Сделать usb кабель своими руками

Содержание:

Как сделать удлинитель USB я понял, когда экспериментируя, сам удлинил USB шнур обычной web камеры на 18 метров для простого видеонаблюдения, (подробнее). То есть, я удлинил обычную web камеру на расстояние 18 метров от ноутбука! Это отличный результат, так как вначале мне вообще не удавалось удлинить юсб вебку и на метр. Через этот же самодельный USB удлинитель я впоследствии удлинял 3G модем и другие юсб устройства– все отлично работает.

Самодельный шнур удлинитель USB на 18 метров, который бесперебойно работал, был изготовлен мной за пятнадцать минут и обошелся в копейки. В то же время, в продаже, двухметровый качественный высокоскоростной USB 2.0 шнур с ферритовыми фильтрами стоит около 15 долларов. При этом, еще не известно, будет ли он нормально работать со всеми юсб устройствами. Мне неоднократно доводилось видеть метровые USB шнуры – удлинители, через которые нормально работали только мышки и клавиатуры. Даже флешки ни в какую не хотели через них определятся. По этому, я и начал думать, как самому сделать рабочий юсб удлинитель для web камеры, 3G модема и других, удаленных USB устройств.

Из чего сделать удлинитель USB.

Из чего сделать удлинитель USB — по началу, я пытался делать USB удлинитель из двойного экранированного микрофонного провода различных марок. Пускал D+ и D- сигналы USB по центральным жилам кабеля, а питание 5 вольт «+» и «-» по экранирующим оплеткам. Перебирал и другие варианты удлинителя юсб по экранированным проводам. Но ничего из этого не выходило. На таком удлинителе USB устройства не определялись даже на метровой длине шнура. Казалось бы – хороший экранированный провод, каналы D+ и D- разнесены и имеют отдельные экраны, что еще нужно то? Но на нем USB устройства не работали! Безрезультатные эксперименты с USB и экранированными проводами продолжались до момента, пока я не понял, что по линиям D+ и D- одновременно передается дифференциальный сигнал. А значит, для удлинителя USB нужно использовать симметричную линию — витую пару!

Сигнал USB на физическом уровне.

Сигнал USB на физическом уровне — это дифференциальный сигнал. Два сигнала, идущих по D+ и D- паре проводов одновременно в противофазе (инвертировано). Без участия общего провода. Пример дифференциального сигнала – выход сигнала с обмотки трансформатора. Амплитудой такого сигнала является не амплитуда относительно общего провода, а амплитуда относительно этих дух проводников. Соответственно, приёмник дифф сигнала регистрирует амплитуду между этими двумя инвертированными сигналами, а не амплитуду между сигнальным проводом и минусом источника питания.

USB шина — это симметричная линия связи. Качественный способ передачи высокочастотных сигналов без потерь, и синфазных помех, осуществляемый по паре проводов без участия общего провода. Метод обладает повышенной помехоустойчивостью из-за того, что помеха действует одинаково на два противофазных проводника одновременно, вычитаясь из полезного сигнала в конечном итоге.

По этому, надежный USB удлинитель нужно делать именно из витой пары. Самый доступный вариант витой пары для USB удлинителя – витая пара для компьютерных сетей, обычный «сетевой» провод.

Самодельный USB удлинитель из витой пары.

Самодельный USB удлинитель из витой пары я делал следующим образом: — в наличии у меня был кусок кабеля PRIME CAT5E UTP – 18 метров. Обычная неэкранированная компьютерная витая пара для прокладки в помещении. Самый дешевый сетевой кабель. Для подключения web камеры по USB мне необходим был кусок кабеля длиной 10 метров, но я решил не перерезать имеющийся у меня кусок и подключить его весь – для эксперимента. Как оказалось – весьма удачно.

USB удлинитель из витой пары я оконцевал разборными USB коннекторами «мама» и «папа», купленными в магазине радиотоваров.

Важный момент! Синюю пару проводов кабеля я пустил на D+ и D-. Почему именно синюю? – Все четыре витые пары жил кабеля имеют разный шаг свивки. Это хорошо заметно, если снять с UTP кабеля общую оболочку сантиметров на 10 – 15. Так вот, USB удлинитель отлично работал, если сигналы D+ и D- пустить по синей или же зеленой паре жил. Если же пустить D+ и D- по оранжевой паре, то USB удлинитель вообще не работал. Коричневая пара работала с перебоями. Вероятно, шаг свивки синей и зеленой пары жил идеально подходит для прохождения высокочастотного сигнала USB (резонанс, импеданс и т.п.).

