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[秀作品] 给win10平板来个标准USB+充电

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一粒金砂(中级)

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发表于 2017-3-9 09:24 | 显示全部楼层 |阅读模式

2017年3月8日
先来说说为什么会有如标题产生的问题。去年未在学校申请了一个项目,先在要开始搞了,现在已经大三,课程比较分散和少,又找了一个实习单位,感觉么么哒~~很难集中时间写项目程序,想着要是能在课堂上写,又比较低调就好了(额~~专业课不感兴趣,考试又没压力)。于是乎翻出来一个大一买的一个win10平板—普耐尔MOMO9W(辣鸡,后来我才知道和昂达891W一个模子的,主板一模一样),配置什么的就不说了,接口就一个microUSB+OTG(耳机不算啊),OTG感觉很不方便又不能充电,之前也拆过来看主板是否有预留的usb焊盘,说这句话的意思就是,没有预留usb的意思。无奈,先在有当前这个问题摆在面前,又得回到之前没做成的事情了。
好了,来说说标题的问题,这是一个即老又过时的问题了,因为就目前国内厂商来说,基本都是推出二合一产品,不经平板机身又标准USB,磁吸键盘也有拓展,还带独立充电口(知道我为什么不说我都平板配置了吧~~呵呵)。但我之所以要写出来,是因为我觉得我是第一个提出这个方案的(至少我百度“平板改USB充电”时没发现)。那么这里有必要说说我百度出来的结果:大多数是叫做“充电OTG”的东西、外接主板预留USB以及加个5V充电模块来改独立充电的。
“充电OTG”呢,我之前是不理解原理的,在改我这个平板的时候我通过电路(待会传上)大概了解了这样原理:充电芯片AXP288有两个引脚专门用来检测usb的D+、D-两个线的,叫做ChargeDetection,就是充电检测,依靠两个线的电平差来判断充电和OTG的,然后用所谓的上下拉电阻来“欺骗”这两个引脚实现“充电OTG”,但这要会导致充电特别慢,甚至充不进去。其原理图如图1
2.jpg
图1
AXP288的数据手册网上可以下载
使用预留USB的同志属于遇到良心厂家和高配置平板了。而使用5V充电模块的我只能说一句辛苦了!
说了这么多还是没有出我的方案,别急,我慢慢道来。原理很简单,充电口原封不动,用来充电,也可以OTG,但是我把D+、D-两根信号线同时接到了标准USB上,5V电源直接找主板。完毕!
具体来说,这要从我在网上下载的一个“z3735系列 win8平板电路”说起。众所周知,国内厂家基本都是衣来伸手饭来张口的,这平板也一样(连模子和主板一模一样都有),所以我下载的这个电路虽然不是我这个平板的,但是都是大同小异,无非就是将一些标准的功能模块裁剪掉。我的目的在于查看OTG的ID信号是如何控制usb的主机/从机模式的,然后再将未经ID选择的D+、D-的上级信号直接引出就行了。所以我就从microUSB口开始查找,发现D+、D-由一个usb选择芯片TS3USB221ARSER和ID信号控制,电路如图2
11.png
图2
这个芯片手册可以上网查。
好了,既然找到D+、D-的传输方式了,就开始对主板动手术吧!呵呵~~有这么容易就好了,拆了才发现,我的主板根本就没这芯片,不过满怀经验的我去淘宝了逛了一下,一眼就看到了该芯片的封装,与我主板上的一个芯片空位差不多,我断定就是它了,如图3
3.png
图3
拿万用表一测,果然有两个引脚焊盘与usb的D+、D-是连通的。为什么有焊盘没芯片呢?原来,我这个平板是单win系统的,也就是说他的usb只有主机模式,没有从机模式,这个芯片是用在安卓+win双系统的平板上用作主/从模式选择用的。然后我一想,既然是这要,拿这两根D+、D-应该直接连到cpu了吧!,然后我拿来放大镜一看,这两个信号走线确实是从cpu出来的。
可能有人会认为cpu靠ID信号来确认是使用了OTG,然后开启USB,这里要说明的是,usb属于处理器的一个外设,它采用的是usb中断来识别usb的,cpu不会傻到要靠运行一个判断ID信号来开启USB的程序的,所以不用担心这样接出来的usb因没有开启而不能使用的问题。这个ID信号在任何支持OTG的设备中,其用处有两个,一个是切换主从通路,在一个就是使能内部5V供电和关闭5V充电,为啥要关闭5V充电呢~~不让自己给自己充电呗!!
好了,原理通了就可以开始改了,这里还有一个,就是要从主板得到5V供电。这里又要提到经验的问题了(虽然我也水),如何找5V供电呢?正常来说,供电的线路会比较宽,所以可以找一些特征明显的地方,配合电路图的元件封装(去淘宝查更容易)下手。我就测了一个点就找到5V供电的地方了,如图4
4.png
图4
还是这一句,好了~~开始动手吧!
给外壳开口
5.jpg

6.png
在这里再次找到D+、D-信号线,芯片那里太远,位置也太小,我只有一把20块的电烙铁,很为难我的~~
焊盘上的 0 欧电阻已经去掉,焊盘太小,焊接导线时可以将左右两个焊盘焊在一起,上下两个要注意不要短路了,这个焊接技巧的问题,无法语言描述~~

