Schema realizzazione Dock Station per Samsung S4

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Siete felici possessori di un Samsung S4 e saresti felice di poter utilizzare il vostro cellulare con periferiche esterne mentre è in carica? Poterlo utilizzare così con l’aiuto di un HUB come una vera postazione pc, collegandoci disco fisso, tastiera e mouse, e perché no, un bel monitor HD esterno. Ma vediamo prima il principio di funzionamento e qualche descrizione delle terminologie.
Il circuito si base sul funzionamento OTG, attivandola però in modalità Dock Station, potendo così ricaricare il cellulare durante l’uso.

PRIMA DI INIZIARE, VORREI PORRE UNA PREMESSA! I CIRCUITI REALIZZATI SONO STATI TUTTI TESTATI SUL MIO S4 PUR NON SAPENDO COSA STESSI FACENDO DI PRECISO, INVERTENDO POLARITÀ E QUANT’ALTRO E I IL CELLULARE È VIVO E VEGETO, HO BRUCIATO SOLTANTO QUALCHE QUALCHE HUB E INTEGRATO, MA NON IL CELLULARE CHE È ALTAMENTE PROTETTO. CIÒ NON ESCLUDE  IL FATTO CHE LO FARETE ESCLUSIVAMENTE SOTTO LA VOSTRA RESPONSABILITÀ. NON VOGLIO S4 INNOCENTI SULLA MIA COSCIENZA.

 

Non sai cos’è l’OTG e un HUB?

Direttamente da Wikipedia:

L’OTG (USB “On the Go”) è un trasferimento diretto di dati da qualsiasi dispositivo esterno come fotocamere, HDD esterni, pendrive, lettori card, iPod, Mp3, eccetera. L’OTG sta diventando uno standard sempre più utilizzato per connettere periferiche e dispositivi di ogni settore Hi-tech, soprattutto portatili. La novità consiste nel fatto che la comunicazione tra i dispositivi avviene senza che sia obbligatoria la presenza di un PC.

In parole poverissime, l’OTG (ah, potete trovarlo a meno di 1€ su Buyincoins e vanno bene tutti) è un sistema che permette di collegare una qualsiasi periferica che eravate abituati ad utilizzare sul PC, al cellulare.  In realtà costruire un cavo OTG è di una banalità assurda, se sapete usare un saldatore e se riuscite a reperire dei connettori micro USB nuovi. Infatti mentre un normale cavo microUSB – USB ha il pin 4 (sense) flottante, nel cavo OTG è collegato a massa. Vediamo uno schemino qui in basso.

OTG

Costruendo o acquistando questo banale cavetto, saremmo pronti a collegarci una periferica esterna o un HUB esterno, così da poter collegare diverse periferiche. Naturalmente dovrete sempre prestare attenzione all’assorbimento delle periferiche. Il cellulare è in grado di erogare massimo 500mA, se vengono superati, il cellulare si fonde! Naturalmente scherzo. Se vengono superati, il cellulare non è più in grado di alimentare le restanti periferiche e quindi dovrete adottare un HUB autoalimentato. A proposito, cos’è un HUB? È semplicemente una periferica alla quale è possibile collegare più periferiche per l’uso simultaneo, potremmo confrontarla con una normale ciabatta da 220V.
E qui potrei aprire un’altra parentesi enorme, ma cercherò di essere sintetico, visto che non è questo il tema centrale del mio post. Poiché un HUB non alimentato viene alimentato esclusivamente dalla porta USB del PC che è in grado di erogare massimo 500mA, alle uscite dell’HUB avremmo a disposizione una corrente massima di 500mA. In caso di presenza di 4 porte e di due periferiche che assorbono 250mA, avremmo raggiunto già il limite e le restanti due porte non funzionerebbero più adeguatamente. L’HUB autoalimentato, ha un’alimentazione supplementare alla singola presa USB. Se l’alimentatore esterno è da 2A e l’HUB ha 4 porte, ad ogni porta potremmo assorbire il massimo consentito dalle porte USB, 500mA. La costruzione è estremamente semplice. Basta sguainare il cavo dati originali del HUB e collegarci al + e – un alimentatore da 5V e Ampere desiderati. Di seguito uno schizzo.

Immagine

Ed ora finalmente al circuito della Dock Station!

Il circuito funziona sul principio di illudere il cellulare di essere collegato ad una Dock Station. Per semplificarne la spiegazione, prendo come esempio un semplicissimo cavo micro usb a USB FEMMINA. Ricordate come si crea un cavo OTG? Giusto, collegando il PIN 4 Sense al Pin 5 GN del connettore micro USB. Per illudere il cellulare, va collegata una resistenza da 42k tra il piedino 4 sense  del connettore micro USB e il PIN 5 GND, praticamente un cavo OTG, ma invece di un semplice ponte con un cavo, va effettuato il ponte con una resistenza da 42k. Il + e il – del cavo USB vanno spelati e collegati (sia la parte della USB che micro USB) ad un alimentatore, va bene quello dato in dotazione. Prima di collegare il connettore micro USB, va ponteggiato il D+ e D- e collegato il caricabatterie alla presa da 220V e soltanto ORA va collegato il cavo micro USB al cellulare. I due cavi dati D+ e D- devono restare ponteggiati per un minimo di 500ms così da illudere il cellulare e far partire la normale carica in AC (in modalità Dock Station, il cellulare caricherà a 1A anziché a 2A come di norma se collegato alla presa da muro), successivamente vanno scollegati ed è possibile collegare una periferica al connettore USB femmina. È importante collegare le periferiche, ESCLUSIVAMENTE dopo aver scollegato i due cavi dati, altrimenti il cellulare non le riconoscerà.
E questo è il principio di funzionamento del circuito. Veniamo ora allo schema base di realizzazione.