Три остальные пары жил кабеля я запараллелил и пустил по ним питание – по трем цветным жилам плюс, по трем полосатым – минус.

Самодельный USB удлинитель из витой пары отлично работает – все USB устройства, подключенные к нему, определяются и работают без проблем. USB флешка, USB картридер, USB Wi-Fi адаптер, 3G модем МТС, EasyCap – устройство видео захвата, USB DVB-T приемник – SDR радио, USB веб камера. Это все, что мной было проверено на этом самодельном USB удлинителе.

После серии неудачных экспериментов с коротким экранированным проводом, работоспособность 18 метрового USB удлинителя казалась чем-то не реальным. Впоследствии я делал много USB удлинителей по данной технологии, и все они работали до длины 20 метров. На бо’льшую длину мне так и не удалось заставит юсб удлинитель нормально работать. Юсб устройства перестают определятся.

Читайте также:  Домашний кинотеатр xoro hss 512

Максимальная длина USB удлинителя.

По стандарту, максимальная длина кабелей и удлинителей USB 1.0 не должна превышать пять метров для режима Full-Speed (скорость 12 Мбит/с). Но это общий случай – минимальная спецификация для гарантированной работы любого USB устройства.

На практике же все намного интереснее. Все зависит от конкретного UTP кабеля — шага свивки витой пары, толщины проводников, одножильности или многожильности проводников, материала проводников и изоляции, наличии экрана. Работа USB удлинителя подчинена сложной теории передачи высокочастотных сигналов. То есть, физически, USB кабель не просто шнурок из четырех проводов, а высокочастотная симметричная линия связи.

На максимальную длину USB удлинителя влияет так же и падение питающего напряжения. По этому, питание 5 вольт в USB удлинителе необходимо подавать по запараллеленым трем витым парам для увеличения сечения линии питания.

Мне удавалось делать USB удлинители из витой пары максимум длиной до 20 метров. Более длинные удлинители уже переставали работать – высокочастотный сигнал затухал, либо напряжение питания существенно падало на проводах. Ниже, я приведу все встречавшиеся мне причины не работы USB удлинителя.

Почему не работает удлинитель USB – причины:

1) Провода USB удлинителя не являются витой парой.

Никаких экранированных микрофонных и т.п. проводов для USB удлинителя применять не стоит! Только витая пара! Лучший кабель для USB удлинителя – стандартный кабель «компьютерная витая пара UTP» из одножильных медных проводов (но не из мягких многожильных проводов для пачкорда). Линии D+ и D- ОБЯЗАТЕЛЬНО должны быть витой парой проводов. Именно свитой парой проводов.

Так же возможно, что и сам кабель витая пара Вам попадется некачественный, с большим затуханием сигнала. В этом случае, если все нижеприведенные варианты не помогут – нужно взять UTP кабель другой марки, производителя и т.п.

2) Для сигналов D+ и D- USB удлинителя задействована не та витая пара проводов.

Кабель «компьютерная витая пара UTP», под своей оболочкой, имеет четыре свитые пары проводов с разным шагом свивки. Это сделано для уменьшения паразитных влияний пар друг на друга в кабеле. Однако, шаг свивки пары так же влияет и на параметры прохождения высокочастотного сигнала по ней. По этому, для линии D+ и D- желательно перепробовать все четыре пары и определить, на какой из них USB устройства работают наиболее стабильно. Мне при изготовлении USB удлинителей, чаще всего везло с синей или зеленой витой парой. Линия D+ и D- на этих витых парах кабеля работала почти всегда отлично. Вероятно, эти проводники пары имеют «нужный» шаг свивки. А вот оранжевая пара проводов чаще всего почему-то отказывала на длинных USB удлинителях (15-20 метров).

3) Большое падение питающего напряжения на удлинителе USB.

