Wyłącznik pomocniczy do komputera
Wyłącznik pomocniczy do komputera
Wykorzystanie portu USB
Wykorzystanie portu USB
Do czego to służy? do wspomnianego gniazda zasilania dla mo- wą listwę zasilającą  patrz fotografia
Opisywany prosty przyrząd zapewnia auto- nitora. Napięcie na listwie pojawia się wtedy wstępna.
matyczne włączanie i wyłączanie urządzeń dopiero po włączeniu komputera. Jak wspo- Bez obaw można też wykorzystać bar-
współpracujących z komputerem. mniano, w nowych komputerach z płytą stan- dziej popularny przekaz
nik RM-81 (lub RM-
Wprowadzenie komputerów, a właściwie dardu ATX takiej pożytecznej możliwości 82, RM-83) o prądzie styków 16A, na napię-
płyt głównych i obudów zgodnych ze stan- nie ma. W dalszej części artykułu opisano cie 5V, którego nominalna rezystancja cewki
dardem ATX z jednej strony ułatwiło obsługę prosty sposób, by automatycznie włączać wynosi 49&!. Pobór prądu z gniazda USB
samego komputera, ale z drugiej poważnie i wyłączać urządzenia peryferyjne współpra- wyniesie wtedy około 100mA. Jest to dopu-
utrudniło obsługę urządzeń zewnętrznych. cujące z nowoczesnym komputerem ATX. szczalne, ponieważ pobór prądu z linii zasila-
Jak wiadomo, w starszych komputerach Wykorzystuje on port USB (Universal Serial jących portu USB może sięgać nawet
znajdowały się dwa gniazda sieci energetycz- Bus), znajdujący się w każdym nowym kom- 500mA.
nej. Do jednego dołączało się kabel sieciowy puterze. Podano także garść informacji na te-
łączący z gniazdkiem sieci energetycznej. Do mat portu USB i możliwości Rys. 1 Schemat ideowy
drugiego włączany był wtyk zasilania siecio- jego nietypowego wykorzy-
wego monitora. Zasilanie dla monitora poja- stania.
wiało się jedynie wtedy, gdy komputer był
włączony. Jak to działa?
Nowe komputery działają inaczej. Przede Schemat ideowy propono-
wszystkim przy zamykaniu systemu opera- wanego rozwiÄ…zania, poka-
cyjnego automatycznie się wyłączają, co nie- zany na rysunku 1, jest nad
wątpliwie jest zaletą. Współpracujący moni- wyraz prosty. W każdym no-
tor co prawda jest cały czas podłączony do woczesnym komputerze
sieci energetycznej, niemniej jednak sam siÄ™ znajduje siÄ™ port USB,
wyłącza, bo jest sterowany sygnałem cyfro- a konkretnie gniazdo typu
wym z komputera. USB-A. Ważne jest, że spo-
Gorzej z pozostałymi urządzeniami, na śród czterech żył kabla USB,
przykład wzmacniaczem multimedialnym, dwie to linie danych, a dwie
drukarkÄ… czy jak w przypadku autora artyku- to najzwyklejsze linie zasi-
łu  zewnętrznym napędem ZIP 100MB. Ma- lające. Na tych dwóch żyłach zasilających po Dla dociekliwych
ją one zasilacze wtyczkowe i aby je wyłą- włączeniu komputera pojawia się napięcie Zyskujące popularność łącze USB umożliwia
czyć, należałoby wyjąć je z gniazdka lub za- 5V. Napięcie to włącza przekaz
nik i urucha- dołączenie do komputera nawet 127 różnych
stosować listwę zasilającą z wyłącznikiem. mia dowolną liczbę urządzeń dołączonych do urządzeń peryferyjnych. Połączenia wykony-
Ze względu na długość kabli połączeniowych listwy zasilającej. Dioda włączona równole- wane są za pomocą standardowego, 4-żyło-
nie jest to wygodne. W każdym przypadku gle do cewki przekaz
nika jest niezbędna ze wego kabla. Specyfikacja łącza USB jest bar-
wymagałoby  nurkowania za biurko i ręcz- względu na tłumienie impulsów napięcia, in- dzo obszerna. Dla podanego zastosowania
nej ingerencji. Takie włączanie i wyłączanie dukujących się podczas wyłączania. zupełnie nieistotne są fascynujące szczegóły
okazuje się na tyle uciążliwe, że wspomniane W opisywanym rozwiązaniu zastosowa- techniczne, umożliwiające transmisję danych
urządzenia pozostają pod napięciem cały no przekaz
nik o napięciu cewki 5V i prądzie z prędkością 1,5Mb/s, a nawet 12Mb/s.
