Dizüstü bilgisayarı USB bağlantılı cihazlardan koruma

Geçtiğimiz birkaç ay içinde USB yoluyla geliştirme elektroniği programlayarak 2 mükemmel dizüstü bilgisayarı yok etmeyi başardım. Bunu önlemek için neler yapılabileceğini merak ediyordum. Birkaç fikir edindim (ne kadar pratik olduğundan emin değilim):

1. Güç ve veri hatlarında 5V zener diyotları kenetleyen USB konektörü / hub
2. Veri hatlarında opto izolatörlere sahip USB konektör / hub
3. harici güç kaynağı ve daha önce bahsedilen fikir ile usb bağlantısı sağlamak

Bu fikirlerle birlikte, akımı 5m D + ve D hatlarındaki dirençler akımı 200mA ile sınırlandırır (kullandığım çoğu cihaz için yeterli).

Biraz daha deneyimli mühendislerin bu fikirler ve pratik sonuçları hakkında ne düşündüğünü merak ettiniz mi?

Gerçek sorun korumasız USB bağlantı noktası değil, asıl sorun cihazınızın sizi ve cihazlarınızı daha yüksek voltajlı, nispeten yüksek akım kaynaklarına bağlanma riskine sokmasıdır.

Geçici aşırı voltajı kenetleme diyotları ile çözebilirsiniz, ancak güç kaynağınız yeterince güçlü ise bunlar yardımcı olmaz - sadece başarısız olurlar ve daha önce olduğu gibi aynı durumdasınız, sadece milisaniye ve yanmış yarı iletkenlerin kokusu daha uzaktasınız.

Sorununuz kötü bir nedendir, birçok nedenden dolayı ve dizüstü bilgisayarlarınız bunun en azıdır:

USB manuel olarak kullanılmalıdır (bu gereksiz ifadelerdir), bu nedenle bu hata dizüstü bilgisayarınızı öldürürse, insan etkileşimi için doğal olarak tasarruf ettiğine dair en güçlü güvenime sahip değilim.

İyi bir nedenden ötürü, daha yüksek voltajların daha düşük voltajlarla değiştirilmesini içeren devre için tasarım kriterleri vardır.

Genel olarak: çalışma sırasında herhangi bir insan (hatta bir servis teknisyeni) dokunabilecekleri ile tehlikeli voltajlar arasında galvanik izolasyona ihtiyacınız vardır.

Bu nedenle: USB denetleyicinizi ve anahtarladığı şeyleri kesinlikle ayırın. Sekonder tarafı ayrı bir güç kaynağı tarafından yönlendirilen optokuplörler kullanarak endüktif veya yüksek voltajlı yükleri sürmek yaygın bir uygulamadır.

Kart düzeni, yüksek voltaj bölgelerini 5V / MCU ortamından ayrı yapmalıdır. Yalnızca optokuplörlerin, transformatör çekirdeklerinin ve rölelerin bu sınırı geçmesine izin verilebilir. Taviz yok.

Tipik bir sorun, cihazınızın güç kaynağı topraklamasının USB topraklamasından tamamen farklı bir potansiyele sahip olmasıdır - bu, kendisi için herhangi bir şeyden galvanik olarak ayrı olması gereken bir dizüstü bilgisayar için bir sorun olmamalıdır, ancak karşılaştığınız birçok durum vardır. sorun (örneğin, dizüstü bilgisayar topraklaması ethernet topraklaması, ses topraklaması, RS-232 topraklaması ...). Kontrolör ve kontrol arasındaki sıkı ayırma (izolasyon), doğal bir sorun yaratmaz.

Esas olarak çamaşır makinelerini ve otomatları kontrol etmek için Arduino ve PIC tabanlı geliştirme elektroniği ile çalışıyorum (her iki dizüstü bilgisayarı da yok eden aynı cihaz değildi). Esas olarak sadece yüksek voltaj riski olduğundan zener diyotların kullanımı basit ve ucuz bir çözüm mü yoksa şeylerin veri tarafıyla karıştırır mı?

