HowTo: alte Geräte mit USB-C upgraden

[Michael-Menten]

Was tun wenn alte Geräte noch mini- oder micro-USB haben in einer Welt bei der alles USB-C wird? Upgraden!

Die PCBs und Technik lässt sich universell einsetzten und hier nur exemplarisch an einem Teensy++ 2.0 gezeigt.

Material:
mod PCB
0402 5.11 kOhm (2 Stück + spare)
0402 jumper oder Sicherung (z.B. Panasonic ERBRD3R00X)
Lötpaste
desoldering wick
IPA (Isopropanol zum Reinigen)

Werkzeug:
Lötkolben
Heißluft
Mikroskop
Multimeter
Pinzette


Schwirigkeit:
Nicht unbedingt geeignet für erste Gehversuche mit Heißluft, jedoch immer noch trivial.

"Anleitung":
Schritt 0: PCB design (nur einmalig notwendig)
Um ein altes USB 2.0 Design auf USB-C zu updaten sind zwei Dinge zu beachten:
1. Der Connector ist symetrisch somit gibt es zwei mal D+ und D-.
2. Es sind zwei CC Wiederstände notwendig.
Die restlichen Punkte sind Details.

Schritt 1: PCB vorbereiten
Alten Connector ablöten und pads reinigen sowie neue Lötpaste aufbringen.

Schritt 2: mod PCB auflöten
Sofern man nicht vergist beim PCB erstellen zu prüfen ob die zwei mm hinter dem connector frei sind würden die alignment Löcher mit dem PCB übereinstimmen und die Montage erleichtern. Nach dem Löten sollte mit einem Multimeter geprüft werden, dass alles sauber gelötet ist und keine Kurzschlüsse existieren.

Schritt 3: USB-C Buchse vorbereiten
Sofern keine passende typ-C Buchse da hat, entsprechend Plastik pins abschneiden und Blech zurechtbiegen. Idealerweise nimmt für solche Projekte hochwertige Bauteile (Molex, TE, Amphenol, etc.) anstatt den noname SHOU HAN TYPE-C 16P(073) die rumliegen.

Schritt 4: USB-C auflöten
Da bereits das mod PCB ausgerichtet ist, sollte vermieden werden, alles erneut zu schmelzen. Daher etwas umständlich zuerst das Gehäuse verlöten und anschließend mit dem Lötkolben die pins.

Schritt 5: Wiederstände und Sicherung
Was noch fehlt sind die 0402 Wiederstände und Sicherung (optional).

Schritt 6: Reinigen und nochmal Prüfen
Abschließend sollte noch das Flussmittel entfernt werden um Problemen vorzubeugen.

 

[jemandanders]

Schritt 0: PCB design (nur einmalig notwendig)

Danke für die schöne Idee.
Das PCB muss ich mir aber selbst Ätzen?
Oder kann ich das evtl. auch irgendwo kaufen?

 

[devastor]

Wenn man diesen Aufwand betreiben will dann bitte aber warum keinen Adapter nutzen?

 

[jemandanders]

Wie sähe das denn mit der Ätzvorlage aus?
Könntest Du die auch noch hier posten?
Dann würde ich mich evtl mal dran versuchen.
Fertig kaufen wäre natürlich einfacher...

aber warum keinen Adapter nutzen?

Vielleicht, weil es beschissen aussieht und oft umständlich ist?
Und vielleicht auch schlicht, "weil es geht"

 

[valin1984]

Von der Schwierigkeit deutlich über dem, was ich mir als Arduino Bastler zutrauen würde, aber schöner Denkanstoß!

Es kann ja auch ruhig ein paar Anleitungen für die Fortgeschritteneren geben.

@SV3N kann ja mal drüber schauen :-)

Was mir an der Idee gefällt, ist der Grundsätzliche Gedanke alte Hardware zu modernisieren. Vielleicht erwachsen daraus ja noch weitere Ideen, die sich dann vllt. Nicht mit einem Adapter hätten lösen lassen.

 

[Michael-Menten]

Das PCB muss ich mir aber selbst Ätzen?

Prototype flex PCB service. Je nach Anbieter müsstest du es als Panel bestellen, da die klein sind.

Wie sähe das denn mit der Ätzvorlage aus?

Wie erwähnt sollte das möglichst dünn sein. Somit bieteten sich ein flex PCB an.

mini-USB: https://oshpark.com/shared_projects/7ebQfDTn
micro-USB (noch nicht getestet): https://oshpark.com/shared_projects/6sN73t5E
Prinzipiell bräuchte es noch eine dritte Variante um alle Geräte abzudecken: micro-USB 180° gedreht

Oder kann ich das evtl. auch irgendwo kaufen?

