USB C oder anderer kompakter Anschluss für 19 identische Allzweckleitungen?

Ich baue ein LED-Beleuchtungssystem, das etwa 16 Verbindungen zu einem Arduino benötigt (15 LED-Netzteile plus eine gemeinsame Masseleitung), und ich möchte die Verkabelung bereinigen. Für meine Anwendung ist es wichtig, dass die Stecker an den Enden jeder Verkabelung klein und ordentlich sind.

Im Wesentlichen würde ich gerne ein USB-C-Kabel verwenden – ohne die internen Chips/Widerstände – einfach um 19 identische Allzweckdrähte zu transportieren. Dann könnte ich an jedem Ende des Kabels Standard-USB-C-Breakout-Boards verwenden und das USB-C-Kabel als einfachen Kabelkanal mit schönen Anschlüssen verwenden.

Bei all meiner Suche finde ich nichts dergleichen...

Gibt es so etwas? Gibt es eine offensichtliche Lösung für dieses Problem, die ich nicht sehe? Vielleicht eine andere Art von gemeinsamem Stecker, an den ich nicht denke?

Das gibt es nicht, denn USB-C hat nur maximal 13 Adern plus Strom und Abschirmung.
Ich dachte 19 Drähte ... Nein? Nimmt Strom die restlichen 6 auf?
Ja, ein USB 3.1 Typ-C-Kabel mit vollem Funktionsumfang sollte 19 Leiter haben, wenn Sie die Abschirmung mitzählen. Allerdings nicht alle identisch. "Gibt es so etwas?" gibt es was? Sie haben sich selbst als "Standard-USB-C-Breakout-Board" bezeichnet. Eine schnelle Suche bei Google nach "usb c breakout" gibt Dutzende davon .
Großartig! Ja, das sind die Breakout-Boards, auf die ich mich bezog. Aber das Problem ist das Kabel selbst – enthalten die Kabel selbst nicht Schaltkreise an der Basis jedes Steckers, die jedem Draht eine besondere Leistung verleihen?
Ja, das tun sie. Deshalb habe ich gesagt, dass es sich nicht um identische Drähte handelt. Ich glaube jedoch, dass mindestens 16 Drähte durchgeleitet werden. Aber ehrlich gesagt ist dies die umständlichste und ziemlich teure Lösung. Warum verwenden Sie keinen I2C-Schalterchip, einige Mosfets und Widerstände und ein geeignetes 5-adriges Kabel?
Bedeutet "durchgehen" "es ist nur ein Kupferdraht" und es passiert nichts Besonderes? dh ich könnte 5 V entlang dieser Durchgangsdrähte leiten, und ich würde nur 5 V am anderen Ende herausholen?
@Maple Es gibt keine Garantie dafür, dass die 8 Stromanschlüsse tatsächlich im Kabel getrennt sind. Sie könnten auch an nur 2 Drähten miteinander verbunden werden. Deshalb habe ich 13 plus Drähte für die Stromversorgung geschrieben. Bei USB-C gibt es keine 19 - ich weiß nicht, wie Sie zählen.
Wenn es sich um "leuchtende" LEDs und nicht um Anzeige-LEDs handelt, müssen Sie die Leistung und den resultierenden Strom berücksichtigen. Dieser einzelne gemeinsame Ground-Return klingt problematisch ... Und wollen Sie wirklich alle Lichter in einem Anschluss bündeln? In vielen Fällen wäre eine bessere Lösung ein Anschluss pro Leuchte und der Einbau der Arduino-Funktionalität in eine Platine mit 15 Downstream-Anschlüssen oder die Anordnung hinter einem Panel mit so vielen Schottanschlüssen. Oder schließen Sie sich ihnen möglicherweise in kleineren Gruppen an, sagen wir 5 von 3.
Mit "Beleuchtung" spreche ich maximal von 100-1000 mA, und normalerweise ist der Anwendungsfall jeweils eine LED. Außerdem wären 13 Drähte für die Stromversorgung in den meisten Fällen tatsächlich großartig!
Liest du jemals irgendwelche Spezifikationen? cambrionix.com/wp-content/uploads/2017/09/…
@asdfex Du hast Recht, man kann Power Pins nicht separat verwenden. Aber nicht aus dem Grund, den Sie angeben, dh nur zwei tatsächliche Drähte. Der Grund ist "Alle VBUS-Pins müssen innerhalb des USB-Typ-C-Steckers miteinander verbunden werden" und dasselbe gilt für Masse. Damit bleiben immer noch 16 Pass-Through, wie ich oben sagte.
@AliChen Ich kann deinen Schmerz praktisch schmecken, wenn ich deinen Kommentar lese
@MarcusMüller Ich glaube, der Schmerz kommt nicht von Leuten, die keine Dokumentation lesen, sondern versuchen, einen Nagel mit einem Mikroskop zu hämmern.
@Maple Nein, "hämmern" ist das Richtige - ich denke (in diesem Fall nicht unbedingt, aber im Allgemeinen) ist der Schmerz eher, weil die Leute fragen, wie man mit Altium Designer 4 auf einem Himbeer-Pi nach Fischen sucht.
@Maple Der Standard fordert explizit 1 Stromkabel - aber das ist ein Vorschlag und jeder kann tun, was er möchte. Und nein, es ist kein 16er Pass-Through, da Vconn nicht beide Enden des Kabels zusammenbinden darf.
Bitte zeichnen Sie ein Diagramm von dem, was Sie zu bauen versuchen ... das hört sich so an, als könnte es Probleme verursachen15 LED power supplies plus a common ground line
@ChrisStratton Normalerweise möchte ich die LEDs einzeln durchlaufen, aber ich kann mir einen Fall vorstellen, in dem es schön wäre, alle LEDs gleichzeitig eingeschaltet zu haben. Wenn Sie sagen, dass die gemeinsame Masse problematisch klingt, liegt das daran, dass Sie denken, dass ein USB-Anschluss zu dünn wäre, um die Gesamtstromstärke zu bewältigen? Ich frage das, weil all die wunderbaren Antworten in diesem Thread mich grundsätzlich davon überzeugt haben, mit einem D-Sub-Mini oder ähnlichem zu gehen, und die Drähte in dieser Art von Anschluss können so kräftig sein, wie ich es brauche!

