USB используется для подключения периферии к головному устройству, обычно это компьютер. Название расшифровывается как Universal Serial Bus, переводится как универсальная последовательная шина.
Общая информация
USB интерфейс был разработан на замену уже имеющихся разъемов компьютерной и оргтехники. В то время популярны были порты, которые разрабатывались под каждый вид устройств отдельно. Отсутствие универсальности было большим недостатком. Происходило это в 90-е годы.
Старые порты не устраивали пользователей по размеру и быстродействию. Основными портами тогда были параллельный LPT — для печатающих устройств, и последовательный COM-порты (RS-232). Интерфейс RS-232 может и сейчас встречаться в технике, работающей с микроконтроллерами.
Эти старые порты имели недостатки, которые со временем привели к появлению новых интерфейсов передачи данных. Первым из таких новых портов и был USB, популярность получил в начале 2000-х.
Основными требованиями к новым методам передачи данных были:
- увеличенная скорость передачи данных;
- в разъеме должно быть питание для внешнего устройства;
- поддержка разных устройств;
- высокая защита от помех;
- надежная конструкция разъема;
- возможность горячего подключения, без выключения питания (Hot-Plug);
- автораспознавание подключенных устройств, функция Plug-n-Play.
Как видно, нужен был новый протокол передачи данных и плюс к этому и физический разъем с новой конструкцией.
Особенности соединения устройств
Одной из важных особенностей стандарта является то, что он не предусматривает соединение двух равноправных устройств. Например, два компьютера соединить с помощью юсб не получиться.
При USB подключении всегда есть Master и Slave (главный и подчиненный). Слово Master могут заменять на Host.
Стандарт не предусматривает подключение устройств в параллель. Для такого подключения используют специальные активные разветвители, называемые “USB хабы”.
Роль “главного” в Universal Serial Bus соединении выполняет компьютер. А подчиненными могут быть самые разные устройства: принтер, флешка, мышка, сканер, клавиатура и т.д.
Конструкция разъема
Такая идея взаимодействия была положена в основу стандарта USB изначально, и она отразилась на физической конструкции соединителя. Разъем кабеля, который подключается к компьютеру называется “USB A”, а разъем подключаемый к устройству называется “USB B”.
Сами разъемы сконструированы таким образом, что при подключении первым замыкается общий провод в виде корпуса, а затем уже все остальные.
Эта особенность дает возможность “горячего” подключения (без снятия питания).
Когда интерфейс Universal Serial Bus стали использовать и на мобильных устройствах, возникла необходимость в разработке более компактного разъема. Тогда и появился Mini-USB. Сегодня он встречается редко, в основном в видеорегистраторах, навигаторах.
Когда устройства стали еще компактнее, тогда появился разъем Micro-USB.
Mini-USB и Micro-USB являются разновидностями разъема USB-B. И тогда правильное их название будет USB Mini-B и USB Micro-B. Все они полностью совместимы друг с другом по сигналам, а отличаются только формой и габаритами.
Версии Universal Serial Bus
На данный момент существует 4 версии протокола:
- 1.1 — скорость до 12 Мбит/с, питание 5в, максимальный ток 500 мА;
- 2.0 — скорость до 480 Мбит/с;
- 3.0 (он же USB 3.1 Gen 1) — скорость до 5 Гбит/с, максимальный ток до 900 мА;
- 3.1 Gen 2 — скорость до 10 Гбит/с;
- 3.2 — скорость до 20 Гбит/с;
- 4 — скорость до 40 Гбит/с.
Все они имеют обратную совместимость друг с другом. То есть в гнездо более поздней версии можно вставить устройство более ранней версии.
Наиболее распространенной на сегодня является версия 2.0 — ее поддерживает абсолютное большинство юсб устройств.
Совместимость устройств обеспечивается не только на физическом, но и на логическом уровне. Это означает, что устройство корректно запитается и установит соединение с компьютером.
Устройство кабеля
Такая совместимость происходит, потому что соединение работает на четырех базовых линиях, которые есть в любом USB порту.
Распиновка USB по цветам
Выше вы видите схему стандартного USB кабеля. Минусовая, общая шина питания имеет обозначение “GND”. В кабеле ей соответствует черный провод. Вторая линия питания “Vbus” — это +5В, цвет провода красный. Две другие линии обозначаются D+ и D− и они отвечают за передачу данных. По цвету это зеленый и белый провод выполнены в виде витой пары.
У юсб кабеля еще есть оплетка — “экран”, предназначенный для защиты от помех. Этот экран подключается к металлическому корпусу разъема, со стороны компьютера он заземляется.
Так как производителей кабеля очень много, то доверять цветам проводов нельзя. Бывает, что цвета проводов в кабеле путают местами.
Universal Serial Bus — это интерфейс с одной информационной линией. А это означает, что прием и передача информации может происходить только поочередно.
Два сигнальных провода, физически выполненные в виде витой пары, передают один и тот же информационный сигнал. Они представляют собой так называемое симметричное или балансное подключение.
При несимметричном подключении минусовая линия соединена с оплеткой и заземлена. То есть одной из линий является не только D− но и оплетка.
В симметричном варианте подключения оплетка тоже заземлена, но она не соединена ни с одним из сигнальных проводов. И тогда сигнальные линии равнозначны между собой.
При появлении внешней помехи в линиях передачи данных сигнал искажается. Но в несимметричной линии помеха воздействует только на линию D+, ведь D− подключена к оплетке и заземлена. А в симметричной линии помеха воздействует на две линии сразу.
Есть еще много теории по фазам сигнала, о помехе в противофазе, про вычитание сигналов и другое. Но вывод один: полезный сигнал на выходе информационной линии плюсуется с D+ и D−, а помеха вычитается.