Hab noch zwei weitere davon und eine weitere Variante für micro-USB.
Falls Bedarf besteht würde ich das nochmal updaten (Wiederstände näher and den connector [kürzer für bessere Kompatibilität] und PCB länger, damit die Buchse einfacher in der Höhe/Neigung ausgerichtet werden kann) und einen kleinere Menge davon bestellen.

@valin1984 Hatte erwartet, dass es schwieriger zu löten ist. Erstaunlicherweise reicht dieses schief gelötete bereits aus. Aber stimmt, dass es für den Arduino Bastler erstmal eine Herausforderung sein dürfte 0402 und USB-C zulöten.

 

[ghecko]

Noch hab ich zu wenig Geräte mit USB-C als das es sich für mich lohnen würde, alte USB2.0 Gerätschaften umzurüsten. Aber coole Idee.

 

[Prometheus27]

Man kriegt in China sehr günstig Leiterplatten, je nach Service gibt es auch welche, die direkt bestücken.
Habe vor 2 Jahren einige Platinen für eine Studienarbeit bei jlcpcb bestellt. Hat glaub ich 50 Euro für 5 oder 10 Platinen (Größe ca. 10x10cm). Qualität war super, man kriegt auch ne Schablone für nen Aufpreis

 

[jemandanders]

.

mini-USB: https://oshpark.com/shared_projects/7ebQfDTn
micro-USB (noch nicht getestet): https://oshpark.com/shared_projects/6sN73t5E

👍👍👍 🙃

Man kriegt in China sehr günstig Leiterplatten, je nach Service gibt es auch welche, die direkt bestücken.

Hab eben mal bei Ali geschaut.
Da gibts ja eigentlich nichts, was es nicht gibt. Leider gibt es scheinbar ausgerechnet DIESE Art PCB Adapterplatine nicht. Egal ob mit oder ohne Buchse.

 

[calippo]

Tolle Anleitung, übersteigt allerdings auch meine Bastelfähigkeiten. Wenn es nur um Stromversorgung/Aufladen geht, da habe ich mit diesen Teilen gute Erfahrungen gemacht:

https://de.aliexpress.com/item/1005002598320375.html?

Je nach Gehäuse bekommt man die verbaut, muss halt ggf. eine neue Buchse fräsen. Wenn bei meinem Tolino mit Micro-USB mal ein Akkutausch ansteht, schaue ich mir mal an, ob ich da nicht zusätzlich eine USB-C Ladebuchse montieren kann. Für ab und zu mal Bücher betanken ist Mikro USB ja kein Thema, fürs Laden extra ein Mirko USB Kabel zu nutzen, ist nur für dieses Gerät blöd

 

[Michael-Menten]

@Summerbreeze bestückt macht es eventuell sogar komplizierter.
Um das flex PCB zu verlöten sollte man das normale FR4 vorheizen und dann erst das flex PCB auflegen und vorsichtig festdrücken. Wenn da jetzt Komponenten sind macht es das komplizierter und du wirst die vermutlich in dem Prozess ablöten/verschieben und somit eh auflöten müssen. Jedoch ist es nicht kompliziert, da die Oberflächenspannung davor sorgt, dass die sich automatisch richtig platzieren.

Hab eben mal bei Ali geschaut.
Da gibts ja eigentlich nichts, was es nicht gibt. Leider gibt es scheinbar ausgerechnet DIESE Art PCB Adapterplatine nicht. Egal ob mit oder ohne Buchse.

FlexPCB kann man unteranderem bei AllPCB oder OSH Park bestellen. Die kamen jetzt von OSH Park und sind Qualitativ gut ($10/square inch). Etwas Silkscreen hat sich gelöst beim Löten, jedoch ist der eh nur "dekorativ".

Anbei das 3D-Modell von der neuen Version mit den erwähnten Änderungen: kürzer bzw. genauso groß wie der alte connector und länger unter dem Connector.

 

[jemandanders]

@Michael-Menten
Sehr Geil 👍
Ich habe noch ein paar ältere Geräte, welche ich damit nun "in die neue Zeit" liften kann.

Edit
Habe eben gesehen, das Du die Bauteile im Marktplatz anbietest. Ich schreib dir heut Abend mal

 

[calippo]

Wenn es nur um Stromversorgung/Aufladen geht, da habe ich mit diesen Teilen gute Erfahrungen gemacht:

https://de.aliexpress.com/item/1005002598320375.html?

Ein Update zu dieser Lösung:
Ich hatte einige Geräte (z.B. Headset und Antlion Modmic) mit solchen Ladeplatinen auf USB-C umgerüstet, jedoch funktionieren die bisher nicht mit USB-C PD Ladegeräten. Es geht nur mit Netzteilen mit USB-A Ausgang und einem USB-A auf USB-C Kabel.

