USB-C-adapter för enheter utan korrekt CC-signalering
Grundläggande krav och förutsättningar för projektet
-
Vissa USB-enheter med en USB-C-port för laddning eller strömförsörjning fungerar inte med USB-C-laddare och kräver en USB-A - USB-C-kabel.
-
Orsaken ligger i anslutningsmekanismen för USB Type-C: strömkällan övervakar CC-ledningarna och slår på strömmen till VBUS när den har identifierat en strömförbrukande enhet via motståndet Rd. Innan USB-C-anslutningen har identifierats korrekt ska strömkällan inte spänningssätta VBUS.
-
Laddare med USB-A har inga CC-ledningar, och på VBUS finns vanligtvis 5V direkt. Därför kan en enhet som fungerar normalt via en USB-A - USB-C-kabel bli utan ström via USB-C - USB-C om dess USB-C-kontakt saknar korrekta pull-down-motstånd av typen Rd på CC1 och CC2.
-
För läget Sink kräver standarden USB Type-C ett separat motstånd Rd på vardera kontakten CC1 och CC2; det typiska värdet för Rd är 5.1 kOhm. När Rd finns kan strömkällan identifiera att en strömförbrukande enhet är ansluten och lägga standardspänningen 5V på VBUS.
-
I en kabel USB-C - USB-C används en genomgående CC-kanal; den andra motsvarande kontakten kan användas för VCONN. I kontakten USB-C receptacle finns kontakterna CC1 och CC2, och stickkontaktens orientering avgör vilken av dem som blir den aktiva CC-ledningen.
-
Adaptern efterliknar alltså en korrekt USB-C Sink: ett separat Rd på 5.1 kOhm ansluts mellan CC1 och GND respektive mellan CC2 och GND. Strömkällan kan då identifiera att förbrukaren är ansluten oavsett kabelns orientering och lägga 5V på VBUS.
-
För enheter som redan har korrekta Rd på CC1 och CC2 behövs ingen sådan adapter.
Målet med det här projektet är att bygga en sådan adapter.
Adapterns konstruktion
Photo 1
Photo 2
Photo 3
Enhetens funktion och komponenterna som används i projektet
För att bygga en sådan adapter behövs följande komponenter (se Photo 1):
-
Ett USB-C-breakoutkort av typen male-female med åtkomst till alla kontakter (Amazon) (AliExpress). I den här konstruktionen är de två kontaktdonens kontakter direkt anslutna till varandra. Kompatibiliteten med höghastighetslägen beror på kortets kvalitet och signalledningarnas dragning.
-
Två motstånd på 5.1 kOhm 0.25W (Amazon) (AliExpress) - ett Rd mellan CC1 och GND och ett mellan CC2 och GND.
-
Det är viktigt att montera ett separat motstånd på varje CC-stift. CC1 och CC2 får inte kopplas ihop och anslutas till GND via ett gemensamt motstånd. Beroende på kabelns orientering och typ kan den inaktiva kontakten användas för VCONN, bland annat för att strömförsörja elektroniken i en e-marker eller en aktiv kabel.
På Photo 2 visas motstånden som är fastlödda mellan B5 och GND respektive mellan A5 och GND.
På Photo 3 visas USB-testaren Power-Z KM003C, som inte startar utan separat extern strömförsörjning om en USB-kabel ansluts till dess female-port. När adaptern har monterats identifierar strömkällan Rd på CC, lägger 5V på VBUS och testaren startar - det bekräftar att adaptern fungerar.
Anslut adaptern i följande ordning: Laddare -> USB-C - USB-C-kabel -> adapter -> enheten som ska laddas. Vid den här anslutningen ser strömkällan Rd via en aktiv CC-ledning i kabeln. Om adaptern ansluts direkt till strömkällan före kabeln kan strömkällan se Rd på båda CC-ledningarna samtidigt och inte gå över till det normala anslutningsläget Sink.
P.S. Företaget Hagibis har lanserat den kompakta adaptern ZJTN05 för samma ändamål, så det är numera inte nödvändigt att bygga en egen adapter.