Для того чтобы это все эффективно работало, провода должны быть симметричны внутри кабеля. Самый простой способ обеспечить симметрию — это сплести их. Поэтому используется сплетение проводов, витая пара.
Основной смысл витой пары в эффективной защите от помех. Но логическая линия обмена данными в юсб кабеле всего одна. Все данные представлены в виде логических “0” и “1”. Название интерфейса «Universal Serial Bus» (USB), что означает последовательную передачу данных. И вот этот поток нулей и единичек идет по одной шине, при этом в двух направлениях, по очереди.
Одновременная работа на прием и передачу называется Full-Duplex (режим полного дуплекса). В реальности эти режимы работают по очереди, для USB переключение режима приема и передачи происходит с периодом в 1 мс.
Для нормальной работы такой системы в протоколе Universal Serial Bus есть несколько служебных сигналов, с помощью которых организуется работа по безошибочной передаче информации.
Такая организация передачи данных очень экономит средства при производстве, упрощает схемотехнику. Этот принцип работы сегодня используют много интерфейсов передачи данных.
По теории к хосту можно подключить через хабы до 127 устройств. Хост присваивает каждому устройству свой уникальный адрес, пока оно на связи. При подключении происходит инициализация, проверка драйвера, если его нет, то операционная система установит. Управление переходит драйверу, и он устанавливает конфигурацию и теперь устройство считается готовым к работе.
Распиновка разъема USB
Запомнить распиновку разъема USB-A просто. Если вы повернете разъем к себе и контакты будут с нижней стороны, то слева будет шина GND, далее D+, затем D−, и +5в. Нужно помнить, что в USB устройствах металлическая рамка может быть подключена к линии GND, что следует учесть при прозвонке.
Распиновка разъема USB A
Для передачи данных служат линии D+ и D−.
USB-B распиновка
Изначально разъем USB-B выглядел так:
Распиновка контактов разъема USB B 2.0
В таком виде он остался и сейчас. Встретить его можно в звуковых картах, принтерах, MIDI клавиатурах, внешних жестких дисках.
USB OTG
Стандарт USB-2.0 включал функцию OTG (On-the-Go), что предусматривает использование некоторых устройств в качестве хоста. Например, смартфона, который при подключении к компу является ведомым, а при использовании OTG может выступать как ведущий.
Для этого используют переходник OTG и через него можно подключить к смарту мышку, флешку, клавиатуру или принтер.
Роль устройства определяется кабелем: в штекере на стороне хоста замыкаются контакты 4 (ID) и 5 (Ground), на стороне периферии ID никуда не подключается. На рисунке ниже контакт ID называется «Sense».
Распиновка кабеля OTG
USB 3
На смену версии 2.0 пришла версия USB 3. Порты, кабели и устройства третьей версии можно опознать по синему цвету разъема. Физически они со стороны А, казалось бы, не изменились. Но это не так.
Главное отличие версии 3.0 в более высокой скорости передачи данных (до 4,8 Гбит/с), что достигается добавлением в кабель двух дополнительных симметричных витых пар. Одна из которых отвечает за передачу, а другая — за прием данных.
Распиновка порта USB 3.0
Принцип работы интерфейса этим нововведением не нарушен. Разработчики физически разделили принимающую и передающую линии.
В 3.0 за получение и передачу информации отвечают отдельные линии данных.
- Для сохранения обратной совместимости в новой схеме есть и обычная линия данных — бело-зеленая пара D+ и D−.
- При этом новые контакты расположены отдельно от старых в одном разъеме.
- Теперь рассмотрим разъем со стороны В. Он был доработан и теперь имеет такой вид:
А вот гнезда В могут работать и с разъемами прежних версий.
После выхода спецификации 3.1, стандарт 3.0 был переименован в “USB 3.1 Gen 1”. А новая спецификация 3.1 со скоростью передачи до 10 Гбит/с теперь называется “USB 3.1 Gen 2”.
Type-C
Ключевым моментом обновления 3.1 стало появление разъема USB Type-C. Именно Type-C должен был заменить USB-Mini и USB-Micro, при этом обеспечивая скорость протокола USB 3.
Это самый прогрессивный разъем на сегодня, который может выполнять роль и USB A, такой разъем используется на материнских платах компьютеров.
Type-C может вставляться в устройство любой стороной. Достигается это благодаря зеркальному дублированию всех сигнальных линий, поэтому количество контактов достигает 24-х.
Распиновка порта Type C
При этом все устройства, поддерживающие такое соединение, также обязаны иметь двойной набор сигналов, потому что заранее неизвестно, какой стороной пользователь подключит разъем.
Стандарт USB 3 также предусматривает повышение зарядного напряжения выше 5 вольт, но по согласованию с устройством.
USB4
Позже, в 2019 году, был анонсирован USB4, имеющий еще больше нововведений. Помимо поддержки USB-C и Power Delivery, 4-я версия протокола будет поддерживать туннелирование Displayport и PCI Express. Это указывает на огромную скорость порта и к нему можно будет подключать монитор, а через райзеры — платы расширения.
Заявленная скорость обмена составляет 40 Гбит/с.
С таким быстродействием USB сможет конкурировать с Ethernet.
- HDR в телевидении
- Как работает OLED
- Разъемы телевизора
Usb кабель в разрезе
В каждом компьютере и других аналогичных устройствах наиболее популярным является USB-разъем. С помощью юсб провода стало возможно подключать более 100 единиц последовательно соединенных устройств.
Эти шины позволяют подключать и отключать любые приборы даже в процессе работы персонального компьютера. Практически все устройства могут заряжаться через данный разъем, поэтому нет необходимости применять дополнительные блоки питания.
Распиновка USB по цветам помогает точно определить, к какому типу устройств относится та или иная шина.
