USB C или другой компактный разъем на 19 одинаковых линий общего назначения?

Я создаю систему светодиодного освещения, для которой требуется около 16 подключений к Arduino (15 источников питания для светодиодов плюс общая линия заземления), и я хочу очистить кабели. Для моего приложения важно, чтобы разъем на концах любого кабеля был маленьким и аккуратным.

По сути, я хотел бы использовать кабель USB C — без каких-либо внутренних микросхем / резисторов — просто для переноски 19 одинаковых проводов общего назначения. Затем я мог использовать стандартные разделительные платы USB C на каждом конце кабеля и использовать кабель USB C в качестве простого канала для проводов с хорошими разъемами.

За все мои поиски я не могу найти ничего подобного...

Существует ли что-то подобное? Есть ли очевидное решение этой проблемы, которое я не вижу? Возможно, другой тип общего разъема, о котором я не думаю?

Такого нет, потому что у USB-C всего максимум 13 проводов плюс питание и экранирование.
Я думал 19 проводов... Нет? Занимает ли мощность оставшиеся 6?
Да, полнофункциональный кабель USB 3.1 Type-C должен иметь 19 проводников, если считать экран. Хотя не все они идентичны. — Что-то подобное существует? что существует? Вы сами сказали «стандартная плата USB C». Быстрый поиск в Google по запросу «usb c breakout» дает десятки таких файлов .
Большой! Да, я имел в виду именно эти доски. Но проблема заключается в самом кабеле — разве сами кабели не содержат схему в основании каждого разъема, придающую каждому проводу особые характеристики?
Да, это так. Вот почему я сказал, что это не идентичные провода. Однако я считаю, что по крайней мере 16 проводов являются проходными. Но, честно говоря, это самое громоздкое и довольно дорогое решение. Почему бы вам не использовать чип переключателя I2C, несколько MOSFET и резисторов и любой подходящий кабель с 5 кабелепроводами?
Означает ли «прохождение» «это просто медный провод» и ничего особенного не происходит? т.е. я мог бы направить 5В вдоль этих проходов через провода, и я бы просто получил 5В на другом конце?
@Maple Нет гарантии, что 8 контактов питания действительно разделены в кабеле. С тем же успехом их можно было соединить всего двумя проводами. Поэтому я и написал 13 плюс проводов для питания. В USB-C нет 19 - не знаю, как вы считаете.
Если это «освещающие» светодиоды, а не индикаторные светодиоды, вам необходимо учитывать мощность и результирующий ток. Этот единый общий провод заземления звучит проблематично... И вы действительно хотите собрать все источники света в один разъем? Во многих случаях лучшим решением будет один разъем на лампу и встроить функциональность Arduino в плату с 15 нисходящими разъемами или разместить ее за панелью с таким количеством разъемов на переборке. Или, возможно, объедините их в меньшие группы, скажем, 5 из 3.
Под «освещением» я имею в виду максимум 100-1000 мА, и обычно используется один светодиод за раз. Кроме того, 13 проводов для питания в большинстве случаев были бы отличным вариантом!
Ребята, вы когда-нибудь читали какие-нибудь спецификации? cambrionix.com/wp-content/uploads/2017/09/…
@asdfex Вы правы, нельзя использовать контакты питания отдельно. Но не по той причине, о которой вы говорите, т.е. всего два реальных провода. Причина в том, что «все контакты VBUS должны быть соединены вместе в разъеме USB Type-C» и то же самое для заземления. Это по-прежнему оставляет 16 проходов, как я уже сказал выше.
@AliChen Я практически чувствую твою боль, читая твой комментарий
@MarcusMüller Я считаю, что боль исходит не от людей, которые не читают документацию, а пытаются забить гвоздь микроскопом.
@Maple Нет, «бить молотком» - это то, что нужно делать - я думаю (не обязательно в этом случае, но в целом) боль больше, потому что люди спрашивают, как добывать рыбу с помощью Altium Designer 4 на raspberry pi.
@Maple Стандарт явно требует 1 провод питания, но это предложение, и каждый может делать все, что ему нравится. И нет, это не сквозной 16, так как Vconn не должен связывать оба конца кабеля вместе.
пожалуйста, нарисуйте схему того, что вы пытаетесь построить ..... похоже, это может вызвать проблемы15 LED power supplies plus a common ground line
@ChrisStratton Обычно я хочу переключаться между светодиодами по одному, но я могу представить случай, когда было бы неплохо включить все светодиоды одновременно. Когда вы говорите, что общая земля звучит проблематично, вы думаете, что разъем USB будет слишком тонким, чтобы выдержать общую силу тока? Я спрашиваю об этом, потому что все замечательные ответы в этой теме в основном убедили меня использовать D-sub mini или аналогичный, а провода в разъеме такого типа могут быть такими здоровенными, как мне нужно!

