Самодельный удлинитель USB из витой пары для WEB камеры или 3G модема.

Как сделать удлинитель USB я понял, когда экспериментируя, сам удлинил USB шнур обычной web камеры на 18 метров для простого видеонаблюдения, (подробнее). То есть, я удлинил обычную web камеру на расстояние 18 метров от ноутбука! Это отличный результат, так как вначале мне вообще не удавалось удлинить юсб вебку и на метр. Через этот же самодельный USB удлинитель я впоследствии удлинял 3G модем и другие юсб устройства– все отлично работает.

Самодельный шнур удлинитель USB на 18 метров, который бесперебойно работал, был изготовлен мной за пятнадцать минут и обошелся в копейки. В то же время, в продаже, двухметровый качественный высокоскоростной USB 2.0 шнур с ферритовыми фильтрами стоит около 15 долларов. При этом, еще не известно, будет ли он нормально работать со всеми юсб устройствами. Мне неоднократно доводилось видеть метровые USB шнуры – удлинители, через которые нормально работали только мышки и клавиатуры. Даже флешки ни в какую не хотели через них определятся. По этому, я и начал думать, как самому сделать рабочий юсб удлинитель для web камеры, 3G модема и других, удаленных USB устройств.

Из чего сделать удлинитель USB.

Из чего сделать удлинитель USB — по началу, я пытался делать USB удлинитель из двойного экранированного микрофонного провода различных марок. Пускал D+ и D- сигналы USB по центральным жилам кабеля, а питание 5 вольт «+» и «-» по экранирующим оплеткам. Перебирал и другие варианты удлинителя юсб по экранированным проводам. Но ничего из этого не выходило. На таком удлинителе USB устройства не определялись даже на метровой длине шнура. Казалось бы – хороший экранированный провод, каналы D+ и D- разнесены и имеют отдельные экраны, что еще нужно то? Но на нем USB устройства не работали! Безрезультатные эксперименты с USB и экранированными проводами продолжались до момента, пока я не понял, что по линиям D+ и D- одновременно передается дифференциальный сигнал. А значит, для удлинителя USB нужно использовать симметричную линию — витую пару!

Необходимые материалы и инструменты

Для того чтобы сделать удлинитель своими руками, потребуется минимальный набор инструментов, которые есть у каждого домашнего мастера — паяльник с припоем и канифолью, а также острый нож. Желательно иметь в своём арсенале фен паяльник. Сам USB-шнур состоит из кабеля типа «витая пара» или другого варианта с количеством проводников не меньше четырёх. Также нужны гнездо и штекер соответствующего формата. Их можно приобрести отдельно или попытаться извлечь из старой ненужной техники.

Сигнал USB на физическом уровне.

Сигнал USB на физическом уровне — это дифференциальный сигнал. Два сигнала, идущих по D+ и D- паре проводов одновременно в противофазе (инвертировано). Без участия общего провода. Пример дифференциального сигнала – выход сигнала с обмотки трансформатора. Амплитудой такого сигнала является не амплитуда относительно общего провода, а амплитуда относительно этих дух проводников. Соответственно, приёмник дифф сигнала регистрирует амплитуду между этими двумя инвертированными сигналами, а не амплитуду между сигнальным проводом и минусом источника питания.

USB шина — это симметричная линия связи. Качественный способ передачи высокочастотных сигналов без потерь, и синфазных помех, осуществляемый по паре проводов без участия общего провода. Метод обладает повышенной помехоустойчивостью из-за того, что помеха действует одинаково на два противофазных проводника одновременно, вычитаясь из полезного сигнала в конечном итоге.

По этому, надежный USB удлинитель нужно делать именно из витой пары. Самый доступный вариант витой пары для USB удлинителя – витая пара для компьютерных сетей, обычный «сетевой» провод.

USB-OTG

Что такое OTG?

OTG («On-The-Go» — «На ходу») это возможность подключить к смартфону или планшету флешку, мышь, клавиатуру и прочую USB периферию. Увы, такой возможностью обладают не все мобильные устройства. Для подключения требуется специальный переходник.
Нюансы: • Флешка должна быть отформатирована в FAT32. • Ёмкость подключаемой флешки ограничена аппаратными возможностями смартфона. • Винчестер и прочие энергоёмкие устройства требуют отдельного источника питания.