Устройство и назначение USB
Первые порты этого типа появились еще в девяностых годах прошлого века. Через некоторое время эти разъемы обновились до модели USB 2.0. Скорость их работы возросла более чем в 40 раз. В настоящее время в компьютерах появился новый интерфейс USB 3.0 со скоростью, в 10 раз превышающей предыдущий вариант.
Существуют и другие виды разъемов этого типа, известные, как micro и mini USB, применяющиеся в современных телефонах, смартфонах, планшетах. Каждая шина имеет собственную распайку или распиновку.
Она может потребоваться при необходимости изготовления своими руками переходника с одного вида разъема на другой. Зная все тонкости расположения проводов, можно сделать даже зарядное устройство для мобильного телефона.
Однако следует помнить, что в случае неправильного подключения устройство может быть повреждено.
Разъем USB 2.0 выполнен в виде плоского коннектора, в котором установлено четыре контакта. В зависимости от назначения он маркируется как AF (BF) и AM (BM), что соответствует обиходному названию «мама» и «папа».
В мини- и микро- устройствах имеется такая же маркировка. От обычных шин они отличаются пятью контактами. Устройство USB 3.0 внешне напоминает модель 2.
0, за исключением внутренней конструкции, имеющей уже девять контактов.
Распиновка-распайка разъемов USB 2.0 и 3.0
Распайка проводов в модели USB 2.0 располагается в следующем порядке:
- Проводник красного цвета, к которому осуществляется подача питающ его напряжения постоянного тока со значением +5V.
- Проводник белого цвета, применяемый для передачи информационных данных. Он обозначается маркировкой «D-».
- Проводник окрашен в зеленый цвет. С его помощью также передается информация. Он маркируется как «D+».
- Проводник черного цвета. На н его производится подача нуля питающ его напряжения. Он носит название общ его провода и обозначается собственной меткой в виде перевернутого Т.
Расположение проводов в модели 3.0 выполнено совершенно по-другому. Четыре первых контактирующих провода полностью соответствуют разъему USB 2.0.
Основное отличие USB 3.0 заключается в следующих проводах:
- Проводник № 5 имеет синий цвет. По нему передается информация с отрицательным значением.
- Проводник № 6 желтого цвета, так же как и предыдущий контакт предназначен для передачи информации, имеющей положительное значение.
- Проводник № 7 применяется в качестве дополнительного заземления.
- Проводник № 8 фиолетового цвета и проводник № 9 оранжевого цвета. Они выполняют функцию приема данных, соответственно, с отрицательным и положительным значением.
Как отказаться от дополнительных услуг мегафона
Распайка-распиновка коннекторов микро- и мини-USB
Коннекторы микро-USB наиболее часто применяются в планшетах и смартфонах. От стандартных шин распиновка micro usb отличаются значительно меньшими размерами и наличием пяти контактов. Они маркируются как micro-AF(BF) и micro-AM(BM), что соответствует «маме» и «папе».
Распайка микро-USB производится в следующем порядке:
- Контакт № 1 красного цвета. Через н его подается напряжение.
- Контакты №№ 2 и 3 белого и зеленого цвета применяются для передачи.
- Контакт № 4 сиреневого цвета выполняет специальные функции в отдельных моделях шин.
- Контакт № 5 черного цвета является нулевым проводом.
Распиновка мини USB разъема по цветам выполняется, так же как и в микро-юсб коннекторах.
В каждом компьютере и других аналогичных устройствах наиболее популярным является USB-разъем. С помощью юсб провода стало возможно подключать более 100 единиц последовательно соединенных устройств.
Эти шины позволяют подключать и отключать любые приборы даже в процессе работы персонального компьютера. Практически все устройства могут заряжаться через данный разъем, поэтому нет необходимости применять дополнительные блоки питания.
Распиновка USB по цветам помогает точно определить, к какому типу устройств относится та или иная шина.
Устройство и назначение USB
Первые порты этого типа появились еще в девяностых годах прошлого века. Через некоторое время эти разъемы обновились до модели USB 2.0. Скорость их работы возросла более чем в 40 раз. В настоящее время в компьютерах появился новый интерфейс USB 3.0 со скоростью, в 10 раз превышающей предыдущий вариант.
Существуют и другие виды разъемов этого типа, известные, как micro и mini USB, применяющиеся в современных телефонах, смартфонах, планшетах. Каждая шина имеет собственную распайку или распиновку.
Она может потребоваться при необходимости изготовления своими руками переходника с одного вида разъема на другой. Зная все тонкости расположения проводов, можно сделать даже зарядное устройство для мобильного телефона.
Однако следует помнить, что в случае неправильного подключения устройство может быть повреждено.
Разъем USB 2.0 выполнен в виде плоского коннектора, в котором установлено четыре контакта. В зависимости от назначения он маркируется как AF (BF) и AM (BM), что соответствует обиходному названию «мама» и «папа».
В мини- и микро- устройствах имеется такая же маркировка. От обычных шин они отличаются пятью контактами. Устройство USB 3.0 внешне напоминает модель 2.
0, за исключением внутренней конструкции, имеющей уже девять контактов.
Распиновка-распайка разъемов USB 2.0 и 3.0
Распайка проводов в модели USB 2.0 располагается в следующем порядке:
- Проводник красного цвета, к которому осуществляется подача питающ его напряжения постоянного тока со значением +5V.
- Проводник белого цвета, применяемый для передачи информационных данных. Он обозначается маркировкой «D-».
- Проводник окрашен в зеленый цвет. С его помощью также передается информация. Он маркируется как «D+».
- Проводник черного цвета. На н его производится подача нуля питающ его напряжения. Он носит название общ его провода и обозначается собственной меткой в виде перевернутого Т.
Чипсет для amd ryzen 5 2600
Расположение проводов в модели 3.0 выполнено совершенно по-другому. Четыре первых контактирующих провода полностью соответствуют разъему USB 2.0.
