Adaptador USB-C para dispositivos sin una señalización CC correcta

Requisitos básicos y fundamentos del proyecto

Algunos dispositivos USB con un puerto USB-C para carga o alimentación no funcionan con cargadores USB-C y requieren un cable USB-A - USB-C.
La causa está relacionada con el mecanismo de conexión de USB Type-C: la fuente de alimentación supervisa las líneas CC y suministra alimentación a VBUS tras detectar el dispositivo consumidor mediante la resistencia Rd. La fuente no debe suministrar alimentación a VBUS hasta detectar correctamente la conexión USB-C.
Los cargadores con USB-A no tienen líneas CC y, por lo general, VBUS ya tiene 5V desde el principio. Por eso, un dispositivo que funciona con normalidad mediante un cable USB-A - USB-C puede no recibir alimentación a través de USB-C - USB-C si su conector USB-C carece de resistencias de polarización a masa Rd adecuadas en CC1 y CC2.
Para el modo Sink, el estándar USB Type-C exige una resistencia Rd independiente en cada contacto CC1 y CC2; el valor típico de Rd es de 5.1 kOhm. La presencia de Rd permite que la fuente detecte la conexión del dispositivo consumidor y suministre los 5V estándar a VBUS.
En el cable USB-C - USB-C se utiliza un único canal CC de paso; el segundo contacto correspondiente puede utilizarse para VCONN. En el conector USB-C receptacle están los contactos CC1 y CC2, y la orientación del conector macho determina cuál de ellos se convierte en la línea CC activa.
Así, el adaptador simula un USB-C Sink correcto: se conecta una resistencia Rd independiente de 5.1 kOhm entre CC1 y GND y otra entre CC2 y GND. La fuente podrá detectar la conexión del dispositivo consumidor independientemente de la orientación del cable y suministrar 5V a VBUS.
Los dispositivos que ya tienen resistencias Rd adecuadas en CC1 y CC2 no necesitan este adaptador.

El objetivo de este proyecto es precisamente construir un adaptador de este tipo.

Construcción del adaptador

Adaptador USB-C para dispositivos sin señalización CC correcta

Photo 1

Photo 2

Photo 3

Funcionamiento del dispositivo y componentes utilizados en el proyecto

Para montar este adaptador, se necesitan los siguientes componentes (véase Photo 1):

Una placa de conexiones USB-C male-female con acceso a todos los contactos (Amazon) (AliExpress). En este diseño, los contactos de los dos conectores están conectados directamente. La compatibilidad con los modos de alta velocidad depende de la calidad de la placa y del trazado de las líneas de señal.
Dos resistencias de 5.1 kOhm 0.25W (Amazon) (AliExpress) - una resistencia Rd entre CC1 y GND y otra entre CC2 y GND.
Es importante instalar una resistencia independiente en cada pin CC. CC1 y CC2 no deben unirse y conectarse a GND mediante una única resistencia común. Según la orientación y el tipo de cable, el contacto inactivo puede utilizarse para VCONN, en particular para alimentar la electrónica del e-marker o de un cable activo.

En Photo 2 se muestran las resistencias soldadas entre B5 y GND y entre A5 y GND.

En Photo 3 se muestra el comprobador USB Power-Z KM003C, que no se enciende sin una alimentación externa independiente si se conecta el cable USB a su puerto female. Tras instalar el adaptador, la fuente detecta Rd en CC, suministra 5V a VBUS y el comprobador se enciende - esto confirma el funcionamiento del adaptador.

Conecta el adaptador en el siguiente orden: Cargador -> cable USB-C - USB-C -> adaptador -> dispositivo que se va a cargar. Con esta conexión, la fuente detecta Rd a través de una única línea CC activa del cable. Si se instala el adaptador directamente en la fuente antes del cable, la fuente puede detectar Rd en ambas líneas CC a la vez y no pasar al modo de conexión Sink normal.

P.S. La empresa Hagibis ha lanzado el adaptador compacto ZJTN05 para la misma función, por lo que ya no es necesario montar un adaptador propio.