Поддерживает ли ваше устройство режим OTG можно узнать из списка на 4PDA. Правда, список устройств не полон.

Для подключения, например, флешки к смартфону чаще всего используется переходник «USB AF — USB micro AM» (о значении этих сокращений читайте в статье «USB 2.0»). К «маме» (USB AF) подключается флешка, а штекер (USB micro AM) подключается к смартфону.

Миниатюрный переходник OTG на GearBest ▶

Как самому сделать OTG-кабель?

Кабель OTG состоит из штекера USB micro (или mini) и большого гнезда USB (как в компе). Штекер можно взять от дата-кабеля, а гнездо — от USB удлинителя.

Главная фишка — в штекере USB micro/mini контакт 4 нужно замкнуть с контактом 5. Именно по наличию перемычки между 4 и 5 контактами в штекере устройство определяет, что ему предоставляют активную роль.

Монтажная схема кабеля OTG. Штекер USB micro показан со стороны пайки ▼

Установка перемычки на штекер залитый изоляцией ▼

Паятельные концы контактов штекера USB micro разведены в шахматном порядке. Нечётные отведены к одной стенке штекера, чётные — к другой. Сквозь полупрозрачную изоляцию можно разглядеть чёрный, зелёный, красный проводки с одной стороны. Осторожно подплавляем изоляцию у чёрного проводка и подпаиваем один конец перемычки к контакту GND. Смотрим с противоположной стороны: сквозь изоляцию виден незадействованный контакт и белый провод. Подплавляем изоляцию у незадействованного контакта и подпаиваем к нему второй конец перемычки.

Распайка штекера USB mini ▼

Осталось припаять USB маму от USB удлинителя к переделанному нами штекеру цвет в цвет. Если кабели экранированные, то соединяем и экраны.

Можно ли заряжать активное устройство в режиме OTG?

Да, такой режим предусмотрен разработчиками, но далеко не каждое портативное устройство этот режим поддерживает. Режим зарядки при работе с периферией называется ACA (Accessory Charger Adapter). Для перехода в этот режим требуется особый OTG-кабель — в штекере USB-mini/micro контакты 4 и 5 (ID и GND) должны быть замкнуты через резистор RID_A=124 кОм.

Источник информации: «Battery Charging v1.2 Spec and Adopters Agreement (BC1.2)» (спасибо за информацию нашему читателю Виктору)

На форуме «L.F.» владелец смартфона Lenovo Ideaphone K900 сообщил об успешном подключении флешки одновременно с зарядом смартфона. В его случае RID=25 кОм.

Метки: OTG, USB, Гаджет, Кабель, Компьютер, Мобильное, Разъём, Распиновка (Распайка)

Обсуждение: 443 комментария

1. Юльич:
   16 мая 2021 в 02:07

   Уважаемый Rones! Можно ли реализовать такую штуку: спаять ОТГ кабель и к входу припараллелить еще один вход, для подключения зарядного устройства (только провода питания + и -)? В общем, подключить и использовать флешку и одновременно заряжать гаджет. Для чего — я думаю понятно.

   Ответить

2. Олег:

   27 декабря 2021 в 07:30

   Здравствуйте! У меня есть одна проблема — есть кабель, один конец micro USB, другой как на наушниках 3,5мм, обломился кабель около штекера micro USB, посоветуйте, где можно купить или как сделать аналогичный???

   Ответить

   Rones:

   Читайте также:  Ионисторы вместо стартерного свинцово-кислотного аккумулятора

   27 декабря 2021 в 07:57

   Вот специальная статья о распайке такого кабеля — Схема распайки зависит от модели устройства, для которого этот переходник предназначен. Если покупать такой переходник, то у производителя устройства, к которому он шёл в комплекте.

   Ответить

← Предыдущие комментарии

Ваш комментарий Отменить ответ

Самодельный USB удлинитель из витой пары.

Самодельный USB удлинитель из витой пары я делал следующим образом: — в наличии у меня был кусок кабеля PRIME CAT5E UTP – 18 метров. Обычная неэкранированная компьютерная витая пара для прокладки в помещении. Самый дешевый сетевой кабель. Для подключения web камеры по USB мне необходим был кусок кабеля длиной 10 метров, но я решил не перерезать имеющийся у меня кусок и подключить его весь – для эксперимента. Как оказалось – весьма удачно.