Antworten (3)

19 sagst du?

Zufälligerweise hat HDMI genau neunzehn Leiter.

Aber: drei davon sind Abschirmungen, einige sind differentielle Paare, die für hochfrequente Signale statt für niederfrequenten Stromtransport optimiert sind… Ich bezweifle, dass einer von ihnen dafür ausgelegt war, Strom für eine 20-mA-LED zu führen, ganz zu schweigen von a "Power-LED" (was auch immer das ist).

Kurz gesagt: All diese modernen Computerkabel sind Spezialgeräte und Sie können nicht erwarten, dass sie nur "ein Bündel von Drähten" sind.

Bleiben Sie also bei etwas anderem. SUB-D-Anschlüsse sind ziemlich Standard und mit Handwerkzeugen einfach zu handhaben; natürlich sind sie viel größer. Aber das brauchen Sie vielleicht trotzdem, weil "Power-LED" sozusagen sagt, dass jeder Leiter 1 A oder mehr tragen kann, und das wird mit kleineren Anschlüssen kein Spaß sein ...

Wenn Sie mich fragen, klingt das nach einer architektonischen Sache: Anstatt (teuer) Kupfer zu kaufen, um eine große Entfernung mit viel Strom zu überbrücken (Leistungsverlust durch Drahtwiderstand), sollten Sie wahrscheinlich Ihren (oder einen anderen) Arduino dort haben, wo Sie ' Nehmen Sie das andere Ende des gewünschten Kabels und verlegen Sie dort einfach eine Datenleitung und Strom.

