Друзья, привет!
Создавая наши мини-ПК (ссылки на самые интересные будут в конце статьи) мы обычно используем типовые решения для передней панели из серии «чтобы было» и «чтобы было недорого». Например, такие.
Пара портов USB 2-й версии, да аудиоразъемы — испокон веков этот набор считался стандартным. Однако, времена идут, мода меняется, да и технические возможности требуют пересмотра парадигмы фронтальной панели.
Оказывается, многим аудиоразъемы на лице не особо и нужны. Все равно хорошего качество сигнала встроенные чипы не обеспечивают, а для видеоконференций достаточно и разъемов, расположенных сзади. Если же нужен качественный звук, то можно использовать внешнюю аудиокарту.
USB разъема, в большинстве случаев, тоже достаточно одного, правда 3-й версии. Если что, устройства можно и через хаб подключать.
Ну а для мини-ПК большое количество элементов интерфейса на лицевой стороне корпуса это еще и уменьшение внутреннего, и без того ограниченного пространства.
Чем больше миников мы проектировали, чем больше корпусов мы анализировали, тем больше приходили к выводу — все что нужно небольшому компьютеру спереди — кнопка питания и один USB-порт 3-й версии. Того же мнения, как мы поняли из комментариев, придерживается и большинство наших подписчиков.
Вот, например, как выглядят панели нескольких корпусов мини-ПК из Китая.
Ну, с кнопкой все понятно. Тут ничего нового не придумать, а вот с адаптерами USB 3 для передней панели все намного интереснее...
Возможные решения проблемы
Итак, нам нужно вывести порт USB 3 на переднюю панель компьютера. Самый простой способ сделать это — купить готовый адаптер. Например такой, предназначенный для подключения к стандартному 20-пиновому гнезду расширения материнской платы.
Специальные ушки позволяют зафиксировать гнездовую часть адаптера на удобном месте. Если использовать винты с тонкой плоской головкой, то должно получиться вполне элегантно.
Есть и решения с двумя разъемами. 20-пиновый сокет как раз содержит интерфейс для двух портов. Адаптер более массивный, занимает больше места, а жесткость двойного провода затрудняет его компактную укладку.
Тем не менее, чего уж проще — покупай и устанавливай.
Сюрприз нас поджидает там, где его не ждешь! Оказывается, эти адаптеры — недешевое удовольствие! За одно или 2-портовый вариант придется выложить 450...500 рублей.
Гораздо дешевле (около 200 рублей) можно купить удлинитель штекер-гнездо.
У него конечно нет 20-пинового разъема для материнской платы, но что, если его припаять самостоятельно, взяв за основу обычную 20-пиновую JST-колодку с шагом 2 миллиметра. Стоит она на Али не дороже 20 рублей.
А если пойти еще дальше! Берем любой ненужный шнур от удлинителя USB 3-й версии (его занедорого можно отыскать на барахолках или Авито), откусываем от него кусочек длиной, примерно 35 сантиметров и припаиваем 20-пиновую колодку, с одной стороны и штекер — с другой! Вот как-то так:
Во-первых, может получиться гораздо дешевле по комплектующим, а во-вторых, и для нас это было главным, появляется возможность погрузится в таинственный мир высоких скоростей, дифференциальных пар и нормированных импедансов. Словом, в мир, о котором должен иметь представление любой, уважающий себя компьютерщик!
Итак, делаем кастомный адаптер USB 3-й версии для передней панели компьютера.
Конструкция
Для начала мы решили выяснить, есть ли какие-либо особенности при соединении кабеля с разъемами. Для этого берем и разрезаем USB-штекер от кабеля-удлинителя, который впоследствии будет донором.
Видно, что внутренности разъема обильно залиты пластиком. Пластик очень твердый, намертво фиксирующий места пайки. Тем не менее, сквозь пластик заметно, что никаких особенностей в подключении нет. Это вселяет надежду в успешном завершении нашего эксперимента.
Для удобства установки гнезда изготовим для USB-разъема передней панели небольшую монтажную планку из стеклотекстолита.
У нас все это быстро, поскольку делаем мы печатные платы на небольшом фрезерном станочке.
Печатная плата покрывается сплавом Розе для защиты от окисления.
Дальше разъем устанавливается на плату и фиксируется припоем.
После этого начинаем по-очереди подпаивать проводники от кабеля.
