Alimentação USB - Noções básicas

Eu sou novo em projetar algo para ser alimentado por USB. Idealmente, ele pode ser conectado a um adaptador a uma tomada do Reino Unido ou a uma porta USB alimentada em outro dispositivo. Eu tenho o design do circuito no lugar usando o Kicad, mas nunca liguei um dispositivo usando USB.

É simplesmente conectar V + aos bits que precisam de energia, aterrar aos bits que precisam de aterramento e um conector de capacitor de 1uF entre os dois (se sim, de que maneira eles devem ser conectados)? Ou isso é muito errado? Não preciso de nenhuma transferência de dados para D + e D- foram deixadas em aberto. Eles precisam ser conectados ao terra com resistores de tração ou algo assim? Eu gostaria de acertar isso para que eu possa fazer isso ao projetar outros produtos.

Estou alimentando um LED atento e com uns 5mm

Os dispositivos USB podem consumir até 100 mA para realizar a negociação inicial, denominada enumeração , com o host. Durante esse processo, eles podem solicitar até 500 mA. O host decide se deve conceder energia extra ou desligar o dispositivo.

Em alguns casos, o host pode solicitar que um dispositivo entre no modo de suspensão de baixa energia.

A maioria dos computadores de parede conecta a alimentação USB à sua fonte de 5 V por meio de um fusível e não tenta controlar ou mesmo monitorar a corrente. O dispositivo operado por bateria geralmente gerencia com cuidado a energia USB. Portanto, você pode se livrar da energia sem perguntar quando conectado a um computador desktop, mas possivelmente não quando conectado a um laptop.

Obviamente, tudo isso está na especificação USB.

Depende de quanta energia você precisa. Por padrão, você obtém o modo de baixa energia, que pode fornecer até 100mA, o que é suficiente para muitas coisas. Você pode obter até 500mA se negociar o modo de alta potência com o host. Isso foi abordado em outras questões .

Como outros já declararam, você pode quase sempre extrair 100mA de qualquer host USB.

Se você quiser / precisar de mais energia do que isso (sem violar as especificações USB e criar algo que possa potencialmente prejudicar seus dispositivos host), poderá:

1. Conecte um pino MCU / CPU aos pinos de dados, para que você possa negociar taxas de carregamento mais altas com o host

ou

2. Sinta os pinos D + / D- ativamente. Quando conectados a um carregador (conforme especificação), os pinos D + / D- são colocados em curto no carregador, para que seu dispositivo saiba que é "permitido" consumir energia a uma taxa alta sem negociação. Quando conectados a um host, esses pinos não ficam em curto, portanto, o dispositivo precisará se limitar ao consumo de 100mA.

Existe a teoria e existe a prática.

A teoria é que, antes da enumeração, você só pode desenhar 100ma. Além disso, existem limites de tempo após os quais, se a enumeração falhar, você deverá cair para um estado de energia muito baixo. As verrugas na parede USB (especificações de "carregamento da bateria") conectam as linhas D + e D- juntas para indicar que elas não são um host USB comum.

A prática é que os hosts (até laptops) normalmente têm apenas uma limitação de corrente muda com um limite fixo. Portanto, se você não se importa em obter seu dispositivo certificado como compatível com USB, basta desenhar 500 m (ou até um pouco mais) imediatamente e ele funcionará bem com a grande maioria dos hosts.

Acredito que os dispositivos USB 3.0 podem consumir até 1000mA, desde que o host permita.

Permaneça igual ou inferior a 100 mA e você não precisa se preocupar com a enumeração. Se você estiver construindo um caso único, não me preocuparia em extrair até 500 mA, mesmo sem enumeração. Se você estiver construindo um produto, jogue um MCU de 50 centavos para enumerar o barramento e pedir mais informações.