USB 연결 장치로부터 랩톱 보호

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지난 몇 달 동안 나는 USB를 통한 프로그래밍 개발 전자 장치를 통해 완벽하게 좋은 노트북 2 대를 파괴했습니다. 나는 이것을 막기 위해 무엇을 할 수 있는지 궁금했습니다. 내가 가진 몇 가지 아이디어 (얼마나 실용적이지 않은지) :

전원 및 데이터 라인에 클램핑 5V 제너 다이오드가있는 USB 커넥터 / 허브
데이터 라인에 광 분리기가있는 USB 커넥터 / 허브
외부 전원과 이전에 언급 한 아이디어로 USB 연결 공급

이 아이디어와 함께 5v D + 및 D- 라인의 저항은 전류를 200mA로 제한합니다 (사용하는 대부분의 장치에는 충분 함).

나보다 경험이 많은 엔지니어들이이 아이디어와 그들의 실제적인 의미에 대해 어떻게 생각하는지 궁금해 하셨나요?

— awsem_eng
소스

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이 목적을 위해 광 절연 USB 어댑터를 판매합니다.

— 이그나시오 바스케스-아 브람스

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이것을 정확히 어떻게 관리 했습니까? 랩탑이 접지되어 있고 전압이 접지 된 장치에 연결되어 있습니까? 5V 라인에서 전원을 다시 공급 했습니까?

— 트랜지스터

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@ KingDuken : 회로도만으로는 충분하지 않습니다. USB는 또한 프로토콜을 더미로 바꾸지 않기 위해 적절한 라우팅을 필요로합니다.

— 이그나시오 바스케스-아 브람스

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나는 주로 세탁기와 자동 판매기를 제어하기 위해 Arduino 및 PIC 기반 개발 전자 장치와 함께 일합니다 (두 랩톱을 모두 파괴 한 것과 같은 장치는 아닙니다). 주로 고전압의 위험 때문에 제너 다이오드를 사용하는 것이 간단하고 저렴한 솔루션입니까 아니면 데이터 측면을 망칠 수 있습니까?

— awsem_eng

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아닙니다.이 다이오드는 고전압 소스가 공급할 수있는 전체 전력을 견뎌내야합니다. 그렇지 않으면 타 버릴 것입니다. 그런 다음 랩톱의 보호 다이오드가 타십시오. 세탁기를 전환하려면 안정적으로 구동하기 위해 다소 비약 한 공급이 필요하다고 가정하면 마이크로 초가 아닌 밀리 초 안에 모두 일어날 것입니다.

— Marcus Müller

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실제 문제는 보호되지 않은 USB 포트가 아니며, 실제 문제는 장치가 사용자와 장치를 고전압, 상대적으로 높은 전류 소스에 연결될 위험이 있다는 것입니다.

클램핑 다이오드로 과도 과전압을 해결할 수는 있지만 전원 공급 장치가 충분히 강하면 실패 할 수 있습니다. 단, 밀리 초와 타박 한 반도체 냄새가 이전과 같은 상황에 처해 있습니다.

문제는 여러 가지 이유로 나쁜 문제이며 랩톱은 그 중 가장 적은 것입니다.

USB는 수동으로 (즉, 중복 된 표현) 처리해야하므로이 결함으로 인해 랩톱이 중단되면 본질적으로 사람의 상호 작용을 위해 저장된다는 확신이 없습니다.

정당한 이유로 더 낮은 전압으로 더 높은 전압을 스위칭하는 회로 설계 기준이 있습니다.

일반적으로 : 작동 중 인간 (서비스 기술자조차도)이 만질 수있는 모든 것과 위험한 전압간에 전기 절연이 필요합니다.

따라서 USB 컨트롤러와 스위치를 완전히 분리하십시오. 2 차측이 별도의 전원 공급 장치로 구동되는 광 커플러를 사용하여 유도 또는 고전압 부하를 구동하는 것이 일반적입니다.

보드 레이아웃은 고전압 영역을 5V / MCU 환경과 분리해야합니다. 옵토 커플러, 변압기 코어 및 릴레이 만 해당 경계를 넘을 수 있습니다. 타협하지 않습니다.

일반적인 문제는 장치의 전원 공급 장치 접지가 USB 접지와 완전히 다른 잠재력을 가지고 있다는 것입니다. 랩톱에서는 문제가되지 않아야합니다. 랩탑 자체는 다른 것과는 별도로 분리되어야합니다. 문제가 발생했습니다 (예 : 노트북 접지는 이더넷 접지, 오디오 접지, RS-232 접지 ...). 컨트롤러와 제어 대상 간의 엄격한 분리 (격리)로 인해 고유 한 비 문제가 발생합니다.

— 마커스 ül 러
소스

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"예 : 랩탑 접지는 이더넷 접지로 끝남"이더넷은 변압기에 연결되어 있습니다. 10-base-2 시절에이 플라스틱 슬리브 BNC 잭은 백플레인 슬롯에서 튀어 나와서 특히 섀시 접지에 닿지 않았습니다.

