Tudo sobre USB

As pessoas experimentam uma variedade de problemas com o USB-C. Perguntei às pessoas on-line sobre suas experiências negativas com o USB-C e recebi uma grande variedade de respostas, tanto no Twitter quanto no Mastodon. Além disso, comunidades como r/UsbCHardware mantêm uma série de coisas que tornam a experiência de algumas pessoas com o USB-C inferior.

Em engenharia e hacking, há coisas não ditas que costumávamos considerar silenciosamente como inviáveis. Ter energia bidirecional e dados de alta velocidade em uma única porta com milhares de periféricos, usando nada além de um único pino de dados – se você já olhou para um esquema de um conector de docking proprietário tentando tal feito, você sabe que encontrar horrores além da compreensão. Por exemplo, o pino de identificação do MicroUSB rapidamente se transformou em um tesouro de valores de resistores incompatíveis para qualquer coisa além de "alimentar ou ser alimentado". Os fabricantes de laptop tiveram que recorrer rotineiramente a esquemas de resistor e um fio para garantir que seus carregadores não fossem sobrecarregados por um laptop assumindo mais carga do que o carregador pode fornecer, o que introduziu uma tonelada de modos de falha por conta própria.

Quando o USB-C estava sendo projetado, o grupo pesquisou carregadores, adaptadores OTG, saídas de vídeo, estações de acoplamento, estações de acoplamento com funções de carregamento e saídas de vídeo e os uniu em uma especificação que pode responder por basicamente tudo - em um único cabo . O que poderia dar errado?

Obviamente, os fabricantes de dispositivos encontraram várias maneiras de pegar tudo o que o USB-C oferece e limpar o chão com ele. Alguns dos pecados do USB-C são tendências perceptíveis. A maioria deles, descobri, são falhas dos fabricantes, seja por desatenção ou por malícia; coisas como rotulagem de cabos estão diretamente no domínio padrão USB-C e há muitas falhas aleatórias de desgaste e desgaste.

Não sei se o padrão USB-C poderia ser mais simples. Posso dizer com certeza que muitos erros se devem ao fato de os fabricantes de dispositivos e cabos não prestarem atenção. Vamos examinar os notórios pecados do USB-C e ver o que podemos aprender.

Sim, você entendeu. A primeira entrada honorária é omitir pulldowns de 5,1 kΩ em uma porta USB-C destinada a carregar seu dispositivo. "Por que meu dispositivo carrega com um cabo USB-A para USB-C, mas não carrega com um cabo USB-C para USB-C", pergunta o usuário? A resposta é simples – porque o designer do seu dispositivo decidiu economizar um centavo ao construir seu dispositivo e não se preocupou em testar o dispositivo antes de vendê-lo para você. Em outras palavras, seu dispositivo deveria ter dois resistores conectados ao plugue USB-C, mas não tem, e as fontes de alimentação USB-C não conseguem detectar que devem fornecer energia. Lembre-se, a detecção do resistor é fundamentalmente um mecanismo de segurança e, até agora, as informações sobre esse problema são onipresentes.

Omitir esses resistores é um dos erros tipo C mais irritantes para os usuários e geralmente resulta em pessoas depurando o problema por horas a fio. Aqui está apenas um exemplo de um desenvolvedor que estava trabalhando com uma placa WCH RISC-V usando um conector USB-C para alimentação e passou algumas horas porque o WCH não se preocupou em adicionar esses resistores. Se você comprar uma placa Arduino Pro Micro ou TP4056 equipada com USB-C no Aliexpress, é provável que seja sem resistor. Onde quer que você olhe, você encontrará um ou dois dispositivos sem resistor. O grande volume desse problema é, honestamente, ridículo.

Lembre-se do artigo de energia, especificamente, como você chega a tensões mais altas? Vamos recapitular: você obtém 5 V primeiro e somente após a detecção do resistor. Tensões mais altas requerem negociações sobre um protocolo digital. Esta é uma regra de segurança – é como você pode usar o mesmo carregador USB-C para seu laptop, telefone, fones de ouvido sem fio, placa de desenvolvimento e tudo mais.

Agora, o que acontece quando alguém constrói uma fonte de alimentação com uma saída fixa superior a 5 V, digamos, 12 V, e coloca um plugue USB-C nela? A resposta é – coisas muito ruins acontecem. Essa fonte de alimentação não é segura para ser usada em dispositivos USB-C reais - é provável que destrua seu telefone ou laptop e, à primeira vista, é indistinguível de um adaptador que segue as regras USB-C estabelecidas para todos os outros. Se você precisar usar esse adaptador para alguma coisa de vez em quando, você deve marcar seu cabo com fita vermelha de forma que cubra o plugue do conector, para que você (ou seu ente querido) não o agarre para carregar outra coisa . Sério, é fácil cometer um erro e, quanto mais você se sentir confortável com o USB-C, maior será a probabilidade de cometê-lo.