Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik USB 3.1 on/off via "Relais", elektronisches Kabel rein/raus


von Andi (loopy83)


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Hallo zusammen,

ich habe einen Raspberry PI und verwende dort eine USB-C Kamera, die bei 
1.2MP 100 FPS schaffen soll. Das ganze Setup wird an einer sehr schwer 
zugänglichen Stelle installiert. Die Kamera hat ein USB Anschluss und 
eine zusätzliche Spannungsversorgung.

Die Bootsequenz der Kamera besteht darin, dass erst die Spannung 
eingeschaltet wird und dann erst das USB Kabel eingesteckt werden darf. 
Anders herum funktioniert es nicht.

Leider hat die Kamera bzw. deren Treiber immer wieder Probleme. Im worst 
case muss die Kamera neugestartet werden.
Ich kann via GPIO am PI die Spannung der Kamera schalten, aber durch das 
eingesteckte USB Kabel wäre beim ersten Zyklus die Bootsequenz schon 
wieder falsch und die Kamera wäre nicht mehr erreichbar.

Neben Lösungen via Software (USB Reset oder was auch immer) versuche ich 
auch gerade eine Lösung in der Hardware zu finden.

1. Gibt es spezielle USB Unterbrecher, mit denen ich quasi elektronisch 
ein Kabel raus/rein Zyklus erreichen könnte?
Relais usw fallen wegen der Signalintegrität aus. USB3.1 ist ja nicht 
gerade zimperlich von den Datenraten/Frequenzen her. Ich möchte mir auch 
nicht noch mehr Unsicherheiten ins System holen.

2. In der Kamera hängt ein Cypress FX3 soweit ich das sehen kann. Könnte 
man das Kabel rein/raus vielleicht erreichen, indem man einfach die 5V 
vom USB-Kabel via Relais schaltet? Oder müssen auch die D+D- Leitungen 
immer getrennt werden?

3. Hatte schon überlegt einen USB Hub zu verwenden, dessen Spannung ich 
einfach zu-/abschalte, aber das kostet wieder Platz und ist noch 
unsauberer.

Ich wäre für weitere Ideen super dankbar!

Viele Grüße!

von Harald K. (kirnbichler)


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Du könntest untersuchen, ob es genügt, die Speisespannung der 
USB-Verbindung zu trennen. Das ließe sich mit einem geeigneten Mosfet 
hinbekommen.

von Loco M. (loco)


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Harald K. schrieb:
> Du könntest untersuchen, ob es genügt, die Speisespannung der
> USB-Verbindung zu trennen. Das ließe sich mit einem geeigneten Mosfet
> hinbekommen.

Ja, das reicht im Normalfall. Ich habe diverse Hubs mit einzeln 
schaltbaren Ports, und die schalten alle nur Vbus an bzw. aus. Hat 
bislang bei allen angeschlossenen Geräten funktioniert.

von Εrnst B. (ernst)


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Loco M. schrieb:
> Ich habe diverse Hubs mit einzeln
> schaltbaren Ports

Hättest du da eine Empfehlung, mit USB3?

Die sind leider inzwischen schwer zu finden, spart halt nochmal ein paar 
Cent.
aber das "perPortPowerSwitching"-Bit in den Hub-Characteristics ist 
natürlich trotzdem gesetzt, auch wenn da nur ne Drahtbrücke drinnen 
ist...

Software z.B. hier
https://github.com/codazoda/hub-ctrl.c

von Thomas Z. (usbman)


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ich benutze diesen:
https://www.amazon.de/Verteiler-Datenhub-Adapter-Kompatible-MacBook/dp/B09BPPGJYL

der ist allerdings passiv (ohne eigene Stromversorgung)

von Εrnst B. (ernst)


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Thomas Z. schrieb:
> ich benutze diesen:

Nun gut, der schaut aus als würde man den Strom der einzelnen Ports per 
Tastendruck schalten.

Die USB-Spec sieht für entsprechend ausgestattete (nicht kaputtgesparte) 
Hubs aber vor, dass der Strom auch vom PC per Software pro Port ein- und 
ausgeschaltet werden kann.

von Loco M. (loco)


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Εrnst B. schrieb:
> Hättest du da eine Empfehlung, mit USB3?
>
> Die sind leider inzwischen schwer zu finden, spart halt nochmal ein paar
> Cent.
> aber das "perPortPowerSwitching"-Bit in den Hub-Characteristics ist
> natürlich trotzdem gesetzt, auch wenn da nur ne Drahtbrücke drinnen
> ist...

Meine Hubs haben einen mechanischen Schalter pro Port, der hart Vbus 
schaltet. Kein Ein-/Ausschalten per Software möglich.

Der letzte Einkauf war bei diesem Shop:
https://www.aliexpress.com/item/1005005492892316.html

Hier kam wenigstens ein echter USB3 Hub an. Die meisten der bei 
AliExpress angebotenen USB3 Hubs haben, wenn überhaupt, nur ein Port 
(dem Anschlusskabel am nächsten liegend) mit USB3 Unterstützung. Intern 
gehen die USB3 Leítungen aus dem Anschlusskabel direkt zum Port, und 
nicht über den Hub-Chip. Die USB2 Leitungen gehen auf einen USB2 
Hub-Chip und von dort weiter zu den Ports. Und das wird dann als 4-fach 
USB3 Hub angeboten.

von Thomas Z. (usbman)


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Εrnst B. schrieb:
> Nun gut, der schaut aus als würde man den Strom der einzelnen Ports per
> Tastendruck schalten.

ja das ist so. Allerdings merkt sich der Hub oder das OS die gewählte 
config. Ich gehe deshalb davon aus, dass der entsprechende Power Cycle 
Request unterstützt wird. Hab das aber nie ausprobiert.

Ich sehe gerade das Ding ist bei Amazon nicht mehr lieferbar.

von Frederic S. (frederics)


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Das auschalten der Spannung des USB sollte über ein photoMosRelais kein 
Problem sein.

Dazu benötigst Du ggf noch einen Transistor um die LED im photoMosRelais 
zu schalten

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