— Chris Stratton

@ChrisStratton 그렇습니다. 신호는 변압기에 의해 적절히 분리되며 PoE가있는 경우 실제로 1 차측의 중앙 탭을 통해 발생합니다. 그러나 : 나는 매우 일반적인 RTL8139 NIC 카드를 내 앞에 가지고 있습니다. RJ45 잭에는 금속 케이스가있어 RJ45 커넥터에 연결되어 케이블 실드가됩니다. 카드 쪽에서는 섀시 접지에 직접 연결되어 있습니다. 그래서 ... 음 .. 기가비트-이더넷 -SFP 송수신기에서 케이블 차폐 (섀시 연결도 가능)를 확인할 수 있습니다. 내 생각에 USB 이더넷 동글과 랩톱 온보드 NIC에도 동일하게 적용됩니다.

— Marcus Müller

광 분리 USB 보드가 있다고 명시 적으로 말하는 것이 더 명확 할 수 있습니다. 예는 다음과 같습니다. adafruit.com/product/2107- 제휴 없음, Google의 첫 번째 링크.

— abligh

@abligh이 보드가 존재한다는 사실에 동의하지만 반복합니다. 이러한 보드를 사용하면 잘못된 문제가 해결 됩니다.

— Marcus Müller

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@ MarcusMüller 내가 말했듯이 가장자리 케이스입니다. 개인적으로 대부분 STP와 상호 작용할 수 있지만 UTP는 여전히 전반적으로 AFAIK보다 일반적인 선택입니다. 어쨌든 STP는 일반적으로 한쪽에만 기반 하므로 문제가되지 않습니다.

— Bob

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나는 주로 세탁기와 자동 판매기를 제어하기 위해 Arduino 및 PIC 기반 개발 전자 장치와 협력합니다 (두 랩톱을 모두 파괴 한 것과 같은 장치는 아닙니다). 주로 고전압의 위험 때문에 제너 다이오드를 사용하는 것이 간단하고 저렴한 솔루션입니까 아니면 데이터 측면을 망칠 수 있습니까?

좋은. 잘못 정의 된 "고전압"으로부터 보호하기 위해 "제너 다이오드 사용"을 언급 했으므로 이제 신뢰할 수있는 하나의 데이터 포인트가 생겼습니다.

따라서 랩탑 포트를 자신으로부터 보호하려면 USB 절연 기가 필요합니다. 나는 그 노트북에 대해 유감스럽게 생각한다.

즉, 랩톱은 전원 공급 장치가 접지되어 있지 않기 때문에 접지와 격리되어 있습니다. 노트북의 USB 포트를 불어 넣는 것은 ... 어려워요 ... 정확히 어떻게 그렇게 했습니까? USB 포트 등으로 주 전압을 공급 했습니까?

— 푸우
소스

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+1 "에 대해 모른다", 그리고 "노트북의 USB 포트를 날리는 것은 ... 어려워 ..."에 대한 +1을 더주고 싶습니다

— Ale..chenski

글쎄, 프로그래밍중인 마이크로가 주 전원 또는 절연되지 않은 전원 공급 장치의 라이브 커패시터 드롭퍼로 전원을 공급받는 경우 ... USB 포트가 끊어 질지 확신하지 못한다면 랩톱의 내부 접지는 단순히 주 전원에 있습니다 전압 (그리고 매우 위험합니다!) 이제 마이크로가 세탁기 (즉, 큰 유도 부하)를 제어하는 데 사용된다면 다른 일도 잘못 될 수 있습니다!

— peufeu

"노트북은 전원 공급 장치가 접지되어 있지 않기 때문에 접지와 격리되어 있습니다." 사실이 아닙니다 (적어도 일화적인 예에서). 주요 공급 업체의 랩톱과 평판이 좋은 교체 어댑터 (처음에는 사망)를 사용하는 동안 USB 접지가 접지에 연결되었습니다. 스코프가 접지에 연결되어 있지만 접지 클립이 실수로 USB 접지와 다른 노드에서 테스트중인 회로를 조사하려고 할 때만 이것을 발견했습니다. 랩탑 전원을 분리하고 배터리를 다 사용하면이 모든 문제가 해결되었습니다.

— nanofarad

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메시지의 80 %가 ad-hominem과 sarcasm 인 경우 -1입니다. 나는 그것이 전자 토론에서 밈이라는 것을 알고 있지만, 제발.

— AnoE

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@AliChen 그렇지 않습니다. 회로의 일부인 전류 모니터 (및 접지 루프)가 매우 높은 과도 전류를 기록하기 직전에 회로에서 퓨즈를 끊었습니다. 이것은 분명히 밀리 암페어 범위에 없었습니다.

