Как Подключить USB к Компьютеру ПРАВИЛЬНО

Подключение удаленного СОМ контроллера к USB порту компьютера через несогласованные линии

До сих пор существует множество устройств, которые подключаются к компьютеру через СОМ порт, но, поскольку в состав современных компьютеров все реже входят СОМ порты, то связь с СОМ устройствами выполняется через USB порты дополненными специальными преобразователями сигналов. Значительное повышение частоты сигналов в USB линии (в сравнении с сигналами СОМ порта) накладывает ограничение на длину линий, повышает их стоимость и требует решения вопросов согласования линий. В этой работе на примере контроллера Arduino UNO рассматривается подключение СОМ устройства к компьютеру через протяженные несогласованные линии.

Типовая схема подключения контроллера Arduino UNO к компьютеру через USB порт показана на Рисунок 1. Со стороны компьютера канал связи виден как стандартный СОМ порт. Но, на самом деле, это виртуальный СОМ порт с которым компьютер обменивается пакетами данных на частоте 12 МГц, а специализированный контроллер, расположенный на плате Arduino UNO, преобразует пакеты USB данных в последовательность бит в формате асинхронного интерфейса UART с уровнями 0/5В, которые и используются основным контроллером Arduino UNO (микросхема ATmega328P) для загрузки программ и обмена данными с компьютером в процессе выполнения программ.

image

Рисунок 1. Типовое подключение контроллера Arduino UNO к компьютеру через USB порт.

Временная диаграмма последовательной передачи данных по правилам UART устройства с уровнем сигналов 0/5В показана на Рисунок 2. Данные передаются байтами. Помимо данных последовательность содержит стартовый и стоповый биты и может включать другие служебные биты, например, бит контроля четности, применение которого задается в настройках СОМ порта, там же устанавливается и одна из стандартных скоростей передачи.

Примечание. В семействе асинхронного интерфейса UART наиболее известен стандарт физического уровня RS-232, применяемый COM-портом компьютера.

СОМ порт не имеет сигналов синхронизации, временные интервалы формируются как передатчиком так и приемником с точностью тактирования не хуже 5%.

image

Рисунок 2. Временная диаграмма UART последовательной передачи данных (01001011) микросхемы ATmega328P контроллера Arduino UNO.

Контроллер Arduino UNO содержит специализированный контроллер для преобразования UART сигналов в USB последовательность и наоборот. Порт USB компьютера осуществляющий связь с виртуальным СОМ портом работает в режиме Full-speed на частоте 12 Мбит/с (Рисунок 3). Этот режим поддерживает как USB 1.0. так и USB 2.0.

image

Рисунок 3. Измеренный 4В сигнал на дифференциальной линии USB–COM контроллера Arduino. Длина USB кабеля 2м. Частота сигналов на USB линии 12 МГц. Для формирования сигналов использовалась запись данных в СОМ порт контроллера. Частота USB данных 12 МГц не изменялась при записи в СОМ порт как на скорости 9600 бит/c так и 115200 бит/c.

Данные по шине USB передаются пакетами (Рисунок 4). Размеры пакета зависят от типа выполняемой передачи. Каждый пакет в режиме Full-speed содержит 8 бит синхронизации тактов приемника и передатчика (Sync), 8 бит идентификатора пакета (PID) и 2 бита конца пакета (EOP). Блок данных может составлять от 0 до 1023 байт.

image

Рисунок 4. Пример передачи пакета по дифференциальной линии USB 1.1 в режиме Full-speed [2]. Изменение состояние дифференциального сигнала соответствует передаче нуля, сохранение уровней — соответствует передаче единицы. Для улучшения синхронизации на единичных последовательностях принудительно вставляют нуль на каждые 6 единиц подряд.

Кроме пакета данных передаются и другие пакеты. Для выполнения всех передач по USB требуется, чтобы 2 или 3 пакета информации были переданы между хост-контроллером и приемником. Если передача оказалась успешной, пункт назначения возвращает пакет квитирования. При обнаружении ошибки во время передачи генерируется пакет отсутствия уведомления.