İyi. Kötü tanımlanmış bir "yüksek gerilime" karşı korumak için "zener diyotlarının kullanılmasından" bahsettiğinizden, artık güvenilir bir veri noktamız var: ne yaptığınız hakkında hiçbir fikriniz yok.

Bu nedenle, dizüstü bilgisayar bağlantı noktasını kendinizden korumak için bir USB izolatörüne ihtiyacınız vardır. O laptop için üzülüyorum, btw.

Demek istediğim, güç kaynakları topraklanmadığından dizüstü bilgisayarlar topraktan izole ediliyor. Yani, bir dizüstü bilgisayarın USB portunu üflemek ... zor ... Bunu tam olarak nasıl yapmayı başardınız? USB portuna veya başka bir şeye şebeke voltajı gönderdiniz mi?

Arduino'yu temel olarak kullandığınız için, çözüm kolaydır .... programlama ve hata ayıklama için tek kullanımlık bir işlemci kullanın. Arduino geliştirme ortamı, gömülü ortamınızdan güç alabileceğiniz ve kalan dizüstü bilgisayarlarınızdan veya belki de bir masaüstünüzden kablosuz üzerinden konuşabileceğiniz bir Raspberry Pi'ye güzel bir şekilde uyar.

Bu, bir Raspberry Pi'yi kızartmanızı engellemez, ancak bir devre arızasının maliyetini yaklaşık 35 $ 'a düşürecektir.

Tamam, çok sayıda açıklamadan ve çeşitli sunulan durumlardan sonra, bir dizüstü bilgisayarı saha servis ortamında kızartmadan nasıl koruyacağınız sorununa bir çözüm sunmama izin verin:

1. Her zaman önce test / teşhis ekipmanınızı servis nesnesine bağlayın ve her şeyi çalıştırın.

2. Ekipmanı dizüstü bilgisayara bağlamadan önce, hem DC hem de AC modunda DUT bağlantı noktası ve dizüstü bilgisayar bağlantı noktası arasında düşük empedanslı (standart 10-20k) DMM kullanarak USB kalkanları arasında şüpheli voltaj olup olmadığını kontrol edin.

3. Önemli bir voltaj bulunursa (5 - 10 - 50 V), uçlardan birinde gerçek bir izolasyon transformatörü kullanın .

WiFi üzerinden bir Pi / Beaglebone / Tinkerbox kullanmak ucuz ve kolay olurdu. CHIP iyi görünüyor, bkz. Https://getchip.com/pages/chip . Cihaz başına 5-9 $. 1 Pi3 fiyatı için 7 CHIP öldürebilirsiniz. Açıkçası, öldürme voltajlarının USB bağlantı noktalarına ulaşması sorununu çözmeniz gerekiyor, ancak en azından iş istasyonunuz güvenli olacak. Yine de Ethernet ile LAN'ınıza bağlamayın.

Dosyaları aktarmak sadece scp dosyalarına Pi / diğer ve yüklemek için bir uzak kabuk anahtar tabanlı parolasız ssh erişimi kullanmak meselesidir. Arduino için, arduino-mk paketi var ve PIC için benzer araçlar var. Şüphesiz, dosyalarınızı dışa aktarılan bir SMB / CIFS paylaşımına kaydedebilir ve uzak kabuğu kullanarak panolarınıza yükleyebilirsiniz.

Eğer bir öldürme gerilimi tekrar oluşursa, sadece 30-35 $ kaybedersiniz.

Bu voltajların MCU'larınızı nasıl geçeceğini ve USB bağlantı noktasına girmeyi nasıl başardığını hâlâ öğrenemiyorum. Kısa mı? Nereden geliyor? Birçok arduino klonunu yok ettim ve içtenlikle merak ediyorum.

Ayrıca, USB bağlantı noktaları genellikle orta voltajlara karşı çoklu kaynaştırılır. Bağlantı noktasını (veya GND pinine pozitif), denetleyiciyi ve belki de anakartı öldürmek için 5V pinine negatif bir voltaj yerleştirmeniz gerekir. İki dizüstü bilgisayarı öldürmeyi nasıl yönetiyorsunuz? İşte alternatif akımın büyüsü olabilir mi?