— nanofarad

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Arduino를 기본으로 사용하고 있으므로 솔루션은 간단합니다. 프로그래밍 및 디버깅을 위해 일회용 프로세서를 사용하십시오. Arduino 개발 환경은 임베디드 환경에서 전력을 공급하고 나머지 랩톱 또는 데스크탑에서 무선으로 대화 할 수있는 Raspberry Pi에 잘 맞습니다.

이렇게하면 라즈베리 파이를 튀길 수는 없지만 회로 고장 비용을 약 $ 35로 줄일 수 있습니다.

— 잭 크레이 세이
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랩톱 포트를 날려 버리는 근본 원인이 밝혀 질 때까지는 조언이 너무 빠르다고 생각합니다. 세탁기 연결이 얼마나 미쳤는지, 검은 색과 흰색 전선을 교체 할 수 있으며, 접지가 느슨해 질 수 있습니다. 그렇다면 파이이든 아니든 볶을 수 있습니다. OP가 좋은 생명 보험을 갖기를 바랍니다.

— Ale..chenski

동의하지 않습니다 .... 환경이 손상 될 가능성이 적은 조언은 반드시 고려해야합니다.

— Jack Creasey

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그것은 참으로 참신한 아이디어입니다. 본질적으로 논쟁은 파이 ($ 5 + $ 5 카드 + $ 5 wifi와 같은)가 아마도 USB 절 연기보다 저렴하다는 것입니다. 그러나 엔지니어링 단계 이후에도 지속될 수있는 시스템에서 발생할 수있는 위험에 대해서는 아무 것도하지 않습니다.

— Chris Stratton

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@ChrisStratton 위험 관리에 관한 것입니다. 치명적인 발달 장애가있는 시스템에서는 잠재적 인 장애 위험으로부터 장비와 사람을 분리해야합니다. 전문 장비를 사거나 자신이 소유 한 롤을 구매할 수 있습니다. 알리 첸의 비판은 개발 중 여러 번의 실패로 인해 근본 원인이 다를 수 있기 때문에 IMO가 유효하지 않습니다. 화재가 시작되면 너무 늦었습니다.

— Jack Creasey

필자의 요점은이 특별한 경우 전원 배선이 표준에 격리되어 있지 않으면 랩탑 앞의 Pis가 포트 및 사용자에게 안전하지 않을 것입니다. 그게 전부 야

— Ale..chenski

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자, 다수의 설명과 다양한 사례를 수행 한 후 현장 서비스 환경에서 노트북이 튀김되지 않도록 보호하는 방법에 대한 해결책을 제시하겠습니다.

항상 테스트 / 진단 장비를 서비스 개체에 연결하고 전원을 켜십시오.
장비를 랩톱에 연결하기 전에 DC 및 AC 모드에서 낮은 임피던스 (표준 10-20k) DMM, DUT 포트 및 랩톱 포트 사이를 사용하여 USB 실드간에 의심스러운 전압이 있는지 확인하십시오.
상당한 전압이 발견되면 (5-10-50V) 한쪽 끝에서 진정한 절연 변압기 를 사용하십시오 .

— Ale..chenski
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Wi-Fi를 통한 Pi / Beaglebone / Tinkerbox 사용은 저렴하고 쉽습니다. 칩이 잘 생겼습니다 ( https://getchip.com/pages/chip 참조) . 장치 당 5-9 $. 1 Pi3의 가격으로 7 개의 칩을 살해 할 수 있습니다. 킬 전압이 USB 포트에 도달하는 문제는 여전히 해결해야하지만 최소한 워크 스테이션은 안전합니다. 이더넷으로 LAN에 연결하지 마십시오.

파일 전송은 단순히 키 기반 암호가없는 ssh 액세스를 사용하여 scp 파일을 Pi / other 및 원격 셸에 업로드하여 업로드하는 것입니다. arduino의 경우 arduino-mk 패키지가 있으며 PIC 용 도구도 비슷합니다. 의심 할 여지없이 파일을 내 보낸 SMB / CIFS 공유에 저장하고 원격 셸을 사용하여 파일을 보드에 업로드하고 업로드 할 수도 있습니다.

킬 전압이 다시 발생하면 30-35 $ 만 잃게됩니다.

나는 여전히 이러한 전압이 어떻게 MCU를 통과하고 USB 포트에 들어가는지를 알지 못했습니다. 짧은가요? 그거 어디서 났어? 나는 많은 arduino 클론을 파괴했으며 진심으로 궁금합니다.

또한 USB 포트는 일반적으로 적당한 전압에 대해 다중 융합됩니다. 실제로 포트 (또는 GND 핀에 양의), 컨트롤러 및 마더 보드를 제거하려면 5V 핀에 음의 전압을 배치해야합니다. 두 대의 노트북을 살해하는 일은 어떻게 관리하고 있습니까? 직장에서 교류하는 것이 마술 일 수 있습니까?

— 사용자 2497
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