Основное отличие USB 3.0 заключается в следующих проводах:
- Проводник № 5 имеет синий цвет. По нему передается информация с отрицательным значением.
- Проводник № 6 желтого цвета, так же как и предыдущий контакт предназначен для передачи информации, имеющей положительное значение.
- Проводник № 7 применяется в качестве дополнительного заземления.
- Проводник № 8 фиолетового цвета и проводник № 9 оранжевого цвета. Они выполняют функцию приема данных, соответственно, с отрицательным и положительным значением.
Распайка-распиновка коннекторов микро- и мини-USB
Коннекторы микро-USB наиболее часто применяются в планшетах и смартфонах. От стандартных шин распиновка micro usb отличаются значительно меньшими размерами и наличием пяти контактов. Они маркируются как micro-AF(BF) и micro-AM(BM), что соответствует «маме» и «папе».
Распайка микро-USB производится в следующем порядке:
- Контакт № 1 красного цвета. Через н его подается напряжение.
- Контакты №№ 2 и 3 белого и зеленого цвета применяются для передачи.
- Контакт № 4 сиреневого цвета выполняет специальные функции в отдельных моделях шин.
- Контакт № 5 черного цвета является нулевым проводом.
Распиновка мини USB разъема по цветам выполняется, так же как и в микро-юсб коннекторах.
Распиновка USB-кабеля означает описание внутреннего устройства универсальной последовательной шины. Это устройство применяется для передачи данных и зарядки аккумуляторов любых электронных приборов: мобильных телефонов, плееров, ноутбуков, планшетных компьютеров, магнитофонов и других гаджетов.
Проведение качественной распиновки требует знаний и умения читать схемы, ориентирования в типах и видах соединений, нужно знать классификацию проводов, их цвета и назначение. Длительная и бесперебойная работа кабеля обеспечивается правильным соединением проводами 2 коннекторов USB и mini-USB.
Виды USB-разъемов, основные отличия и особенности
Универсальная последовательная шина представлена 3 версиями — USB 1.1, USB 2.0 и USB 3.0 . Первые две спецификации полностью совмещаются между собой, шина 3.0 имеет частичное совмещение.
USB 1.1 — это первая версия устройства, используемая для передачи данных.
Спецификацию применяют только для совместимости, так как 2 рабочих режима по передаче данных (Low-speed и Full-speed) обладают низкой скоростью обмена информацией.
Режим Low-speed со скоростью передачи данных 10-1500 Кбит/с используется для джойстиков, мышей, клавиатур. Full-speed задействован в аудио- и видеоустройствах.
В USB 2.0 добавлен третий режим работы — High-speed для подключения устройств по хранению информации и видеоустройств более высокой организации. Разъем помечается надписью HI-SPEED на логотипе. Скорость обмена информацией в этом режиме — 480 Мбит/с, которая равняется скорости копирования в 48 Мбайт/с.
На практике, из-за особенностей конструкции и реализации протокола, пропускная способность второй версии оказалась меньше заявленной и составляет 30-35 Мбайт/с. Кабеля и коннекторы спецификаций универсальной шины 1.1 и второго поколения имеют идентичную конфигурацию.
Универсальная шина третьего поколения поддерживает скорость 5 Гбит/с, равняющуюся скорости копирования 500 Мбайт/с.
Она выпускается в синем цвете, что облегчает определение принадлежности штекеров и гнезд к усовершенствованной модели. Сила тока в шине 3.0 увеличилась с 500 мА до 900 мА.
Эта особенность позволяет не использовать отдельные блоки питания для периферийных устройств, а задействовать шину 3.0 для их питания.
1С работа с метаданными
Совместимость спецификаций 2.0 и 3.0 выполняется частично.
Классификация и распиновка
При описаниях и обозначениях в таблицах разъемов ЮСБ принято по умолчанию, что вид показан с внешней, рабочей стороны. Если подается вид с монтажной стороны, то это оговаривается в описании. В схеме светло-серым цветом отмечаются изолирующие элементы разъема, темно-серым цветом — металлические детали, полости обозначаются белым цветом.
Несмотря на то что последовательная шина называется универсальной, она представлена 2 типами. Они выполняют разные функции и обеспечивают совместимость с устройствами, обладающими улучшенными характеристиками.
К типу A относятся активные, питающие устройства (компьютер, хост), к типу B — пассивное, подключаемое оборудование (принтер, сканер). Все гнезда и штекеры шин второго поколения и версии 3.0 типа A рассчитаны на совместную работу.
Разъем гнезда шины третьего поколения типа B больше, чем нужен для штекера версии 2.0 типа B, поэтому устройство с разъемом универсальной шины 2.0 тип B подключается с использованием только кабеля USB 2.0.
Подключение внешнего оборудования с разъемами модификации 3,0 тип B выполняется кабелями обоих типов.
Разъемы классического типа B не подходят для подключения малогабаритного электронного оборудования. Подключение планшетов, цифровой техники, мобильных телефонов выполняется с использованием миниатюрных разъемов Mini-USB и их улучшенной модификации Micro-USB. У этих разъемов уменьшенные размеры штекера и гнезда.
Последняя модификация разъемов ЮСБ — тип C. Эта конструкция имеет на обоих концах кабеля одинаковые коннекторы, отличается более скоростной передачей данных и большей мощностью.
Распиновка USB 2.0 разъема типы A и B
Классические разъемы содержат 4 вида контактов, в мини- и микроформатах — 5 контактов. Цвета проводов в USB-кабеле 2.0:
- +5V (красный VBUS), напряжение 5 В, максимальная сила тока 0,5 А, предназначен для питания;
- D- (белый) Data-;
- D+ (зеленый) Data+;
- GND (черный), напряжение 0 В, используется для заземления.
Для формата мини: mini-USB и micro-USB:
- Красный VBUS (+), напряжение 5 В, сила тока 0,5 А.