Дифференциальные сигналы USB передаются по витой паре экранированного 4-проводного кабеля. По стандарту, сечение сигнальных проводников высокоскоростного кабеля USB 2.0 должно быть 28 AWG и от 20 до 28 AWG для жил питания, в зависимости от длины кабеля (см. Таблица 1).

Таблица 1. Примерное соответствие длины и диаметра проводов USB2 кабеля.
Размер провода [3]

image

Для увеличения длины USB кабеля его снабжают встроенными усилителями сигнала.
По требованию спецификации USB 2.0 для режима High-speed (до 480 Мбит/с) задержка распространения сигнала в кабеле не должна превышать 5,2 нс/м и быть не более 26 нс, что и определяет максимальную длину кабеля 5 м.

Задержка на метр длины в коаксиальном кабеле обратно пропорциональна скорости распространения волны в м/c, которая вычисляется как

image

,
где с – скорость света 3*10^8 м/с; е — диэлектрическая проницаемость материала внутреннего изолятора; u — магнитная проницаемость изолятора. Для полиэтилена с u= 1 и е= 2,2 фазовая скорость равна 2*10^8 м/с и, соответственно, задержка 5 нс/м.

Для уменьшения потерь сигнала важно обеспечить однородность волнового сопротивления (в.с.) сигнальной линии. Изменение в.с. может быть связано с некачественной заделкой кабеля, плохим согласованием элементов линии, низким качеством разъёма и др.

Волновое сопротивление кабеля определяется его конструкцией. В.с. коаксиального кабеля в области высоких частот (30 кГц и выше) вычисляется по следующей формуле.

image

где L – продольная индуктивность закороченного кабеля, Гн; C – поперечная ёмкость разомкнутого кабеля, Ф; e — диэлектрическая проницаемость изолятора; D — диаметр изолятора; d – диаметр проводника. Величина в.с. не зависит от длины кабеля.
Диэлектрическая проницаемость изоляторов лежит в диапазоне 1… 7: 1 – воздух, вакуум; 1.3… 2.4 – полиэтилен; 2.5..6 — резина; 5..7 – фарфор; 6..7 – слюда; 7 — стекло.
Величина в.с. витой пары USB 2.0.кабеля составляет 90 ± 15% Ом [5]. Расчет в.с. экранированной витой пары должен учитывать и взаимное расположение проводников.

В согласованном кабеле у которого нагрузка по концам, имеет сопротивление, равное в.с., вся передаваемая электромагнитная энергия полностью поглощается приемником без отражения. В неоднородных линиях и при несогласованных нагрузках в местах электрической несогласованности возникают отраженные волны и часть энергии возвращается к началу линии.
Коэффициент отражения волн в кабеле равен отношению

image

,
где rH — сопротивление нагрузки; Z – в.с. кабеля.

Включении несогласованных элементов в USB линию может значительно исказить сигнал. Например, линия оказывается неработоспособной при включение в неё эектровводов из силового кабеля с волновым сопротивлением 10… 40 Ом.

Как подключить дополнительные USB порты к компьютеру?

На любой современной материнской плате уже имеются встроенный USB порты — как 2.0, так и 3.0. Однако обычно мы подключаем столько всякой различной перефирии, что их запросто может не хватать, например, для того, чтобы подключить флешку или внешний диск и перекинуть на него свежие фотографии.

blank

Подключение USB планки на заднюю панель

Что делать? Есть два пути. Первый, предпочтительный — докупить отдельную планку с USB портами и вставить ее в дополнительные слоты, имеющиеся на задней панели корпуса — в те же, куда мы крепим видео или звуковую карту, беспроводной адаптер, и другие комплектующие, подключаемые напрямую к плате. Выглядит это следующим образом:

blank

Для того, чтобы осуществить эту задачу, нужно, чтобы материнская плата поддерживала подключение дополнительных портов USB. Определить это можно по наличию на системной плате разъемов, маркированных USB или USB 3.