czas. Niepotrzebnie zużywana jest energia, obciążenia styków równym 8A (odpowie- Garść ciekawych szczegółów na temat stan-
być może wpływa to niekorzystnie na trwa- dnik krajowego RM-96 z Relpolu). Przeka- dardu USB można znalez
ć w krótkim artyku-
łość, a przede wszystkim jest irytujące dla z
nik taki ma rezystancję cewki równą 110&!, le  USB  USuń Bałagan w tym numerze
właściciela. co oznacza, że pobór prądu z gniazdka USB EdW.
W starym typie komputera można to było wyniesie około 45mA. Taki przekaz
nik zo- Wielu elektroników niewątpliwie zainte-
w prosty sposób rozwiązać przez niewielką stał użyty ze względu na niewielkie wymia- resują podane informacje o możliwości zasi-
przeróbkę listwy zasilającej i dołączenie jej ry i łatwość wbudowania w typową siecio- laniaz portu USB zewnętrznych urządzeń
Elektronika dla Wszystkich
82
napięciem 5V i prądem do 500mA. Zwła- linii danych. Jednak w ogromnej większości
szcza gdy się dowiedzą, iż zgodnie ze specy- przypadków opisywany prosty układ będzie
fikacją ten obwód w komputerze musi być jedynym urządzeniem dołączonym do gnia-
skutecznie zabezpieczony przed zwarciem za zda USB w komputerze i nie trzeba rozważać
pomocą  inteligentnych bezpieczników, nie wszystkich możliwych przypadków. Zaa-
wymagajÄ…cych ingerencji mechanicznej (wy- wansowani Czytelnicy znajdÄ… potrzebne im
miany uszkodzonego bezpiecznika). szczegóły na wspomnianej już stronie Rys. 2
W przypadku, gdy do portu nie będzie do- www.usb.org.
łączone żadne  prawdziwe urządzenie USB, Ze względu ma fakt, że urządzenie będzie
a tylko układ  podkradający prąd, nie trzeba Montaż i uruchomienie spokojnie leżeć gdzieś z tyłu komputera,
brać pod uwagę wszystkich szczegółów. Gdy- mniej istotna jest wytrzymałość mechaniczna
by jednak do portu dołączone było przynaj- i odporność na wstrząsy.
Uwaga!
mniej jedno  prawdziwe urządzenie USB, Najważniejszą sprawą jest zapewnienie
przy próbie nietypowego wykorzystania tego dobrej izolacji elektrycznej. Obwody ni-
W urządzeniu występuje
napięcia 5V należy wziąć pod uwagę pewne skonapięciowe związane z portem USB mu-
groz
ne dla zdrowia i życia
istotne zagadnienia. szą być skutecznie odizolowane od obwodów
Przede wszystkim zgodnie z punktem sieciowych, by wykluczyć możliwość zwar-
napięcie sieci. Osoby
7.2.4.1 oficjalnej specyfikacji USB (do pobra- cia i podania napięcia fazowego sieci na
niepełnoletnie mogą
nia pod adresem www.usb.org) w urzÄ…dzeniu komputer. W opisywanym zastosowaniu wy-
dołączanym do szyny zasilającej USB należy korzystywane są tylko żyły zasilające: czer-
wykonać model tylko pod
ograniczyć maksymalny prąd udarowy płyną- wona (plus) i czarna (minus). Ekran i cieńsze
opiekÄ… wykwalifikowanych
cy w chwili jego włączania. Rzecz w tym, że żyły kabla USB należy więc skrócić, by unie-
urządzenia standardu USB mogą być dołącza- możliwić zwarcie. Na rysunku 1 kolorem
osób dorosłych!
ne nawet w trakcie pracy komputera i ich do- żółtym i zielonym zaznaczono obwód
łączenie nie powinno nadmiernie obniżyć na- ochronny przedłużacza, zwany potocznie
pięcia zasilania, pochodzącego z tegoż kom- Najprościej byłoby wbudować przekaz
nik do uziemieniem. Każda współczesna listwa za-
putera. Takie obniżenie mogłoby mieć miej- wnętrza listwy zasilającej. Kabel, z dwiema silająca lub przedłużacz ma taki obwód i nie
sce, jeśli w obwodach zasilających dołączane- identycznymi wtyczkami typu USB-A, tak należy go pod żadnym pozorem zmieniać czy
go urządzenia umieszczone byłyby kondensa- zwany USB-A  USB-A, o długości 1,8m moż- usuwać.
