Выбираем промышленный USB хаб на примере продукции Orico

Терминалы зарядки мобильных телефонов в аэропортах, электронные камеры хранения в супермаркетах, автоматы по продаже шоколадок в торговых центрах… вы удивитесь, как много современных устройств используют десятки USB подключений для своей работы. Где-то надо открывать электронный замок, когда клиент получает посылку в пункте выдачи, где-то управлять сервоприводом, а где-то одновременно программировать большое количество электронных токенов. Как правило, промышленные компьютеры имеют 2-4 USB порта, зачастую даже USB 2.0, и выбирая для них USB концентратор, следует иметь в виду, что его стоимость может составлять больше половины цены всего проекта.

Сегодня мы рассмотрим основные критерии выбора промышленных USB-хабов на примере продукции китайской компании Orico. Этот производитель буквально оккупировал нишу USB-устройств, и выпускает всё, что подключается по USB: от док-станций для винчестеров до различных кабелей для мобильных телефонов. Как правило, такой широкий модельный ряд не приветствуется консервативными интеграторами, выбирающими поставщика по принципу «делай что-то одно, но делай это хорошо», но все сомнения отпадают, как только ты берёшь в руки 32-портовый USB-хаб в солидном стальном корпусе со встроенным 300-Ваттным блоком питания.

Что важно при выборе промышленных USB хабов?

Прежде всего, надо понимать, что USB концентратор передаёт сигнал и питание по тонкому кабелю, который проходит через весь корпус вендингового автомата или иного устройства и может выходить контактами наружу, туда где снег, дождь, грязь и люди! Поэтому, подбирая USB хаб в проект, нужно закладывать некий запас по количеству портов на случай их поломки или повреждения: если USB интерфейс доступен для постороннего человека (например, речь идёт об устройствах зарядки телефонов), то резервных портов должно быть не менее 20%, а если же USB используется внутри, например для работы с токенами, то хватит запаса и в 10%.

Имейте в виду, что не все USB порты могут транслировать данные. Например, в 12-портовых USB концентраторах можно встретить 2 порта USB 3.0, 6 портов USB 2.0 и 4 порта «только питание». Если конструкцией предусмотрено переключение режима работы, например с «только питание» на «питание + данные», то оно как правило осуществляется кнопкой на корпусе. Никакого софта или удаленного управления не требуется.

Максимальный ток на каждом из портов, или так называемая энергоёмкость устройства. Многие промышленные разветвители не рассчитаны на то, что все их ресурсы будут постоянно задействованы на 100%. Поэтому суммарная мощность всех USB портов может быть выше, чем возможности блока питания USB хаба. При нехватке питания, весь хаб может отключаться от перегрузки, что поставит под сомнение целесообразность его использования. С этой точки зрения интересен 30-портовый концентратор Orico IH30P-U2-BK - в нём каждый из USB 2.0 портов может иметь ток до 2 Ампер, а блок питания поражает своей мощностью в 300 Вт. Для сравнения, энергоёмкость обычного USB 2.0 порта составляет 500 мА, то есть в 4 раза меньше.

С USB 3.0 ситуация по питанию ещё лучше - алюминиевый хаб Orico A3H13P2 имеет 15 портов третьего поколения, из которых 13 работают в режиме «передача данных» и имеют ток до 1000 мА, а 2 используются только для питания и их ток - аж 2400 мА, почти в 3 раза больше чем лимит стандартного USB 3.0 порта.

Защита от короткого замыкания и перегрузки должна функционировать таким образом, чтобы отключать только проблемный порт и не затрагивать работу остальных. Вообще, раз уж мы вспомнили про защиты, то давайте перечислим основные:

• От электростатического напряжения
• От короткого замыкания
• От перегрузки
• От перегрева

Пусконаладочные работы станут намного проще, если на каждом USB порту будет светодиодный индикатор его активности. Как минимум, если хаб имеет режимы «только питание» и «питание + данные», то тип текущего подключения надо видеть на самом устройстве, а не действовать методом тыка. Из рассматриваемых нами устройств, только Orico A3H13P2 имеет индикацию каждого порта.

В зависимости от мощности, USB коммутатор может иметь встроенный или внешний блоки питания. Первый предпочтительнее с точки зрения надежности и качества подачи электроэнергии, второй легче заменить в полевых условиях. Устройства для монтажа на DIN-рейку часто поставляются вообще без блоков питания и имеют терминальные входы для подключения к шине постоянного тока, которая заводится в распределительный шкаф.

Расстояние между USB портами определит, сможете ли вы устанавливать такие крупные устройства как 4G-модем непосредственно в хаб, или придется использовать удлинитель. При покупке концентратора под USB майнеры не забывайте, что им нужно активное охлаждение, так что один из портов можно выделить под USB вентилятор.

