Tutto sull'USB

Le persone riscontrano una serie di problemi con USB-C. Ho chiesto alle persone online quali fossero le loro esperienze negative con USB-C e ho ricevuto un'ampia varietà di risposte, sia su Twitter che su Mastodon. In aggiunta a ciò, comunità come r/UsbCHardware mantengono una tradizione di cose che rendono l'esperienza di alcune persone con USB-C scadente.

Nell'ingegneria e nell'hacking ci sono cose non dette che consideravamo tranquillamente non praticabili. Avere alimentazione bidirezionale e dati ad alta velocità su un'unica porta con migliaia di periferiche, utilizzando nient'altro che un singolo pin dati: se hai mai guardato uno schema per un connettore docking proprietario che tenta un'impresa del genere, sai che avresti trovare orrori oltre ogni comprensione. Ad esempio, il pin ID di MicroUSB si è rapidamente trasformato in una miniera di valori di resistori incompatibili per qualsiasi cosa oltre "alimentare o essere alimentato". I produttori di laptop hanno dovuto ricorrere regolarmente a resistori e schemi a filo singolo per assicurarsi che i loro caricabatterie non fossero sovraccaricati da un laptop che assumeva più energia di quella che il caricabatterie può fornire, il che ha introdotto un sacco di modalità di guasto da solo.

Durante la progettazione dell'USB-C, il gruppo ha esaminato caricabatterie, adattatori OTG, uscite per display, docking station, docking station con funzioni di ricarica e uscite per display e li ha uniti in una specifica che può tenere conto praticamente di tutto, su un unico cavo . Cosa potrebbe andare storto?

Naturalmente, i produttori di dispositivi hanno trovato diversi modi per prendere tutto ciò che offre USB-C e spazzarlo via. Alcuni dei peccati USB-C sono tendenze evidenti. La maggior parte di essi, ho scoperto, sono difetti dei produttori, sia per disattenzione che per malizia; cose come l'etichettatura dei cavi rientrano esattamente nel dominio dello standard USB-C e ci sono molti guasti casuali legati all'usura.

Non so se lo standard USB-C avrebbe potuto essere più semplice. Posso dire con certezza che molti errori sono dovuti alla disattenzione dei produttori di dispositivi e cavi. Esaminiamo i famigerati peccati dell'USB-C e vediamo cosa possiamo imparare.

Sì, hai capito. La prima voce d'onore prevede l'omissione dei pulldown da 5,1 kΩ su una porta USB-C destinata alla ricarica del dispositivo. "Perché il mio dispositivo si carica con un cavo da USB-A a USB-C, ma non si carica con un cavo da USB-C a USB-C", chiede l'utente? La risposta è semplice: perché il progettista del tuo dispositivo ha deciso di risparmiare un centesimo durante la costruzione del tuo dispositivo e non si è preoccupato di testarlo prima di vendertelo. In altre parole, il tuo dispositivo dovrebbe avere due resistori collegati alla presa USB-C, ma non è così, e gli alimentatori USB-C non sono in grado di rilevare che dovrebbero fornire energia. Ricorda, il rilevamento del resistore è fondamentalmente un meccanismo di sicurezza e ormai le informazioni su questo problema sono onnipresenti.

Omettere questi resistori è uno degli errori di tipo C più esasperanti per gli utenti e spesso porta le persone a eseguire il debug del problema per ore e ore. Ecco solo un esempio di uno sviluppatore che stava lavorando con una scheda WCH RISC-V utilizzando un connettore USB-C per l'alimentazione e ha trascorso alcune ore buone a causa del fatto che WCH non si è preso la briga di aggiungere questi resistori. Se acquisti una scheda Arduino Pro Micro o TP4056 dotata di USB-C su Aliexpress, è probabile che sia priva di resistore. Ovunque guardi, troverai uno o due dispositivi senza resistore. L’enorme portata di questo problema è, onestamente, ridicola.

Ricordate l'articolo sull'energia, in particolare, come si arriva a tensioni più elevate? Ricapitoliamo: ottieni prima 5 V e poi solo dopo il rilevamento del resistore. Tensioni più elevate richiedono negoziazioni su un protocollo digitale. Questa è una regola di sicurezza: ti consente di utilizzare lo stesso caricabatterie USB-C per il tuo laptop, telefono, cuffie wireless, schede di sviluppo e qualsiasi altra cosa.

Ora, cosa succede quando qualcuno costruisce un alimentatore con un'uscita fissa superiore a 5 V, diciamo 12 V, e vi inserisce una presa USB-C? La risposta è: accadono cose davvero brutte. Un alimentatore di questo tipo non è sicuro da utilizzare su dispositivi USB-C reali: è probabile che distrugga il tuo telefono o laptop ed è a prima vista indistinguibile da un adattatore che segue le regole USB-C stabilite per tutti gli altri. Se devi utilizzare un adattatore di questo tipo per qualcosa di tanto in tanto, dovresti contrassegnare il cavo con del nastro rosso in modo da coprire la spina del connettore, in modo che tu (o la persona amata) non lo prendiate per caricare qualcos'altro. . Seriamente, è facile commettere un errore e più ti senti a tuo agio con USB-C, più è probabile che ce la fai.