Tatsächlich gibt es wirklich einfache Möglichkeiten, viele Ausgänge mit wenigen Kabeln zu schalten:

Beispielsweise gibt es lineare Schieberegister mit Latch-Eingang; Es gibt sogar einige, die mit integrierten linearen LED-Treibern mit einstellbarer Stromstärke ausgestattet sind. Mit diesen müssten Sie nur 5 Signale ausführen

  • Leistung
  • Boden
  • Daten
  • CLK
  • Riegel (optional)

Das klingt viel einfacher und weniger fehleranfällig als 19 Leiter zu haben! Außerdem sind Sie auf diese Weise nicht auf 15 LEDs beschränkt. Sie können so viele haben, wie Sie möchten.

Vielen Dank für diese Einblicke! Ich lese gerade über Schieberegister und komme vielleicht mit einem Follow-up zurück, sobald ich darüber informiert bin :)
Stellen Sie stattdessen eine neue Frage, da Sie das Thema wechseln.
Die Verwendung von Schieberegistern scheint im Allgemeinen eine großartige Idee zu sein, und ich kann dies implementieren. Aber mein primärer Anwendungsfall besteht darin, jede LED einzeln ein- und auszuschalten, und ich möchte in der Lage sein, diese Core-Strobing-Funktion ziemlich schnell auszuführen (jede LED mit beispielsweise 1 kHz ein- und ausschalten). Ich mache mir Sorgen, dass die meisten Schieberegister zu viel Latenz einführen würden, um dies zu erreichen, daher erscheint es gefährlich, dies in das Kernbeleuchtungssystem einzubauen. Dadurch muss ich immer noch Leiter zu jeder LED unabhängig leiten :(
Strobst du sie, um sie zu dimmen? Denn für genau diesen Anwendungsfall gibt es dedizierte ICs, die das können!
(Schnelles Aus- und Einschalten kann bei langen Kabeln sowieso eine ziemlich schlechte Idee sein!)
Das Stroboskop dient zur Synchronisierung mit anderen Geräten - ich verwende PWM oder eine Digital-Analog-Wandlerschaltung (für "echtes" Dimmen), um die Intensität zu modulieren. Ich möchte sie eher einzeln mit etwa 0,1 kHz stroben, jetzt, wo ich darüber nachdenke. Und meine Verkabelung sollte weniger als 1 m lang sein, also hoffte ich, dass es mir gut gehen würde!
Ja, ok, 100 Hz sind wahrscheinlich wirklich in Ordnung. Verwenden Sie also vielleicht einfach einen Mikrocontroller in der Nähe der LEDs und kommunizieren Sie einfach über 1 m damit.

Das Standard-USB-3.0-Kabel mit vollem Funktionsumfang hat 18 Leiter , 15 Leiter, optional 3 weitere, und eine Abschirmung. Es ist in der Typ-C-Spezifikation definiert , siehe Tabelle 3-6

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Siehe auch Fußnote. Die Drähte sind keine "identischen Allzweckdrähte", einige sind entweder koaxial oder paarweise verdrillt.

Es ist auch wichtig, sich daran zu erinnern, dass, wenn das Kabel als verdrillte Paare implementiert ist (die meisten sind es), die einfache Verwendung von Drähten für digitale Signalisierungszwecke zu großem Übersprechen führen kann.

Darüber hinaus verwenden einige Signale in Kabeln möglicherweise dünne AWG34-Drähte, siehe Tabelle 3-8, sodass eine erhebliche Drahtimpedanz und eine begrenzte Strombelastbarkeit berücksichtigt werden müssen.

Erwarten Sie außerdem, dass an CC-Kabel ein IC angeschlossen ist (als "elektronischer Marker" bezeichnet) und über ein Vconn-Kabel mit Strom versorgt wird. Gemäß den Typ-C-Spezifikationen müssen ALLE voll ausgestatteten Kabel über elektronische Markierungen verfügen.

