Was wird benötigt, um 100 mA von einem USB-Anschluss zu erhalten?

Ich versuche, ein Stereo-Lautsprechersystem für die Verwendung auf einem Laptop zu bauen. Ich möchte es so einfach wie möglich halten, also denke ich darüber nach, den Audioausgang des Laptops für das Audiosignal und einen USB-Anschluss für die Stromversorgung zu verwenden.

Soweit ich weiß, sollte jeder Port 100 mA für Geräte bereitstellen können. Muss ich dem Computer signalisieren, dass ich versuchen werde, 100 mA zu ziehen, oder ist es akzeptabel, das Gerät einfach anzuschließen?

Wie stabilisiert und gefiltert ist die USB-Stromversorgung? Ich denke darüber nach, TDA7053A zum Ansteuern der Lautsprecher zu verwenden, und seine Mindestspannung beträgt 4,5 V. Wenn das nicht funktioniert, würde ich zwei TDA7052- Verstärker verwenden, aber ich möchte die Anzahl der Teile so gering wie möglich halten.

Was den Stromverbrauch betrifft, so habe ich bereits ein kleines Radio, das einen 50-Ω-Lautsprecher und einen TDA7052 verwendet und höchstens 25 mA verbraucht. Selbst mit zwei dieser Lautsprecher sollte ich also bei einem maximalen Versorgungsstrom von viel Strom übrig haben 100mA.

Laptop-USB-Anschlüsse können die 100 mA nicht immer unterstützen, ich hatte einen Laptop, der nur 50 mA liefern konnte, bevor er ausgab.
@jsolarski Das ist gut zu wissen. Hoffentlich braucht mein Projekt nicht mehr als 50 mA.
Ich frage mich, ob Sie etwas kaputt machen würden, wenn Sie die Stromleitungen von zwei USB-Anschlüssen parallel verdrahten würden?
@ Isaac Ich glaube nicht. Ich habe spezielle USB-Kabel für externe ODDs und HDDs gesehen, die zwei Ports parallel verbinden.
@jsolarski Sie müssen billige Laptops kaufen. Jeder, den ich verwendet habe, kann 100 mA liefern, wenn nicht 500 mA
@Kellerjb Es war ein HP-Laptop von vor ein paar Jahren und ich würde vermuten, dass billigere anfälliger für niedrige mA sind

Antworten (3)

Ich habe nicht mit USB-Strom experimentiert, aber diese Analyse scheint darauf hinzudeuten, dass es gut funktioniert. Bei 100 mA bleiben alle getesteten Geräte über 4,5 V. Ich glaube, Sie können einfach eine Verbindung zum Port herstellen ... Sie können dies einfach testen, indem Sie ein USB-Kabel anschließen und die Pins am anderen Ende mit einem Multimeter überprüfen.

Hier ist die vollständige USB-Spezifikation und hier sind alle anderen Dokumente von usb.org

Nun, ohne Last bekomme ich ungefähr 5 V, also sollte es funktionieren.
@Andrejako, du bekommst automatisch 100mA. electronic.stackexchange.com/questions/5498/… Enthält weitere Informationen zur Spezifikation.

Die USB-Spezifikation erfordert, dass ein Host-Port 100 mA bei nominal 5 V am VBUS-Pin liefern kann. So viel Leistung reicht kaum aus, um einigen Geräten die Aufzählung auf dem Bus zu ermöglichen. (Frühere Versionen des beliebten Cypress EZ-USB FX2 erforderten einen Verzicht, da sie während der Aufzählung etwas mehr als 100 mA zogen.)

Natürlich gibt es auch ein ausgeklügeltes Power-Management-Schema, das es dem Host erlaubt, Lasten abzuwerfen, indem es einzelne Ports abschaltet. (Ich habe noch nie gesehen, dass Energieverwaltung an einzelnen Ports implementiert wurde: Auf Systemen, die ich sorgfältig untersucht habe, sind entweder alle Host-Ports mit Strom versorgt oder keiner. Ihre Laufleistung wird sicherlich variieren.)

Insbesondere ob Ihre Ports mit Strom versorgt werden, wenn der Laptop im Ruhezustand ist, ist mehr als nur ein bisschen betriebssystem-, plattform- und konfigurationsspezifisch.

Ein Gerät darf bis zu 100 mA ziehen, ohne um Erlaubnis zu fragen, wenn VBUS vorhanden ist. Damit ein Gerät mehr als 100 mA verbraucht, muss es die Erlaubnis haben und in der Lage sein, mit einer Ablehnung problemlos umzugehen.

Ähnliche Regeln gelten für Hubs, mit Komplikationen für Bus-betriebene Hubs, die Downstream-Geräte auf nur 100 mA beschränken dürfen, während sie niemals mehr als 500 mA vom Upstream-Port verbrauchen.

Ein Grund dafür, dass ein externes Gerät ein zweites USB-Kabel für die Stromversorgung enthält, besteht darin, dass es seine Leistungsbilanz effektiv verdoppeln kann.

Bearbeiten: Ich habe die Implikation abgeschwächt, dass PCs die Stromversorgung nicht pro Port verwalten. Nur weil ich es nicht wirklich gesehen habe, hat es wenig Einfluss darauf, ob es in freier Wildbahn gefunden wird. Der White-Box-PC mit einem MSI MB, für den ich zuletzt aktiv einen USB-Gerätetreiber entwickelt habe, hatte ziemlich begrenzte Energieverwaltungsfunktionen. Das brandneue Dell auf meinem Schreibtisch scheint unter bestimmten Bedingungen einzelne PCIe-Karten abzuschalten, sodass sich die Welt der Energieverwaltung in PCs stetig weiterentwickelt (oder zumindest komplizierter wird), während ich nicht hinschaute.