Как подключить ноутбук к компьютеру

Чтобы перебросить большой объем данных со стационарного компьютера на ноутбук, необязательно покупать внешний винчестер или дорогостоящую флешку на целый терабайт.

Но подключить ноутбук к компьютеру по USB как планшет или смартфон (о чем я писал в этой статье) тоже не удастся. Между устройствами нужно установить и настроить сеть. Объединенные в одну домашнюю сеть ПК и ноутбук открывают массу возможностей для группового использования устройств – это сетевой режим игры, это многопользовательская работа с программами, это быстрый и удобный обмен файлами. При этом, в отличии от подключения мобильных устройств, такое соединение одинаково функционально как при проводном, так и беспроводном подключении.

Подключение ноутбука через сетевой кабель

Самый простой способ объединить ПК и ноутбук в единую сеть — это подключение через сетевой порт. Порт LAN RJ 45 имеется во всех ПК и «лэптопах» – как в старых моделях, так и в новых. Устройства соединяются сетевым кабелем «витая пара», его можно приобрести (уже обжатый) в любом магазине компьютерной техники или у провайдера. Не прогадайте с метражом – лучше прикупить больше метров кабеля, нежели потом стеснять себя. Подключите кабель к сетевым портам ПК и ноутбука, затем приступайте к настройкам сети штатными средствами Windows. Для передачи файлов по сети откройте сетевой общий доступ к тем папкам, которые будут доступны и одному, и другому устройству.

Беспроводное соединение с использованием Wi-Fi

Чтобы установить прямое соединение ПК и ноутбука через Wi-Fi, естественно, и на одном, и на другом устройстве должны присутствовать данные модули. Таковой имеется практически у всех современных ноутбуков, моноблоков, а также в «продвинутых» сборках системного блока. Впрочем, даже если ваш ПК не имеет встроенного Wi-Fi, вы всегда можете приобрести его отдельно в виде USB либо PCI адаптера. При беспроводном соединении одно из устройств должно выступать в роли точки доступа, а другое будет подключаться к этой точке. Этот тип соединения называется Ad Hoc и характерен тем, что беспроводная связь устанавливается без помощи роутера. Активируйте модули Wi-Fi на ПК и ноутбуке, затем штатными средствами Windows настройте беспроводную сеть на обоих устройствах.

Как подключить телефон с помощью USB-кабеля?

Вы задаетесь вопросом, как быстро и легко подключить телефон к компьютеру через USB? Каждый смартфон поставляется с USB-кабелем, который можно использовать как для зарядки, так и для подключения телефона к компьютеру. Независимо от того, какое у вас оборудование, практически каждое устройство имеет соответствующий порт, который подходит для подключения кабеля, через который вы можете легко подключить телефон к компьютеру.

Этот способ подключения Android к компьютеру означает, что как только оба устройства подключены к кабелю, операционная система компьютера должна обнаружить смартфон и позволит вам принять меры.

Сложности могут возникнуть в случае использования старых систем Windows – в такой ситуации вам следует установить соответствующие драйверы для правильного USB-соединения с устройством Android. Независимо от производителя, шаги, которые необходимо предпринять, аналогичны. Например, подключение Samsung Galaxy Mini к компьютеру аналогично подключению телефона Huawei к компьютеру.

Когда драйверы установлены правильно, на вашем смартфоне появится сообщение о том, что устройство было подключено как мультимедиа – это означает, что теперь устройства подключены, и вы можете загружать файлы с компьютера на телефон практически без проблем и наоборот.

Как использовать USB подключение смартфона к компьютеру

Если вы нажмёте на сообщение, то появятся другие параметры, например, перенос фотографий – смартфон определяется как камера. Это удобно, когда вы хотите позаботиться о переносе фотографий непосредственно в графические программы, как в формате JPG, так и в формате RAW. Последнее расширение поддерживают многие модели топовых смартфонов.