7.png
固定USB母口,usb口向外翻的边缘要剪掉,上下面的固定压片也要剪掉,不然装不下
8.png
焊上导线就基本完成了
9.png
看看效果吧
P70307-121555.gif
最后总结一下,这个改造下来,平板原有的microUSB功能没变,还可以OTG,也可以在使用标准usb是进行充电,电脑也可以识别充电,总之就是不影响原始功能。而其实我还有另外三个想法,第一个是想引出第二个USB,之前我提到过,没有在主板找到预留USB,但是电路图有啊~~,而且我靠这对D+、D-信号的对地电阻,似乎找到了另外一对D+、D-信号(其实没有标准电路图要找焊点是很难的,但是也可以通过一些常见规则来测试,D+、D-是一对信号嘛,找主板上特征明显的一对焊盘获知一对电阻/电容什么的);第二个就是想让USB支持USB3.0大电流输出,因为我的这个USB无法带动移动硬盘。电源管理芯片AXP288是有这个功能的,原理还是靠前面说的Charge Detection两个引脚DP、DM。电路如下图,D+、D-通过 R122和 R24 连接到AXP288的DM、DP引脚,也可以识别USB3.0,从而可以提供900mA的电流。
搜狗截图17年03月08日2358_7.jpg
查看主板,我发现我都主板上没有焊接这两个电阻,但是留有焊盘,见下图
13.jpg
那第三个想法就是,我发现了一个我主板上唯一预留的一个接口,标有DEBUG(调试)。我微微一笑,对我来说,这个DEBUG口其实就是调试用的串口,进入系统的设备管理查看,确实有一个COM口,而我就是学开发单片机和ARM的,这个接口相当有用啊!
但是,但是,不想折腾了,我可没想把这辣鸡平板变成笔记本这样大的功能~~
总之,改这个USB纯属兴趣,通过这个,学到知识才是重要的!!


此内容由EEWORLD论坛网友11044755967原创,如需转载或用于商业用途需征得作者同意并注明出处

搜狗截图17年03月08日2356_6.jpg
1.jpg
12.png

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一粒金砂(高级)

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发表于 2017-3-9 09:52 | 显示全部楼层
上次就有人说,学arm这种,买开发板不如买个平板,便宜好用


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管理员

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发表于 2017-3-9 09:53 | 显示全部楼层
实力改造!


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一粒金砂(中级)

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发表于 2017-3-9 11:42 | 显示全部楼层
厉害


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测评达人

发表于 2017-3-9 12:43 | 显示全部楼层
虽然感觉USB平板实用性不好,不过这个改造很不错


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版主

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发表于 2017-3-9 22:26 | 显示全部楼层
这个过于牛逼了,神人也


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一粒金砂(中级)

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发表于 2017-3-11 10:16 | 显示全部楼层
楼主确实是技术大牛。不过这个语言表达实在是不咋样。

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宝贵意见收下了  详情 回复 发表于 2017-3-22 10:53


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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2017-3-22 10:53 | 显示全部楼层
pkuzhx 发表于 2017-3-11 10:16
楼主确实是技术大牛。不过这个语言表达实在是不咋样。

宝贵意见收下了


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一粒金砂(初级)

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发表于 2017-9-19 19:18 | 显示全部楼层
啦啦啦。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。


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一粒金砂(初级)

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发表于 2018-3-15 16:09 | 显示全部楼层
楼主真厉害,想学一下,麻烦看到短消息回复下谢咯


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一粒金砂(初级)

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发表于 2018-3-15 16:18 | 显示全部楼层
看了楼主的帖子,自己理解为下面,
1、找到图上两个电容,去掉电容后分别短接再焊接到USB母头的D+ D-处,
2、从图2处取5V电压接到母头的V+处,从主板任意接地处焊接至母头的V-处。

有几个疑问:
A、我的理解正确么》?
B、我标D+D-正确么?
C、新加USB接口,除了正常用USB设备,能否从此口充电?(目测应该是不行)
希望楼主看到能回复下  谢谢啦


QQ截图20180315161302.jpg

点评

那两个不是电容,是0欧姆电阻(跳线),5V电压的确是从那里取的,聪明和电路上分析过,那里是OTG功能时,USB的供电来源,实测也是。至于后面你提到的充电问题,我一开始也分析过,但是实际上我这样接并没有修改电路  详情 回复 发表于 2018-3-30 23:10


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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2018-3-30 23:10 | 显示全部楼层
fred_yan 发表于 2018-3-15 16:18
看了楼主的帖子,自己理解为下面,
1、找到图上两个电容,去掉电容后分别短接再焊接到USB母头的D+ D-处,
...

那两个不是电容,是0欧姆电阻(跳线),5V电压的确是从那里取的,聪明和电路上分析过,那里是OTG功能时,USB的供电来源,实测也是。至于后面你提到的充电问题,我一开始也分析过,但是实际上我这样接并没有修改电路(0欧电阻不影响),D+,D-是从CPU出来的,,不管充电与否,都具有USB的功能,而且我在电路图上分析,并没有看到OTG电路会切断D+,D-,所以。。。。是可以充电并使用USB的,市场上是有这种平板具有独立充电口的。最后,D+,D-顺序,不好意思,太久了,忘了,我是接上USB线测出来的!


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