tory elektrolityczne o dużej pojemności. Aby na nabyć w sklepie komputerowym lub na gieł- Ze względu na bezpieczeństwo, w urzą-
zapobiec gwałtownemu spadkowi napięcia na dzie. Umożliwi on wykonanie dwóch wyłącz- dzeniu nie należy stosować miniaturowych
żyłach zasilających podczas ładowania takich ników. Montaż urządzenia nikomu nie powi- przekaz
ników teletechnicznych, które z regu-
kondensatorów, ograniczono ich pojemność. nien sprawić trudności. Pomocą będą fotogra- ły nie mają wymaganego napięcia izolacji
Specyfikacja wymaga, by dowolne dołączane fie. Mała fotografia pokazuje dwa końce po- (probierczego), wynoszącego 4000V. Należy
urządzenie nie obciążało szyny zasilającej łówki kabla: wtyczkę USB-A oraz odizolowane wykorzystać solidny przekaz
nik typu
więcej niż równoległe połączenie rezystora żyły i ekran. Rysunek 2 pokazuje układ oraz RM-96, RM-81 bądz
ich ścisły odpowiednik.
44&! i kondensatora 10µF. oznaczenie żyÅ‚ w kablu USB. MaÅ‚a fotografia
Ale to nie wszystko. Specyfikacja USB potwierdza, że żyły zasilające (czarna i czerwo- Piotr Górecki
żąda, by urządzenia dołączane do szyny nie na) są zdecydowanie
były z
ródłem energii. Urządzenie ma jedynie grubsze od sygnało-
pobierać prąd z linii, a nie być jego z
ródłem. wych (biała i zielona).
Wykaz elementów
W omawianym zastosowaniu te szczegóły Nic dziwnego, ponie-
są istotne, ponieważ w trakcie wyłączania, waż zgodnie ze specyfi-
Przekaz
nik . . . . . .RM81/5V, RM96/5V lub podobny
P
r
z
e
k
a
z

n
i
k
.
.
.
.
.
.
R
M
8
1
/
5
V
,
R
M
9
6
/
5
V
l
u
b
p
o
d
o
b
n
y
podczas ewentualnego szybkiego zaniku na- kacjÄ… standardu USB
Dowolna dioda Schottky ego, np. BAT84, 1N5817
D
o
w
o
l
n
a
d
i
o
d
a
S
c
h
o
t
t
k
y

e
g
o
,
n
p
.
B
A
T
8
4
,
1
N
5
8
1
7
pięcia na żyłach zasilających, w przekaz
niku przez te żyły można po-
Połowa kabla komputerowego (tzw. USB A  USB-A)
P
o
Å‚
o
w
a
k
a
b
l
a
k
o
m
p
u
t
e
r
o
w
e
g
o
(
t
z
w
.
U
S
B
A

U
S
B
A
)
zaindukuje się napięcie. Przekaz
nik stanie się brać z komputera co naj-
Przedłużacz sieciowy 220V
P
r
z
e
d
Å‚
u
ż
a
c
z
s
i
e
c
i
o
w
y
2
2
0
V
z
ródłem energii (napięcia o niewłaściwej po- mniej 500mA prądu.
laryzacji). Przeprowadzone próby wykazały,
że dozwolona pojemność 10µF jest zdecydo-
wanie za mała, by skutecznie pochłonąć
energiÄ™ z cewki przekaz
nika. Dlatego ko-
nieczne jest dodanie diody tłumiącej, włą-
czonej równolegle do cewki przekaz
nika. Za-
leca się, by była to dioda Schottky ego o prą-
dzie 1A. Wtedy ewentualny impuls napięcia
o przeciwnej polaryzacji nie będzie większy
niż 0,5V.
W zasadzie można byłoby analizować
dalsze szczegóły standardu, zwłaszcza pod
kątem współpracy opisywanego układu
z prawdziwymi urzÄ…dzeniami USB. Doty-
czyłoby to nie tylko parametrów linii zasila-
jących, ale także wpływu dołączenia dodat-
kowego nietypowego obciążenia w postaci
niedopasowanego falowo kabla do szybkiej
Elektronika dla Wszystkich
83