Какие меры следует предпринять для защиты портов USB моего компьютера во время разработки устройства USB?

Я собираюсь начать разработку устройства USB 1.1 с использованием микроконтроллера PIC. Во время этого процесса я оставлю один из USB-портов моего ПК подключенным к макетной плате. Я не хочу разрушать USB-порт моего компьютера из-за короткого замыкания или случайного подключения линии данных друг к другу или линии электропередачи.$\pm$

Как я могу защитить порты USB? Стандартный порт USB имеет встроенную защиту от короткого замыкания? Должен ли я подключить диоды, резисторы, предохранители на / через / через некоторые контакты?

Это должно расширить предложение Леона использовать концентратор.

Концентраторы USB не все созданы равными. Неофициально существует несколько «сортов»:

1. Дешевые хабы. Они оптимизированы по стоимости до такой степени, что они больше не соответствуют спецификации USB. Зачастую линии + 5В нисходящих портов подключаются непосредственно к компьютеру. Нет защитных выключателей. Может быть, полифузия, если повезет.
   редактирование: Вот поток, в котором описывается, как неправильно спроектированный USB-концентратор обеспечивает обратную связь с его ПК.
2. Достойные хабы. Выходное напряжение + 5 В подключено через переключатель с защитой от перегрузки по току. Защита от электростатического разряда обычно присутствует.
3. Промышленные хабы. Там обычно респектабельная защита от перенапряжения в виде TVS и самовосстанавливающихся предохранителей.
4. Изолированные хабы. Существует фактическая гальваническая развязка между входным и выходным портами. Номинальная изоляция обычно составляет от 2 кВ до 5 кВ. Изолированные концентраторы используются, когда действительно выходное напряжение может поступать из выходного порта (например, сеть переменного тока, дефибриллятор, противо-ЭДС от большого двигателя). Изолированные втулки также используются для разрыва контуров заземления в условиях ванили.

Что использовать, зависит от типа угрозы, которую вы ожидаете.

• Если вы беспокоитесь о коротких замыканиях между питанием и линиями передачи данных, вы можете использовать приличный концентратор. В худшем случае хаб-контроллер будет принесен в жертву, но он сохранит порт на ноутбуке.
• Если вы обеспокоены тем, что на компьютер может попасть напряжение выше + 5 В, вы можете усилить концентратор защитой от перенапряжения, состоящей из TVS и полифузии. Тем не менее, я все еще говорю об относительно низких напряжениях порядка + 24В.
• Если вы беспокоитесь о действительно высоком напряжении, подумайте о изолированном концентраторе, газоразрядных трубках. Подумайте об использовании компьютера, который вы можете позволить себе потерять.

Используйте концентратор. Они довольно недорогие, и ваши USB-порты будут в полной безопасности, независимо от того, что делает ваше устройство.

Как кто-то, кто зарабатывает этим на жизнь, любой дешевый концентратор в линии должен обеспечить вам 100% защиту, если ваша материнская плата обеспечивает разумную защиту от короткого замыкания. Мы используем их все время, даже когда проводим ESD-тестирование на наших деталях (15-киловольтные блоки питания довольно интересны), и никогда не взрываем и не снимаем хост-порт.

Линии передачи данных от дешевого концентратора просто не могут быть физически подключены к ПК - между ними должна быть микросхема концентратора для разделения связи между 4 или 7 портами, которые обеспечивает концентратор. USB - это не шина, как Ethernet - подключение нескольких портов по проводам просто не работает, так как слишком много сигналов основано на уровнях постоянного тока. Этот хаб-чип обеспечит практически надежную защиту между вашим устройством и портом хоста на линиях передачи данных.

Власть это другая проблема. У меня была одна материнская плата, которая в настоящее время ограничивала порт USB предохранителем на линии USB 5V - не перезагружаемым полифузом, а плавким проводным предохранителем. Непреднамеренная короткая операция потребовала серьезной операции на материнской плате. Власть - это область, которая, скорее всего, вызовет проблемы. Купите хороший концентратор с питанием (скажем, стоимостью 25 долларов), используйте прилагаемый адаптер, и все готово к работе.

Если вы действительно параноик, USB разрешает до 4 концентраторов между хостом и устройством. Купите 4 разных дешевых питающих концентратора, подключите их в ряд и сделайте это.

Удачи

Аналоговые устройства представляют собой двухчиповое решение для вашей проблемы, оно обеспечивает полную мощность и изоляцию данных для шины USB до 12 Мбит / с, что должно подойти для ваших потребностей:

http://www.ubasics.com/usb_isolator

Питание -
Данные ADuM5000 - ADuM4160

Существует ряд оценочных комплектов и разделочных досок, которые облегчают их использование для тех, кто не очень удобен с паяльником.

Используйте беспроводной концентратор. Мне бы хотелось, чтобы кто-то создал USB-устройство, способное жарить материнскую плату через беспроводной USB-концентратор ...

Использование концентратора (с автономным питанием) - хорошая идея. Кроме того, вы можете использовать дополнительную карту USB на вашем ПК вместо встроенных USB-портов вашей системы, что обеспечит дополнительную защиту.

Если устройство, которое вы выполняете, работает от мощности USB-порта, подойдет простой концентратор. Если устройство использует внешний источник питания, используйте изоляцию. Я говорю об этом опытным путем. Один из моих портов usb моего MacBook Pro зажарен из-за замыкания на землю с платой Arduino с внешним питанием. Один из других устройств имеет хорошее решение для недорогой изоляции USB.