domingo, 5 de junho de 2016

USB - perigos de uso de uma fonte externa

Usar hubs USB com alimentação externa pode ser perigoso para seu aparelho.

Neste texto eu vou me concentrar em hubs, mas o problema é o mesmo com qualquer dispositivo com alimentação própria que você use, como os HDDs externos de 3.5″.
A primeira vez em que essa preocupação bateu forte em mim foi quando eu testei pela primeira vez um HDD na Samsung 40C530 da sala. A fonte, novinha, do HDD externo que usei simplesmente explodiu depois de não mais que uma hora de uso contínuo. Quase entro em pânico quando ouvi o estouro vindo de trás da TV e o HDD desligou, Por sorte, não houve dano nem ao HDD, nem à TV. Já pensou? Uma TV novinha de R$1500 e um HDD de 1.5TB indo pro lixo por causa de uma fonte de R$20?
Nota: para melhorar a clareza do texto eu vou falar apenas em “TV”. Mas o risco é o mesmo para qualquer aparelho que tenha entrada USB.
Uma hora você pode sentir necessidade de ligar um hub na sua TV, mas mesmo que a TV suporte o hub  pode não fornecer a corrente necessária para suportar toda a sua parafernália, então você pode ter a idéia de usar um hub com alimentação própria (fonte externa). Você também pode achar que é só plugar a fonte externa no hub. A princípio é, mas só se você não tiver nenhum amor pela sua TV.
O problema é que a maioria dos hubs usb com alimentação própria tem uma falha séria de design: o positivo da fonte própria  é ligado diretamente ao positivo que vem do cabo USB. Se isso não te deu calafrios, eu explico qual é o problema:
  1. Colocar duas fontes em paralelo é sempre motivo de preocupação em qualquer circunstância. Se uma estiver com uma tensão mais alta que a outra, vai “empurrar corrente” na outra. Essa corrente pode até ser desprezível mas fontes são projetadas para fornecer e não para consumir corrente. E imagine um cenário onde sua fonte externa mal projetada (você não sabe disso) pife e jogue, digamos, 12V na linha de 5V. Isso já aconteceu com um adaptador para carro que eu usava para alimentar meu GPS, mas não sei se está sujeito a contecer com fontes ligadas diretamente na tomada, porque os circuitos são diferentes. Luciano Sturaro, se estiver lendo isto, é melhor capacitado a dizer se isso é motivo de preocupação [edit: Luciano respondeu nos comentários];
  2. Se você desligar a TV e mantiver a fonte externa ligada, a fonte externa vai alimentar o circuito de 5V da TV. Isso pode ser inofensivo ou catastrófico, dependendo de como o circuito da TV foi projetado. O menor dos prejuízos possíveis é queimar a fonte externa por sobrecarga;
  3. Se você usar uma fonte externa vagabunda (e hoje em dia é difícil saber se é ou não sem inspeção interna e/ou instrumentos) vai sobrepor uma tensão “suja” à tensão “limpa” da sua TV. Isso também pode criar problemas. Se você já viu uma touchscreen de celular ficar maluca quando o telefone está conectado a uma fonte vagabunda vai ter uma boa idéia do que estou falando.
Para saber se seu hub está nesse grupo de risco, basta usar um multímetro para medir continuidade entre o terminal +5V da entrada USB e o pino central do plug de alimentação externa. Tem continuidade nos dois sentidos? Não use na TV sem tomar o cuidado que vou explicar. Se der continuidade em apenas um sentido, existe um diodo de proteção. É relativamente seguro usar o hub.
Como garantir a segurança da TV?
Simples: corte em algum lugar o positivo do cabo USB, que vai da TV ao hub.
Sua parafernália só vai funcionar com alimentação externa, mas se você precisou de um hub com fonte é porque não funcionava mesmo sem ela. Você pode precisar de uma fonte maior porque a TV não vai mais contribuir, mas pelo menos a TV estará segura.
Isso funciona porque para haver comunicação entre dois aparelhos que usam fontes distintas, só é preciso (e só se deve) interligar seus negativos.
Meu desktop tem tanta coisa “pendurada” nele que eu tenho duas fontes vagabundas para dividir a carga. Tudo o que é necessário para isso (além do relê que liga a segunda fonte) é um fio interligando os negativos das duas. Se eu soltar o fio tudo o que está ligado na fonte secundária continua alimentado, mas deixa imediatamente de ser “visto” pelo desktop.
Um HDD externo corretamente projetado sequer faz a interligação do positivo internamente, porque se ele não funciona só com a alimentação da USB, por que tentar alimentá-lo pela USB?
Como você vai fazer isso fica a seu critério, mas o jeito mais simples que encontrei foi usar um adaptador macho-fêmea USB e arrancar com um alicate o pino positivo no fêmea, porque é nele que o pino fica saliente e fácil de destruir com o alicate. Depois eu colocarei fotos de como isso é feito. Mas isso dá conta de fazer a proteção em todos os casos que me vêm à mente agora.
Exemplo de como fazer
Eu estava à procura de um jeito “limpo” e reutilizável de desconectar o positivo dos cabos. Depois de muito procurar em todas as lojas online onde compro, decidi testar este adaptador da DX:
A idéia é que, eliminando o positivo nesse adaptador, eu corto a conexão em qualquer cabo conectado a ele. Eu poderia fazer isso também com uma extensão USB, mas usar a extensão só para isso além de aumentar a gambiarra a esconder pode criar problemas por causa do comprimento total do cabo. Dispostivos USB 1.1 em geral não ligam, mas é bom manter cabos de HDDs externos curtos.
Minha esperança era que o fechamento fosse por encaixe e então eu pudesse facilmente cortar o positivo. Não é: o adaptador é moldado. Então eu parti para a grosseria. Usando um alicate de corte rente (Piergiacomi TRE-02-NB) que consegue entrar no conector fêmea, eu agarrei e arranquei o pino positivo, como mostrado na foto abaixo:

