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?

Se você tem um aparelho qualquer com entrada USB, como TVs modernas e media players, pode ter a necessidade de ligar hubs nele (para melhorar a clareza do texto, vou fazer de conta que se trata de uma 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 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 externa tem uma falha séria de design: o positivo da fonte externa  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 não são projetadas 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;
  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;

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.

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.

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25 comentários
  • “Luciano Sturaro, se estiver lendo isto, é melhor capacitado a dizer se isso é motivo de preocupação;”



    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.

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    • Para você ver como eu sou um técnico em eletrônica medíocre. Já levantei circuito de fonte onde encontrei esse zener na saída e estava me perguntando até hoje o que raios um zener faz na saída de uma fonte chaveada!

      Obrigado pelas duas explicações!

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  • Jefferson, essa foi pior que o 21 de dezembro de 2012.  8-O
    Eu tenho 6 HDD’s externos, além do docking station,com alimentação externa, ligados aos media players…
    Fiquei desesperado…   Estou esperando as fotos para ver se consigo fazer as modificações.. (por favor)

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    • Eu publiquei fotos. Veja se é o bastante para você.

      E espero que você não esteja com esses HDDs todos ligados ao mesmo tempo, sempre. Eu estou inclusive com um projeto de chaveador para alimentação de HDDs parado que tem o objetivo de evitar justamente isso: ter muitos HDDs online ao mesmo tempo, correndo o risco de acidentar todos de uma vez.

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      • Agradeço.
        Já cheguei a quatro ligados ao mesmo tempo no Egreat, mas um era direto via SATA, dois nas USB e um no e-SATA.  —> nunca mais…
        Pelo que entendi, é o pino da direita, com a base dos contatos em baixo.
        Não existe o risco de algum curto interno nesse processo de arrancar na “marra” o contato?
         
        Esse risco deixa de existir se eu usar para o HDD, o adaptador SATA – USB (os da BIC ou  DX),  alimentando-o com uma fonte de PC?
         

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        • Não existe o risco de algum curto interno nesse processo de arrancar na “marra” o contato?

          Improvável. Desde que você examine o que fez com uma lupa depois, não vejo como possa ficar algo em curto.

          Esse risco deixa de existir se eu usar para o HDD, o adaptador SATA – USB (os da BIC ou  DX),  alimentando-o com uma fonte de PC?

          Embora fontes de PC sejam na minha opinião mais confiáveis que essas coisinhas que a gente pluga direto na tomada, confiabilidade é apenas um dos problemas. Colocar uma fonte 100% protegida e de tensão 100% limpa não vai impedir que a fonte externa empurre corrente em um host desligado.

           

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  • Sony Santos

    Por um instante pensei que o aparelho em risco poderia ser pendrives ou celulares ligados ao hub, ou talvez o próprio hub, mas depois entendi que se referem a aparelhos mais caros, como TVs e media players. Imagino que o problema também pode atingir computadores.

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    • Tudo pode ser danificado, incluindo computadores. Eu me concentrei nos “aparelhos” (eu deveria ter chamado de “hosts”) porque de fato são os dispositivos mais caros. Mas uma fonte externa vagabunda pifada pode destruir uma boa quantidade de periféricos valiosos também. Tudo depende de como cada um deles foi projetado. Continuando com o exemplo do GPS do meu carro, ele resistiu bravamente ao defeito do adaptador que jogou 12V nele no lugar dos esperados 5V. Eu só descobri o que estava acontecendo porque o GPS parou de carregar e eu fui medir a tensão esperando encontrar algo menor que 5V, mas quase caio de costas (duvidei até do meu multímetro) quando medi 12V na saída. Mas bastou trocar o adaptador e o GPS está funcionando até hoje. Outro equipamento poderia ter queimado na hora.

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  • Se eu encontrar um adaptador desses que pode ser aberto vou implementar a dica do Luciano. Para proteger periféricos USB caros, intercalar um adaptador com um diodo zener adequado em paralelo com a alimentação. Caso a fonte “se embestalhe” e passe a fornecer uma tensão mais alta do que deveria, o adaptador vai queimar a fonte OU um fusível dentro do adaptador. Estou pensando se um fusível do tipo “resettable” seria seguro nesse caso.

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  • Você pode conseguir fusivel resetavel de graça em sucatas de placa-mãe.
     
    Nas portas USB e na porta PS/2 costuma ter destes fusiveis resetaveis. Ele parecem um resistor SMD mas de tamanho avantajado, e em geral na cor verde.
     
    Você já deve ter visto estes componentes nas placas-mãe e talvez nem tenha se tocado que isso é um fusivel resetavel.
     