Для цепей питания необходимо запараллелить провода USB удлинителя! Питание на USB устройство через USB удлинитель нужно подавать по запараллелиным оставшимся трем витым парам – для увеличения сечения проводов и уменьшения их сопротивления. Если падение питающего напряжения 5 вольт на удлинителе будет существенным, то, USB устройство не сможет нормально работать. Оно не определится компьютером. Это прописная истина Закона Ома!

4) USB удлинитель подключен не к основным USB гнездам ПК.

USB удлинитель нужно подключать в USB гнезда, расположенные сзади корпуса ПК! Есть разница, куда подключать USB удлинитель! Дополнительные USB разъемы ПК, расположенные на корпусе, чаще всего соединены с материнской платой обычными проводами, а не витой парой. По этому, естественно, симметричный сигнал D+ и D- сильно искажается на таких проводах, вносятся помехи. А вот USB гнезда, расположенные сзади ПК, (смонтированные непосредственно на материнской плате) не внесут искажения в линию D+ и D-.

Как удлинить USB – еще другие варианты.

Если паять совсем неохота, но нужно срочно удлинить 3G модем или вебку, то можно прикупить готовый девайс – комплект переходников USB-RJ45.

Как сделать удлинитель USB я понял, когда экспериментируя, сам удлинил USB шнур обычной web камеры на 18 метров для простого видеонаблюдения, (подробнее). То есть, я удлинил обычную web камеру на расстояние 18 метров от ноутбука! Это отличный результат, так как вначале мне вообще не удавалось удлинить юсб вебку и на метр. Через этот же самодельный USB удлинитель я впоследствии удлинял 3G модем и другие юсб устройства– все отлично работает.

Самодельный шнур удлинитель USB на 18 метров, который бесперебойно работал, был изготовлен мной за пятнадцать минут и обошелся в копейки. В то же время, в продаже, двухметровый качественный высокоскоростной USB 2.0 шнур с ферритовыми фильтрами стоит около 15 долларов. При этом, еще не известно, будет ли он нормально работать со всеми юсб устройствами. Мне неоднократно доводилось видеть метровые USB шнуры – удлинители, через которые нормально работали только мышки и клавиатуры. Даже флешки ни в какую не хотели через них определятся. По этому, я и начал думать, как самому сделать рабочий юсб удлинитель для web камеры, 3G модема и других, удаленных USB устройств.

Из чего сделать удлинитель USB.

Из чего сделать удлинитель USB — по началу, я пытался делать USB удлинитель из двойного экранированного микрофонного провода различных марок. Пускал D+ и D- сигналы USB по центральным жилам кабеля, а питание 5 вольт «+» и «-» по экранирующим оплеткам. Перебирал и другие варианты удлинителя юсб по экранированным проводам. Но ничего из этого не выходило. На таком удлинителе USB устройства не определялись даже на метровой длине шнура. Казалось бы – хороший экранированный провод, каналы D+ и D- разнесены и имеют отдельные экраны, что еще нужно то? Но на нем USB устройства не работали! Безрезультатные эксперименты с USB и экранированными проводами продолжались до момента, пока я не понял, что по линиям D+ и D- одновременно передается дифференциальный сигнал. А значит, для удлинителя USB нужно использовать симметричную линию — витую пару!

Сигнал USB на физическом уровне.

Сигнал USB на физическом уровне — это дифференциальный сигнал. Два сигнала, идущих по D+ и D- паре проводов одновременно в противофазе (инвертировано). Без участия общего провода. Пример дифференциального сигнала – выход сигнала с обмотки трансформатора. Амплитудой такого сигнала является не амплитуда относительно общего провода, а амплитуда относительно этих дух проводников. Соответственно, приёмник дифф сигнала регистрирует амплитуду между этими двумя инвертированными сигналами, а не амплитуду между сигнальным проводом и минусом источника питания.

Читайте также:  Самый простой язык программирования для изучения

USB шина — это симметричная линия связи. Качественный способ передачи высокочастотных сигналов без потерь, и синфазных помех, осуществляемый по паре проводов без участия общего провода. Метод обладает повышенной помехоустойчивостью из-за того, что помеха действует одинаково на два противофазных проводника одновременно, вычитаясь из полезного сигнала в конечном итоге.

По этому, надежный USB удлинитель нужно делать именно из витой пары. Самый доступный вариант витой пары для USB удлинителя – витая пара для компьютерных сетей, обычный «сетевой» провод.

