Zakoupili jste si stavebnici PT074, Multifunkční USB 2.0 HUB. Tento USB rozbočovač disponuje čtyřmi datovými porty a jedním výkonovým, který svým zapojením simuluje klasickou USB nabíječku. Pro připojení k počítači je možné si vybrat buďto mikro USB zdířku nebo USB B zdířku, známou z tiskáren. Rozbočovač je možné napájet externím zdrojem, a to buďto přes standardní DC konektor nebo přes vyhrazenou mikro USB zdířku. Můžete si tak například nabít mobilní telefon s pomocí běžné nabíječky, a přitom mít telefon připojený k počítači.

Koupit kompletní stavebnici

ZAPOJENÍ

Základem zapojení je integrovaný obvod GL850G, který v sobě skrývá veškerou logiku rozhraní USB a zajišťuje datové propojení nejen mezi počítačem a připojenými zařízeními, ale i mezi nimi samotnými. Vyjma krystalu obsahuje veškeré potřebné obvody, jako násobičky kmitočtu, zdroje s nízkým úbytkem nebo předřadné odpory a ochrany datových linek, a proto je schéma zapojení vcelku triviální, i když se tak na první pohled nemusí jevit.
L1, společně s C1, C2, C15 filtrují napájení pro vnitřní logiku obvodu. C3 a C10 filtrují výstupní napětí z integrovaného zdroje obvodu. Při bližším pohledu je jasně vidět, že všech šest uvedených součástek spolu dohromady tvoří CLC filtr. Skupina součástek R2, R9 a C14 tvoří resetovací člen, zajišťují inicializaci čipu až po ustálení napájení. Q1, společně s C12 a C13 tvoří základ krystalového oscilátoru, jehož signál je poté vnitřně zpracován a využit pomocí násobiček kmitočtu. R1 tvoří referenci pro vnitřní analogové obvody. R3 a R7 poskytují vnitřní logice informace o požadovaném způsobu napájení, v našem případě je obvod nastaven pro případ přivedení napájení připojených zařízení mimo samotný čip. C4, C5, C6, C7 a C16, C17, C18 zajišťují filtraci hlavního, pěti Voltového napájení.

Zdířka U1, respektive U7 slouží pro připojení k počítači. Obě zdířky byly na desce plošných spojů záměrně umístěny nad sebe tak, že není možné osadit oba dva. Zabrání se tak možnosti přímého spojení dvou počítačů, které by je mohlo poškodit. Napájení přicházející z počítače je filtrováno kondenzátory C8 a C11, následně je vedeno skrze diodu D1 a pojistku F1 do připojených zařízení. Tato dioda zabraňuje, aby se napětí z externího zdroje (připojeného na konektory K1 nebo K2 a filtrovaného kondenzátorem C19) dostalo do počítače, kde by mohlo způsobit problémy. Nevýhodou tohoto zapojení je však úbytek napětí na diodě, byť malý. Kvůli tomuto není možné napájet počítačem připojená zařízení s vyšší spotřebou, neboť tento vyšší protékající proud způsobuje i růst úbytku napětí na diodě. Velikost napětí za diodou už poté nestačí pro napájení připojených zařízení. Nicméně, pro nízko-odběrová zařízení, jako myši, klávesnice nebo flash disky není externí napájení potřeba.
DC konektor K2 má v sobě zabudovaný spínač. Ten při připojení dvou externích zdrojů odpojí ten, který je připojený do mikro USB zdířky K1. Toto odpojení slouží k ochraně obou externích zdrojů, neboť není možné odhadnout, jak by se oba zdroje po paralelním spojení zachovaly.
Vratná pojistka F1 zabraňuje zničení plošného spoje v případě zkratu na napájení při použití silného externího zdroje. Jedná se vlastně o PTC termistor, který s rostoucí teplotou zvyšuje svůj odpor. V případě pojistky však s přibývajícím proudem její odpor roste pouze mírně, po dosažení kritického bodu (v našem případě 4 A) se ale odpor prudce zvýší a setrvává vysoký až do poklesu odběru pod určitou hranici (zde 2 A). Po odstranění zkratu, respektive nadproudu a vychladnutí pojistky lze celý proces opakovat, pojistku tak není potřeba měnit.
Rezistory R5 a R6 omezují proud tekoucí do indikačních LED D3 a D4. D3 signalizuje, že rozbočovač byl připojen k počítači, tedy že na vstupní datovou zdířku bylo přivedeno napětí. Naproti tomu D4 značí, že výstupy rozbočovače, značené U2, U3, U4, U5, ale i silová napájecí zdířka U6, jsou napájeny. V případě aktivace pojistky F1 tak tato LED zhasne, po regeneraci pojistky se ale opět rozsvítí.
Poslední nezmíněnou součástkou je Zenerova dioda D2. Tato dioda má za úkol ochránit připojená zařízení v případě připojení externího zdroje s vyšším než povoleným napětím. V našem případě se jedná o hodnotu 5,6 V. Veškeré napětí vyšší, než je tato hodnota bude diodou svedeno do země. Dioda však není určena pro trvalý proud o vysoké hodnotě, proto toto zapojení spoléhá na vybavení pojistky F1

