Как сделать длинный USB удлинитель из сетевого кабеля? Что такое активный USB (ЮСБ) удлинитель по витой паре? Беспроводной usb удлинитель своими руками

Содержание:

В работе с компьютерной техникой довольно часто требуются какие-либо нестандартные дополнительные приспособления. Например, при устройстве локальной сети может понадобиться кабель различной длины, оборудованный разъемами USB. Однако стандартные изделия заводского изготовления не всегда отвечают предъявляемым требованиям. В подобных случаях приходится изготавливать USB удлинитель своими руками.

Принцип работы и область применения USB удлинителей

Для изготовления нормального рабочего удлинителя нужно хорошо знать его свойства и принцип действия. От этого в первую очередь зависит его длина. Всем известно, что с помощью обычного кабеля возможно подключение удаленных устройств на расстояние 3-5 метров. Такие кабели считаются пассивными удлинителями, и во многих случаях такого расстояния оказывается недостаточно для обеспечения нормальной работы в доме или офисе. Не всегда имеется возможность расположения принтера, сканера и других периферийных устройств неподалеку от компьютера.

Данную проблему успешно решает активный USB удлинитель, коренным образом отличающийся от обычного кабеля. Его полезные качества проявляются за счет активных усилителей, встроенных на каждом конце и получающих питание с разъемов USB в пределах 5 вольт. За счет этого полезный сигнал усиливается многократно, что дает возможность подключения устройств, удаленных от компьютера на расстояние 50 метров и более.

В процессе передачи сигнала наступает его неизбежное ослабление. В связи с этим для больших расстояний (свыше 5 метров) используется подключение лишь по протоколу USB 1.1. На расстоянии до 30 метров необходимо применение более скоростного протокола USB 2.0. Большое значение имеет кабель, соединяющий устройства между собой. Он должен быть высокого качества, гарантирующего такую же высокую скорость подключения.

Работа удлинителя осуществляется самостоятельно без каких-либо драйверов и никак не влияет на состояние компьютера. Достаточно всего лишь вставить USB вилки, расположенные на концах провода, в соответствующие разъемы соединяемой аппаратуры.

Процесс изготовления удлинителя

Следует сразу же отметить, что самостоятельное изготовление USB удлинителя требует специальных знаний , практических навыков работы с паяльником и другим электроинструментом. В противном случае рекомендуется приобрести готовое изделие нужной длины, хотя оно и будет дороже самодельного. Тем не менее, многие все-таки пытаются сделать USB удлинитель самостоятельно.

Прежде всего нужно запастись стандартным USB кабелем небольшой длины. По возможности, в нем должен быть ферритовый сердечник, способный гасить высокочастотные помехи и указывающий на высокое качество кабеля. Такой отрезок можно попросить или недорого купить у людей, занимающихся кабельными линиями. У них же можно попросить и необходимое количество компьютерного кабеля UTP, желательно одной из высоких категорий, например, 5е, 6 или 6е. От этого будет зависеть скорость работы аппаратуры на противоположном конце.

Из инструмента понадобятся кусачки или ножницы для разрезания кабеля. выполняется специальным инструментом, но при его отсутствии можно обойтись простым ножом. Для соединений будут нужны паяльник, припой и канифоль, поскольку скрутки проводов не допускаются из-за их высокого сопротивления. Места соединений изолируются термоусадочными трубками. Вместо них можно использовать изоленту.

Работы начинаются с разрезания кабелей на отрезки необходимой длины и зачистки концов. Изоляция со всех проводников снимается примерно на 3-5 мм. USB кабель содержит 4 проводника, UTP кабель - 8. В состав одной пары UTP кабеля, входит два проводка - цветной и пестрый. Вместо пестрого может быть белый провод. Каждая такая пара припаивается к отдельному проводку USB кабеля с соблюдением соответствующих цветов. По такой же схеме изготавливается USB удлинитель с дополнительным питанием своими руками, известный как активный удлинитель.

По завершении пайки нужно проверить, чтобы не осталось разорванных мест. После этого термоусадочные трубки сдвигаются к местам пайки и нагреваются строительным феном до их полного прилегания к соединенным проводникам. После того как все термоусадки на проводниках остынут, они собираются все вместе в единый пучок, поверх которого таким же образом устанавливается общая термоусадочная трубка. Перед первым подключением аппаратуры, желательно проверить контакты с помощью тестера. Если проверка показала норму, то самодельный удлинитель можно использовать для работы.

USB удлинитель из витой пары

Удлинители из витой пары применяются в основном для подключения интернета через 3G модем. Данные устройства используются на дачах и в загородных домах, при отсутствии возможности проведения обычного кабельного интернета. Нередко возникают ситуации, когда уверенный прием сигнала 3G возможен лишь из определенного места, к которому требуется подвести отдельный кабель. Нередко юсб удлинитель нужного размера отсутствует в продаже, поэтому единственным выходом остается его изготовление своими руками.