Самодельный USB удлинитель из витой пары.

Самодельный USB удлинитель из витой пары я делал следующим образом: — в наличии у меня был кусок кабеля PRIME CAT5E UTP – 18 метров. Обычная неэкранированная компьютерная витая пара для прокладки в помещении. Самый дешевый сетевой кабель. Для подключения web камеры по USB мне необходим был кусок кабеля длиной 10 метров, но я решил не перерезать имеющийся у меня кусок и подключить его весь – для эксперимента. Как оказалось – весьма удачно.

USB удлинитель из витой пары я оконцевал разборными USB коннекторами «мама» и «папа», купленными в магазине радиотоваров.

Важный момент! Синюю пару проводов кабеля я пустил на D+ и D-. Почему именно синюю? – Все четыре витые пары жил кабеля имеют разный шаг свивки. Это хорошо заметно, если снять с UTP кабеля общую оболочку сантиметров на 10 – 15. Так вот, USB удлинитель отлично работал, если сигналы D+ и D- пустить по синей или же зеленой паре жил. Если же пустить D+ и D- по оранжевой паре, то USB удлинитель вообще не работал. Коричневая пара работала с перебоями. Вероятно, шаг свивки синей и зеленой пары жил идеально подходит для прохождения высокочастотного сигнала USB (резонанс, импеданс и т.п.).

Три остальные пары жил кабеля я запараллелил и пустил по ним питание – по трем цветным жилам плюс, по трем полосатым – минус.

Самодельный USB удлинитель из витой пары отлично работает – все USB устройства, подключенные к нему, определяются и работают без проблем. USB флешка, USB картридер, USB Wi-Fi адаптер, 3G модем МТС, EasyCap – устройство видео захвата, USB DVB-T приемник – SDR радио, USB веб камера. Это все, что мной было проверено на этом самодельном USB удлинителе.

После серии неудачных экспериментов с коротким экранированным проводом, работоспособность 18 метрового USB удлинителя казалась чем-то не реальным. Впоследствии я делал много USB удлинителей по данной технологии, и все они работали до длины 20 метров. На бо’льшую длину мне так и не удалось заставит юсб удлинитель нормально работать. Юсб устройства перестают определятся.

Максимальная длина USB удлинителя.

По стандарту, максимальная длина кабелей и удлинителей USB 1.0 не должна превышать пять метров для режима Full-Speed (скорость 12 Мбит/с). Но это общий случай – минимальная спецификация для гарантированной работы любого USB устройства.

На практике же все намного интереснее. Все зависит от конкретного UTP кабеля — шага свивки витой пары, толщины проводников, одножильности или многожильности проводников, материала проводников и изоляции, наличии экрана. Работа USB удлинителя подчинена сложной теории передачи высокочастотных сигналов. То есть, физически, USB кабель не просто шнурок из четырех проводов, а высокочастотная симметричная линия связи.

На максимальную длину USB удлинителя влияет так же и падение питающего напряжения. По этому, питание 5 вольт в USB удлинителе необходимо подавать по запараллеленым трем витым парам для увеличения сечения линии питания.

Мне удавалось делать USB удлинители из витой пары максимум длиной до 20 метров. Более длинные удлинители уже переставали работать – высокочастотный сигнал затухал, либо напряжение питания существенно падало на проводах. Ниже, я приведу все встречавшиеся мне причины не работы USB удлинителя.

Почему не работает удлинитель USB – причины:

1) Провода USB удлинителя не являются витой парой.

Никаких экранированных микрофонных и т.п. проводов для USB удлинителя применять не стоит! Только витая пара! Лучший кабель для USB удлинителя – стандартный кабель «компьютерная витая пара UTP» из одножильных медных проводов (но не из мягких многожильных проводов для пачкорда). Линии D+ и D- ОБЯЗАТЕЛЬНО должны быть витой парой проводов. Именно свитой парой проводов.

Так же возможно, что и сам кабель витая пара Вам попадется некачественный, с большим затуханием сигнала. В этом случае, если все нижеприведенные варианты не помогут – нужно взять UTP кабель другой марки, производителя и т.п.

2) Для сигналов D+ и D- USB удлинителя задействована не та витая пара проводов.