Ответы (3)

19 говоришь?

По стечению обстоятельств у HDMI ровно девятнадцать проводников.

Но: три из них — экраны, некоторые — дифференциальные пары, которые оптимизированы для высокочастотных сигналов, а не для передачи низкочастотного тока… Сомневаюсь, что хоть одна из них была предназначена для передачи тока для светодиода на 20 мА, не говоря уже о "светодиод" (что бы это ни было).

Вкратце: все эти современные компьютерные кабели являются специальными устройствами, и вы не можете ожидать, что они будут просто «пучкой проводов».

Итак, придерживайтесь чего-нибудь другого. Разъемы SUB-D довольно стандартны, с ними легко работать ручным инструментом; конечно, они намного больше. Но вам это может понадобиться в любом случае, потому что «светодиод питания» как бы говорит, что каждый проводник может нести 1 А или более, и это не будет весело с разъемами меньшего размера ...

Если вы спросите меня, это звучит как архитектурная вещь: вместо того, чтобы покупать (дорого) медь для перекрытия большого расстояния с большим током (потеря мощности из-за сопротивления провода), вам, вероятно, следует иметь свой (или другой) Arduino там, где вы' d иметь другой конец того кабеля, который вам нужен, и просто запустить линию передачи данных и подать туда питание.

На самом деле, есть очень простые способы коммутировать множество выходов с помощью нескольких кабелей:

Например, есть регистры линейного сдвига с входом-защелкой; есть даже такие, которые поставляются со встроенными линейными драйверами светодиодов с регулируемым током. С ними вам нужно будет запустить только 5 сигналов.

  • власть
  • Земля
  • Данные
  • КЛК
  • Защелка (опционально)

Это звучит намного проще и менее подвержено ошибкам, чем иметь 19 проводников! Кроме того, таким образом вы не ограничены 15 светодиодами. Вы можете иметь столько, сколько хотите.

Большое спасибо за эти инсайты! Сейчас я читаю о сдвиговых регистрах и, возможно, вернусь с продолжением, как только разберусь с этим :)
Вместо этого задайте новый вопрос, поскольку вы будете менять тему.
В целом использование регистров сдвига кажется отличной идеей, и я могу реализовать ее. Но мой основной вариант использования заключается в том, чтобы включать и выключать каждый светодиод по одному, и я хочу иметь возможность выполнять эту основную функцию стробирования довольно быстро (включение и выключение каждого светодиода с частотой, скажем, 1 кГц). Я беспокоюсь, что большинство регистров сдвига будут вводить слишком большую задержку, чтобы это было достижимо, поэтому встраивание этого в основную систему освещения кажется опасным. Это оставляет мне все еще необходимость прокладывать проводники к каждому светодиоду независимо :(
Вы стробируете их, чтобы затемнить? Потому что есть специализированные микросхемы, которые могут это сделать именно для этого варианта использования!
(В любом случае, быстрое включение и выключение при длинном кабеле может быть довольно плохой идеей!)
Стробирование должно синхронизироваться с другим оборудованием — я буду использовать ШИМ или схему цифро-аналогового преобразователя (для «настоящего» диммирования) для модуляции интенсивности. Теперь, когда я думаю об этом, я, скорее всего, захочу стробировать их один за другим на частоте около 0,1 кГц. И мои кабели должны быть меньше 1 метра, поэтому я надеялся, что со мной все будет в порядке!
да, хорошо, 100 Гц, вероятно, будет нормально, правда. Итак, все же, возможно, просто используйте микроконтроллер рядом со светодиодами и просто общайтесь с ним на расстоянии 1 м.