USB удлинитель из витой пары я оконцевал разборными USB коннекторами «мама» и «папа», купленными в магазине радиотоваров.

Важный момент! Синюю пару проводов кабеля я пустил на D+ и D-. Почему именно синюю? – Все четыре витые пары жил кабеля имеют разный шаг свивки. Это хорошо заметно, если снять с UTP кабеля общую оболочку сантиметров на 10 – 15. Так вот, USB удлинитель отлично работал, если сигналы D+ и D- пустить по синей или же зеленой паре жил. Если же пустить D+ и D- по оранжевой паре, то USB удлинитель вообще не работал. Коричневая пара работала с перебоями. Вероятно, шаг свивки синей и зеленой пары жил идеально подходит для прохождения высокочастотного сигнала USB (резонанс, импеданс и т.п.).

Три остальные пары жил кабеля я запараллелил и пустил по ним питание – по трем цветным жилам плюс, по трем полосатым – минус.

Самодельный USB удлинитель из витой пары отлично работает – все USB устройства, подключенные к нему, определяются и работают без проблем. USB флешка, USB картридер, USB Wi-Fi адаптер, 3G модем МТС, EasyCap – устройство видео захвата, USB DVB-T приемник – SDR радио, USB веб камера. Это все, что мной было проверено на этом самодельном USB удлинителе.

После серии неудачных экспериментов с коротким экранированным проводом, работоспособность 18 метрового USB удлинителя казалась чем-то не реальным. Впоследствии я делал много USB удлинителей по данной технологии, и все они работали до длины 20 метров. На бо’льшую длину мне так и не удалось заставит юсб удлинитель нормально работать. Юсб устройства перестают определятся.

Делаем USB удлинитель для 3G/4G модема

Приветствую подписчиков и просто читателей блога. Сегодня по многочисленным просьбам, наконец расскажу как изготовить в «кустарных» условиях самодельный USB удлинитель для подключения 3G модема, который находится на большом расстоянии от компьютера, например на антенне усиливающей 3G сигнал. Данный удлинитель будет работать на значительном расстоянии, мною была собрана и успешно протестирована линия протяженностью 40 м. Обычные USB удлинители не дают такого результата, максимум чего от них можно добиться, это длинна 8-10 м из двух сочлененных качественных шнурков. Конечно 40 м расстояние большое, и не думаю, что передача данных на таком расстоянии целесообразна, но факт есть факт, удлинитель действительно работает.

Данным способом поделился один наш читатель Александр_01

, в своих комментариях к статье «3G антенна своими руками» он рассказывал о том как изготовить USB удлинитель из коаксиального кабеля и электрического провода, за что ему и спасибо.

Что понадобится для изготовления удлинителя? Для начала нужно найти обычный USB удлинитель, можно бывший в употреблении, старый, думаю такая штука есть у каждого, на одном конце у шнурка будет USB-папа, на другом USB-мама. Так же нам понадобится обычный двухжильный гибкий электрический провод и коаксиальный (антенны) кабель (можно 75 Ом).

Основная проблема удлинения USB, это затухание питания в проводнике, напряжение питания USB устройств 5 V, на длинной лини потребителю не хватает питания. Так же рассеивается мощность в пространство при передаче данных. USB состоит из четырех проводников, два из которых питание, и два передача данных. Ниже приведена распиновка USB.

Распиновка USB:

Питание пускаем по электрическому кабелю, а данные по центральным жилам коаксиального кабеля. Сечение электрического кабеля позволит не затухнуть питанию на большом расстоянии, а оплётка центральных жил защитит канал передачи данных. Коаксиальный кабель нужен качественный, полностью из меди, и с плотной оплеткой, Двухжильный медный провод сечением 0,75 мм2 для линии до 20 м, и сечением от 1 мм2 если вы собираетесь делать удлинитель более 20 м.

Разрезаем заранее приготовленный USB шнур, под оплёткой и фольгой находятся четыре провода, обычно это белый, черный, зеленый и красный, красный и черный это питание, их соединяем с электрическим кабелем. Берем два коаксиальных кабеля и их центральные жилы соединяем с белым и зеленым, все оплётки так же соединяем между собой, то же самое делаем и с другой стороны удлинителя, на одном конце «мама», на другом «папа». Весь процесс изготовления проиллюстрирован на фото.