Кабель «компьютерная витая пара UTP», под своей оболочкой, имеет четыре свитые пары проводов с разным шагом свивки. Это сделано для уменьшения паразитных влияний пар друг на друга в кабеле. Однако, шаг свивки пары так же влияет и на параметры прохождения высокочастотного сигнала по ней. По этому, для линии D+ и D- желательно перепробовать все четыре пары и определить, на какой из них USB устройства работают наиболее стабильно. Мне при изготовлении USB удлинителей, чаще всего везло с синей или зеленой витой парой. Линия D+ и D- на этих витых парах кабеля работала почти всегда отлично. Вероятно, эти проводники пары имеют «нужный» шаг свивки. А вот оранжевая пара проводов чаще всего почему-то отказывала на длинных USB удлинителях (15-20 метров).

3) Большое падение питающего напряжения на удлинителе USB.

Для цепей питания необходимо запараллелить провода USB удлинителя! Питание на USB устройство через USB удлинитель нужно подавать по запараллелиным оставшимся трем витым парам – для увеличения сечения проводов и уменьшения их сопротивления. Если падение питающего напряжения 5 вольт на удлинителе будет существенным, то, USB устройство не сможет нормально работать. Оно не определится компьютером. Это прописная истина Закона Ома!

4) USB удлинитель подключен не к основным USB гнездам ПК.

USB удлинитель нужно подключать в USB гнезда, расположенные сзади корпуса ПК! Есть разница, куда подключать USB удлинитель! Дополнительные USB разъемы ПК, расположенные на корпусе, чаще всего соединены с материнской платой обычными проводами, а не витой парой. По этому, естественно, симметричный сигнал D+ и D- сильно искажается на таких проводах, вносятся помехи. А вот USB гнезда, расположенные сзади ПК, (смонтированные непосредственно на материнской плате) не внесут искажения в линию D+ и D-.

Читайте также:  Как на сайте сделать опросник

Как удлинить USB – еще другие варианты.

Если паять совсем неохота, но нужно срочно удлинить 3G модем или вебку, то можно прикупить готовый девайс – комплект переходников USB-RJ45.

В работе с компьютерной техникой довольно часто требуются какие-либо нестандартные дополнительные приспособления. Например, при устройстве локальной сети может понадобиться кабель различной длины, оборудованный разъемами USB. Однако стандартные изделия заводского изготовления не всегда отвечают предъявляемым требованиям. В подобных случаях приходится изготавливать USB удлинитель своими руками.

Принцип работы и область применения USB удлинителей

Для изготовления нормального рабочего удлинителя нужно хорошо знать его свойства и принцип действия. От этого в первую очередь зависит его длина. Всем известно, что с помощью обычного кабеля возможно подключение удаленных устройств на расстояние 3-5 метров. Такие кабели считаются пассивными удлинителями, и во многих случаях такого расстояния оказывается недостаточно для обеспечения нормальной работы в доме или офисе. Не всегда имеется возможность расположения принтера, сканера и других периферийных устройств неподалеку от компьютера.

Данную проблему успешно решает активный USB удлинитель, коренным образом отличающийся от обычного кабеля. Его полезные качества проявляются за счет активных усилителей, встроенных на каждом конце и получающих питание с разъемов USB в пределах 5 вольт. За счет этого полезный сигнал усиливается многократно, что дает возможность подключения устройств, удаленных от компьютера на расстояние 50 метров и более.

В процессе передачи сигнала наступает его неизбежное ослабление. В связи с этим для больших расстояний (свыше 5 метров) используется подключение лишь по протоколу USB 1.1. На расстоянии до 30 метров необходимо применение более скоростного протокола USB 2.0. Большое значение имеет кабель, соединяющий устройства между собой. Он должен быть высокого качества, гарантирующего такую же высокую скорость подключения.

Работа удлинителя осуществляется самостоятельно без каких-либо драйверов и никак не влияет на состояние компьютера. Достаточно всего лишь вставить USB вилки, расположенные на концах провода, в соответствующие разъемы соединяемой аппаратуры.

Процесс изготовления удлинителя

Следует сразу же отметить, что самостоятельное изготовление USB удлинителя требует специальных знаний электроники и радиотехники, практических навыков работы с паяльником и другим электроинструментом. В противном случае рекомендуется приобрести готовое изделие нужной длины, хотя оно и будет дороже самодельного. Тем не менее, многие все-таки пытаются сделать USB удлинитель самостоятельно.