Для этой цели потребуется нужное количество витой пары, экранированной фольгой, два разъема USB АМ и AF, то есть «папа» и «мама», термоусадочная трубка 16 мм, а также изолента. Из инструментов понадобится нож, бокорезы, паяльник, припой и флюс.

Процесс изготовления начинается со спаривания и выравнивания бокорезами концов витой пары. После этого с помощью ножа нужно снять с каждого конца верхнюю оболочку кабеля вместе с фольгой на расстояние 1 см. Эту операцию нужно производить очень аккуратно, чтобы не надрезать провода, расположенные под оболочкой. Провода коричнево-белого и коричневого цвета отрезаются вровень с оболочкой, поскольку в дальнейшем они не будут использоваться. С оставшихся проводников нужно удалить по 3 мм изоляционного слоя. Провода соединяются следующим образом: зеленый с оранжевым и зелено-белый с оранжево-белым. Места соединений тщательно пропаиваются.

Термоусадочная трубка заранее разрезается на части по 4 см каждая и надевается на витую пару. Это позволит в дальнейшем не делать отпаивание разъема. Правильность выполнения распайки следует проверять очень тщательно, поскольку случайная путаница может привести к выходу из строя USB устройства.

После проверки необходимо включить модем в тестовом режиме. Если компьютер не опознает устройство или показывает неправильную работу, необходимо опробовать другой разъем. Отсутствие положительного результата указывает на слишком большое потребление тока. Поскольку провода очень тонкие, модему просто не хватает напряжения. Возможно придется укорачивать провод до тех пор, пока устройство не начнет работать или увеличивать сечение проводов. Если же вся система работает нормально, остается надеть на разъемы термоусадочные трубки и после разогрева проверить качество изоляции.

Если вам понадобится USB удлинитель для различных целей, то не совсем обязательно покупать таковой, тем более, если у вас уже имеются USB гнездо от чего-либо и какая-нибудь старая USB вилка. Говоря на народном языке — «папа» и «мама». Ну а соединительный кабель вообще не проблема: стоит он недорого, да и возможно, опять же, у вас имеются его остатки. В конце концов, можно сплести из тонких гибких жил и вдеть в такую же гибкую трубку. Последний вариант кабеля может быть даже качественней, чем покупной.

Осмелюсь даже заявить, что подобный USB девайс удлинитель, сделанный своими руками, намного приятней для пользования, а процесс изготовления приносит немалое удовлетворение, согласитесь. 🙂

Ведь что ни говори, но это ведь очень приятно использовать вещь (девайс, устройство, приспособление), которую сделал своими собственными очумелыми ручками! И, кроме того, всегда знаешь, как ее в случае чего починить или изменить, усовершенствовать.

Основные исходные элементы для будущего USB кабеля-удлинителя должны выглядеть примерно так, как на фото слева: USB гнездо и вилка с куском провода (чем длинней, тем лучше).

Оказалось, что с проводами, не все так просто, как я думал. Хотелось сделать достаточно гибкий кабель из кабеля для аудио, но попытка была неудачной: после подключения флэшки к этому кабелю, Windows сообщила, что данное устройство работает неправильно.

Посему, было решено не изобретать велосипед, не экспериментировать, а пойти самым простым путем и использовать витые пары из имевшихся в наличии нескольких кусков сетевого кабеля, оставшихся от работников, проводивших интернет до квартиры.

Для качественной передачи сигнала по USB удлинителю, а также питания по USB2.0 достаточно вполне и двух витых пар. Те витые пары, что останутся, можно даже не использовать. Но все же, если сопротивление кабеля великовато, а подключенный к кабелю девайс потребляет приличный ток, то в таком случае можно подключить питание по двум или даже трем этим парам.

Цоколевка USB гнезд и вилок

На фото слева изображена цоколевка USB гнезда (вверху) и USB вилки (внизу).

Данные +Data и –Data передаются по любым из четырех витых пар, что имеются в удлинительном кабеле.

Чтобы подключить питание, также можно любую из трех оставшихся пар использовать, либо три пары, подключив их параллельно.

Крепление USB гнезда на сетевом кабеле

Процесс описан на основе имеющегося гнезда USB, что впаиваются в печатные платы.

Контакты желательно изолировать от тыльной стенки корпуса гнезда.

Также изолировать и нижнюю стенку корпуса, пропустив контакты через картон.

Берем полихлорвиниловую трубку, делаем надрез, надеваем на кабель. Закрепляем трубку обычными тонкими нитками. Концы ниток можно, кстати, не завязывать, закрепив каплей быстросохнущего клея или даже расплавленной канифолью.

Получается типа такого «цветочка» с четырьмя лепестками.

Теперь наши приготовленные заранее лепестки накладываются на гнездо и теми же нитками приматываются к нему для надежного крепления.

При более серьезном подходе к делу, можно усилить крепление, добавив ему жесткость, припаяв к корпусу гнезда провод, так как на фото. Это сведет на нет подвижность в области соединения и возможность потери его в будущем.

После этого в дело вступает термоклей. Фанаты могут применить эпоксидку с наполнителем (для меньшей текучести), 🙂 но тогда соединение становится в дальнейшем неразборным, ну или трудноразборным.

Ну а для благородного внешнего вида — термоусадочная трубка вам в помощь. Чтобы термоклей при термоусадке не полез куда не попадя, можно обвернуть бумагой это место перед надеванием термоусадочной трубки — своего рода термоизолятор.

В моём распоряжении были следующие коннекторы: USB гнездо, предназначенное для установки в печатную плату и 80 сантиметровый кусок кабеля с USB вилкой на конце.

Вначале, я попытался изготовить гибкий удлинитель из 4-метрового аудио-видео кабеля, но попытка не увенчалась успехом. Когда я вставил флэшку в этот кабель, ОС «сказала», что устройство работает неправильно.

Так что, было решено использовать витую пару, тем более что у меня имелось несколько кусков сетевого Ethernet-овского кабеля, оставшегося со времён раздачи Интернета через локальную сеть. Сетевые кабеля оказались самого низкого качества, так как никаких экранов не имели. Во всех кусках кабеля имелось по четыре витые пары в пластиковой изоляции. Судя по цвету и жёсткости самих жил, изготовлены они были из какого-то медного сплава, похожего на латунь.

Для передачи сигнала и питания в формате USB2.0, на расстояние до 5-ти мтеров, вполне достаточно всего двух витых пар. Оставшиеся витые пары можно не использовать.

Однако если сопротивление жил кабеля велико, а подключенное к концу кабеля устройство потребляет значительный ток, то можно пустить питание сразу по двум или даже трём витым парам.

Давайте рассмотрим этот момент подробнее.

Например, если потребляемый USB устройством ток составляет 400мА, а сопротивление одной пары 2 Ома (в оба конца), то сопротивление USB устройства будет равно:

5 / 0,4 = 12,5 (Ом)

При этом падение напряжения на кабеле составит:

5 * 2/ (12,5 + 2) ≈ 0,69 (Вольт)

Что, конечно, многовато.

Но, если использовать сразу три пары:

2 / 3 ≈ 0,67 (Вольт)

5 * 0,67/ (12,5 + 0,67) ≈ 0,25 (Вольт)

То падение напряжения на кабеле снизится и уже не будет столь критичным.

О цоколёвке (распиновке) USB вилок и гнёзд

На картинке показана цоколёвка гнезда и вилки USB 2.0.

Для передачи данных (+Data и –Data) можно использовать любую из четырёх имеющихся витых пар.

Для подключения питания можно использовать любую из трёх оставшихся витых пар или все три пары, включённые параллельно.

Как закрепить гнездо USB на жёстком сетевом кабеле

Сборка моего кабеля несколько осложнилась в связи с тем, что в моём распоряжении оказалось не кабельное USB гнездо, а гнездо для печатных плат.

Пришлось сначала изолировать контакты от задней стенки корпуса.

А потом и от нижней стенки корпуса (на фото показано сверху).

Для не очень жёсткого кабеля, например, состоящего из всего двух витых пар, можно применить вот такой метод крепления гнезда к кабелю.

Сначала с помощью швейных ниток крепим к кабелю отрезок полихлорвиниловой трубки (кембрика). Конец нити можно закрепить расплавленной канифолью. На кембрике и изоляции кабеля делаем по два продольных разреза.

Должно получиться примерно так. Образовавшиеся «лепестки» должны быть расположены в виде креста.

Затем можно припаять концы витых пар к соответствующим выводам.

Крепим «лепестки» к корпусу гнезда швейными нитками. Конец нитки закрепляем канифолью.

Теперь можно облагородить гнездо, надев термоусадочную трубку или покрыв полиэтиленом (из пистолета).

Но, у меня был только очень жёсткий кабель, поэтому и крепление пришлось изготовить более серьёзное.

Сначала я намотал на край кабеля медный провод диаметром 1,3мм. Потом припаял концы этого провода к боковым стенкам гнезда USB.

Для придания дополнительной жёсткости конструкции, покрыл место соединения кабеля с гнездом USB низкотемпературным термоклеем.

Для придания более благообразной формы и улучшения внешнего вида разъёма, покрыл его термоусадочной трубкой. В

Внимание! Во время усадки трубки, термоклей может просочиться через щели во внутреннюю часть гнезда. Чтобы это предотвратить, можно вставить прокладку между трубкой и корпусом гнезда или вилку в гнездо. Тогда не придётся выковыривать термоклей из гнезда.