Danke Ali, das ist großartig. Das alles summiert sich zu dem Schluss, dass ich wahrscheinlich zu einem Micro-D-Sub-Universalanschluss wechseln und einfach die größere Größe akzeptieren sollte. Ich freue mich sehr über deine Antwort – danke :)
nicht "18 Adern und ein Schirm", sondern "15 Adern, optional 3 weitere und ein Schirm"

LED-Treiber (z. B. TLC59116 für 16 x 120-mA-Kanäle, IS31FL3236 für 36 x 38-mA-Kanäle) + 4-adriges Kabel ist alles, was Sie brauchen.

Ironischerweise, wenn Ihr kombinierter LED-Strom unter 1A liegt, dann kann das gute alte USB 2.0-Kabel für Sie funktionieren. Verwenden Sie einfach keinen Hochgeschwindigkeitstakt, Twisted Pair hat viel Übersprechen.

Verwenden Sie für höhere Ströme einfach jedes geeignete Kabel und fast jeden von Tausenden verfügbaren Steckern, wie z. B. DIN .

AKTUALISIEREN

Das Latenzproblem besteht darin, dass ich möglicherweise jede LED einzeln mit 1 kHz ein- und ausschalten möchte (z. B. LED Nr. 1 für 5 ms ein, aus, mit 1 kHz wiederholen).

Zufällig missverstehen Sie, wie diese Chips funktionieren. Sie müssen PWM nicht selbst generieren, Sie senden einfach Befehle, die die individuelle LED-Helligkeit einstellen, und der Chip generiert PWM für Sie (mit 97 kHz oder etwa 100-mal schneller als geplant).

Der springende Punkt dieser Antwort ist, dass Sie LEDs nicht selbst steuern müssen, sondern digitale Kommunikation über wenige Drähte verwenden und dem Chip mitteilen, was er tun soll. Bei einer Taktrate von 100 kHz können Sie die Helligkeit aller 15 LEDs etwa 700 Mal pro Sekunde ändern, also etwa 20 Mal schneller, als der Mensch wahrnehmen kann.

Ich habe eine Osram-Spezifikation, die eine Durchlassspannung von 3,1 V und einen Bereich (?) Von 100-1000 mA anzeigt

Denken Sie nicht, dass diese Informationen zur Frage gehören? Und wie wollten Sie Typ-C-Kabel (wie im Titel) verwenden, wenn die meisten Drähte darin AWG34 sind und der maximale Nennstrom nur 180 mA beträgt? Ist Ihnen klar, dass Ihr Erdungskabel mit 1 A pro LED über 15 A führt!

Wie auch immer, in diesem Fall stehen Ihnen immer noch mehrere Optionen zur Verfügung.

  • Sie können einen Treiber mit Open-Drain-Ausgang wie den 18-Kanal- LV5235V verwenden und einen externen Schalter steuern, während Sie den maximalen Strom mit einem Widerstand begrenzen (wie ich im Kommentar zu Ihrer Frage von Anfang an vorgeschlagen habe).
  • Oder Sie können einen Konstantstromtreiber mit PWM-Eingang und geeigneter Nennleistung wie CAT4101 steuern . Dies sollte effizienter sein als die Verwendung von Widerständen.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

  • Sie können auch einen Automotive-Shunt-Dimmchip wie den TPS92661 mit einem externen Abwärtsregler, z. B. TPS92515x , verwenden . Diese Option ist wahrscheinlich am energieeffizientesten, obwohl sie einen separaten Draht mit etwa 40 V erfordert, um 12 LEDs in Reihe zu speisen (oder 2 Drähte für Ihre 15 LEDs). Das Coole an diesem Aufbau ist, dass er Hochstrom gegen Hochspannung tauscht, sodass Sie viel dünnere Drähte verwenden können .

Die Quintessenz ist: Senden Sie ein Steuersignal und versorgen Sie Ihr LED-System mit Strom. Führen Sie die eigentliche PWM-Schaltung durch eine kleine Schaltung im System selbst durch.

Übrigens, mit nur 4-5 Drähten brauchen Sie wahrscheinlich nicht einmal einen "kleinen und ordentlichen" Stecker auf der LED-Seite, Sie können dieses Ende des Kabels direkt an die Leiterplatte löten.