    Vou tentar inserir uma imagem aqui:

     

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    • Eu conheço os fusíveis. Mas eu não pensei neles como candidatos porque *acho* que a corrente limite deles seja baixa para o que eu quero. Pensando em hubs USB, eu penso em fontes que suportem uns 2A.

       

      Qual é a corrente nominal típica de um fusível desses? Eu sei que algumas placas tem um por porta e outras tem um para cada conjunto de n portas.

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      • Bom… a corrente deles é o que esta estampado nele… peguei uma placa-mãe da Intel aqui, uma IPM31, nela tem dois tipos, 110 e 160. O que esta marcado 110 é pra 1,1A… este só tem um e é o que alimenta o PS/2 (mouse e teclado), e nos grupos USB tem um 160 (1,6A) para cada duas portas.
         
         
        Esse valor estampado, é o máximo admissível sem o fusível abrir. Em geral e a grosso modo, a corrente de interrupção, costuma ser o dobro da estampada, o de 1,1A faz a abertura a 2,2A.
         
         
        O correto mesmo, para saber a corrente total de abertura é verificar o datasheet. Veja estes dois:
         
         
        http://belfuse.com/pdfs/0ZCA.pdf
         
        http://www.farnell.com/datasheets/1671744.pdf
         
         
         
        Mas como você pretende usá-los antes de um diodo zener, deverás preocupar-se apenas com a corrente nominal, que é a que vem estampada neles, se a tensão ultrapassar o limite de segurança do zener ele vai acabar entrando em curto e jogar a corrente lá nas nuvens, e o fusivel vai abrir.
         
         
         
        Dica marota a testar, como na verdade esses fusiveis são PTC, em teoria você pode colocar dois de 1,1A em paralelo e obter um de 2,2A.

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  • Ah… e outra coisa, colocando  o diodo zener também vai ter um brinde extra, vai funcionar como proteção de polaridade invertida!
     
    Ai sabe aquelas portas USB frontais de gabinete que o cara nunca ligou nada ali e esta com o cabo invertido??? Você usando essa adaptação, diminui muito a chance de fritar um pendrive, por exemplo.

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  • Marcos

    Em conexão USB 2.0 usei esse procedimento e funcionou, tenho um MAC Mini e comprei um gravador externo de Bluray na DX (Matshita BD-MLT UJ230 AS).

    Veio com dois cabos USB, um para alimentação e outro para alimentação e dados.

    Não confio em alimentação de energia por portas USB a menos que seja para Pen Drive.

    Comprei um fonte externa do PSP Sony de 5 v e 2 A e coloquei na alimentação do Bluray, só que quando ligava no MAC o sistema dava mensagem de que alguma porta USB foi desativada pois estava consumindo muita energia, mas o dispositivo continuava funcionando, provavelmente o MAC só desativava a energia e continuava com a troca de dados.

    Agora com o positivo cortado o MAC só enxerga o BD burner quando a alimentação externa dele esta ligada, não da mais mensagem de erro.

    Eu sempre ficava com medo de esquecer de ligar a fonte antes do cabo de dados e o gravador externo Bluray puxar energia do primeiro cabo conectado e que era somente para dados.

    Substitui o case do HD da TV da sala que era um Samsung confiável por um da DX em função dele ser USB 3.0 e ser muito mais rápido para trocar dados entre o PC e o HD externo.

    O esquema de cortar o conector positivo é válido também para os novos cabos USB 3.0?

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    • O esquema de cortar o conector positivo é válido também para os novos cabos USB 3.0?

      Não vejo razão para não ser.

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  • Paulo

    Depois de ler este artigo decidi fazer uns testes com meu Hub USB e constatei que ele sofre com este design mal feito que não protege o host.

    Fiz 2 testes bem simples, porém creio que nem todos possam testar dessa forma:

    1) Com o cabo USB do Hub desplugado do CPU, removi o cabo de força do CPU e então quando o led interno do CPU (típico das MB ASUS) se apagou, conectei o cabo USB do Hub novamente no CPU, e notei que os leds do leitor de cartões (interno, ligado na USB interna da placa mãe) se acenderam;

    2) Removi a fonte externa da tomada (mas deixei ligada ao Hub) e então liguei novamente o cabo de força do CPU, e para minha surpresa, o led da fonte (sim, da fonte) se acendeu, como se a mesma estivesse plugada na tomada!

    Com estes testes pude constatar que:

    A) a energia proveniente da fonte externa passa pelo Hub e chega até o circuito interno do computador

    B) a energia proveniente do computador passa pelo Hub e chega até a fonte externa

    Pensei em uma forma de proteger tanto o computador quanto a fonte externa, mas como não entendo muito disso, gostaria de pedir a opinião de vocês para saber se isso funcionaria:

    - Se eu desmontar o Hub e colocar este diodo “zener” mencionado em ambas entradas de energia, isto faria ambas energias se encontrarem dentro do Hub mas não permitiria nem que a energia do PC fosse pra fonte, nem o inverso.

