A Eletrônica da porta USB

HROGDev · 16 de maio

A porta usb possui 4 pinos (não necessáriamente nessa ordem):

- dados (+)
- dados (-)
- vcc
- gnd

recorrentemente na empresa que eu trabalho como TI as porta usb apresentam mau funcionamento, não por causa de impacto, mas creio eu devido a falhas na parte eletrônica.

Para resolver esse problema eu me inscrevi em um site que possui datasheets de motherboards que me mostram os esquemas elétricos e assim eu quero seguir a trilha para testar os componentes que trazem energia no 5v do vcc. Só que em um caso eu vi que a porta USB vai até a CPU do notebook.

Pretendo comprar o livro do Gabriel Torres pra ver se ele pode me auxiliar a entender a parte de hardware voltada para essa parte do USB/CPU só que isso ainda vai demandar tempo... Será que posso raspar a trilha que vai do 'iniciozinho' da CPU para testar se chega 5V lá na porta USB? Eu só vejo sentido em ser isso pois a minha porta usb não liga nenhum dispositivo (teclado ou mouse).

Renato.88 · 17 de maio

De notebook eu não tenho conhecimento. Mas já mexi bastante com os PCs Desktop e outros aparelhos que também tem portas USB.

Nos Desktop, a alimentação de 5V costuma passar por um resistor de baixo valor, que pode agir como fusível. Também existem os casos onde se usam os fusistores, fusível comum eu nunca vi.

Outras placas ainda tem o controle de tensão dessas portas chaveado por transistor, do tipo mosfet. Creio que a ideia seja poder ligar ou desligar a porta via software, ou então algum sistema de proteção.

E também tem as que têm um sistema de jumper na placa, onde o usuário pode escolher se quer que essa alimentação seja direta ou apenas com o PC ligado. Isso é feito podendo conectar a porta ao fio roxo da fonte que mantém os 5V diretos, ou aos fios vermelhos que só funcionam quando o PC está funcionando.

O pino GND, terra, negativo está conectado a trilha correspondente diretamente.

Entre os pinos de alimentação costumam ter capacitores que servem para reduzir alguns tipos de interferências que possam aparecer, sejam do próprio computador ou do aparelho conectado. Em alguns casos também tem bobinas, que servem para o motivo já ci

E quanto aos pinos de dados, nunca vi um sistema que tivessem diretamente ao processador. Geralmente estão conectados ao Chip set, ou então a algum CI de interface que pode compartilhar suas entradas/saídas com outros periféricos como HDs, DVD mouse e teclado.

Muitas vezes esses pinos são protegidos por resistores e diodos zener. Em caso de sobre tensão, esses componentes mantém a tensão próxima dos 5V.

aphawk · 17 de maio

@HROGDev ,

Eu também nunca ví nenhum sinal da porta USB ir direto a uma CPU de PC. Muito menos o pino de +5V, porque esse pino costuma fornecer correntes de no minimo 1A para a porta USB.......

Eu acho que é possível os sinais D+ e D- irem direto para uma CPU, mas ela tem de ter embutida no hardware o circuito diferencial para ter alta velocidade, mas isso sempre foi tarefa de CIs auxiliares, e não da CPU.

Seguir os sinais com o multímetro pode ser feito com cuidado.

Eu tenho o costume de comprar sempre uns 4 hubs USB 3.0 , desses baratos de 40 reais, e ligo eles nas portas do notebook. Assim, preservo a conexão do notebook, e quando alguma conexão no hub apresenta falha ( normal com o tempo se você pluga e despluga todo dia alguma coisa... ) , jogo o hub fora e coloco um novo no lugar.

Paulo

HROGDev · 17 de maio

9 horas atrás, aphawk disse:

Eu também nunca ví nenhum sinal da porta USB ir direto a uma CPU de PC.

Hoje no serviço abri pela primeira vez um diagrama esquemático com o modelo da minha placa-mãe do notebook, segui as trilhas utilizando meu mutimetro e fui testando. Você está correto @aphawk.

20 horas atrás, Renato.88 disse:

nunca vi um sistema que tivessem diretamente ao processador. Geralmente estão conectados ao Chip set, ou então a algum CI de interface que pode compartilhar suas entradas/saídas com outros periféricos

Corretíssimo @Renato.88 muito obrigado!

Agora uma resposta quanto ao meu post que eu falei de forma estremamente ignorante (pois não sabia) sobre a eletrônica dos USBs:

Se você futuro leitor que assim como eu não entende pra onde a eletricidade do circuito vai, recomendo fortemente que utilize se possível o diagrama elétrico da sua placa que está em análise. Eu com o nome e numero do componente descobri que ele não ia diretamente na CPU mas sim que o Vcc era ligado em 3 capacitores em paralelo e que tinha todo um circuito por trás.

Deu até mais vontade de estudar eletrônica!

É muito bom ver que os componentes que estão sendo testados condizem com o do diagrama. Fica a dica pros novatos como eu.