USB-C-adapter for enheter uten korrekt CC-signalisering

Grunnleggende krav og forutsetninger for prosjektet

Noen USB-enheter med USB-C-port for lading eller strømforsyning fungerer ikke med USB-C-ladere og krever en USB-A - USB-C-kabel.
Årsaken ligger i tilkoblingsmekanismen for USB Type-C: Strømkilden overvåker CC-linjene og leverer strøm på VBUS etter å ha registrert en strømforbrukende enhet via motstanden Rd. Før en USB-C-tilkobling er korrekt registrert, skal kilden ikke levere strøm på VBUS.
Ladere med USB-A har ingen CC-linjer, og VBUS har vanligvis 5V med en gang. En enhet som fungerer normalt via en USB-A - USB-C-kabel, kan derfor mangle strøm via USB-C - USB-C hvis USB-C-kontakten ikke har korrekte Rd-nedtrekksmotstander på CC1 og CC2.
For Sink-modus krever USB Type-C-standarden en separat Rd-motstand på hver av kontaktene CC1 og CC2; den typiske verdien for Rd er 5.1 kOhm. Rd gjør at kilden kan registrere tilkoblingen av en strømforbrukende enhet og levere standardspenningen 5V på VBUS.
I en kabel av typen USB-C - USB-C brukes én gjennomgående CC-kanal; den andre tilsvarende kontakten kan brukes til VCONN. I en kontakt av typen USB-C receptacle finnes kontaktene CC1 og CC2, og pluggens orientering avgjør hvilken av dem som blir den aktive CC-linjen.
Adapteren etterligner dermed en korrekt USB-C Sink: En separat Rd på 5.1 kOhm kobles mellom CC1 og GND og mellom CC2 og GND. Kilden vil kunne registrere tilkoblingen av en strømforbrukende enhet uavhengig av kabelens orientering og levere 5V på VBUS.
Enheter som allerede har korrekte Rd på CC1 og CC2, trenger ikke en slik adapter.

Målet med dette prosjektet er å bygge en slik adapter.

Adapterens oppbygning

USB-C-adapter for enheter uten korrekt CC-signalering

Photo 1

Photo 2

Photo 3

Enhetens virkemåte og komponentene som brukes i prosjektet

For å bygge en slik adapter trengs følgende komponenter (se. Photo 1):

Et USB-C male-female-breakoutkort med tilgang til alle kontaktene (Amazon) (AliExpress). I denne konstruksjonen er pinnene i de to kontaktene koblet direkte sammen. Kompatibiliteten med høyhastighetsmoduser avhenger av kortets kvalitet og føringen av signallinjene.
To motstander på 5.1 kOhm 0.25W (Amazon) (AliExpress) - én Rd mellom CC1 og GND og én mellom CC2 og GND.
Det er viktig å montere én separat motstand på hver CC-pinne. CC1 og CC2 må ikke kobles sammen og kobles til GND via én felles motstand. Avhengig av kabelens orientering og type kan den inaktive kontakten brukes til VCONN, blant annet til å forsyne elektronikken i en e-marker eller en aktiv kabel med strøm.

På Photo 2 vises motstandene som er loddet mellom B5 og GND og mellom A5 og GND.

På Photo 3 vises USB-testeren Power-Z KM003C, som ikke slår seg på uten separat ekstern strømforsyning når en USB-kabel kobles til female-porten. Etter at adapteren er montert, registrerer kilden Rd på CC, leverer 5V på VBUS, og testeren slår seg på - dette bekrefter at adapteren fungerer.

Koble til adapteren i følgende rekkefølge: Lader -> USB-C - USB-C-kabel -> adapter -> enheten som skal lades. Med denne tilkoblingen registrerer kilden Rd via én aktiv CC-linje i kabelen. Hvis adapteren kobles direkte til kilden før kabelen, kan kilden registrere Rd på begge CC-linjene samtidig og unnlate å gå over til vanlig tilkoblingsmodus for Sink.

P.S. Selskapet Hagibis har lansert den kompakte adapteren ZJTN05 for samme formål, så det er ikke lenger nødvendig å bygge sin egen adapter.