- Белый (-), D-.
- Зеленый (+), D+.
- ID — для типа А замыкают на GND, для поддержания функции OTG, а для типа B не задействуют.
- Черный GND, напряжение 0 В, используется для заземления.
В большинстве кабелей имеется провод Shield, он не имеет изоляции, используется в роли экрана. Он не маркируется, и ему не присваивается номер. Универсальная шина имеет 2 вида соединителя. Они имеют обозначение M (male) и F (female). Коннектор М (папа) называют штекером, его вставляют, разъем F (мама) называется гнездо, в него вставляют.
Микро USB-разъемы. Виды USB-разъемов, их особенности
Но, как легко заметить, разъем разъему рознь. И купленный вместе с телефоном шнур почему-то нельзя использовать совместно с вашим любимым плеером.
В итоге пучок кабелей копится, вы постоянно в них путаетесь и никак не можете понять, почему нельзя было сделать так, чтобы один провод подходил для подключения всех устройств. Но, как известно, так не бывает.
Хотя сейчас появился более или менее стандартный разъем, по крайней мере, для смартфонов, телефонов и планшетов. И имя ему – micro-USB. Что это за чудо и как оно работает, мы расскажем ниже.
Микро USB-разъем: что это такое?
Два самых популярных в последнее время разъема — это mini и micro-USB. Названия их говорят сами за себя. Это более маленькие и практичные разработки, которые используются на малогабаритных цифровых устройствах для экономии места и, возможно, для более изящного внешнего вида. Например, разъем микро-USB для планшета почти в 4 раза меньше, чем стандартный USB 2.0., а учитывая, что и само устройство в разы меньше персонального компьютера или даже ноутбука, такой вариант просто идеален. Но есть здесь и свои нюансы. Например, из большего никогда нельзя сделать меньшее, поэтому микро-USB разъемы нельзя будет заменить даже на mini-USB. Хотя в некоторых случаях обратный процесс допустим. Да и замена микро-USB своими руками вряд ли закончится чем-то хорошим. Уж больно ювелирная это работа. Кроме того, под словом “micro” кроется сразу несколько видов разъемов, и об этом нужно помнить. Особенно если вы пытаетесь купить новый провод. Микро-USB вашего планшета может оказаться несовместимым с разъемом на конце кабеля, который вы приобрели.
Разновидности
Микро-USB разъемы могут быть двух абсолютно разных типов. У них разные сферы применения и, соответственно, выглядят они по-разному. Первый вид называется micro-USB 2.0.
тип В — он используется в устройствах по умолчанию и является внегласным стандартом для последних моделей смартфонов и планшетов, из-за этого он очень распространен и почти у каждого человека дома есть хотя бы один кабель микро-USB 2.0. типа В.
Второй вид — micro-USB 3.0 — данные разъемы на планшетах не устанавливаются, но могут встречаться на смартфонах и телефонах некоторых марок. Чаще всего их применяют для оснащения внешних жестких накопителей.
Преимущества
Основными достоинствами, которыми обладают микро-USB разъемы для планшетов, можно считать повышенную плотность и надежность крепления штекера. Но этот факт далеко не исключает возможности неполадок именно с этими компонентами. Чаще всего причиной поломки становится неаккуратность самих владельцев цифровых устройств.
Резкие движения, падения планшетов и телефонов на пол или даже асфальт, особенно на ту сторону, где расположен сам разъем, попытки подправить что-то своими руками без соответствующих знаний – вот основные причины, из-за которых даже самые прочные части USB-портов выходят из строя.
Но бывает, что это происходит из-за износа устройства, неправильной эксплуатации или заводского брака.
Чаще всего причиной нарушения работы становятся либо сами микро-USB разъемы, либо соседствующие и подсоединенные с ними в цепь детали. Для любого опытного мастера его замена – минутное дело, но в домашних условиях с этим сможет справиться далеко не каждый.
Если же вас все-таки интересует, как можно самостоятельно починить разъем микро-USB, распиновка (или, иными словами, распайка) – процесс не самый долгий и сложный, если подойти к нему с умом и предварительным чтением соответствующей информации.
Несколько советов будет приведено ниже.
Разъем микро-USB: распиновка
Как известно, с обычными портами и разъемами всё просто — вам нужно всего лишь взять изображение лицевой части их коннектора, но в зеркальном отображении, и спаять. С USB mini- и micro-видов все немного иначе. Их разъемы содержат по 5 контактов, но на разъемах типа В контакт под номером 4 не используется, а на типе А он замкнут с GND, который и занимает пятое место.
Функции «ножек» разъема micro-USB
Так как большинство современных планшетов имеют микро-USB, служащий не только для зарядки, но и для синхронизации, из-за более частого использования разъема проблемы с ним возникают чаще.
Итак, как было сказано выше, обычный микро-USB разъем имеет пять «ног». Одна плюсовая, на пять вольт, а одна минусовая. Находятся они на разных сторонах разъема и, соответственно, меньше страдают при отрыве от материнской платы.
Лишь одна «нога» разъема, которая чаще других вырывается с контактной площадки, больше подвергается износу. Находится она ближе к минусовой «ноге». Если этот контакт поврежден, то зарядка устройства невозможна.
То есть система может видеть блок питания, но процесс зарядки совершаться не будет.
Оставшиеся две «ножки» отвечают за синхронизацию, то есть за возможность выгружать и загружать фотографии, музыку и т.д. Они выполняют это одновременно, поэтому отрыв одной повлечет за собой прекращение работы второй.
Зная функции «ножек», вы сможете определить, из-за отхождения контактов которых у вас начались проблемы и какие из них вам нужно будет спаять, чтобы вернуть ваш планшет «в строй».
Последствия неправильной замены разъема
Некорректно припаяв микро-USB, владельцы чаще всего сталкиваются со следующими проблемами:
- Короткие замыкания блока питания, если они припаялиперевернутый тип.
