USB-Strom: die unsichtbare Ursache zufälliger Abbrüche

Eine Lenkradbasis, die mitten im Rennen verschwindet, ein Pedalsatz, der für eine halbe Sekunde auf null geht, ein Schalthebel, der funktioniert, bis die Button-Box eingesteckt wird: Alle drei sind meist dasselbe Problem. Die veröffentlichten Strombudgets erklären es, und die Abhilfe kostet weniger als jedes Bauteil, das Sie gerade ersetzen wollten.

Die veröffentlichten Budgets

Die Spezifikation ist genau. Eine Lasteinheit ist bei USB 2.0 mit 100 mA und bei USB 3.0 mit 150 mA definiert. Ein Gerät darf an einem USB-2.0-Anschluss höchstens fünf Lasteinheiten ziehen, also 500 mA, oder bei USB 3.0 sechs, also 900 mA. Bei 5 Volt sind das 2,5 beziehungsweise 4,5 Watt.

Diese Werte gelten je Anschluss, und ein Hub teilt sie. Ein passiver Hub mit vier Geräten an einem einzigen USB-2.0-Anschluss verteilt 500 mA auf vier Dinge, und sobald eines davon seinen vollen Anteil zieht, laufen die anderen unterhalb der Spezifikation.

Die Geräte in einem Rig sind nicht gleich. Eine Lenkradbasis mit eigenem Netzteil zieht fast nichts aus dem Anschluss, ein Loadcell-Pedalsatz, eine Button-Box mit beleuchteten Schaltern und eine Handbremse ziehen alle aus dem Bus. Meist erschöpft das Zubehör das Budget und nicht die Basis.

Warum das Symptom nach etwas anderem aussieht

Ein Gerät mit Spannungseinbruch verschwindet aus der Geräteliste, und was Sie sehen, ist ein Simulator, der das Lenkrad verliert. Der naheliegende Schluss ist ein Defekt der Basis, und der naheliegende nächste Schritt ist der Austausch eines teuren Bauteils, das nie schuld war.

Der Zeitpunkt macht es schlimmer. Stromprobleme treten unter Last auf, im Rig also dann, wenn das Force Feedback am härtesten arbeitet und die Button-Box leuchtet, das heißt während eines Rennens und nicht in der Box. Ein Fehler, der sich im Test nie reproduzieren lässt, ist die Signatur eines Stromproblems.

Und eine grenzwertige Verbindung erzeugt dasselbe Symptom wie ein grenzwertiges Budget. Ein Kabel am Rand seiner spezifizierten Länge hat einen Spannungsabfall, und ein Spannungsabfall am fernen Ende sieht genau aus wie ein Anschluss, der nicht genug Strom liefert.

In zehn Minuten eingrenzen

Stecken Sie alles außer der Lenkradbasis ab und fahren Sie fünf Runden. Verschwindet das Problem, liegt es an Strom oder Busbelegung und nicht an der Basis, und Sie haben die Suche in zehn Minuten halbiert.

Stecken Sie dann die Geräte einzeln wieder an, je fünf Runden. Das Gerät, das den Fehler zurückbringt, ist nicht zwingend das fehlerhafte, sondern das, welches die Summe über das Budget geschoben hat, und das ist eine andere Aussage und deutet auf den Hub statt auf das Gerät.

Und beobachten Sie dabei die veröffentlichten Anzeigen. Vollausschlag beim Balken für Seitenfehler sind 30 je Sekunde und deuten auf den Speicher und nicht auf USB, während ein aus der Liste verschwindendes Gerät bei unauffälligem Physik-Balken geradewegs auf den Bus zeigt.

Die Abhilfe, nach Kosten geordnet

Zuerst ein aktiver Hub, denn er kostet am wenigsten und löst am meisten. Ein Hub mit eigenem Netzteil gibt jedem Anschluss seinen vollen Anteil, statt die 500 oder 900 mA eines Anschlusses auf alles zu verteilen.

Dann kürzere Kabel und direkte Anschlüsse. Setzen Sie die Lenkradbasis an einen Anschluss auf der Hauptplatine statt an eine Frontblende oder einen Monitor-Hub, denn jeder Zwischenstecker ist ein weiterer Spannungsabfall und ein weiterer Kontakt, der altern kann.

Und erst danach verdächtigen Sie das Gerät. Ein Bauteil, das allein an einem direkten Anschluss funktioniert und im vollen Rig ausfällt, hat Ihnen die Antwort schon gegeben, und es ist kein Bauteil, das ersetzt werden muss.

Quellen

1. Cambrionix, Referenz zu USB-Kabeln und Stromversorgung
2. iRacing, Anzeigen und Telemetriewerte im Spiel

Haeufige Fragen

Wie viel Strom liefert ein USB-Anschluss tatsächlich?

500 mA bei USB 2.0 und 900 mA bei USB 3.0, also 2,5 und 4,5 Watt bei 5 Volt. Diese Werte gelten je Anschluss, und ein Hub teilt sie.

Warum tritt das Problem nur im Rennen auf?

Weil Stromprobleme unter Last auftreten, und im Rig heißt das, wenn das Force Feedback am härtesten arbeitet und jedes Zubehör aktiv ist.

Aktiver oder passiver Hub?

Immer aktiv. Ein passiver Hub teilt das Budget eines Anschlusses auf alles auf, was daran hängt.

Meine Lenkradbasis verschwindet. Ist sie kaputt?

Prüfen Sie sie allein an einem direkten Anschluss der Hauptplatine über fünf Runden. Verhält sie sich, ist die Basis in Ordnung und der Bus war das Problem.