Все соединения кроме оплётки следует пропаять, спаянные между собой провода следует изолировать, затем соединить все оплётки. Всю скрутку нужно экранировать с помощью фольги. Кабели для удобства можно прихватывать изолентой по всей длине, таким образом, у нас получится достаточно толстый провод, состоящий из двух антенных и одного электрического кабеля.

Как видите ничего сложного в изготовлении USB удлинителя нужной нам длинны нет, стоимость такой «приспособы» зависит от длинны, коаксиального кабеля понадобится в два раза больше чем электрического. На все вопросы постараюсь ответить в комментариях или более подробно на форуме.

Максимальная длина USB удлинителя.

По стандарту, максимальная длина кабелей и удлинителей USB 1.0 не должна превышать пять метров для режима Full-Speed (скорость 12 Мбит/с). Но это общий случай – минимальная спецификация для гарантированной работы любого USB устройства.

На практике же все намного интереснее. Все зависит от конкретного UTP кабеля — шага свивки витой пары, толщины проводников, одножильности или многожильности проводников, материала проводников и изоляции, наличии экрана. Работа USB удлинителя подчинена сложной теории передачи высокочастотных сигналов. То есть, физически, USB кабель не просто шнурок из четырех проводов, а высокочастотная симметричная линия связи.

На максимальную длину USB удлинителя влияет так же и падение питающего напряжения. По этому, питание 5 вольт в USB удлинителе необходимо подавать по запараллеленым трем витым парам для увеличения сечения линии питания.

Мне удавалось делать USB удлинители из витой пары максимум длиной до 20 метров. Более длинные удлинители уже переставали работать – высокочастотный сигнал затухал, либо напряжение питания существенно падало на проводах. Ниже, я приведу все встречавшиеся мне причины не работы USB удлинителя.

Как сделать своими руками?

Процесс сборки удлинителя для USB разъёма очень прост. В первую очередь нужно подготовить сам штекер. Если применяется коннектор от старого кабеля, то следует аккуратно извлечь внутреннюю часть из прорезиненной изоляции. Для этого контур резиновой заливки прорезается острым ножом до металла. Чтобы внутренности штекера было проще извлечь оболочку предварительно следует прогреть феном паяльником. Всю эту работу желательно делать аккуратно — возможно резиновую заливку удастся вернуть назад на новом шнуре с помощью клея.

Теперь, когда изоляционный слой снят, можно демонтировать металлический оболочку штекера. Она снимется легко при поддевании кончиком ножа. После этого появляется доступ к проводам. Старые проводники нужно отсоединить от площадки контактов не повредив дорожки. USB-порт обычно не имеет многослойной изоляции, а значит сложностей с доступом к его контактам возникнуть не должно.

Контакты разъёма и штекера нужно залудить для надёжного соединения с проводниками сигнала.

Далее, нужно подготовить кабель. Оба его конца очищаются от основной изоляции, а с кончика каждого проводника снимается около 2 — 3 мм изолирующей оболочки. Для работы нужны только 4 провода, но можно некоторые использовать парно. Зачищенные кончики следует залудить перед дальнейшей пайкой.

Когда все компоненты подготовлены можно собрать удлинитель. При соединении важно учитывать соответствие контактов на маме и папе — если их перепутать, то шнур работать не будет. Между положительным и отрицательным контактом питания на гнезде желательно установить электролитический конденсатор ёмкостью не меньше 1500 мкФ. Благодаря ему питание USB-устройства не будет просаживаться. Подсоединяя конденсатор важно соблюдать полярность соединения.

Теперь можно изолировать части штекера и порта, которые не нужны при его использовании. Можно попробовать заново приклеить резиновую оболочку, а контакты гнезда с конденсатором залить силиконовым клеем из термопистолета.

Если все проводники правильно припаяны, то USB-удлинитель должен исправно работать. Вместо разъёма под USB на конце провода можно использовать штекер типа micro USB.

Почему не работает удлинитель USB – причины:

1) Провода USB удлинителя не являются витой парой.