- Планшет определяет зарядный шнур, но аккумулятор (АКБ) незаряжает.
- Аккумулятор планшета прекрасно заряжается, но при этом несинхронизируется с ноутбуком или компьютером.
- Планшет работает исправно, но иногда»напоминает», что вам следовало бы отнести его в мастерскую, ане паять самостоятельно (например, зарядка начинается не сразу послевключения или же иногда шнур нужно вытащить и вставить снова несколько разперед тем, как начинается зарядка).
Будущее микро-USB
Так как это одни из самых популярных на сегодняшний день портов, то, если вы научитесь менять их однажды, этот навык будет выручать вас в будущем очень часто. И пускай их не приняли за «золотой стандарт» при разработке телефонов и других цифровых устройств.
И нам по-прежнему приходится иметь целую коллекцию проводов специально для ноутбука Acer, для телефона от Samsung, для iPad от Apple и фотоаппарата Nikon, но активное использование микро-разъемов дает надежду, то скоро вместо «букета» у нас на полочке будет лежать один кабель микро-USB, подходящий хотя бы к 90% техники в доме.
Какие бывают разъемы и штекеры USB
Несмотря на то, что информации по этой теме в Интернете полно, обычно она затрагивает вопросы разработки, дает даты утверждения и введения в эксплуатацию, особенности конструкции и распайку контактов. В общем, приводится больше справочная информация, которая для конечного потребителя обычно не представляет особого интереса. Я же постараюсь рассмотреть разъемы с бытовой точки зрения – где они используются, их преимущества и недостатки, отличия и особенности.
Версии USB. Чем отличается USB 2.0 от USB 3.0
Для начала кратко общие сведения.USB-устройства бывают версий трех версий – 1.1, 2.0 и 3.0. Первая уже почти не используется, так как обеспечивает слишком низкую скорость передачи данных (12 Мбит – примерно 1,2 Мбайт/с) и может применяться исключительно для совместимости с привередливым железками.
Вторая версия сейчас занимает господствующее положение. Большинство устройств, продающихся в магазинах и используемых в настоящее время, имеют поддержку второй версии. Она обеспечивает пропускную способность 480 Мбит/с, то есть скорость копирования теоретически должна быть на уровне 48 Мбайт/с.
Однако из-за конструктивных особенностей и не совсем идеальной реализации на практике скорость редко превышает 30-33 Мбайт/с. Большинство внешних винчестеров умеют читать со скоростью в 3-4 раза больше. То есть этот разъем является узким горлышком, тормозящим работу современных накопителей. Для мышек, клавиатур и т.
п. скорость роли не играет.
Третья версия раскрашена в синий цвет, означающий принадлежность к последнему поколению. Пропускная способность равна 5 Гбит/с, что может дать 500 Мбайт/с. Современные винчестеры имеют скорость около 150-170 Мбайт/с, то есть, третья версия USB сможет обеспечить большой запас по скорости на ближайшие годы.
Совместимость разных версий USB
Несколько слов про совместимость. Версии 1.1 и 2.0 конструктивно полностью совместимы между собой.
Если одна из соединяемых сторон – старой версии, то работа будет вестись на пониженной скорости, а операционная система выведет сообщение “Устройство может работать быстрее”, которое означает, что имеется быстрый порт USB 2.0 в компьютере, а устройство, которое в него втыкается, медленное – версии 1.1.
А вот с совместимостью USB версий 2.0 и 3.0 не все так однозначно. Любое устройство или шнур USB 2.0 можно подключить к синему порту третьей версии. А вот наоборот сделать не получится.
Современные кабели и устройства с USB 3.
0 отличаются от привычных разъемов дополнительными контактами, позволяющими увеличить пропускную способность интерфейса, поэтому подключить их в старый порт не получится (исключение составляет только тип A).
Питание USB
В любом USB разъеме подается напряжение 5 Вольт, а ток не может превышать 0,5 Ампера (для USB 3.0 – 0,9 Ампера).
На практике это означает, что максимальная мощность подключаемого устройства может быть не более 2,5 Ватт (4,5 для USB 3.0).
Поэтому при подключении маломощных и портативных устройств – плееров, телефонов, флэшек и карт памяти – проблем не будет. А вот вся крупногабаритная и массивная техника имеет внешнее питание от сети.
А теперь перейдем к видам разъемов. Рассматривать совсем экзотические варианты я не буду, а лишь расскажу о самых ходовых и частоупотребляемых штекерах. В скобках будет указана принадлежность в определенной версии USB.
USB тип A (USB 2.0)
USB тип B (USB 2.0)
Mini USB Тип B (USB 2.0)
Micro USB тип B (USB 2.0)
Доработанный вариант предыдущего разъема. Имеет совсем миниатюрные размеры, вследствие чего применяется производителями в современной технике, которая отличается небольшой толщиной. Кроме того, улучшено крепление, штекер сидит очень плотно и не вываливается.
В 2011 году данный разъем был утвержден как единый стандарт для зарядки для телефонов, смартфонов, планшетов, плееров и другой портативной электроники. Поэтому, имея у себя всего один шнур, можно прокормить весь “электронный зоопарк”.
Стандарт продолжает набирать обороты, можно надеяться, что через год-другой почти все новые устройства будут оснащены единым разъемом. Как и в предыдущем случае, тип А почти не применяется.
USB тип A (USB 3.0)
Новый стандарт USB, имеющий значительно более высокую пропускную способность. Появление дополнительных контактов привело к изменению внешнего вида почти всех USB-штекеров 3.0.
Несмотря на это, тип A внешне остался неизменным, лишь синий цвет сердцевины выдает в нем новичка. Это означает, что сохранена обратная совместимость. Устройство USB 3.0 можно подключить в старый порт USB 2.0 и наоборот.
