Tudo sobre USB

Jun 17, 2023

Sejamos claros: não basta ter cabos USB-C para USB-C. Há muitos cabos que podemos querer adquirir para nosso uso diário, talvez, por um período de transição, enquanto ainda possuímos uma certa quantidade de dispositivos não adornados com um conector USB-C. No entanto, a especificação USB-C considera apenas uma quantidade limitada de tipos de cabos, excluindo explícita ou implicitamente uma variedade de cabos que você pode querer comprar ou fabricar.

Acredito firmemente que, como hacker, você poderá comprar qualquer dispositivo USB-C de que possa precisar. Os hackers não precisam de restrições impostas pelo marketing – eles precisam de compreensão de como uma peça de tecnologia pode ou não ser usada, com base em como ela opera internamente. Gostaria que você fornecesse essa compreensão, para que possa tomar decisões informadas.

Por outro lado, o USB-C foi projetado para ser usado por pessoas menos qualificadas, mesmo que muitas vezes falhe nisso. (Rotulagem de cabos, alguém?) Definições claras do que está em conformidade com um padrão podem ajudar a aplicá-lo. Aqui está a notória história de um cabo USB-C que destruiu um Chromebook e lançou uma carreira de explicação on-line das especificações do USB-C para [Benson Leung]. Na verdade, existem muitas dessas histórias de fracasso. Hoje, veremos engenhocas USB-C que podem ou não falhar, dependendo de como você as usa.

Os cabos de extensão USB-C não são compatíveis com as especificações USB-C. Ou são eles? Eles são um problema na prática, mesmo que não estejam em conformidade? Vejamos um mau exemplo de um. Digamos que você queira estender a porta de alimentação de um Raspberry Pi 4.

Aqui está um cabo de extensão Tipo C que encaminha linhas de dados VBUS e USB 2.0 – mas não pinos CC. Se você usar esta extensão com um Raspberry Pi 4, os resistores de 5,1 kΩ na porta Raspberry Pi não estarão mais acessíveis na extremidade fêmea da extensão e uma fonte de alimentação Tipo C não poderá mais alimentar o Raspberry Pi envolvido. Bem, a menos que seja a fonte de alimentação oficial Raspberry Pi “Type-C”, que não tem como detectar a presença de resistor – claro, violando a especificação Type-C, mas operando como um cabo USB-A para USB-C para todos os efeitos e finalidades, o que faz com que a violação não seja tão significativa.

E se a extensão encaminhasse um pino CC com um fio separado dentro do cabo? Poderia, de fato; algumas extensões fazem isso. Infelizmente, isso significa que eles funcionam apenas em uma rotação e, sempre que você conectar um cabo a essa extensão, poderá ser necessário virá-lo antes que funcione. O dobro para acopladores FF – aí, você terá que girar o cabo 50% do tempo se quiser que o acoplamento funcione

Que tal encaminhar os dois pinos CC, cada um com um fio separado? Isso realmente funcionaria, e também são vendidos online. Na verdade, é assim que funcionam as placas de expansão USB-C no laptop Framework – como o conector da placa de expansão no laptop é USB-C, essas placas são apenas uma extensão USB-C muito curta que encaminha os pinos um para um. Isso é diferente de uma extensão de cabo? Sim.

Qual é o problema com extensões? Em primeiro lugar, há um enigma onde tais cabos não são compatíveis com as especificações, e os fabricantes mais respeitáveis ​​não os fabricam porque não querem cair em desgraça com o grupo de padrões USB – o que significa que muitas vezes você tem que confiar em os fabricantes menos respeitáveis, com controle de qualidade abaixo da média. Dado tudo o que usamos para USB-C, isso pode dar errado rapidamente. Agora, por que não seria legal?

Digamos que você tenha uma extensão USB-C “passar cada pino”, que só pode lidar com 3 A internamente. Se você tentar carregar seu dispositivo com capacidade de 100 W com uma fonte de alimentação de 5 A e um cabo com capacidade de 5 A com tal extensão em série, a fonte de alimentação forneceria 5 A, sem saber, mas você pode se encontrar em uma situação perigosa situação em que o isolamento do cabo começa a derreter. Por outro lado, entendo que um Raspberry Pi 4 nunca consumirá mais de 3 A; portanto, nesse caso de uso, você provavelmente conseguirá se safar, mas a responsabilidade é sua.

Quando se trata de sinais de alta velocidade, existem mais armadilhas. Os cabos USB-C já precisam ser construídos de acordo com um determinado padrão para funcionar com taxas de dados de 40 Gbps, em vez de serem limitados a 20 Gbps. Se você usar uma extensão que encaminhe os fios de alta velocidade para conectar um periférico de alta velocidade, poderá descobrir que seu dispositivo fica mais problemático, reconectando-se de vez em quando.