    Agradeço desde já pela atenção, e também pelo artigo que achei muito interessante!

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  • Prezados Senhores,

    Sou engenheiro eletrônico e tenho bastante conhecimento desse tipo de problema.
    Deve-se interromper o fio positivo de alimentação (+5V) em algum ponto entre o PC e o HUB USB como já proposto. É importante manter-se o terra (zero volt) ligado entre os equipamentos, além dos dois fios de dados (D+) e (D-) para a transmissão e recepção de dados.
    Uma saída alternativa para isso seria a colocação de diodos retificadores em série com o fio positivo dos cabos, de modo que a corrente só consiga sair do PC para fora, e também em série com o positivo da fonte externa, de modo que também a corrente só consiga sair da fonte para os conectores USB do HUB.
    Esses diodos poderiam ser diodos retificadores comuns, adequados para a corrente que irá passar por eles.
    Há um senão, no entanto (sempre há…): o diodo (de silício) irá causar uma queda de tensão de aproximadamente 0,7 Volt DC sobre ele quando está conduzindo. A fonte externa teria que ter uma saída regulada em 5,7 Volt DC para compensar a queda no resistor.
    O cabo do PC com o diodo deve ser usado apenas para a conexão com o HUB USB com fonte externa, assim a queda do diodo nunca vai atrapalhar, já que esse cabo não irá alimentar nunca um equipamento externo.

    Abraços a todos!

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  • Junior

    Pessoal, tenho uma HDD DOCKING Station onde posso ligar 2 HDs e a mesma naturalmente tem CABO USB 3.0, fiquei com o maior medo agora, pq ligo essa porcaria num MACBOOK PRO RETINA DE mais de 10mil…enfim…aonde eu acho esse adaptador USB femea e macho para comprar e arrancar o pino da direita do adaptador??? Se puderem me mandar essa referencia no meu email, eu agradeço: farnetani@gmail.com

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  • André

    Achei interessante o assunto, mas, como sou ignorante, entendi mais ou menos o problema, mas não compreendi a solução proposta. Daí, pergunto: não existe no mercado um HUB com fonte (independentemente do preço) totalmente livre desse risco mencionado?
    Obrigado!

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  • Christian

    Uma solução muito simples talvez seja a utilização de um carregador de celular, daqueles que tem uma usb femea, sendo assim ligamos o hub usb que normalmente vem com usb macho diretamente no carregador, um cabo usb macho macho entre o hub e a tv ou dispositivo e está feita a ligação com uma fonte um pouco mais confiável no caso de uma samsung, nokia, motorola, fotes que normalmente temos em casa.

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  • wasdyn

    Jeferson, seguinte, vou formatar o HD do meu irmã, mas ainda é aqueles HDs de 3,5″. Como ele é o únic que tem desktop aqui em casa a formatação terá que ser feita por um notebook, mas os dispositivos que temos aqui para conectar um HD ao computador parecem funcionar apenas com HDs de 2,5″ (acho que não mandam energia suficiente para fazer o HD grande funcionar).
    Então me surgiu uma ideia: pegar o HD do meu irmão, conectá-lo ao meu notebook via eSata e utilizar a energia do computador dele, desta forma a energia viria do computador dele e passaria para o HD, que estaria conectado ao meu notebook. Isso pode dar algum problema ou é perfeitamente saudável?

    Desde já agradeço a atenção e aproveito para parabenizá-lo pela matéria.

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  • Cristian

    Trabalho com um notebook tendo teclado + mouse conectados nas suas portas USB. Como ele tem apenas 3 portas, fico com apenas 1 porta disponível, o que é um pouco ruim. Então pensei em adquirir um Hub USB para conectar mouse + teclado para liberar 1 porta USB, mas estou bem indeciso se adquiro um Hub sem fonte, com fonte ou continuo como está.

    O que vocês sugerem?

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    • Saulo Benigno

      Para teclado e mouse, eu acho que não precisa de fonte não.
       
      Mas eu acho viu :)  
      Eu compraria um hub simpleszinho lá da DX e testaria. Acho que funciona :)

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  • Gabriel

    LIGUEI UM HUB (COM FONTE DE 5V) NO MEU PC. TODA VEZ QUE DESLIGO O PC: O TECLADO, O MOUSE E A LUZ DO HD FICAM LIGADOS. EXISTE PROBLEMA? http://ryan.com.br/blogs/quicktalk/wp-includes/images/smilies/kolobok/blink.gif

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