Никаких экранированных микрофонных и т.п. проводов для USB удлинителя применять не стоит! Только витая пара! Лучший кабель для USB удлинителя – стандартный кабель «компьютерная витая пара UTP» из одножильных медных проводов (но не из мягких многожильных проводов для пачкорда). Линии D+ и D- ОБЯЗАТЕЛЬНО должны быть витой парой проводов!!! Именно свитой парой проводов!!!

Так же возможно, что и сам кабель витая пара Вам попадется некачественный, с большим затуханием сигнала. В этом случае, если все нижеприведенные варианты не помогут – нужно взять UTP кабель другой марки, производителя и т.п.

2) Для сигналов D+ и D- USB удлинителя задействована не та витая пара проводов.

Кабель «компьютерная витая пара UTP», под своей оболочкой, имеет четыре свитые пары проводов с разным шагом свивки. Это сделано для уменьшения паразитных влияний пар друг на друга в кабеле. Однако, шаг свивки пары так же влияет и на параметры прохождения высокочастотного сигнала по ней. По этому, для линии D+ и D- желательно перепробовать все четыре пары и определить, на какой из них USB устройства работают наиболее стабильно. Мне при изготовлении USB удлинителей, чаще всего везло с синей или зеленой витой парой. Линия D+ и D- на этих витых парах кабеля работала почти всегда отлично. Вероятно, эти проводники пары имеют «нужный» шаг свивки. А вот оранжевая пара проводов чаще всего почему-то отказывала на длинных USB удлинителях (15-20 метров).

3) Большое падение питающего напряжения на удлинителе USB.

Для цепей питания необходимо запараллелить провода USB удлинителя! Питание на USB устройство через USB удлинитель нужно подавать по запараллелиным оставшимся трем витым парам – для увеличения сечения проводов и уменьшения их сопротивления. Если падение питающего напряжения 5 вольт на удлинителе будет существенным, то, USB устройство не сможет нормально работать. Оно не определится компьютером. Это прописная истина Закона Ома!

4) USB удлинитель подключен не к основным USB гнездам ПК.

USB удлинитель нужно подключать в USB гнезда, расположенные сзади корпуса ПК! Есть разница, куда подключать USB удлинитель! Дополнительные USB разъемы ПК, расположенные на корпусе, чаще всего соединены с материнской платой обычными проводами, а не витой парой. По этому, естественно, симметричный сигнал D+ и D- сильно искажается на таких проводах, вносятся помехи. А вот USB гнезда, расположенные сзади ПК, (смонтированные непосредственно на материнской плате) не внесут искажения в линию D+ и D-.

Беспроводные USB удлинители

Но на этом техника не остановилась — были также разработаны USB передатчики, которые работают без проводов, по нашему любимому WiFi.

Кроме моделей, которые работают через кабель Ethernet, есть также и беспроводные удлинители. Отличие их в том, что связь между двумя передатчиками осуществляется посредством беспроводной связи.

Отличить их можно по характерным антеннам, хотя в некоторых моделях они могут быть спрятаны в корпус. В комплект входит два передающих устройства, которые передают информацию по собственным закрытым и надежно защищенным протоколам WiFi, так что за сохранность информации можно не беспокоиться. Также, как правило, передатчики заранее настроены друг на друга, поэтому Вам остается только соединить их с портами USB устройств — один с компьютером, второй с другим устройством — и все, оно должно появиться в списке подключенных к компу гаджетов.

Если захотите приобрести такое устройство в беспроводном исполнении, то имейте в виду, что чем выше будет его стоимость, тем более стабильный будет сигнал.

У фирмы Icron тоже есть беспроводной активный USB удлинитель — этио модель Icron WiRanger USB 2.0 Hub с 4 портами. Внешне он почти не отличается от Ranger 2104 с той только разницей, что вместо Ethernet порта у него WiFi антенна. Он проигрывает по скорости (до 54 Мбайт/с) и дальности (до 30 метров) своим кабельным аналогам

Для меня преимущество беспроводных IP гаджетов налицо — никаких проводов плюс доступ для неограниченного количества пользователей. При этом расстояния и скорости вполне хватит для стабильной работы в пределах квартиры.

Задаем вопросы про WiFi удлинитель кабеля USB в комментах..

Как удлинить USB – еще другие варианты.

Если паять совсем неохота, но нужно срочно удлинить 3G модем или вебку, то можно прикупить готовый девайс – комплект переходников USB-RJ45.

Я и Диод. © yaidiod.ru.