Welche Maßnahmen sollte ich ergreifen, um die USB-Anschlüsse meines PCs während der Entwicklung eines USB-Geräts zu schützen?

Dies ist eine Erweiterung von Leons Vorschlag, einen Hub zu verwenden.

Die USB-Hubs sind nicht alle gleich. Inoffiziell gibt es mehrere „Grade“:

1. Günstige Naben. Diese sind so kostenoptimiert, dass sie sich nicht mehr an die USB-Spezifikation halten. Häufig werden die +5V-Leitungen der Downstream-Ports direkt mit dem Computer verdrahtet. Keine Schutzschalter. Vielleicht eine Polyfuse, wenn du Glück hast.
   bearbeiten: Hier ist ein Thread , in dem das OP beschwert, dass ein falsch konstruierter USB-Hub seinen PC zurückspeist.
2. Anständige Hubs. Die nachgeschalteten +5 V werden über einen Schalter mit Überstromschutz angeschlossen. ESD-Schutz ist in der Regel vorhanden.
3. Industrielle Zentren. Es gibt normalerweise einen respektablen Überspannungsschutz in Form von TVS und rückstellbaren Sicherungen.
4. Isolierte Hubs. Es besteht eine tatsächliche galvanische Trennung zwischen dem Upstream-Port und den Downstream-Ports. Die Isolationsbewertung liegt in der Regel bei 2 kV bis 5 kV. Isolierte Hubs werden verwendet, wenn eine sehr hohe Spannung von einem nachgeschalteten Anschluss kommen kann (z. B. Netzwechselstrom, Defibrillator, Gegen-EMK von einem großen Motor). Isolierte Hubs werden auch zum Aufbrechen von Masseschleifen unter Vanilla-Bedingungen verwendet.

Was zu verwenden ist, hängt von der Art der Bedrohung ab, die Sie erwarten.

• Wenn Sie sich Sorgen um Kurzschlüsse zwischen Strom- und Datenleitungen machen, können Sie einen anständigen Hub verwenden. Im schlimmsten Fall wird der Hub-Controller geopfert, aber der Port auf dem Laptop bleibt erhalten.
• Wenn Sie befürchten, dass eine Spannung von mehr als +5 V an den PC gelangen kann, können Sie den Hub mit einem Überspannungsschutz bestehend aus TVS und Polyfuse verstärken. Ich spreche jedoch immer noch von relativ niedrigen Spannungen in der Größenordnung von +24 V.
• Wenn Sie sich mit wirklich hohen Spannungen befassen, sollten Sie isolierte Naben und Gasentladungsröhren in Betracht ziehen. Erwägen Sie die Verwendung eines Computers, dessen Verlust Sie sich leisten können.

Verwenden Sie einen Hub. Sie sind recht kostengünstig und Ihre USB-Anschlüsse sind absolut sicher, egal was Ihr Gerät tut.

Als jemand, der dies beruflich macht, sollte jeder billige Inline-Hub Ihnen 100% Schutz bieten, wenn Ihr Motherboard einen angemessenen Kurzschlussschutz bietet. Wir verwenden sie ständig, selbst wenn wir ESD-Tests an unseren Teilen durchführen (15-kV-Zaps sind ziemlich unterhaltsam), und haben noch nie einen in die Luft gesprengt oder einen Host-Port herausgenommen.

Die Datenleitungen von einem billigen Hub können einfach nicht physisch mit dem PC verbunden werden - es muss ein Hub-Chip dazwischen liegen, um die Kommunikation für die 4 oder 7 Ports zu trennen, die der Hub bereitstellt. USB ist kein Bus wie Ethernet - das Verbinden mehrerer Ports mit Kabel funktioniert einfach nicht, da zu viele Signale auf DC-Pegeln basieren. Dieser Hub-Chip bietet nahezu narrensicheren Schutz zwischen Ihrem Gerät und dem Host-Port auf den Datenleitungen.

Macht ist ein anderes Thema. Ich hatte ein Motherboard, das den USB-Anschluss mit einer Sicherung an der USB-5-V-Leitung strombegrenzte - keine rücksetzbare Polyfuse, sondern eine Schmelzdrahtsicherung. Ein unbeabsichtigter Kurzschluss erforderte eine große Motherboard-Operation. Die Stromversorgung ist der Bereich, der am wahrscheinlichsten Probleme verursacht. Kaufen Sie einen Hub mit guter Stromversorgung (z. B. im Wert von 25 US-Dollar), verwenden Sie den mitgelieferten Adapter, und Sie können loslegen.

Wenn Sie wirklich paranoid sind, erlaubt USB bis zu 4 Hubs zwischen dem Host und dem Gerät. Kaufen Sie 4 verschiedene billige angetriebene Naben, schließen Sie sie an und legen Sie los.

Viel Glück

Analoge Geräte bieten eine Zwei-Chip-Lösung für Ihr Problem. Sie bieten volle Strom- und Datenisolierung für den USB-Bus mit bis zu 12 Mbit / s, was für Ihre Anforderungen in Ordnung sein sollte:

http://www.ubasics.com/usb_isolator

Leistung - ADuM5000
Daten - ADuM4160

Es gibt eine Reihe von Evaluierungskits und Breakout-Boards, die die Verwendung für diejenigen vereinfachen, die mit einem Lötkolben nicht vertraut sind.

Verwenden Sie einen drahtlosen Hub. Ich würde gerne sehen, wie jemand ein USB-Gerät herstellt, das ein Motherboard über den drahtlosen USB-Hub braten kann ...

Die Verwendung eines (selbstversorgenden) Hubs ist eine gute Idee. Sie könnten auch eine USB-Zusatzkarte in Ihrem PC anstelle der integrierten USB-Anschlüsse Ihres Systems verwenden, was zusätzlichen Schutz bieten würde.

Wenn das Gerät, das Sie herstellen, die Stromversorgung des USB-Ports nutzt, reicht ein einfacher Hub aus. Wenn das Gerät eine externe Stromversorgung verwendet, verwenden Sie eine Isolierung. Ich spreche davon aus Erfahrung. Einer meiner USB-Anschlüsse meines Macbook Pro ist wegen einer Erdschleife mit einem extern betriebenen Arduino-Board gebraten. Eine der anderen Antworten hat eine gute Lösung für eine kostengünstige USB-Isolation.