Стандартный «полнофункциональный» кабель USB 3.0 имеет 18 жил 15 жил, опционально еще 3, и один экран. Он определен в спецификации Type-C , см. Таблицу 3-6.

введите описание изображения здесь

См. также сноску. Провода не являются «идентичными проводами общего назначения», некоторые из них либо коаксиальные, либо скручены попарно.

Также важно помнить, что если кабель выполнен в виде витой пары (большинство из них), простое использование проводов для цифровой передачи сигналов может привести к огромным перекрестным помехам.

Более того, некоторые сигналы в кабелях могут передаваться с использованием тонких проводов AWG34, см. Таблицу 3-8, поэтому необходимо учитывать значительный импеданс провода и ограниченную мощность.

Более того, ожидайте, что к проводу CC будет прикреплена какая-то микросхема (называемая «электронным маркером»), и питание будет осуществляться через провод Vconn. Согласно спецификациям Type-C, ВСЕ полнофункциональные кабели должны иметь электронные маркеры.

Спасибо, Али, это здорово. Все это приводит к выводу, что мне, вероятно, следует перейти на разъем общего назначения Micro D-Sub и просто принять больший размер. Я очень ценю ваш ответ - спасибо :)
не "18 проводников и один экран", а "15 проводников, опционально еще 3 и один экран"

Драйвер светодиода (например, TLC59116 для 16 каналов по 120 мА, IS31FL3236 для 36 каналов по 38 мА) + четырехжильный кабель — это все, что вам нужно.

По иронии судьбы, если общий ток светодиода меньше 1 А, то старый добрый кабель USB 2.0 может вам подойти. Только не используйте высокоскоростные часы, витая пара имеет много перекрестных помех.

Для более высокого тока просто используйте любой подходящий кабель и почти любой из тысяч доступных разъемов, например, DIN .

ОБНОВЛЯТЬ

Проблема с задержкой заключается в том, что я мог бы захотеть включать и выключать каждый светодиод независимо на частоте 1 кГц (например, светодиод № 1 включается на 5 мс, выключается, повторяется на частоте 1 кГц).

Как это бывает, вы неправильно понимаете, как работают эти чипы. Вам не нужно генерировать ШИМ самостоятельно, вы просто отправляете команды, устанавливающие индивидуальную яркость светодиодов, а чип генерирует ШИМ для вас (с частотой 97 кГц, или примерно в 100 раз быстрее, чем вы планировали).

Весь смысл этого ответа в том, что вам не нужно самостоятельно управлять светодиодами, вы используете цифровую связь по нескольким проводам и указываете чипу, что делать. При тактовой частоте 100 кГц вы можете изменять яркость всех 15 светодиодов примерно 700 раз в секунду, или примерно в 20 раз быстрее, чем может воспринимать человек.

У меня есть спецификации Osram, которые указывают прямое напряжение 3,1 В и диапазон (?) 100-1000 мА.

Вам не кажется, что эта информация относится к вопросу? А как вы собрались использовать кабель Type C (как в заголовке), если в нем большинство проводов AWG34, с максимальным номинальным током всего 180 мА? Вы понимаете, что при 1 А на светодиод ваш заземляющий провод будет переносить более 15 А!

В любом случае, в этом случае у вас все еще есть несколько вариантов.

  • Вы можете использовать драйвер с выходом с открытым стоком, например 18-канальный LV5235V , и управлять внешним переключателем, ограничивая максимальный ток резистором (как я предлагал в комментарии к вашему вопросу с самого начала).
  • Или вы можете управлять драйвером постоянного тока с входом ШИМ и подходящим номиналом, например, CAT4101 . Это должно быть более эффективно, чем использование резисторов.