Ich habe mehrere Computer verwendet, die pro Port verwaltet wurden. Acer und Dell waren die beiden Hersteller, bei denen ich mir sicher bin.
@Kortuk, ich sollte wahrscheinlich bearbeiten, um die Implikation meiner Beobachtung abzuschwächen, dass ich noch nie eine PC-Abwurflast pro Port getroffen habe. Es wird von der Spezifikation sicherlich erlaubt (und empfohlen) und ist wahrscheinlich die richtige Antwort, damit ein begrenztes Energiebudget für Dinge zugewiesen wird, die mit Strom versorgt werden müssen, damit der PC nützlich bleibt.
Ich würde zustimmen. Ich weiß, dass einige Computer keine Leistungsgrenzen erzwingen, aber ein Produkt dafür zu entwickeln, ist schlecht.
@Kortuk - Sicherlich, aber das Modifizieren Ihres eigenen Laptops ohne die Absicht, in die Produktion zu gehen (oder sogar das Design auf einen anderen Computer zu übertragen), ist nicht schlecht.
@reemrevnivek, Ihre Garantie und Ihre Zeit, das ist Ihre Entscheidung. Ich entwerfe mit der Absicht, Standards und Layout mit der Absicht der FCC-Validierung (CE-Kennzeichnung) zu befolgen. Ich habe noch nie ein persönliches Projekt zur FCC-Validierung geschickt, aber ich würde mich wohl fühlen, eines zu senden. Genau wie das alte Sprichwort „Um schönen Code zu schreiben, muss man bereits 20 Jahre lang schönen Code geschrieben haben“ ist es eine gute Praxis, immer einer guten Designmethodik zu folgen.

Die USB-Spezifikation erlaubt es jedem Gerät, 100 mA von einem Port zu ziehen. Es ist keine Kommunikation mit dem Host erforderlich.

500 mA sind jedoch durch Kommunikation mit dem Host verfügbar, es sei denn, Sie sind an einen Hub ohne Stromversorgung angeschlossen. Bei vielen Computern können Sie diese 500 mA ziehen, ohne sie ordnungsgemäß anzufordern.

Wenn dies ein persönliches Projekt ist, legen Sie einen 10-Ohm-Leistungswiderstand über die Klemmen Ihres USB-Anschlusses und sehen Sie, wie stark die Spannung abfällt. Wenn es funktioniert, bist du goldrichtig. Denken Sie nur daran, dass es möglicherweise nicht funktioniert, wenn Sie es an einen anderen Computer anschließen.

Wenn Sie dies verteilen möchten, müssen Sie dem Host mitteilen, dass Sie 500 mA wünschen. Wenn Sie kein Mikro im Projekt haben, das diese Aufgabe bewältigen kann, besteht die einfachste Möglichkeit darin, den billigsten USB-Hub-Controller-IC, den Sie finden können, auf die Platine zu setzen und ihn für die Kommunikation zu konfigurieren. Der TI TUSB2036 kostet etwa 3 US-Dollar und erfordert nur, dass Sie einen Stift hochziehen (oder niedrig, ich kann mich nicht erinnern), um die 500 mA zu erhalten.

Ich denke, Sie möchten, dass die 500 mA eine anständige Audiolautstärke erhalten. Ich weiß nichts über den 50-Ohm-Lautsprecher, den Sie haben, aber im Allgemeinen ist Ihre Leistung auf Vrms ^ 2 / R begrenzt. Ein Paar 50-Ohm-Lautsprecher, die von 0 V bis 5 V betrieben werden, verbraucht 0,125 W (bei 100 % Effizienz). Das ist kaum besser als die Standardlautsprecher. Vier 8-Ohm-Lautsprecher bringen Sie auf eine respektablere Leistung von 1,5 W, was weit unter Ihrer zulässigen Leistung von 2,5 W vom USB-Anschluss liegt.

Wenn Sie mit einem Gerät arbeiten, das über einen FireWire-Anschluss (IEEE 1394) verfügt, sollten Sie diesen verwenden, da er viel mehr Leistung zur Verfügung hat (bis zu zehn Ampere, möglicherweise jedoch weniger. Apple-Produkte garantieren, dass mindestens 7 W vorhanden sind verfügbar, aber die Spezifikation ermöglicht die Bereitstellung von bis zu 45 W Leistung.

Tatsächlich habe ich diese 50-Ω-Lautsprecher verglichen und sie klingen viel besser als Standardlautsprecher. Außerdem plane ich nicht, 500 mA zu verwenden, da ich zu diesem Zeitpunkt nicht in das Land der Mikrocontroller einsteigen möchte. Ich glaube nicht, dass ich mehr als 2-3 Geräte machen werde und ich möchte Komponenten verwenden, die ich leicht bekommen kann.
Sie müssen nicht ins Mikrocontroller-Land gehen - wie gesagt, ein USB-Hub-IC kann dies für Sie erledigen, indem Sie ihn einfach mit dem !BUSPWR-Pin auf Masse löten.
Was wird benötigt, um 100 mA von einem USB-Anschluss zu erhalten?
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