Para finalizar, eu escrevi bem claramente no adaptador: “positivo cortado” porque agora ele é inútil para qualquer outra finalidade e não é muito fácil ver que o contato positivo está ausente se você não estiver prestando muita atenção.


Bom… então aumente sua “paranoia”, pois é perfeitamente possível isso acontecer com uma fonte ligada diretamente a tomada. Tudo vai depender de o quão porco for o projeto da fonte, se não há previsão de nenhuma proteção de sobre-tensão.

Existem dois tipos mais comuns de fontes chaveadas (tem mais, mas são mais incomuns), os que usam malha fechada de tensão, retirando uma amostra da saída, e as que tiram amostra de um enrolamento auxiliar, a parte, logo a saída esta em um enrolamento “flutuante”, que só garante sua estabilização enquanto o núcleo do transformador não saturar.

Em ambos os casos, se ocorrer qualquer avaria em algum dos componentes que ficam nessa malha fechada, pode ocasionar variações na tensão de saída da fonte para mais ou para menos… tudo depende do que der defeito.

Uma proteção simples, e IDIOTA que pode ser feita, é colocar um diodo zener de 1W em paralelo com a saída da fonte. A tensão desse zener pode ser escolhida com o critério de 1V a 1,5V a maior que a tensão de saída da fonte. Se a tensão de saída da fonte exceder o limite do zener, ele vai entrar em curto e matar a fonte. Se ela tiver algum sistema de proteção de sobre-corrente, vai desarmar, se não tiver, queima o fusível ou alguma coisa no primário da fonte. O que importa é proteger o que esta conectado ao fonte. Ela, que se dane eheh.

Exemplo, se for uma fonte de 5V, você pode colocar um zener de 6,2V. Muitas fontes de celulares (as originais é claro) costumam ter este zener. Pode olhar nesse post aqui do meu blog, que uma das fontes que eu peguei num ferro-velho aqui, era justamente o zener em curto.

Porque ele entrou em curto? Bem… ele pode ter entrado em curto por algum motivo qualquer, falha do próprio zener, ou algum pulso muito rápido na saída da fonte (um transiente na rede, por exemplo) e o zener já estava meio capenga e foi pro saco.


Tem muito mais informação util nesta fonte:

fonte: http://ryan.com.br/blogs/quicktalk/2012/12/usar-hubs-usb-com-alimentacao-externa-pode-ser-perigoso-para-seu-aparelho/
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