введите описание изображения здесь

  • Вы также можете использовать автомобильный диммирующий чип шунтового типа, такой как TPS92661 , с внешним понижающим регулятором, например, TPS92515x . Этот вариант, вероятно, наиболее энергоэффективен, хотя для него требуется отдельный провод с напряжением около 40 В для последовательного питания 12 светодиодов (или 2 провода для 15 светодиодов). Отличительной особенностью этой схемы является то, что она обменивает большой ток на высокое напряжение, поэтому вы можете использовать гораздо более тонкие провода .

Суть в следующем: отправьте сигнал управления и подайте питание на вашу светодиодную систему, сделайте фактическое переключение ШИМ с помощью небольшой схемы в самой системе.

Кстати, всего с 4-5 проводами вам, вероятно, даже не понадобится «маленький и аккуратный» разъем на стороне светодиода, вы можете припаять этот конец кабеля непосредственно к печатной плате.

Еще дельный совет, спасибо! Здесь меня беспокоят две вещи: 1) задержка, вносимая драйверами, и 2) максимальный ток. Проблема с задержкой заключается в том, что я мог бы захотеть включать и выключать каждый светодиод независимо друг от друга с частотой 1 кГц (например, светодиод № 1 включается на 5 мс, выключается, повторяется с частотой 1 кГц). Проблема с максимальным током связана с тем, что даже с одним светодиодом у меня есть спецификации Osram, которые указывают прямое напряжение 3,1 В и диапазон (?) 100-1000 мА ( au.rs-online.com/mobile/p/visible-leds/ 1751875 ). Поэтому я беспокоюсь о создании драйвера, который может ограничить мои возможности вдали от устройства...
Смотрите обновление в ответе.
@Iams, как ты вообще выдаешь 1000 мА от ардуино? Вы уже построили какой-то драйвер, не так ли?
Еще много полезной информации здесь, еще раз спасибо, что нашли время! Чтобы было ясно, стробирование не предназначено для диммирования — оно предназначено для синхронизации с другим оборудованием. Для затемнения я использовал простую ШИМ и рассматривал аналоговую альтернативу для создания «настоящего» затемнения.
@MarcusMüller Я уже использовал несколько 5-мм светодиодов в своем приложении, но они занимают слишком много места, и я хотел получить немного больше яркости, поэтому я рассматриваю различные варианты SMT. Часть моей проблемы заключается в том, что когда я смотрю, например, на эти спецификации Osram, я вижу диапазон тока (100-1000 мА), и у меня недостаточно опыта, чтобы знать, что, вероятно, потребуется для получения приличной интенсивности светодиода. RE: калибр провода, я первоначально предполагал, что мои требования были довольно скромными, но из этого форума я понял, что они считаются довольно мощными светодиодами SMT. Еще раз спасибо!
Вам понадобится светодиодный драйвер, который может обеспечить этот ток и может управляться вашим Arduino! Контакты вашего Arduino по отдельности не могут выдавать даже 100 мА, не говоря уже о 15-кратном увеличении в сумме (чип просто сгорит, если они это сделают). Но «как мне управлять 15 светодиодами 0,1–1 А от одного Arduino, если они находятся на расстоянии 1 м» — это новый вопрос, который выходит за рамки этого вопроса, ориентированного на кабель. Итак, опубликуйте новый вопрос, в котором вы описываете компоненты, ссылаетесь на приведенную выше таблицу данных, подробно объясняете свои требования и спрашиваете, как это решить. Гораздо продуктивнее, чем пытаться разобраться
в комментариях к ответу на другой вопрос о кабелях. (особенно описание синхронизации и почему вам нужно несколько ватт светодиодной мощности для достижения этого, было бы полезно)
Re: Стробирование, микросхема LV5235V имеет отдельные битовые регистры для прямого включения/выключения, функций ШИМ и затухания. Вы можете легко стробировать все светодиоды без изменения отдельных значений ШИМ с частотой до 3,7 кГц на стандартной скорости I2C.