Adaptor USB-C pentru dispozitive fără semnalizare CC corectă

Cerințele principale și premisele proiectului

Unele dispozitive USB cu port USB-C pentru încărcare sau alimentare nu funcționează cu încărcătoare USB-C și necesită un cablu USB-A - USB-C.
Cauza ține de mecanismul de conectare USB Type-C: sursa de alimentare monitorizează liniile CC și aplică tensiune pe VBUS după ce detectează dispozitivul consumator prin rezistorul Rd. Înainte de detectarea corectă a conexiunii USB-C, sursa nu trebuie să aplice tensiune pe VBUS.
Încărcătoarele cu USB-A nu au linii CC, iar pe VBUS este de obicei prezentă imediat o tensiune de 5V. De aceea, un dispozitiv care funcționează normal printr-un cablu USB-A - USB-C poate să nu primească alimentare prin USB-C - USB-C dacă în conectorul său USB-C lipsesc rezistorii pull-down Rd corecți pe CC1 și CC2.
Pentru modul Sink, standardul USB Type-C impune un rezistor Rd separat pe fiecare dintre contactele CC1 și CC2; valoarea tipică a Rd este de 5.1 kOhm. Prezența Rd permite sursei să detecteze conectarea dispozitivului consumator și să aplice tensiunea standard de 5V pe VBUS.
În cablul USB-C - USB-C se utilizează un singur canal CC de trecere; al doilea contact corespunzător poate fi utilizat pentru VCONN. În conectorul USB-C receptacle există contactele CC1 și CC2, iar orientarea mufei determină care dintre ele devine linia CC activă.
Astfel, adaptorul simulează un USB-C Sink corect: câte un rezistor Rd de 5.1 kOhm este conectat între CC1 și GND și între CC2 și GND. Sursa va putea detecta conectarea consumatorului indiferent de orientarea cablului și va aplica 5V pe VBUS.
Pentru dispozitivele care au deja rezistori Rd corecți pe CC1 și CC2, un astfel de adaptor nu este necesar.

Realizarea unui astfel de adaptor este scopul acestui proiect.

Construcția adaptorului

Adaptor USB-C pentru dispozitive fără semnalizare CC corectă

Photo 1

Photo 2

Photo 3

Modul de funcționare al dispozitivului și componentele utilizate în proiect

Pentru a asambla un astfel de adaptor, sunt necesare următoarele componente (v. Photo 1):

Placă de conexiuni USB-C male-female cu acces la toate contactele (Amazon) (AliExpress). În această construcție, contactele celor doi conectori sunt conectate direct. Compatibilitatea cu modurile de mare viteză depinde de calitatea plăcii și de traseele liniilor de semnal.
Doi rezistori de 5.1 kOhm 0.25W (Amazon) (AliExpress) - câte un Rd între CC1 și GND și între CC2 și GND.
Este important să se monteze câte un rezistor separat pentru fiecare pin CC. CC1 și CC2 nu trebuie unite și conectate la GND printr-un singur rezistor comun. În funcție de orientarea și tipul cablului, contactul inactiv poate fi utilizat pentru VCONN, în special pentru alimentarea electronicii e-marker sau a unui cablu activ.

În Photo 2 sunt prezentați rezistorii lipiți între B5 și GND și între A5 și GND.

În Photo 3 este prezentat testerul USB Power-Z KM003C, care nu pornește fără o alimentare externă separată dacă se conectează cablul USB la portul său female. După montarea adaptorului, sursa detectează Rd pe CC, aplică 5V pe VBUS, iar testerul pornește - acest lucru confirmă funcționarea adaptorului.

Conectați adaptorul în următoarea ordine: Încărcător -> cablu USB-C - USB-C -> adaptor -> dispozitivul de încărcat. Cu această conexiune, sursa detectează Rd printr-o singură linie CC activă a cablului. Dacă adaptorul este montat direct în sursă, înaintea cablului, sursa poate detecta Rd simultan pe ambele linii CC și poate să nu intre în modul normal de conectare Sink.

P.S. Compania Hagibis a lansat un adaptor compact ZJTN05 pentru aceeași sarcină, așa că acum nu mai este obligatoriu să asamblați propriul adaptor.