Adattatore USB-C per dispositivi senza una corretta segnalazione CC

Requisiti principali e premesse del progetto

Alcuni dispositivi USB con una porta USB-C per la ricarica o l'alimentazione non funzionano con i caricabatterie USB-C e richiedono un cavo USB-A - USB-C.
La causa è legata al meccanismo di connessione USB Type-C: la sorgente di alimentazione monitora le linee CC e alimenta VBUS dopo aver rilevato il dispositivo utilizzatore tramite il resistore Rd. Prima di rilevare correttamente la connessione USB-C, la sorgente non deve alimentare VBUS.
I caricabatterie con USB-A non hanno linee CC e su VBUS sono generalmente presenti subito 5V. Per questo un dispositivo che funziona normalmente tramite un cavo USB-A - USB-C può non ricevere alimentazione tramite USB-C - USB-C se nella sua presa USB-C mancano i corretti resistori di pull-down Rd su CC1 e CC2.
Per la modalità Sink, lo standard USB Type-C richiede un resistore Rd separato su ciascun contatto CC1 e CC2; il valore tipico di Rd è 5.1 kOhm. La presenza di Rd consente alla sorgente di rilevare la connessione del dispositivo utilizzatore e fornire i 5V standard su VBUS.
Nel cavo USB-C - USB-C viene utilizzato un solo canale CC passante; il secondo contatto corrispondente può essere utilizzato per VCONN. Nel connettore USB-C receptacle sono presenti i contatti CC1 e CC2, e l'orientamento della spina determina quale dei due diventa la linea CC attiva.
L'adattatore simula quindi un corretto USB-C Sink: un resistore Rd da 5.1 kOhm separato viene collegato tra CC1 e GND e tra CC2 e GND. La sorgente potrà rilevare la connessione del dispositivo utilizzatore indipendentemente dall'orientamento del cavo e fornire 5V su VBUS.
Per i dispositivi che hanno già i corretti resistori Rd su CC1 e CC2, questo adattatore non è necessario.

Realizzare questo adattatore è proprio l'obiettivo del progetto.

Struttura dell'adattatore

Adattatore USB-C per dispositivi senza segnalazione CC corretta

Photo 1

Photo 2

Photo 3

Funzionamento del dispositivo e componenti utilizzati nel progetto

Per assemblare questo adattatore servono i seguenti componenti (v. Photo 1):

Una breakout board USB-C male-female con accesso a tutti i contatti (Amazon) (AliExpress). In questa configurazione, i contatti dei due connettori sono collegati direttamente. La compatibilità con le modalità ad alta velocità dipende dalla qualità della scheda e dal layout delle linee di segnale.
Due resistori da 5.1 kOhm 0.25W (Amazon) (AliExpress) - un Rd tra CC1 e GND e uno tra CC2 e GND.
È importante installare un resistore separato su ciascun pin CC. CC1 e CC2 non devono essere uniti e collegati a GND tramite un unico resistore comune. A seconda dell'orientamento e del tipo di cavo, il contatto inattivo può essere utilizzato per VCONN, in particolare per alimentare l'elettronica dell'e-marker o di un cavo attivo.

In Photo 2 sono mostrati i resistori saldati tra B5 e GND e tra A5 e GND.

In Photo 3 è mostrato il tester USB Power-Z KM003C, che non si accende senza un'alimentazione esterna separata se si collega il cavo USB alla sua porta female. Dopo aver installato l'adattatore, la sorgente rileva Rd su CC, fornisce 5V su VBUS e il tester si accende - questo conferma il funzionamento dell'adattatore.

Collegate l'adattatore nel seguente ordine: Caricabatterie -> cavo USB-C - USB-C -> adattatore -> dispositivo da ricaricare. Con questo collegamento, la sorgente rileva Rd attraverso una sola linea CC attiva del cavo. Se si inserisce l'adattatore direttamente nella sorgente prima del cavo, la sorgente può rilevare Rd contemporaneamente su entrambe le linee CC e non passare alla normale modalità di connessione Sink.

P.S. L'azienda Hagibis ha lanciato l'adattatore compatto ZJTN05 per lo stesso scopo, quindi ora non è più necessario assemblare un proprio adattatore.