Recentemente, molti utenti si sono trovati di fronte a problematiche legate all'alimentazione di dispositivi esterni tramite porte USB, specialmente con hard disk da 2.5”. Questo articolo esplora il funzionamento dei cavi USB con alimentazione separata, analizzando le possibili cause dei problemi di alimentazione e le soluzioni disponibili.
Problemi di Alimentazione e Soluzioni
Alcuni dispositivi, come hard disk esterni, possono non funzionare correttamente se collegati a porte USB con alimentazione insufficiente. Questo può essere dovuto a diverse ragioni, tra cui:
- Porte USB "condivise" che forniscono meno tensione rispetto a quelle "dirette".
- Cavi USB di scarsa qualità o con diametro insufficiente.
- Requisiti di alimentazione specifici del dispositivo.
Un utente ha riscontrato che hard disk con capacità superiori a 160GB non funzionavano se collegati a una specifica porta USB del suo portatile, mentre funzionavano correttamente con un'altra porta. Dopo vari tentativi, ha scoperto che sostituendo il cavo USB in dotazione con uno di diametro maggiore, l'hard disk funzionava correttamente anche sulla porta sottoalimentata.
Questo fenomeno può essere spiegato dalla seconda legge di Ohm (R = r l/S), che afferma che la resistenza di un conduttore è direttamente proporzionale alla sua lunghezza e inversamente proporzionale alla sua sezione. In altre parole, un cavo con una sezione maggiore offre una minore resistenza al passaggio della corrente, garantendo un'alimentazione più stabile e sufficiente al dispositivo.
Per determinare la differenza di potenziale, si usa la legge di Ohm: ΔV = i * R, in cui ΔV indica la differenza di potenziale, i l’intensità di corrente ed R la resistenza.
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Soluzioni Alternative: iFi iDac e iUsb
Per risolvere i problemi di alimentazione e migliorare la qualità del segnale audio, alcune aziende propongono soluzioni come iFi iDac e iUsb. L’Ifi è un’azienda Inglese arrivata da poco sul mercato e licenziataria delle tecnologia della ditta hi end AMR. Tutti i prodotti dell’azienda sono realizzati a discreti e non usano DSP sul segnale d’uscita per mantenere il segnale più fedele possibile. L’iDac è un dac usb alimentato da usb a discreti che monta al suo interno il moderno chip Sabre Es9023. L’iUsb è un alimentatore usb. I case sono interamente realizzati in alluminio, pannelli anteriori e posteriori inclusi.
L’iUsb è un alimentatore USB che fornisce un'alimentazione più pulita e stabile ai dispositivi collegati. Sul pannello posteriore troviamo l’ingresso per l’alimentatore “a basso rumore” da 9 V, l’ingresso usb da connettere al pc e una leva interruttore che permette di abilitare o disabilitare l’IsoEarth. L’Isoearth è un sistema di messa a terra proprietario che permetterebbe di ridurre di 10 volte il rumore elettrico secondo Ifi, va disattivato solo in caso ci siano problemi di fruscio che noi non abbiamo riscontrato con nessun dac.
Sul pannello degli output troviamo due uscite usb. Una porta trasmette solo l’alimentazione a 5 V senza i dati e può essere usata per alimentare hard disk esterni o, con il cavo fornito in dotazione, una Squeezebox di Logitech, mentre l’altra trasmette l’alimentazione ed il flusso dati ed è quindi quella a cui va connesso il dac usb.
L’iDac, invece, è un DAC USB alimentato via USB che integra un chip Sabre Es9023. Una parte è dedicata al ricevitore usb asincrono, basata sull’ottimo chip Xmos, lo stesso utilizzato dall’Hiface 2 e sull’hiface dac che garantisce prestazioni di alto rango e che è una rarità su convertitori di questa fascia di prezzo, di solito ancora ancorati ai vecchi Tenor di qualità inferiore. L’altra scheda invece è dedicata alla conversione digitale analogica e agli output. Qui troviamo il cuore del dac, ovvero il chip Sabre Es9023, uno dei chip più moderni in circolazione. Come possiamo vedere dalle foto lo stadio d’uscita è completamente a discreti e senza op amp.
L’iDac ci ha veramente stupiti. Pur essendo un dac alimentato da usb ha presentato una prestazione da piccolo campione, risultando molto neutro e con un dettaglio di altissimo livello, pur non risultando freddo o stancante. Oltre alle qualità come dac, anche l‘uscita cuffie ha una buona prestazione con le cuffie a bassa impedenza, meno con le IEM per problemi di fruscii.
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Power over Ethernet (PoE) e HDBaseT
Un'altra tecnologia che sta guadagnando popolarità è il Power over Ethernet (PoE), che consente di trasmettere corrente tramite il cavo di rete. È appunto la più comune, i dispositivi con la porta di rete predisposti possono essere alimentati tramite un singolo cavo, non è quindi necessaria l’alimentazione separata. Si divide a sua volta in diversi standard, che permettono la trasmissione di una potenza sempre maggiore. Con questo standard si possono raggiungere i 90 Watt di corrente lungo il cavo di rete.
Inutile dire che per fruire di tutte queste tecnologie di trasmissione corrente, e in particolare quando si parla di correnti piuttosto importanti come in questo caso, si deve usare un cavo piuttosto prestante, in rame e con una sezione (AWG) adeguata.
Esiste anche una tecnologia simile al PoE, ma applicata a sistemi proprietari, come gli estensori di linea HDMI. Funziona in modo simile al PoE ma si applica a sistemi proprietari, e si adatta quindi a specifici prodotti a seconda delle loro esigenze. Si trova per esempio in estensori di linea HDMI, dove si alimenta solo il trasmettitore, che trasmette la corrente insieme ai dati tramite un singolo cavo di rete.
Parte della tecnologia HDBaseT, che include la trasmissione di video, audio, rete, segnali di controllo e corrente. I dati audio video possono essere trasmessi sia in forma non compressa con una risoluzione di 2K o Ultra HD 4K.
Tabella Comparativa Cavi USB
La seguente tabella riassume le caratteristiche principali dei diversi tipi di cavi USB e le loro applicazioni:
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| Tipo di Cavo | Diametro Tipico | Applicazioni | Note |
|---|---|---|---|
| Cavo USB Standard | 3.5mm | Dispositivi a basso consumo | Può causare problemi con dispositivi ad alto consumo |
| Cavo USB con Sezione Maggiore | 5mm | Hard disk esterni, dispositivi che richiedono più alimentazione | Offre minore resistenza e maggiore stabilità |
| Cavo USB con Alimentazione Separata | Variabile | Dispositivi che richiedono alimentazione supplementare | Permette di collegare un alimentatore esterno |
In conclusione, la scelta del cavo USB appropriato è fondamentale per garantire il corretto funzionamento dei dispositivi esterni, specialmente quelli che richiedono una maggiore alimentazione. Tecnologie come PoE e HDBaseT offrono ulteriori soluzioni per la trasmissione di corrente e dati tramite un singolo cavo.
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