Prvú časť denníka tohto technologického projektu sme ukončili príchodom odliatkov do Martinovej dielne, kde prebieha celá mechanická výroba. Ešte predtým sme sa však v druhej polovici septembra stretli na ranči v Bojnej aj s Martinom Myslivcom počas akcie HAF – ideálne miesto na konzultácie množstva detailov, od mechaniky až po elektroniku.
Popri mechanickej časti montáže začala prirodzene rásť aj časť elektronická. Po krátkom prieskume dostupných riešení padla voľba na systém OnStep – dnes veľmi populárnu open‑source platformu, ktorá ponúka robustný softvér a viacero hardvérových alternatív. Keďže mám s OnStepom dobré skúsenosti z predchádzajúcich projektov a alternatívy prakticky neexistovali, rozhodnutie bolo jednoduché.
Nasledovala otázka: použiť existujúci hardvér, alebo navrhnúť vlastný? Po dôkladnom zvážení sme sa rozhodli pre vlastný návrh. Dôvodov bolo viacero: dostupné riešenia nepokrývali všetky plánované funkcie, kvalita niektorých PCB nebola presvedčivá a mať systém, ktorý človek pozná do poslednej súčiastky, je často na nezaplatenie.
Montáž umožňuje viesť káble vnútrom osi, čo výrazne znižuje riziko zamotania pri GoTo pohyboch a zároveň zlepšuje celkovú estetiku. S Tomášom sme preto začali uvažovať o riešení, ktoré by minimalizovalo počet káblov vnútri montáže a zároveň využilo priestor v nosnej platni – ideálnom mieste pre komunikačné a napájacie rozvádzače. Tak vznikla prvotná schéma celej elektroniky.
Bloková schéma elektroniky
Cieľ bol jasný: vnútrom montáže viesť len jeden dátový USB kábel. Pre obmedzený priestor padla voľba na konektor USB‑C. Po prieskume trhu sme nenašli nič, čo by mechanicky aj funkčne vyhovovalo, a tak som sa rozhodol navrhnúť vlastný USB hub. Inšpiráciou bol jeden nadšenecký projekt. Vďaka nemu som presne vedel, aké čipy hľadať. Microchip ponúka viacero USB hub kontrolérov s rôznymi konfiguráciami vstupov a výstupov. Nakoniec som našiel čip, ktorý podporuje plnohodnotný USB‑C vstup a šesť výstupov – z toho dva USB‑C, tri USB 3.0 a jeden USB 2.0. Dôležitou informáciou je, že USB-C výstup je možné zapojiť aj ako klasický USB 3.0. Mechanicky sa do vybratia v upínacej doske zmestilo päť USB 3.0 konektorov, takže tento čip bol ideálny.
Po približne týždni práce na schéme a ďalšom týždni návrhu PCB vznikol USB hub šitý na mieru montáži. Ponúka päť USB 3.0 portov, ochranu proti nadprúdu, ESD ochranu a ďalšie drobné bezpečnostné prvky. Šiesty výstup (USB 2.0), ktorý sa už nezmestil na panel, slúži ako interné pripojenie pre ďalšie plánované zariadenie – o tom však nabudúce.
Počítačový návrh USB HUBu
Po odoslaní do výroby dorazili z Číny dva osadené prototypy. Po úvodných problémoch spôsobených chybnou konfiguráciou hlavného čipu sa oba kusy podarilo oživiť a otestovať. Všetky zariadenia fungovali stabilne a s plnou rýchlosťou, takže hub považujem za hotový a pripravený na integráciu do montáže.
Hotový USB HUB