Прежде всего нужно запастись стандартным USB кабелем небольшой длины. По возможности, в нем должен быть ферритовый сердечник, способный гасить высокочастотные помехи и указывающий на высокое качество кабеля. Такой отрезок можно попросить или недорого купить у людей, занимающихся кабельными линиями. У них же можно попросить и необходимое количество компьютерного кабеля UTP, желательно одной из высоких категорий, например, 5е, 6 или 6е. От этого будет зависеть скорость работы аппаратуры на противоположном конце.

Из инструмента понадобятся кусачки или ножницы для разрезания кабеля. Зачистка проводов выполняется специальным инструментом, но при его отсутствии можно обойтись простым ножом. Для соединений будут нужны паяльник, припой и канифоль, поскольку скрутки проводов не допускаются из-за их высокого сопротивления. Места соединений изолируются термоусадочными трубками. Вместо них можно использовать изоленту.

Работы начинаются с разрезания кабелей на отрезки необходимой длины и зачистки концов. Изоляция со всех проводников снимается примерно на 3-5 мм. USB кабель содержит 4 проводника, UTP кабель – 8. В состав одной пары UTP кабеля, входит два проводка – цветной и пестрый. Вместо пестрого может быть белый провод. Каждая такая пара припаивается к отдельному проводку USB кабеля с соблюдением соответствующих цветов. По такой же схеме изготавливается USB удлинитель с дополнительным питанием своими руками, известный как активный удлинитель.

По завершении пайки нужно проверить, чтобы не осталось разорванных мест. После этого термоусадочные трубки сдвигаются к местам пайки и нагреваются строительным феном до их полного прилегания к соединенным проводникам. После того как все термоусадки на проводниках остынут, они собираются все вместе в единый пучок, поверх которого таким же образом устанавливается общая термоусадочная трубка. Перед первым подключением аппаратуры, желательно проверить контакты с помощью тестера. Если проверка показала норму, то самодельный удлинитель можно использовать для работы.

USB удлинитель из витой пары

Удлинители из витой пары применяются в основном для подключения интернета через 3G модем. Данные устройства используются на дачах и в загородных домах, при отсутствии возможности проведения обычного кабельного интернета. Нередко возникают ситуации, когда уверенный прием сигнала 3G возможен лишь из определенного места, к которому требуется подвести отдельный кабель. Нередко юсб удлинитель нужного размера отсутствует в продаже, поэтому единственным выходом остается его изготовление своими руками.

Для этой цели потребуется нужное количество витой пары, экранированной фольгой, два разъема USB АМ и AF, то есть «папа» и «мама», термоусадочная трубка 16 мм, а также изолента. Из инструментов понадобится нож, бокорезы, паяльник, припой и флюс.

Процесс изготовления начинается со спаривания и выравнивания бокорезами концов витой пары. После этого с помощью ножа нужно снять с каждого конца верхнюю оболочку кабеля вместе с фольгой на расстояние 1 см. Эту операцию нужно производить очень аккуратно, чтобы не надрезать провода, расположенные под оболочкой. Провода коричнево-белого и коричневого цвета отрезаются вровень с оболочкой, поскольку в дальнейшем они не будут использоваться. С оставшихся проводников нужно удалить по 3 мм изоляционного слоя. Провода соединяются следующим образом: зеленый с оранжевым и зелено-белый с оранжево-белым. Места соединений тщательно пропаиваются.

Термоусадочная трубка заранее разрезается на части по 4 см каждая и надевается на витую пару. Это позволит в дальнейшем не делать отпаивание разъема. Правильность выполнения распайки следует проверять очень тщательно, поскольку случайная путаница может привести к выходу из строя USB устройства.

После проверки необходимо включить модем в тестовом режиме. Если компьютер не опознает устройство или показывает неправильную работу, необходимо опробовать другой разъем. Отсутствие положительного результата указывает на слишком большое потребление тока. Поскольку провода очень тонкие, модему просто не хватает напряжения. Возможно придется укорачивать провод до тех пор, пока устройство не начнет работать или увеличивать сечение проводов. Если же вся система работает нормально, остается надеть на разъемы термоусадочные трубки и после разогрева проверить качество изоляции.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector