Proteger un ordenador portátil del USB dispositivos conectados

Question

En el último par de meses he conseguido destruir 2 perfectamente bien los ordenadores portátiles a través de la programación de desarrollo de la electrónica a través de USB. Me he estado preguntando ¿qué se podría hacer para evitar esto. Un par de ideas que he tenido (no estoy seguro de lo práctico):

1. Conector USB / hub con sujeción 5V zener, diodos de potencia y las líneas de datos
2. Conector USB / hub con opto-aisladores en las líneas de datos
3. el suministro de la conexión usb con fuente de alimentación externa más mencionados anteriormente idea

En combinación con estas ideas quizás resistencias en ambos 5v D+ y D - líneas de límite de corriente a decir 200mA (suficiente para la mayoría de los dispositivos que utilizo).

Sólo se preguntó qué algunos de los más experimentados ingenieros que yo pensaba acerca de estas ideas y sus repercusiones en la práctica?

Answer 1

El verdadero problema no es la desprotección del puerto USB, el problema real es que el dispositivo se pone usted y sus dispositivos en riesgo de ser conectado a un mayor voltaje, relativamente alta de fuentes de corriente.

Usted puede resolver de sobrevoltaje transitorio con sujeción diodos, pero estos no ayuda si usted la fuente de alimentación es lo suficientemente fuerte – se acaba de fallar, y entonces, estás en la misma situación que antes, sólo milisegundos y el olor a quemado de los semiconductores más lejos.

Su problema es una mala, para un montón de razones, y los portátiles son los menos de los que:

USB está pensado para ser manejado manualmente (que redundante de redacción), así que si esta falla mata a su computadora portátil, no tengo la más fuerte confianza en que es inherentemente guardar para la interacción humana.

Hay, por una buena razón, los criterios de diseño para circuitos que implica el cambio de voltajes mayores con bajos voltajes.

General: usted necesita un aislamiento galvánico entre lo que cualquier ser humano (incluso un técnico de servicio) podrían tocar durante el funcionamiento y los voltajes peligrosos.

Por lo tanto, una separación estricta entre el controlador USB y el de las cosas cambia. Es una práctica común para la unidad inductivo o cargas de alto voltaje por medio de optoacopladores, cuyo secundario está impulsado por una fuente de alimentación independiente.

El diseño del tablero debe hacer la red de alta tensión regiones separadas de los 5V/MCU medio ambiente. Sólo optoacopladores, transformador de los núcleos, y los relés pueden ser permitido cruzar la frontera. Sin compromisos.

Un problema típico es que el dispositivo de la fuente de alimentación a tierra tiene una completamente diferente potencial de la tierra USB – a pesar de que no debería ser un problema para un ordenador portátil, que en sí mismo debería ser galvánicamente separada de cualquier otra cosa, hay un montón de casos en los que llegas a tener problemas con eso (por ejemplo, una portátil de suelo termina en ethernet suelo, audio suelo, RS-232 suelo...). La estricta separación (aislamiento) entre el controlador y el controlado hace que inherente a un no-problema.

Answer 2

Principalmente trabajo con Arduino y el PIC de desarrollo basado en la electrónica para el control de lavado de máquinas y máquinas expendedoras (Que no era el mismo dispositivo que destruyó tanto los portátiles). Como, principalmente, sólo el riesgo de alto voltaje por el uso de diodos zener de ser una simple solución barata o que se metan con los datos secundarios de las cosas?

Bueno. Ya que mencionas el "uso de diodos zener" para protegerse de un mal definidos "alta tensión" , ahora tenemos uno fiable punto de datos: usted no tiene ninguna idea acerca de lo que estás haciendo.

Por lo tanto, usted necesita un USB aislante para proteger el portátil de puerto de ti mismo. Lo siento por que el ordenador portátil, por cierto.

Quiero decir, las computadoras portátiles son aislados de tierra debido a sus fuentes de alimentación no está conectado a tierra. Así, volando del puerto USB del ordenador es como... difícil... exactamente Cómo hiciste para hacer eso exactamente? ¿Envío de tensión de la red hacia abajo el puerto USB o algo?

Answer 3

Ya está usando Arduino como base, la solución es fácil.. .use un procesador disponible para programación y depuración. El entorno de desarrollo Arduino encaja perfectamente en un Raspberry Pi que puede la energía de su entorno integrado y hablar sobre wireless de sus restantes ordenadores portátiles o tal vez un escritorio.

Esto no impide que freír un Raspberry Pi, pero reducirá el costo de una falla de circuito a unos $35.

Answer 4

Ok, después de multitud de aclaraciones y los diversos casos presentados, permítanme ofrecer una solución al problema de cómo proteger una computadora portátil de la fritura en el entorno de campo de mantenimiento de:

1. Siempre conecte su prueba/diagnóstico de equipos para el servicio objeto de la primera, y el poder de la cosa.

2. Antes de conectar el equipo al ordenador portátil, revise cualquier sospechoso tensiones entre USB escudos con una baja impedancia (estándar 10-20k) DMM, entre DUT puerto, portátiles y puerto, tanto en DC y AC modo.

3. Si una importante tensión se encuentra (5 - 10 - 50 V), el uso de un verdadero transformador de aislamiento en uno de los extremos.

Answer 5

El uso de un Pi/Beaglebone/Tinkerbox a través de WiFi iba a ser fácil y barato. El CHIP se ve bien, a ver https://getchip.com/pages/chip . 5-9 de dólares por dispositivo. Usted puede matar a 7 Fichas por el precio de 1 Pi3. Obviamente, usted todavía necesita para solucionar el problema que matar-los voltajes de llegar a los puertos USB, pero al menos su estación de trabajo estará a salvo. No conectar a la red LAN ethernet, sin embargo.

La transferencia de los archivos es simplemente una cuestión de usar basado en claves ssh sin contraseña de acceso a scp archivos a la Pi/otros y un shell remoto para cargar. Para arduino, no es el arduino-mk paquete, y hay herramientas similares para el PIC. Sin duda, usted también puede guardar sus archivos en una exportado SMB/CIFS, compartir y usar el control remoto de shell para hacer y subir a las tablas.

Si matar a una tensión se produce de nuevo, sólo se perderá 30-35$.

Todavía no he encontrado cómo estas tensiones se las apañen para atravesar el Mcu y entrar en el puerto USB. Es un corto? ¿De dónde provienen? Me han destruido muchos arduino clones, y estoy sinceramente curioso.

Además, los puertos USB son generalmente polyfused contra moderada voltajes. Usted realmente necesita para colocar un voltaje negativo en el pin de 5V para matar el puerto (o positivo al pin GND), controlador y tal vez de la placa base. ¿Cómo están manejando el asesinato de dos computadoras portátiles? Podría ser la magia de la corriente alterna en el trabajo?