Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik USB-Hub nötig?


von Chris M. (chris_appment)


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Moin,

ich bin nicht so ganz vertraut mit USB und stehe vor einem "Problem?".
Habe eine USB-Webcam räumlich in der Nähe einer Temperatursteuerung mit 
mehreren TempSensoren.
Der ganze Gulasch soll nun im Gehäuse per Kabel weiter an die 
Hauptplatine geliefert werden. Ich könnte theoretisch einfach alle 
TempSensoren zusammenfassen und in einem Kabel weiterleiten und 
zusätzlich die Kamera mit dem vorhandenen Kabel extra dazu.
Jetzt würde es einige Vorteile bringen alle Signale auf ein einziges 
Kabel über eine "Verteilerplatine" zu leiten.
Sprich folgende Signalarchitektur:

USB 2.0 Webcam --Kabel--Verteilerplatine--Kabel--Hauptplatine
Tempsensoren ----Kabel---

Jetzt die Frage. Wie empfindlich reagiert USB auf mehrere 
"Steckverbindungen" bzw. auch auf externe Ströme innerhalb eines Kabels? 
Jede Steckverbindung und auch Kabel ist ja ein zusätzlicher 
Widerstand....
Die Kamera liefert einen HD-Livestream und sollte keinesfalls an 
Datenqualität verlieren.

Habe mal gelesen zum Aufbereiten von USB-Signalen werden die 
USB-Hub-IC's verwendet, ist für mich aber, wie gesagt, alles Neuland.

Danke im Voraus!

: Bearbeitet durch User
von Michael O. (michael_o)


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Daneben liegende Kabel und Störungen gibt es bei USB eher selten. Ab 
einer gewissen Länge gibt es regelmäßig Probleme mit der Stromaufname 
der USB Geräte z.b. bei Festplatten. Ab 5m braucht es Kabel mit aktivem 
Signalverstärker. Die maximallänge ist seit USB 3.x recht kurz geworden, 
moderne Computer haben nichts anderes mehr.

MfG
Michael

von HyperMario (Gast)


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Chris M. schrieb:
> Wie empfindlich reagiert USB auf mehrere
> "Steckverbindungen" bzw. auch auf externe Ströme innerhalb eines Kabels?

Kommt darauf an.

- USB Geschwindigkeit  Low, Full, High ... Speed
- Die Leitung (je höher der Speed desto wichtiger die Impedanz)
- Störungen (Usb ist voll geschirmt)
- Dein Signal (z.B. Übersprechen)
- Das Kabel (paare geschirmt oder nicht, Impedanz, )

usw.

Das einzige was relativ einfach zu handhaben ist wäre die USB Spannung. 
Die ist vom Querschnitt der Leitung abhängig, wenn es nicht reicht nimmt 
man mehrere Adern.

von Stefan F. (Gast)


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Du kannst USB Kabel nicht so einfach zerlegen, durch andere Kabel leiten 
und die Stecker austauschen. Die Kabel müssen den Regeln der HF Technik 
folgen. Lasse USB Kabel am besten unverändert und verlängere nur mit 
fertig konfektionierten Kabeln.

Ein Hub brauchst du, um die Anzahl der Ports zu erweitern (wie ein 
Dreifach-Stecker an der Steckdose).

Mehrere USB Geräte parallel schalten, geht gar nicht.

von test (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Du kannst USB Kabel nicht so einfach zerlegen, durch andere Kabel leiten
> und die Stecker austauschen.

Da scheinen PC Hersteller aber anderer Meinung zu sein ;-) Von der Front 
USB Buchse per Dupontkabel zum Mainboard war ja quasi Standard.


Kommt vermutlich auf die Länge an was rein praktisch funktioniert und 
was nicht.

von Stefan F. (Gast)


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test schrieb:
> Da scheinen PC Hersteller aber anderer Meinung zu sein ;-) Von der Front
> USB Buchse per Dupontkabel zum Mainboard war ja quasi Standard.

