Elektronika
4-portowy HUB USB do Raspberry Pi - PCB do projektu AVT 5413
- Umożliwia budowę 4-portowego huba USB do Raspberry Pi, z zasilaniem 5 V, zabezpieczeniami linii USB i opcjonalnym zarządzaniem zasilaniem portów. Wersja A zawiera płytkę PCB.
Moduł rozszerzeń dla Raspberry Pi - płytka drukowana do AVT5413
Płytka PCB do wykonania 4-portowego huba USB dla Raspberry Pi.
Dodatkowe porty USB dla Raspberry Pi
AVT5413 to projekt modułu RaspbPI_HUB, czyli 4-portowego huba USB przeznaczonego do współpracy z Raspberry Pi. Rozszerzenie jest szczególnie przydatne, gdy do minikomputera trzeba jednocześnie podłączyć klawiaturę, mysz, pamięć USB, kartę Wi-Fi, Bluetooth, czytnik kart lub inne urządzenia peryferyjne.
Moduł bazuje na 4-portowym kontrolerze huba USB i może być zasilany z zewnętrznego zasilacza 5 V / 3 A. Dzięki temu hub może zasilać także Raspberry Pi oraz urządzenia USB wymagające większej mocy niż typowo dostępna z samego złącza microUSB. Wersja A obejmuje samą płytkę PCB; kontroler huba, zabezpieczenia USB, klucze zasilania, stabilizator, rezonator, gniazda USB, złącza, zwory i pozostałe elementy trzeba skompletować osobno.
Karta techniczna
AVT5413
4-portowy hub USB do Raspberry Pi, umożliwiający podłączenie dodatkowych urządzeń peryferyjnych i zasilanie zestawu z wydajnego zasilacza 5 V.
| Wersja | A - płytka PCB |
| Typ modułu | 4-portowy hub USB dla Raspberry Pi |
| Nazwa modułu w dokumentacji | RaspbPI_HUB |
| Główna funkcja | rozszerzenie liczby interfejsów USB dostępnych dla Raspberry Pi |
| Kontroler huba | TUSB2046B, 4-portowy hub USB |
| Liczba portów wyjściowych | 4 porty USB typu A |
| Port nadrzędny | połączenie z Raspberry Pi przez mini USB albo opcjonalne połączenie przewodowe |
| Tryb pracy USB | Full Speed według konfiguracji opisanej w dokumentacji |
| Zasilanie modułu | 5 V DC z zewnętrznego zasilacza |
| Zalecana wydajność zasilacza | 5 V / 3 A, zależnie od poboru prądu dołączonych urządzeń USB |
| Zasilanie Raspberry Pi | możliwość zasilania Raspberry Pi z tego samego zasilacza co hub |
| Zabezpieczenie linii USB | zabezpieczenia przeciwprzepięciowe na magistrali USB |
| Zarządzanie zasilaniem portów | możliwość odłączania zasilania portów przy przeciążeniu oraz sygnalizacji awarii zasilania portu |
| Ochrona przed prądem wstecznym | obsługiwana przez układy zarządzania zasilaniem portów, jeśli zostaną zastosowane |
| Opcjonalna pamięć konfiguracji | możliwość zastosowania pamięci EEPROM do konfiguracji własnych identyfikatorów PID/VID |
| Sygnalizacja zasilania | dioda LED informująca o obecności napięcia 3,3 V na module |
| Typowe zastosowania | klawiatura, mysz, pamięć USB, karta Wi-Fi, Bluetooth, czytnik kart, dysk USB i inne peryferia USB |
| Połączenie z Raspberry Pi | zalecane krótkie połączenie USB; w dokumentacji opisano przewód około 15 cm |
| Płytka PCB | 65×55 mm |
Wersja A - płytka PCB i wykaz elementów
AVT5413 A - płytka PCB. Kontroler huba USB, zabezpieczenia linii USB, układy zarządzania zasilaniem portów, stabilizator, układ resetu, opcjonalna pamięć EEPROM, rezonator, złącza USB, złącza GPIO/USBI, zwory i elementy SMD trzeba skompletować osobno.