Weitere tolle Tipps, danke! Ich würde mir hier zwei Sorgen machen: 1) Latenz, die durch die Treiber eingeführt wird, und 2) maximaler Strom. Das Latenzproblem besteht darin, dass ich möglicherweise jede LED einzeln mit 1 kHz ein- und ausschalten möchte (z. B. LED Nr. 1 für 5 ms ein, aus, mit 1 kHz wiederholen). Das Problem mit dem maximalen Strom liegt darin, dass ich selbst mit nur einer LED eine Osram-Spezifikation habe, die eine Durchlassspannung von 3,1 V und einen Bereich (?) von 100-1000 mA anzeigt ( au.rs-online.com/mobile/p/visible-leds/ 1751875 ). Ich mache mir also Sorgen, einen Treiber einzubauen, der meine Optionen außerhalb des Geräts einschränken könnte ...
Siehe Update in der Antwort.
@Iams, wie liefern Sie überhaupt 1000 mA von einem Arduino? Sie haben bereits eine Art Treiber gebaut, nicht wahr?
Hier finden Sie viele weitere nützliche Einblicke. Nochmals vielen Dank, dass Sie sich die Zeit genommen haben! Um es klar zu sagen, das Stroboskop soll kein Dimmen bewirken – es dient der Synchronisierung mit anderen Geräten. Zum Dimmen habe ich einfaches PWM verwendet und eine analoge Alternative in Betracht gezogen, um "echtes" Dimmen zu erzeugen.
@MarcusMüller Ich habe in meiner Anwendung bereits einige 5-mm-LEDs vom Glühlampentyp betrieben, aber sie nehmen zu viel Platz ein und ich wollte etwas mehr Helligkeit erzielen, daher erwäge ich eine Vielzahl verschiedener SMT-Optionen. Ein Teil meines Problems ist, dass ich, wenn ich mir zB diese Osram-Spezifikationen ansehe, einen Strombereich (100-1000 mA) sehe und nicht genug Erfahrung habe, um zu wissen, was wahrscheinlich erforderlich wäre, um eine anständige LED-Intensität zu erhalten. RE: Drahtstärke, ich ging ursprünglich davon aus, dass meine Anforderungen ziemlich bescheiden waren, aber aus diesem Forum bekomme ich die Idee, dass diese als ziemlich leistungsstarke SMT-LEDs gelten. Danke noch einmal!
Sie benötigen einen LED-Treiber, der diesen Strom liefern kann und von Ihrem Arduino gesteuert werden kann! Die Pins Ihres Arduino können einzeln nicht einmal 100 mA liefern, abgesehen vom 15-fachen des Gesamtwerts (der Chip würde einfach brennen, wenn sie das tun würden). Aber "wie steuere ich 15 0,1 - 1A-LEDs von einem einzelnen Arduino, wenn diese 1 m entfernt sind" ist eine neue Frage und verlässt den Bereich dieser kabelorientierten Frage. Stellen Sie also eine neue Frage, in der Sie die Komponenten beschreiben, verlinken Sie auf das Datenblatt oben, erläutern Sie Ihre Anforderungen im Detail und fragen Sie, wie Sie dies lösen können. Viel produktiver als zu versuchen, dies zu klären
in den Kommentaren zu einer Antwort auf eine andere Frage zu Kabeln. (insbesondere eine Beschreibung der Synchronisierung und warum Sie mehrere Watt LED-Leistung benötigen, um dies zu erreichen, wäre hilfreich)
Re: Strobing, LV5235V-Chip hat separate Bitregister für direkte Ein-/Aus-, PWM- und Fading-Funktionen. Sie können problemlos alle LEDs blitzen, ohne einzelne PWM-Werte so schnell wie 3,7 kHz bei Standard-I2C-Geschwindigkeit zu ändern.
USB C oder anderer kompakter Anschluss für 19 identische Allzweckleitungen?
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