Da ich immer mehr USB-C PD Ladegeräte hier nutze für Handy, Tablet, Maus etc. ist das natürlich blöd, wenn nicht alle Geräte daran auch aufladbar sind.

Da habe ich zwei Lösungen gefunden:

1. Lösung: Vor die Ladeplatine bzw. Mikro USB-Port ein PD Decoy Modul schalten.

Die gibt es mit DIP Schalter zur freien Wahl der Ausgangsspannung (5-20V)
https://www.amazon.de/dp/B0BGPH1675

Und etwas kleiner welche, bei der man per Lötbrücke die Spannung (5-20V) einstellen kann
https://de.aliexpress.com/item/1005004967334444.html

Ich werde mal versuchen, meine alte MX Master2 mit Mikro USB mit so einem Decoy Modul auf USB-PC PD umzurüsten. Ich muss ja nur + an Pin1/VBUS und - an Pin5/Masse verkabeln.

Die Datenleitung fällt dann natürlich weg, bin mir aber nicht mal sicher, ob die MX Master2 überhaupt über Kabel ansteuerbar ist (für Kabelbetrieb oder für Firmwareupdates), genutzt habe ich das noch nie.
Ich brauche nur Ladestrom per USB.

2. Lösung: USB-C PD Lademodul
Nach einiger Suche habe ich auf Aliexpress ein Lademodul entdeckt, dass mit PD Ladegeräten funktioniert.
https://de.aliexpress.com/item/1005005037876729.html

Die schließt man dann direkt zwischen Akku und Gerät. Den bestehenden Mikro USB-Port nimmt man außer Betrieb, z.B. durch auslöten. Oder man klebt ihn nur ab, damit man bei Bedarf alles rückbauen kann, z.B. um die Datenleitungen für ein Firmwareupdate zu nutzen.

PS: Alles auf eigene Gefahr. Ich lade meine umgebauten Geräte nur unter Aufsicht.

 

[MarcoLe]

Hallo @Michael-Menten, auch wenn dieser Beitrag schon etwas älter ist, würde ich mich freuen, wenn ich deine Expertise in Anspruch nehmen könnte.

Ich habe hier viele alte Micro USB 3.0 Festplatten. Bei der klassischen externen Festplatten ist es sogar so, dass dort Schaltungselektronik vorgesehen ist, weshalb ich theoretisch nur eine Kabelführung und Gerber Daten + Erfahrungsberichte benötige, falls du in der Zeit weitere Upgrades gemacht hast.

Ich würde mich über ein Feedback freuen.

Hier ein Upgrade wunsch einer meiner Platinen

 

[Michael-Menten]

@MarcoLe Habe nur USB 2.0 Geräte auf USB-C umgebaut. Kann dir gerne die Gerber dafür schicken.

USB 3.0 könnnen ähnlich modernisiert werden jedoch bräuchte es einen weiteren IC (USB 3.x mux) und ggf. ein deutlich teureres PCB 4 layer flex PCB. Natürlich kann man erstmal 2 layer probieren und dann erst ein 4 layer (impedance controlled) bestellen.

 

[MarcoLe]

danke für die schnelle antwort. also JLCPCB bietet gerade 2 layer flex für 25€ an. wir können uns gerne mal zusammensetzen und direkt kommunizieren und die ergebnisse dann hier nochmal für alle anderen pushen.
(einfach eine PM an mich für die Direkt kontakt möglichkeit. hab alles mögliche.)

Ich hatte gehofft, dass der Micro USB 3.0 irgendwo einen IC-Baustein hat, so dass man keine zusätzlichen Bauteile braucht.

Siehst du ich habe sehr wenig Platz zum löten, deshalb dachte ich mir die Flexplatine auf der Rückseite des USB C zu nutzen. Außerdem müsste man natürlich schauen, wenn weitere ICs verbaut werden, inwieweit sich das rentiert. Lötkenntnisse habe ich reichlich ^^ auch SMD Lötkenntnisse.

 

[dering]

Eine super Idee und eine tolle Anleitung!
Wo findet man den besagten Marktplatz von @Michael-Menten um die Teile zu erwerben?

 

[Michael-Menten]

@dering War der von Computerbase. Der ist jedoch seit anfang diesem jahres wegen dem PStTG (Plattformen-Steuertransparenzgesetz) geschlossen.

Wenn du willst kann ich dir die gerber schicken und du besorgst dir die PCBs selber.

 

[dering]

@Michael-Menten : Achso! Danke für die Info.
Ja sehr gerne!
Allerdings habe ich noch keine Erfahrung mit PCBs und deren Bestellung. Ist cart.jlcpcb.com eine gute Adresse dafür?

 

[S K Y N E T]

Ich hab schon beim Löten in der Zahnmedizin immer gesucked, heissen Dank ^^