Ja, und genau die haben dauern Ärger gemacht.

von Kay I. (imperator)


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> USB 2.0 Webcam --Kabel--Verteilerplatine--Kabel--Hauptplatine
> Tempsensoren

Sind die Sensoren USB Devices?
Wie lang sind die Leitungen?

HD Lifestrem ... je nach FPS und weiteren Bildqualitätsmerkmalen wird da 
schon Full bzw. Highspeed nötig sein und damit auch ein sauberes Signal.

Bin nicht sicher, ob ich deine angepeilte Topologie richtig verstehe, 
aber
USB selbst sollte nur über eine 90 Ohm Leitung mit USB-tauglichen 
Eigenschaften laufen... bei der hohen Datenrate sorgt da jede 
Fehlanpasdung durch Stecker oder unpassende Leitungen für Reflexionen 
und so für HF noise auf dem Signal.

> externe Ströme innerhalb eines Kabels
Kannst Du das mal skizzieren?

USB Devices EMV konform zu bekommen ist schon schwer genug,
wenn du jetzt  noch Signale über eine gemeinsame USB-Masse führst, wird 
das Gebilde sicher abstrahlen und störempfindlich werden.

von Chris M. (chris_appment)


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Danke für die kompetente Teilnahme!
Temperatursensoren sind billige Analog-Linear-Sensoren.
Anbei wie gewünscht nochmal die Skizze, wie das ganze gemeint war.
Kabellängen sind sehr gering, wie man sieht.

Die Frage stand nur so im Raum, ob das so ohne weiteres einfach 
realisierbar ist. Möglich mit 2 Kabeln zur Hauptplatine ist es auch, 
wäre mit einem nur deutlich schöner geworden..

Alles auf die Verteilerplatine und mit nem Flachbandkabel über 
Pfostenstecker weiter zur Hauptplatine. Wenn's ja nur so einfach wäre.. 
:D :D

: Bearbeitet durch User
von Alex G. (dragongamer)


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Deine Skizze macht das ledier noch imemr nicht ganz klar. Wäre 
sinnvoller wenn du wirklich die Leitungen (also Strom und Datenelitungen 
von USB, sowie von deinen Temp sensoren) einzeichnen würdest.

Mit was für eienr Art Leitung sind Verteilerplatine und Hauptplatine 
verbunden?
Oder ist das einfach nur die USB Leitung und separat Kabel für die 
Temperatursensoren?

: Bearbeitet durch User
von Kay I. (imperator)


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Bei so langen Leitungen (10+30m), halt Dich an Stefanus F.:
- USB nur über eigene USB-Leitung führen
- Signal alle 5m aufbereiten (geht mit repeater oder mit Hub)
- kurz vor der Kamera einen Aktivrepeater oder Hub setzen mit eigenem 
Netzteil

Das wird schon empfindlich genug, das solltest Du nicht durch falsche 
Leitungen und ungeeignete Stecker weiter gefährden.

von Einer (Gast)


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Ich ahne da in dem gekritzel cm.

von HyperMario (Gast)


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Macht der Verteiler überhaupt Sinn?

von ano baka (Gast)


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sry ich glaube ihr mißversteht euch. Chris, möchtest du analoge signale 
von den sensoren durch das usb-kabel leiten? ..ich glaube, du hast eine 
kamera mit usb-kabel, und sensoren mit je 2 drähten, das willst du auf 
der verteilerplatine zusammenbringen, und mit einem gemeinsamen kabel 
zur hauptplatine leiten..

das geht so nicht. du kannst durch ein usb-kabel nichts außer usb 
leiten. wie wäre es damit: die cam hat ihr usb-kabel bis zur 
hauptplatine, die sensoren haben ihre leitungen zur hauptplatine, und 
damit es wie 1 kabel aussieht, führst du beide leitungen zusammen durch 
einen schrumpfschlauch / isolierschlauch.

aber auch das geht nur, wenn die temp-sensoren unempfindlich für 
digitale störsignale sind.

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