Однако, если вы хотите перенести файлы с телефона на компьютер или наоборот, вам нужно выбрать «Передача файлов» – большинство смартфонов позволяют импортировать файлы только при включении этой опции. Затем на экране компьютера на вкладке «Устройства и диски» появится значок вашего смартфона. Если вы нажмете на него, вы сможете выбрать отдельные папки на вашем смартфоне и просматривать файлы – фотографии, документы в различных форматах, файлы игр и многое другое.

Если вы хотите перенести файл из памяти телефона на компьютер, просто скопируйте или вырежьте его из соответствующей папки и вставьте в память компьютера в подходящем месте. Если, с другой стороны, ваш телефон требует установки соответствующего программного обеспечения, вам следует включить специальную программу и использовать её для передачи файлов между двумя устройствами.

Подключение телефона к компьютеру через USB также может поддерживаться специальным программным обеспечением производителя. В этом случае вам решать, хотите ли вы устанавливать на компьютер дополнительную программу для передачи данных на мобильное устройство.

Как установить сетевую плату, если нет свободных PCI

Обычно в таких случаях юзеру советуют не трогать материнскую плату, а подключить новую внешнюю сетевую карту. Такое устройство стоит недорого, и работает отлично, т.к. при подключении через PCI – слот обеспечивается высокая скорость работы.

Однако если все PCI – слоты уже используются другими устройствами (видеокарта, звуковая карта, TV-тюнер и т.д.), или же для пользователя открытый кейс является дремучим лесом, то самый быстрый и простой вариант решить проблему «умершей» встроенной сетевой карты – это поставить внешний адаптер.

Программы для синхронизации телефона и компьютера

Возможности технологий Wi-Fi Direct и Miracast далеко не безграничны и открывают доступ лишь к малой доле функций присоединенного устройства. Полноценно управлять телефоном, используя компьютер, с их помощью нельзя. Но этого никто и не делает, поскольку для таких задач существуют специальные приложения.

Основную массу программ для синхронизации данных и управления мобильным гаджетом с помощью ПК выпускают производители телефонов. Поэтому такие программы поддерживает лишь одну конкретную марку, например:

  • Samsung PC Studio
  • Samsung Kies
  • Nokia Suite
  • HiSuite by Huawey
  • Mi PC Suite (Xiaomi)
  • HTC Sync Manager
  • Xperia Companion (Sony)
  • Nokia MobiMB Mobile Media Browser
  • Sony Ericsson PC Suite
  • Siemens Mobile Phone Manager
  • BlackBerry Desktop Software
  • Apple iTunes
  • Apple iDevice Manager

Но есть и универсальные инструменты, совместимые со многими моделями Андроид-девайсов. В их числе:

  • Упомянутый выше MyPhoneExplorer (на скриншоте ниже) (платное) и т. д.

myphoneexplorer

Кроме того, для подобных задач можно использовать любые поддерживаемые средства удаленного доступа, вроде Teamviewer.

Отдельного внимания заслуживает программа Android Screencast. Она уникальна тем, что не требует установки клиентского модуля на мобильный девайс, поэтому может использоваться, даже если на телефоне не работает экран. Единственное условие — включенная функция отладки по USB.

Доступ к данных на смартфонах с разбитым или неработающим экраном обеспечивают и фирменные утилиты производителей, которые перечислены выше. Главное — успеть установить утилиту до того, как случилось происшествие и провести хотя бы одну синхронизацию. Если на телефоне не работает сенсор, скорее всего, часть функций будет недоступна.

Можно ли с помощью этих программ спасти данные, если телефон не включается? Как правило, нет. Телефон может не работать по многим причинам, и сбой загрузки операционной системы — лишь одна из них. Для извлечения информации с неисправных девайсов используют программаторы и специальный сервисный софт, которого нет в свободном доступе. Кроме того, для работы с такими инструментами нужна специальная подготовка. Словом, если ваш телефон не включается, вы можете попытаться его перепрошить, но для спасения данных проще и безопаснее обратиться в мобильный сервис.

Оцените статью
Fobosworld.ru
Добавить комментарий

Adblock
detector