkeit der USB-Steckverbindung, die ursprünglich mit 2A spezifiziert war. Mit Erscheinen der USB-Power-Delivery-Spezifikation wurden jedoch auch 3A für Micro-B sowie 5A für Standard-B definiert. Jedoch sollte man dabei unbedingt beachten, dass sich im Laufe der Zeit auch der A-Steckverbinder, d.h. die Hostseite, geändert hat. PD-konforme Stecker werden tiefer in die Buchse hineingesteckt und betätigen dort einen Kontakt, über den die PD-Fähigkeit signalisiert wird. Wird der Kontakt nicht betätigt, muss der Host ggf. davon ausgehen, dass es sich um ein Kabel gemäß USB 1.0/1.1 mit 2A Belastbarkeit handelt. Bei PD-konformen Geräten können durchaus auch höhere Spannungen (12V bzw. 20V) ausgehandelt werden. Höhere Ströme als 2A sind meines Erachtens auch nur bei 12V oder 20V zulässig bzw. aushandelbar, so dass bei 5V unbedingt eine Strombegrenzung oder Absicherung mit 2A erfolgen sollte. Für die Steckverbinder und Kabel entsprechend Type C sind 3A spezifiziert. Und dass die Strombelastbarkeit der Kabel und Steckverbinder unbedingt berücksichtigt werden muss, folgt gemäß USB-Spezifikation auch daraus, dass dort explizit erwähnt wird, dass die jeweils anwendbaren Richtlinien bezüglich der elektrischen Sicherheit einzuhalten sind. Hierbei kann es durchaus auch nationale Unterschiede geben. Und es ist auch völlig korrekt, dass die USB-Spezifikation hierbei ausdrücklich nicht versucht, sich über die jeweils anzuwendenden Sicherheitsrichtlinien hinwegzusetzen. Letztendlich kann man also festhalten, dass die hostseitige Begrenzung auf 2A nicht an einer einzelnen Stelle der USB-Spezifikation zu finden ist, sondern erst aus der Gesamtheit der einzuhaltenden Anforderungen folgt. Das ganze ich auch keine praxisfremde Theorie, sondern durchaus relevant. Ich hatte erst vor wenigen Monaten bei einer Maus einen Kurzschluss zwischen VBUS und Kabelschirm. Wenn der Hub wesentlich mehr als 2A hätte liefern können, wäre die Brandgefahr ganz erheblich gewesen.
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Auf den Mainboards ist üblicherweise ein High-Side Switch drauf mit Current Sensing. Die Brot und Butterteile sind recht ungenau, die Strombegrenzung schlägt bei Raumtemperatur gerne erst zwischen 700mA und 1100mA zu(*). Der Fault-Ausgang der Switches geht auf sogenannte Overcurrent-Inputs des Chipsatzes. Dort erfährt der PC daß da was passiert ist. Einen Rückkanal hab ich bisher nicht gesehen, sprich daß der Chipsatz einen Strom vorgibt. Kann es sicherlich geben, mit GPIO lässt sich viel realisieren. Aber die üblichen Referenzdesigns für Consumer-PC haben das nicht. Wie hier schon vorgeschlagen wurde kann man die +5V vom Netzteil abgreifen und an die A-Buchse führen. Eine Sicherung ist immer eine gute Idee, aber bedenkt bei Polyfuses die Temperaturabhängigkeit. Kontaktbelastung siehe Vorposter. (*)USB2.0
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Marlon S. schrieb: > aber > es kann ja mal sein, dass man gerade 2 Handys und 2 Tablets laden will > und gleichzeitig 3 externe Festplatten ohne eigene Stromversorgung sowie > diverse USB-Sticks im Betrieb hat. Alleine die Idee 2 Handys und Tablets ueber den PC laden zu wollen... Schau mal lieber in die Anleitungen von deinen Geraeten! Bei meinem Handy z.B. steht ganz klar dabei: NICHT AM PC LADEN! Und ich sag dir was: Das wird der Hersteller da nicht aus langeweile reingeschrieben haben! Das ganze hoert sich fuer mich so an, als ob dir da schon mind. 1 PC bei abegraucht ist... mensch, wen wunderts... Und anstatt dir einzugestehen das Du da vielleicht irgendwas falsch gemacht haben koenntest, ist natuerlich die Technik scheisse, und muss umgebaut werden... Korrigiere mich, wenn ich falsch liege...
Kaj schrieb: > Bei meinem Handy z.B. steht ganz klar dabei: NICHT AM PC LADEN! Dann hast Du eben ein schrottiges Handy... Das muß sein Ladeverhalten eben entsprechend anpassen. Dauert dann eben entsprechend länger als an einem Ladeadapter. Allerdings würde ich meinen PC nicht zur Ladestation umfunktionieren wollen. Eine 3-fach Leiste mit 3 USB-Ladern mit je 2 Anschlüssen erledigt sowas im Zweifel ohne wirklichen Aufwand. Ich kenne auch etliche Mainboards, USB-Power auf StandBy-Power gejumpert werden kann und das als Default so eigestellt ist. Sind dann mal 2A möglich auf dem Port. Manchmal gibt es in der Leitung sogar eine Sicherung. Gut versteckt und eingelötet. Manchmal brennt aber auch nur eine Leiterbahn ab. Dazu kommt, daß ich diverse Geräte kenne, die den Ladebetrieb einstellen oder zumindest runterschalten, wenn sie einen USB-Host erkennen. Gruß aus Berlin Michael
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