В этом главное отличие от остальных разъемов USB 3.0. Такие порты можно встретить в современных компьютерах или ноутбуках.
USB тип B (USB 3.0)
По аналогии с предыдущей версией данный тип используется в средней и крупной периферии и устройства, требующих высокой производительности – NAS, стационарных жестких дисках.
Разъем сильно модифицирован и подключить его к USB 2.0 не выйдет. В продаже такие шнуры тоже встретишь не часто (в противоположность предыдущему). Воткнуть такой разъем в USB 2.
0 тип B уже не выйдет — верхняя часть будет мешать.
Micro USB (USB 3.0)
Этот разъем продолжатель традиций “классического” Micro USB. Он обладает теми же качествами – компактность, надежность, хорошее соединение, но при этом имеет и высокую скорость передачи данных.
Поэтому используется в основном в новых внешних сверхскоростных жестких дисках и SSD. Становится все более популярным, поэтому чтобы не носить с внешним винчестером и провод, можно купить дополнительный кабель в любом магазине.
Основная часть разъема полностью копирует Micro USB второй ревизии
Главное не перепутать — отличие Micro USB и Mini USB
Главная путаница, возникающая у пользователей, происходит между Mini USB и Micro USB, которые действительно немного похожи. Первый имеет чуть большие размеры, а второй специальные защелки на задней стороне.
Именно по защелкам вы всегда можете отличить эти два разъема. В остальном они идентичны.
А поскольку устройств и с тем, и с другим очень много, лучше иметь оба кабеля – тогда с подключением любой современной портативной техники проблем не будет.
Слева Mini USB, справа Micro USB. Mini USB значительно толще, что не позволяет использоватьего в компактных тонких устройствах. Micro USB легко узнать по двум зазубринкам, крепко держащих штекер при подключении.
Три брата одного семейства. Mini USB и Micro USB значительно тоньше обычного. С другой стороны «крохи» проигрывают в надежности старшему товарищу.
Распиновка usb
Большинство современных мобильных телефонов, смартфонов, планшетов и других носимых гаджетов, поддерживает зарядку через гнездо USB mini-USB или micro-USB. Правда до единого стандарта пока далеко и каждая фирма старается сделать распиновку по-своему.
Наверное чтоб покупали зарядное именно у неё. Хорошо хоть сам ЮСБ штекер и гнездо сделали стандартным, а также напряжение питания 5 вольт. Так что имея любое зарядное-адаптер, можно теоретически зарядить любой смартфон. Как? Изучайте варианты распиновки USB и читайте далее.
Распиновка USB разъемов для Nokia, Philips, LG, Samsung, HTC
Бренды Nokia, Philips, LG, Samsung, HTC и многие другие телефоны распознают зарядное устройство только если контакты Data+ и Data- (2-й и 3-й) будут закорочены. Закоротить их можно в гнезде USB_AF зарядного устройства и спокойно заряжать свой телефон через стандартный дата-кабель.
Распиновка USB разъемов на штекере
Если зарядное устройство уже обладает выходным шнуром (вместо выходного гнезда), и вам нужно припаять к нему штекер mini-USB или micro-USB, то не нужно соединить 2 и 3 контакты в самом mini/micro USB. При этом плюс паяете на 1 контакт, а минус — на 5-й (последний).
Распиновка USB разъемов для Iphone
У Айфонов контакты Data+ (2) и Data- (3) должны соединяться с контактом GND (4) через резисторы 50 кОм, а с контактом +5V через резисторы 75 кОм.
Распиновка зарядного разъема Samsung Galaxy
Для заряда Самсунг Галакси в штекере USB micro-BM должен быть установлен резистор 200 кОм между 4 и 5 контактами и перемычка между 2 и 3 контактами.
Распиновка USB разъемов для навигатора Garmin
Для питания или заряда навигатора Garmin требуется особый дата-кабель. Просто для питания навигатора через кабель нужно в штекере mini-USB закоротить 4 и 5 контакты. Для подзаряда нужно соединить 4 и 5 контакты через резистор 18 кОм.
Схемы цоколёвки для зарядки планшетов
Практически любому планшетному компьютеру для заряда требуется большой ток — раза в 2 больше чем смартфону, и заряд через гнездо mini/micro-USB во многих планшетах просто не предусмотрен производителем. Ведь даже USB 3.0 не даст более 0,9 ампер. Поэтому ставится отдельное гнездо (часто круглого типа). Но и его можно адаптировать под мощный ЮСБ источник питания, если спаять вот такой переходник.
Полезное: Распиновка и маркировка советских радиодеталей
Распиновка зарядного гнезда планшета Samsung Galaxy Tab
Для правильного заряда планшета Samsung Galaxy Tab рекомендуют другую схему: два резистора: 33 кОм между +5 и перемычкой D-D+; 10 кОм между GND и перемычкой D-D+.
Распиновка разъёмов зарядных портов
Вот несколько схем напряжений на контактах USB с указанием номинала резисторов, позволяющих эти напряжения получить. Там, где указано сопротивление 200 Ом нужно ставить перемычку, сопротивление которой не должно превышать это значение.
Классификация портов Charger
- SDP (Standard Downstream Ports) – обмен данными и зарядка, допускает ток до 0,5 A.
- CDP (Charging Downstream Ports) – обмен данными и зарядка, допускает ток до 1,5 A; аппаратное опознавание типа порта (enumeration) производится до подключения гаджетом линий данных (D- и D+) к своему USB-приемопередатчику.
- DCP (Dedicated Charging Ports) – только зарядка, допускает ток до 1,5 A.
- ACA (Accessory Charger Adapter) – декларируется работа PD-OTG в режиме Host (с подключением к PD периферии – USB-Hub, мышка, клавиатура, HDD и с возможностью дополнительного питания), для некоторых устройств – с возможностью зарядки PD во время OTG-сессии.