KONSTRUKCE
Pořadí konstrukčních úkonů: Řiďte se instrukcemi uvedenými na zavíracím obalu. Stavebnice je určena pro zkušené konstruktéry, nicméně s trochou šikovnosti a trpělivostijejí pájení zvládne i méně zkušený konstruktér.
Rozhodněte se, jaký typ zdířky chcete používat pro připojení rozbočovače k počítači, zda mikro USB či „tiskárnový“ USB B.
Začněte osazením integrovaného obvodu IC1. Jeho pájení provádějte opatrně, zbytečně jej nepřehřívejte. Nejprve si na protilehlé krajní plošky naneste malé množství cínu, poté obvod umístěte na místo (pozor na orientaci) a krajní protilehlé vývody zapájejte. Dle potřeby čip vyrovnejte, musí být co možná nejpřesněji na středu, jinak bude velmi obtížné obvod správně připájet. Po vyrovnání postupně opatrně cínem zalejte všechny vývody, vůbec nevadí, že se slijí dohromady. Důležité je, aby byl každý spoj pod každým vývodem důkladně prohřátý a nevznikaly tak studené spoje. Pokud má Vámi používaný cín málo tavidla, je lépe použít další tavidlo, aby se cín dostal skutečně pod každý vývod. Jakmile máte obě strany čipu zapájeny, použijte měděnou licnu s tavidlem k odstranění přebytečného cínu. Po dokončení pájené místo očistěte od přebytečného tavidla a všechny vývody zkontrolujte, ideálně pod lupou. Jakékoli pochybnosti o pájeném spoji odstraňte nyní, po zapájení ostatních součástek to již bude velmi obtížné.
Jakmile jste s osazením IC1 spokojeni, pokračujte standardně, od nejnižších součástek po ty nejvyšší. Nejprve tak osaďte rezistory, tlumivku L1 a keramické kondenzátory. Dále zapájejte diody D1 a D2 a vratnou pojistku F1, u té, na rozdíl od diod, na polaritě nezáleží. Současně osaďte také obě LED D3 a D4, zde znovu pozor na jejich polaritu (viz nákres), případné vypájení z desky plošného spoje je bez přehřátí součástky velmi obtížné a málokdy se při tom LED nepoškodí. Rovněž pájejte velmi krátce, diody jsou náchylné na přehřátí.
Nyní osaďte mikro USB zdířku K1. Při pájení předních krajních hrubých vývodů zdířky dávejte pozor, ať vám cín nezateče dovnitř zdířky, poté by se do ní mikro USB konektor nevlezl.Pokud jste tento typ konektoru zvolili i pro připojení k počítači, osaďte i mikro USB zdířku U7, která je na desce společně označena s USB B konektorem jako U1. Pokud jste si ale zvolili právě onu „tiskárnovou“ zdířku USB B, vyčkejte s jejím osazením až na konec, jinak by vám mohla díky své výšce překážet.
Jakmile máte všechny nízké součástky osazeny, pokračujte krystalem Q1. Dále osaďte všech pět USB A zdířek. Pro vetší pevnost zdířek doporučujeme zapájet i boční, plechové vývody jdoucí skrze desku. Díky tomuto se nestane, že by Vám při odpojování konektoru zůstala zdířka na kabelu. Nyní Vám zbývají jen elektrolytické kondenzátory C16-C19 a konektor K2, případně i USB B jako U1. U DC konektoru dávejte při pájení pozor, ať jej nepřehřejete, jinak se jeho plastové pouzdro deformuje a konektor bude nepoužitelný. Po tomto osazení by mělo být Vaše pájení hotovo!

SEZNAM SOUČÁSTEK