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Vediamo la lista dei componenti impiegati

  • 1x connettore micro USB maschio
  • 1x resistenza di precisione da 42k
  • 1x connettore USB femmina
  • 1x connettore USB maschio
  • 1x pulsante deviatore, ovvero un pulsante a due poli o anche interruttore
  • 1x alimentatore samsung S4

Il cavo maschio USB va collegato all’alimentatore. I cavi dati di quest’ultimo possono essere dimenticato, dato che vengono utilizzati soltanto i cavi di alimentazione. I più e il meno dell’alimentatore, vanno collegati rispettivamente ai piedini pin1 e pin5 del connettore USB femmina e del connettore micro USB maschio. Il piedino 4, va collegato tramite una resistenza di precisione da 42k a GND, ovvero al pin 5. Al pulsante/interruttore a due poli (recuperabile dai pulsanti power e reset della maggior parte dei pc) vanno collegati i cavi dati bianco e verde proveniente dal connettore micro USB. Questi due, vanno collegati ai piedini in comune, diciamo quelli di ingresso. Con un tester in posizione di cicalino o resistenza è un attimo trovare quali sono. Basta posizionare i puntali su due piedini e continuare a cambiarli la posizione finché il cicalino non suona/indica 0 ohm. Avete trovato i piedini “A e B” Ora tenete premuto il pulsante, tenete un puntale fisso sul piedino A appena trovato e controllate se c’è continuità su un altro piedino. Eventualmente, fate la prova col piedino B. Fate la stessa cosa per trovare l’altro piedino. Fatevi uno schizzo del pulsante e ponteggiate i due piedini dei due poli che al momento del pulsante premuto, risultavano “suonare”, ovvero risultava esserci una continuità. In questo modo, tenendo premuto il pulsante, dovreste avere una continuità sul cavo D+ e D-, non appena rilasciate, non ci dovrebbe più essere. Agli altri due piedini, vanno collegati i dati D+ e D- del connettore USB femmina. Quest’ultima parte è più semplice realizzarla direttamente che non spiegarla!
Rianalizziamo il funzionamento del circuito terminato. Teniamo premuto il pulsante (o premete l’interruttore) mentre colleghiamo l’alimentatore al muro e successivamente il connettore micro al cellulare. Dovreste vedere partire la carica del cellulare (magari andate nelle impostazioni, sezione batteria prima di iniziare il collegamento, per vedere che parta in AC) e successivamente emetterà un altro suono e apparirà la scritta che è stata connessa una dock station. Ora potete lasciare il pulsante, o ripremete l’interruttore. Come potete notare, forse l’interruttore è più indicato. Il circuito a volte fatica a riconoscere la dock station o periferiche, ciò è dovuto alle interferenze e componenti di scarsa qualità. È opportuno usare un cavo schermato per la realizzazione e un pulsante/interruttore buono.

E se volessi automatizzare il tutto, senza fare tutto a mano?

Accontentato! Ho realizzato anche questo circuito. In realtà ho due versioni del circuito, una fatta con soli circuiti integrati, un’altra con l’utilizzo di un relè al posto di alcuni integrati. Di seguito espongo il circuito a relè, che è il più semplice da realizzare. Il circuito l’ho realizzato da mettere in macchina, purtroppo però ho ancora problemi di interferenza/cali di tensione da risolvere. Infatti da motore acceso le periferiche si disconnettono continuamente, mentre a motore spento funziona perfettamente. Il circuito incorpora anche un HUB non alimentato, poiché sono state alimentate le periferiche a parte, un’alimentazione opzionale per caricare un altro cellulare, un interruttore e due led di segnalazione, uno verde dell’accensione e uno rosso che indica il ponte tra d+ e d-, della durata di circa 5 secondi. Ed ecco qui lo schema.

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Questo è lo schemino del relé:

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Questo è il circuito montato dietro al frontalino sempre realizzato da me. Naturalmente al posto dell’alimentatore da muro, ho utilizzato un alimentatore da auto, collegato all’accendisigari da dietro. Le prese USB, quando accese le luci, si illuminano grazie ad una striscia a led posizionata dietro. Beh, poi c’è il pulsante del GPL, termometro e pulsante rosso per le trombe.

frontalino

 

Vediamo la lista dei componenti impiegati

  • 1x connettore micro USB maschio
  • 1x resistenza di precisione da 42k
  • 4x connettoriUSB femmina
  • 1x connettore USB maschio
  • 1x interruttore on/off
  • 1x alimentatore samsung S4
  • 1x relè DPDT, cioé a doppio polo e doppio contatto; 5V
  • 1x HUB non alimentato
  • 2x resistenze 100 ohm
  • 1x LED rosso
  • 1x LED verde
  • 1x resistenza 453kohm
  • 1x condensatore elettrolitico da 10uF
  • 1x cercamico da 10nF
  • 1x diodo 1N4148
  • 1x timer NE555

E come funziona in breve il circuito? Semplice! da interruttore spento, va collegato prima il cavo USB al frontalino, poi al cellulare. È possibile collegare già le chiavette, dischi fissi, il telecomando multimediale che mi sono creato appositamente per il mio S4 o ciò che voglio. Va poi fatto scattare l’interruttore sulla posizione I, si accende il led rosso e verde. Dopo circa 5 secondi il led rosso si spegne e vengono caricate le periferiche esterne!

E questo è quanto, se volete scaricare i circuiti, potete scaricarli tramite il link qui sotto. Buon lavoro allora :D

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