USB-C-adapter voor apparaten zonder correcte CC-signalering
Belangrijkste eisen en uitgangspunten van het project
-
Sommige USB-apparaten met een USB-C-poort voor opladen of voeding werken niet met USB-C-opladers en vereisen een USB-A - USB-C-kabel.
-
De oorzaak ligt bij het aansluitmechanisme van USB Type-C: de voedingsbron bewaakt de CC-lijnen en levert voeding op VBUS nadat hij een verbruiker heeft gedetecteerd via de weerstand Rd. Voordat de USB-C-aansluiting correct is gedetecteerd, mag de bron geen voeding op VBUS leveren.
-
Opladers met USB-A hebben geen CC-lijnen en op VBUS is doorgaans meteen 5V aanwezig. Een apparaat dat via een USB-A - USB-C-kabel normaal werkt, krijgt daarom mogelijk geen voeding via USB-C - USB-C als in de USB-C-aansluiting van het apparaat de juiste Rd-pull-downweerstanden op CC1 en CC2 ontbreken.
-
Voor de Sink-modus vereist de USB Type-C-standaard een afzonderlijke weerstand Rd op elk van de contacten CC1 en CC2; de gebruikelijke waarde van Rd is 5.1 kOhm. Dankzij Rd kan de bron de aansluiting van een verbruiker detecteren en de standaardspanning van 5V op VBUS leveren.
-
In een kabel USB-C - USB-C wordt één doorvoerkanaal voor CC gebruikt; het tweede overeenkomstige contact kan voor VCONN worden gebruikt. In een aansluiting USB-C receptacle zijn de contacten CC1 en CC2 aanwezig, en de oriëntatie van de stekker bepaalt welk contact de actieve CC-lijn wordt.
-
De adapter bootst dus een correcte USB-C Sink na: een afzonderlijke Rd van 5.1 kOhm wordt aangesloten tussen CC1 en GND en tussen CC2 en GND. De bron kan de aansluiting van de verbruiker ongeacht de oriëntatie van de kabel detecteren en 5V op VBUS leveren.
-
Voor apparaten die al correcte Rd-weerstanden op CC1 en CC2 hebben, is deze adapter niet nodig.
Het maken van zo’n adapter is het doel van dit project.
Opbouw van de adapter
Photo 1
Photo 2
Photo 3
Werking van het apparaat en de onderdelen die in het project worden gebruikt
Om zo’n adapter te bouwen, zijn de volgende onderdelen nodig (zie Photo 1):
-
Een USB-C male-female breakout board met toegang tot alle contacten (Amazon) (AliExpress). In deze constructie zijn de contacten van de twee aansluitingen rechtstreeks met elkaar verbonden. De compatibiliteit met hogesnelheidsmodi hangt af van de kwaliteit van de printplaat en de routing van de signaallijnen.
-
Twee weerstanden van 5.1 kOhm 0.25W (Amazon) (AliExpress) - één Rd tussen CC1 en GND en één tussen CC2 en GND.
-
Het is belangrijk om op elke CC-pin een afzonderlijke weerstand te plaatsen. CC1 en CC2 mogen niet met elkaar worden verbonden en via één gemeenschappelijke weerstand op GND worden aangesloten. Afhankelijk van de oriëntatie en het type kabel kan het inactieve contact worden gebruikt voor VCONN, met name voor de voeding van de elektronica van een e-marker of een actieve kabel.
Op Photo 2 zijn de weerstanden te zien die tussen B5 en GND en tussen A5 en GND zijn gesoldeerd.
Op Photo 3 toont de USB-tester Power-Z KM003C, die zonder afzonderlijke externe voeding niet inschakelt wanneer een USB-kabel op de female-poort wordt aangesloten. Na het plaatsen van de adapter detecteert de bron Rd op CC, levert hij 5V op VBUS en schakelt de tester in - dit bevestigt de werking van de adapter.
Sluit de adapter in de volgende volgorde aan: Oplader -> USB-C - USB-C-kabel -> adapter -> op te laden apparaat. Bij deze aansluiting ziet de bron Rd via één actieve CC-lijn van de kabel. Als de adapter rechtstreeks op de bron wordt aangesloten voordat de kabel wordt aangesloten, kan de bron Rd op beide CC-lijnen tegelijk zien en mogelijk niet overschakelen naar de normale Sink-aansluitmodus.
P.S. Het bedrijf Hagibis heeft de compacte adapter ZJTN05 voor hetzelfde doel uitgebracht, dus het is nu niet meer nodig om zelf een adapter te bouwen.