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TypeC扩展坞-HDMI_4K60_USB3.2_2.5G网口

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简介

Typec扩展坞, 支持10G USB3.2Gen2,HDMI 4K60Hz,2.5G网络,PD3。

简介:Typec扩展坞, 支持10G USB3.2Gen2,HDMI 4K60Hz,2.5G网络,PD3。

开源协议

CC BY-NC-SA 4.0

创建时间:2024-09-25 11:38:14更新时间:2025-03-17 01:13:55

描述

项目简介

一直需要一个支持2.5G网口+HDMI 4K60输出的扩展坞用于办公电脑,之前淘宝上还没有,就准备作一个。一直没时间就拖到现在。 目前已经有这种产品不过价格不低。
前段时间看到@Leo_Lin大神的扩展坞项目,发现这个外壳甚是好看,于是准备借用下外壳和板框。
后面发现hdmi pd塞进去空间太小了,算了还是稍微扩大下吧。结构不会搞,先裸着用,如果有大神会结构设计可以搞个外壳!

ps:吐槽下立创eda的封装库,好多器件封装都有问题,用时候一定要仔细检查!

设计中选的buckboost芯片并不是个很好的选择,最高输入太极限了,小伙伴们有什么更好的选择也麻烦推荐下。 这两天发现了IM2605看上去挺不错,下次有机会测下看。

2024.10.22:更新连接手机相关测试图片。(可以有线投屏,可以读写U盘,2.5G网口因为华为手机没有驱动用不起来,苹果貌似可以使用)
2024.10.31:更新V1.11版本。主要修正网口共模电感地方错误。Bobsmith电路可以全部贴0R就好。
2024.12.09:新增外壳结构源文件。 非常感谢@Wolven Storm大神修改的结构文件。

前些天启用了QQ建了个群,有兴趣可以进群交流。
群号:116977945

项目功能

TypeC 10G上行接口
TypeC PD供电接口
USB HUB :USB3.2Gen2 10G TypeA接口X3
以太网卡:RTL8156B,2.5G网口
HDMI输出:4K60Hz
PD供电:PD100W

方案选型

1、Mux芯片采用VL171
2、HUB芯片是VL822
3、2.5G网卡是RTL8156B
4、DP转HDMI芯片:CS5366,能拿到资料且支持dp 2lane转hdmi 4k60的也就这个了,其他的我都找不到资料。
5、电源:buckboost芯片JW3651。

关于正反插检测mux控制:

第一版设计外挂了一颗单片机专门用来检测正反插控制pol,结果发现某宝买的CS5366固件支持GPIO5输出pol控制信号,可以省去外挂单片机,简直神器。
如果不是我发链接的店家购买的固件很可能不一样,要注意。

测试

USB HUB
测试设备为RTL9210芯片的硬盘盒,测试盘是西数SN740,读写都在940M左右;
2.5G网卡:iperf3服务端网卡为i226,鉴于rtl8156B在win11下糟糕的驱动,iperf测速时高时低,随他吧。 iperf最高可以跑满2.37G。(试了好几个驱动好像速度没有能一直满速的。 用成品8156b网卡测试一个德行)
HDMI:
测试电脑1:老13寸macbookpro,8代i7(只能输出4k30);
测试电脑2:intel小主机,cpu是i7 11390H;
测试电脑3:另一个intel小主机,CPU是i9 13900H
测试了夏普电视、华为智慧屏、AOC显示器、KHC显示器,4k60没有问题。
PD供电:
手头只有macbookpro支持pd供电,测试没有问题。

其他

1、由于不得已加大了pcb尺寸,无法使用@Leo_Lin大神的结构件了,需要拉长,奈何结构我完全搞不来,索性懒得搞了直接裸着用,反正放在办公桌上也碰不到。
2、CS5366芯片某宝地址:https://item.taobao.com/item.htm?id=824204629799
3、阻抗选3133,1.2mm。usb、dp、hdmi必须严格差分等长阻抗,网口严格差分即可,等长阻抗可以不做。
4、网口地方由于空间有限没有使用网络变压器,用的电容+共模电感的电容式网变,由于尺寸原因直接去掉了差分线的共模电感,影响不大需要可以加。bobsmith电路全部0R就可以。
5、板上几颗芯片发热都不小,长时间使用要注意散热。电源20V路径上的电容要注意一定耐压要够。
6、板子比较简单,要修改的话只要控制好阻抗问题一般不大。
7、网卡可以不烧录固件不焊flash,黄灯100/1000M,绿灯2500M。
8、板子typec口,usb2.0,hdmi的i2c都没有加esd。建议复刻的话加上去。
9、25M晶体如果更换的话要重新计算好负载电容。
10、外壳盖板可以选择透明亚克力做,效果蛮好。亚克力厚度3mm。螺丝为M2x8大扁头螺丝,螺柱为M2x14双通螺柱。

图片们

333.png

222.png

0000.jpg

2222.png
突然发现win11下RTL8056B竟然可以跑满了,有点神奇,驱动程序版本是:1156.13.20.420

iperf3.png

speedtest.png

driver.png
333.jpg

连接手机有线投屏(测试手机是华为mate60pro,其他型号没有测试)
5d953f24c9eedab178bff22d8b2c888.jpg

有线投屏电脑模式
69501c755e6291d18ccdb51cde61a50.jpg
抖音看看老蚕!
41d1123c566ebd8925dc835f589e7e9.jpg

设计图

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