Каждый чип, каждый конденсатор в USB-концентраторе - это потенциальная точка отказа, какими бы качественными они ни были. Внутри домашних USB-хабов вы встретите один контроллер, и если повезёт - LC-фильтр питания с бескорпусными или электролитическими конденсаторами. Внутри профессиональных USB-хабов вы увидите, что каждый порт имеет собственный фильтр по питанию, а чипы-коммутаторы обслуживают не более 4 портов, либо вообще могут быть индивидуальными на каждый физический интерфейс. В 30-портовом Orico IH30P-U2-BK используются 4-портовые свитчи Terminus FE-1.1s, а конденсаторы - только твердотельные.

Корпус USB хаба может иметь крепления для установки на DIN-рейку или в 19-дюймовую телекоммуникационную стойку, или одновременно и то и другое. Именно от конструкции корпуса зависит область применения устройства, в том числе стойкость к пониженным или повышенным температурам, пыле/влагозащищенность, допуск к работе в агрессивных и пожароопасных местах. Рассматриваемые нами USB хабы Orico не относятся ни к одному из этих типов - в 30-портовом IH30PU2-BK используется простой металлический корпус для горизонтальной установки даже без резиновых ножек, но в комплекте с кронштейнами для крепления на стену. Более компактный 15-портовый A3H13P2 уже имеет алюминиевый корпус, а 8-портовый P12-U3-BK - и вовсе пластиковый.

Почему пластиковые корпуса хабов не в почёте, наглядно демонстрирует Orico P12-U3-BK: в этом концентраторе производитель зачем-то решил добавить механическое отключение каждых трёх портов, установив для этого нажимающиеся кнопки. Так вот нажимаются они на ура, а отжиматься не хотят, но стоит лишь потыкать USB кабель по портам, как в корпусе что-то выпрямляется и выключатели снова работают. Как ни крути, но жесткости конструкции здесь нет, и экономия на материалах себя не оправдывает.

Совместимость с софтом

Все промышленные USB-коммутаторы не требуют установки каких-то драйверов для своей работы, поэтому они совместимы с любыми операционными системами на базе Windows и Linux.

Скорость интерфейса

Вообще, вариантов использования USB-хабов там, где скорость имеет значение, крайне мало. Обычно, это устройства, связанные с передачей и обработкой фотографий. По этой причине, большинство USB-концентраторов всё ещё используют интерфейс USB 2.0, хотя к компьютеру могут подключаться уже по USB 3.1 Gen1.

Тестирование тока

Питание подключенных устройств - один из самых важных параметров, на которые сегодня делается упор при выборе концентратора. Мы протестировали ток зарядки смартфона Oppo F7 с тремя концентраторами и получили следующие результаты:

Цена вопроса

Фактически рынок промышленных коммутаторов настолько узкий, что стоимость здесь определяется только желанием продавца, и как правило, сильно оторвана от реальности. Она может не зависеть ни от количества портов, ни от характеристик питания, ни от скорости интерфейсов. Как правило, крепление на DIN-рейку и наличие пачки сертификатов могут поднять цену в 1.5-2 раза.

Название	Кол-во портов	Ток на порт, мА	Энерго- ёмкость, Вт	Крепление на рейку или на стойку	Цена, $	Цена за порт, $	Цена за USB Вт, $
Moxa Uport 407	7	500	17,5	DIN	292	41,7	16,7
Conel BB-UHR207	7	500	17,5	DIN	408	58,28	23,3
Titan HUB-1600i-RM	16	500	40	Rack	367	22,93	9,2
Orico IH30P-U2-BK	30	2000	300	нет	294	9,8	0,98
Orico A3H13P2	13 + 2	1000, 2400	89	нет	118	8,42	1,3
Orico P12-U3-BK	9 + 3	1000, 2400	81	нет	70	5,8	0,9

Так же у Orico есть более дешёвые версии рассматриваемых хабов:

Выводы

USB-концентраторы - это самое простое активное устройство в промышленном IT-оборудовании, при выборе которого можно и нужно экономить, не скатываясь при этом до уровня дешёвых потребительских устройств.

В модельном ряду Orico напрочь отсутствуют USB-хабы с креплением на DIN-рейку, что может отталкивать производителей и интеграторов, стремящихся к монобрендовости во всех своих проектах, но для таких задач, как массовая зарядка смартфонов, а так же для майнинг-ферм или автоматических камер хранения, Orico IH30P-U2-BK - это лучший выбор и по цене за устройство, и по цене за один порт, и по цене за один USB-Ватт.

Официальный сайт Orico: www.orico-russia.ru

Михаил Дегтярёв (aka LIKE OFF)
08/08.2018