Que medidas devo tomar para proteger as portas USB do meu PC durante o desenvolvimento de um dispositivo USB?

Vou começar a desenvolver um dispositivo USB 1.1 usando um microcontrolador PIC. Vou manter uma das portas USB do meu PC conectada a uma placa de pão durante esse processo. Não quero destruir a porta USB do meu PC por um curto-circuito ou conectar linhas de dados entre si ou acidentalmente uma linha de energia.$\pm$

Como posso proteger as portas USB? Uma porta USB padrão possui proteção contra curto-circuito integrada? Devo conectar diodos, resistores, fusíveis em / através / através de alguns pinos?

Isso é para expandir a sugestão de Leon de usar um hub.

Os hubs USB não são todos iguais. Extraoficialmente, existem várias "notas":

1. Hubs baratos. Estes são otimizados em termos de custos a ponto de não aderirem mais às especificações USB. Freqüentemente, as linhas de + 5V das portas downstream são conectadas diretamente ao computador. Sem interruptores de proteção. Talvez um fusível, se tiver sorte.
   edit: Aqui está um tópico em que o OP está confirmando que um hub USB projetado incorretamente está realimentando seu PC.
2. Hubs decentes. O jusante + 5V é conectado através de um comutador com proteção contra sobrecorrente. A proteção contra ESD geralmente está presente.
3. Hubs industriais. Geralmente, existe uma proteção respeitável contra sobretensão na forma de TVS e fusíveis reinicializáveis.
4. Hubs isolados. Existe um isolamento galvânico real entre as portas upstream e downstream. A classificação de isolamento tende a ser de 2kV a 5kV. Os hubs isolados são usados ​​quando uma tensão realmente alta pode vir de uma porta a jusante (por exemplo, CA da rede elétrica, desfibrilador, EMF traseiro de um motor grande). Hubs isolados também são usados ​​para quebrar loops de terra em condições de baunilha.

O que usar depende do tipo de ameaça que você espera.

• Se você está preocupado com os curtos entre as linhas de energia e de dados, pode usar um hub decente. Na pior das hipóteses, o controlador do hub será sacrificado, mas salvará a porta no laptop.
• Se você está preocupado com a possibilidade de uma tensão maior que + 5V chegar ao PC, você pode fortalecer o hub com proteção contra sobretensão composta por TVS e polifusor. No entanto, ainda estou falando de tensões relativamente baixas da ordem de + 24V.
• Se você estiver preocupado com tensões realmente altas, considere hub isolado, tubos de descarga de gás. Considere usar um computador que você pode perder.

Use um hub. Eles são muito baratos e suas portas USB estarão perfeitamente seguras, independentemente do que o seu dispositivo faça.

Como alguém que faz isso da vida, qualquer hub barato em linha deve oferecer 100% de proteção se a sua placa-mãe oferecer uma proteção razoável contra curtos-circuitos. Nós os usamos o tempo todo, mesmo quando fazemos testes de ESD em nossas peças (zaps de 15KV são bastante divertidos), e nunca explodimos um ou retiramos uma porta de host.

As linhas de dados de um hub barato simplesmente não podem ser fisicamente conectadas ao PC - deve haver um chip de hub para separar as comunicações das 4 ou 7 portas que o hub fornece. O USB não é um barramento como o Ethernet - a conexão de várias portas com fio simplesmente não funciona, pois grande parte da sinalização é baseada nos níveis de corrente contínua. Esse chip do hub fornecerá proteção quase infalível entre o dispositivo e a porta do host nas linhas de dados.

O poder é uma questão diferente. Eu tinha uma placa-mãe que limitava a porta USB com um fusível na linha USB 5V - não um fusível reinicializável, mas um fusível de fio de fusão. Um curto não intencional exigia uma grande cirurgia na placa-mãe. Energia é a área com maior probabilidade de causar problemas. Compre um hub com boa potência (por exemplo, US $ 25), use o adaptador fornecido e pronto.

Se você é realmente paranóico, o USB permite até 4 hubs entre o host e o dispositivo. Compre 4 hubs baratos baratos, conecte-os na linha e faça o mesmo.

Boa sorte

Os dispositivos analógicos são uma solução de dois chips para o seu problema, que fornece energia total e isolamento de dados para o barramento USB de até 12 Mbps, o que deve ser adequado às suas necessidades:

http://www.ubasics.com/usb_isolator

Energia -
Dados ADuM5000 - ADuM4160

Existem vários kits de avaliação e painéis de interrupção que facilitam o uso para aqueles que não são acessíveis com um ferro de soldar.

Use um hub sem fio. Gostaria de ver alguém criar um dispositivo USB que possa fritar uma placa-mãe através do hub USB sem fio ...

Usar um hub (com alimentação própria) é uma boa ideia. Além disso, você pode usar uma placa de expansão USB no seu PC em vez das portas USB integradas ao seu sistema, o que oferecerá mais proteção.

Se o dispositivo que você está executando executa o poder da porta USB, um hub simples funciona. Se o dispositivo fizer uso de uma fonte de alimentação externa, use isolamento. Falo disso por experiência. Uma das minhas portas USB do meu MacBook Pro está frita devido a um groundloop com uma placa de arduino alimentada externamente. Uma das outras respostas tem uma boa solução para o isolamento usb de baixo custo.