Этап 1. Подключаем проводники питания и данных интерфейса USB 2.0. Обратите внимание, что общую оплетку кабеля я разделил на две части, скрутил их в 2 жгута и соединил их скруткой с толстым латунным проводом. Оплетка видимо алюминиевая, поэтому пайка затруднена. Но для наших целей достаточно скрутки. Эти провода будут отвечать за основную несущую функцию.
Этап 2. С другой стороны разъема подпаиваем витые пары интерфейсов приема и передачи версии 3.0. Жилки экранов, при этом соединяются между собой и припаиваются к среднему контакту разъема. Для того, чтобы отличить дифференциальные пары приема и передачи их экраны отличаются по цвету. Красный экран — передача. Белый — прием. Белый провод - «+», голубой - «-».
Этап 3. На жгуты оплетки надеваем термоусадочные трубки для прочного контакта и лучшей жесткости, после чего подпаиваем их к контактам экрана разъема.
Вот так должно получиться в итоге.
Теперь принимаемся за 20-пиновое гнездо для материнской платы. Как мы упоминали, к нему можно подключить два USB-порта. Но мы ограничимся одним. Все провода при этом будут подпаиваться к одному ряду контактов. Мы выбрали ряд на котором должен находится ключ. Его мы обозначили белой краской, чтобы не перепутать при установке. Вместо краски, для надежности, можно наклеить прямоугольный кусочек пластика.
В дальнейшем все контакты можно залить, например термоклеем. Мы же решили пока, до проведения экспериментов, защитить контакты при помощи термоусадки. Вдруг придется перепаивать!
Тестирование
Тестировать наш адаптер мы, как обычно, будем на моем проверенном временем мини-ПК, толщиной всего 40 миллиметров. В его основе лежит материнская плата ASUS серии Prime.
Основной задачей тестирования будет сравнение скоростей чтения-записи нашего адаптера и адаптера, купленного на АлиЭкспресс. В качестве целевого устройства будет выступать флеш-накопитель на 128 Гигабайт от компании Netac, оснащенный интерфейсом USB 3.2. Правда это или нет, не знаю. Но, мы все же будем тестировать не флешку, а кабель.
При тестировании будем использовать две программы: USBTreeView – для просмотра характеристик USB-устройства и CrystalDiskMark для анализа его скоростных характеристик.
Эксперимент 1. Проверяем адаптер, сделанный вручную.
Флешка определилась действительно как USB-устройство с интерфейсом 3.2.
Скорость последовательного чтения оказалась вполне себе неплохой — аж 123 Мегабайта в секунду. Скорость записи ожидаемо ниже — от 29 до 46 Мегабайт.
Будем считать,что скоростные характеристики нашего переходника вполне себе позволяют работать на скоростях более 100 Мегабайт.
Эксперимент 2. Проверяем промышленный адаптер.
Ага! Показания примерно те же! С точностью до статистической погрешности измерений. Значит по качеству нам удалось изготовить шнур, не уступающий характеристикам фабричного устройства!
В заключение 3-й эксперимент. Посмотрим, что можно ожидать если подключить флешку непосредственно в разъем материнской платы.
Скорость чтения осталась прежней, а вот скорость записи в последовательном режиме подросла на 20...25 процентов. Интересный результат! Заставляет задуматься. Влияет ли на скорость адаптер или это особенности схемотехники материнской платы. Пожалуй нужны еще эксперименты. Но это уже совсем другая история!
Выводы
Резюмируя можно сказать, что адаптеры высокоскоростных интерфейсов можно делать в домашних условиях своими руками и получать при этом несказанное удовольствие, что бы там ни говорили любители всего готового!
По цене тоже получилось интересно! Затраты на комплектующие не превысили 120...130 рублей! А по трудоемкости — примерно 2...3 часа.
Спасибо, что читаете Terrabyte! Подписывайтесь, если вам интересна тематика мини-ПК и необычных компьютерных решений! Отдельное спасибо всем, кто нас поддерживает своими комментариями и лайками!
Наша группа ВК: https://vk.com/terrabyte
Наш канал на YouTube: https://www.youtube.com/@TERRABYTE
Наши мини-ПК:
Корпус-конструктор для мини-ПК: от идеи до изделия
Мини-ПК в корпусе из металла своими руками
Народный игровой мини-ПК из доступных комплектующих (Али + Авито)
Современный игровой мини-пк за 45к: metalfish swordfish
Игровой мини-ПК в алюминиевом корпусе SKTC A07: как мы его собирали, решали проблемы и тестили