| Rezystory SMD 0805 | R1, R2, R13, R14, R23, R24, R33, R34, R43, R44 - 27Ω / 1%; R3…R5 - 1,5kΩ / 1%; R11, R12, R21, R22, R31, R32, R41, R42, R51, R52, R61, R62 - 15kΩ / 1%; R71 - 1kΩ |
| Kondensatory SMD i elektrolityczne | C1…C4, C11, C12, C21, C22, C31, C32, C41, C42 - 22pF; C5, C6, C51, C61 - 10µF; C7, C71 - 100nF; CE1 - 220µF/10V; CE2, CE11, CE21, CE31, CE41 - 47µF/6,3V |
| Układy i sygnalizacja | U1 - TUSB2046B; U2, U11, U21, U31, U41 - SN65220DBV; U3 - MCP100T; U4 - LM1117-3.3; U5, U6 - TPS2062D; U7 - 93LC46B; LD - dioda LED SMD |
| Złącza i konfiguracja | EXM, Z5, Z6 - zwory; P1 - złącze IDC26 przelotowe; P5 - złącze IDC8 przelotowe; PWR - złącze zasilania DC; USB - złącze USB Mini-B; USB1…USB4 - złącza USB-A; USBI - złącze IDC4 |
| Taktowanie | XTAL1 - kwarc 6 MHz, niski HC49 |
Notes
Hub może być szczególnie przydatny z Raspberry Pi w wersji A, gdzie dostępny jest tylko jeden port USB, ale sprawdzi się również wtedy, gdy dwa porty w Raspberry Pi są zajęte przez klawiaturę i mysz.
Złącze zasilania pozwala zasilić hub i Raspberry Pi z jednego zasilacza 5 V / 3 A. Wydajność zasilacza trzeba dobrać do rzeczywistego poboru prądu wszystkich urządzeń USB, zwłaszcza dysków HDD i kart Wi-Fi.
Dokumentacja zaleca stosowanie układów zabezpieczających zasilanie portów, szczególnie przy urządzeniach eksperymentalnych. Uproszczona konfiguracja ze stałym zasilaniem portów może być wystarczająca dla klawiatury lub myszy, ale zmniejsza odporność na przeciążenia.
Opcjonalna pamięć EEPROM pozwala eksperymentować z własną konfiguracją huba, w tym identyfikatorami PID/VID. Jeżeli nie jest używana, interfejs pamięci należy ustawić zgodnie z opisem dokumentacji.
Płytka PCB ma wymiary 65×55 mm, co ułatwia montaż modułu w konstrukcjach prototypowych i aplikacjach z Raspberry Pi.
Uwaga: zbyt słaby zasilacz 5 V lub przeciążone porty USB mogą powodować niestabilność, zawieszanie się albo restarty Raspberry Pi. Przy urządzeniach o dużym poborze prądu należy stosować zasilacz o odpowiedniej wydajności oraz nie rezygnować z zabezpieczeń portów USB.
Najczęściej zadawane pytania
Projekt jest przydatny jako moduł do eksperymentów i integracji z Raspberry Pi. Pozwala zbudować hub dopasowany mechanicznie do własnego urządzenia, z możliwością wspólnego zasilania Raspberry Pi i portów USB oraz z opcją zabezpieczeń portów.
Tak. Dokumentacja opisuje zasilanie huba i Raspberry Pi z typowego zasilacza 5 V / 3 A przez złącze zasilania modułu. Jest to wygodne przy urządzeniach USB wymagających większej mocy niż zapewnia standardowe zasilanie Raspberry Pi.
Nie jest to bezwzględnie wymagane, ale dokumentacja zaleca zabezpieczenia, szczególnie przy urządzeniach eksperymentalnych. Przy prostych i mało ryzykownych peryferiach, takich jak klawiatura lub mysz, można rozważyć uproszczoną konfigurację ze stałym zasilaniem portów.
EEPROM pozwala skonfigurować własne identyfikatory i ustawienia huba USB, np. PID/VID. W typowym zastosowaniu można pozostawić ją nieobsadzoną i użyć domyślnej konfiguracji przewidzianej w dokumentacji.
Hub może zasilać kilka urządzeń USB i samo Raspberry Pi. Jeżeli dołączone zostaną dyski, karty Wi-Fi lub inne odbiorniki o dużym poborze prądu, zbyt słaby zasilacz może powodować spadki napięcia, restarty lub zawieszanie minikomputera.