Как переделать штекер своими руками
Теперь у вас есть схема распиновки всех популярных смартфонов и планшетов, так что если имеете навык работы с паяльником — не будет никаких проблем с переделкой любого стандартного USB-разъема на нужный вашему девайсу тип. Любая стандартная зарядка, которая основывается на использовании USB, предусматривает использование всего лишь двух проводов – это +5В и общий (минусовой) контакт.
Просто берёте любую зарядку-адаптер 220В/5В, от неё отрезаете ЮСБ коннектор. Отрезанный конец полностью освобождается от экрана, в то время как остальные четыре провода зачищаются и залуживаются.
Теперь берем кабель с разъемом USB нужного типа, после чего также отрезаем от него лишнее и проводим ту же самую процедуру. Теперь остается просто спаять между собой провода согласно схемы, после чего соединение изолировать каждое отдельно.
Полученное в итоге дело сверху заматывается изолентой или скотчем. Можно залить термоклеем — тоже нормальный вариант.
- Бонус: все остальные разъёмы (гнёзда) для мобильных телефонов и их распиновка доступны в единой большой таблице — смотреть.
- 24— 4,63
Распиновка USB портов, распайка микро юсб, мини разъема для зарядки
Распиновка USB-кабеля означает описание внутреннего устройства универсальной последовательной шины. Это устройство применяется для передачи данных и зарядки аккумуляторов любых электронных приборов: мобильных телефонов, плееров, ноутбуков, планшетных компьютеров, магнитофонов и других гаджетов.
Проведение качественной распиновки требует знаний и умения читать схемы, ориентирования в типах и видах соединений, нужно знать классификацию проводов, их цвета и назначение. Длительная и бесперебойная работа кабеля обеспечивается правильным соединением проводами 2 коннекторов USB и mini-USB.
Виды USB-разъемов, основные отличия и особенности
Универсальная последовательная шина представлена 3 версиями – USB 1.1, USB 2.0 и USB 3.0. Первые две спецификации полностью совмещаются между собой, шина 3.0 имеет частичное совмещение.
USB 1.1 – это первая версия устройства, используемая для передачи данных.
Спецификацию применяют только для совместимости, так как 2 рабочих режима по передаче данных (Low-speed и Full-speed) обладают низкой скоростью обмена информацией.
Режим Low-speed со скоростью передачи данных 10-1500 Кбит/с используется для джойстиков, мышей, клавиатур. Full-speed задействован в аудио- и видеоустройствах.
В USB 2.0 добавлен третий режим работы – High-speed для подключения устройств по хранению информации и видеоустройств более высокой организации. Разъем помечается надписью HI-SPEED на логотипе. Скорость обмена информацией в этом режиме – 480 Мбит/с, которая равняется скорости копирования в 48 Мбайт/с.
На практике, из-за особенностей конструкции и реализации протокола, пропускная способность второй версии оказалась меньше заявленной и составляет 30-35 Мбайт/с. Кабеля и коннекторы спецификаций универсальной шины 1.1 и второго поколения имеют идентичную конфигурацию.
Универсальная шина третьего поколения поддерживает скорость 5 Гбит/с, равняющуюся скорости копирования 500 Мбайт/с.
Она выпускается в синем цвете, что облегчает определение принадлежности штекеров и гнезд к усовершенствованной модели. Сила тока в шине 3.0 увеличилась с 500 мА до 900 мА.
Эта особенность позволяет не использовать отдельные блоки питания для периферийных устройств, а задействовать шину 3.0 для их питания.
Как провести проводку в квартире своими руками?
Совместимость спецификаций 2.0 и 3.0 выполняется частично.
Классификация и распиновка
При описаниях и обозначениях в таблицах разъемов ЮСБ принято по умолчанию, что вид показан с внешней, рабочей стороны. Если подается вид с монтажной стороны, то это оговаривается в описании. В схеме светло-серым цветом отмечаются изолирующие элементы разъема, темно-серым цветом – металлические детали, полости обозначаются белым цветом.
Несмотря на то что последовательная шина называется универсальной, она представлена 2 типами. Они выполняют разные функции и обеспечивают совместимость с устройствами, обладающими улучшенными характеристиками.
К типу A относятся активные, питающие устройства (компьютер, хост), к типу B – пассивное, подключаемое оборудование (принтер, сканер). Все гнезда и штекеры шин второго поколения и версии 3.0 типа A рассчитаны на совместную работу.
Разъем гнезда шины третьего поколения типа B больше, чем нужен для штекера версии 2.0 типа B, поэтому устройство с разъемом универсальной шины 2.0 тип B подключается с использованием только кабеля USB 2.0.
Подключение внешнего оборудования с разъемами модификации 3,0 тип B выполняется кабелями обоих типов.
Разъемы классического типа B не подходят для подключения малогабаритного электронного оборудования. Подключение планшетов, цифровой техники, мобильных телефонов выполняется с использованием миниатюрных разъемов Mini-USB и их улучшенной модификации Micro-USB. У этих разъемов уменьшенные размеры штекера и гнезда.
Последняя модификация разъемов ЮСБ – тип C. Эта конструкция имеет на обоих концах кабеля одинаковые коннекторы, отличается более скоростной передачей данных и большей мощностью.
Распиновка USB 2.0 разъема типы A и B
Классические разъемы содержат 4 вида контактов, в мини- и микроформатах – 5 контактов. Цвета проводов в USB-кабеле 2.0:
- +5V (красный VBUS), напряжение 5 В, максимальная сила тока 0,5 А, предназначен для питания;
- D- (белый) Data-;
- D+ (зеленый) Data+;
- GND (черный), напряжение 0 В, используется для заземления.
Какой провод лучше использовать для проводки в квартире и в частном деревянном доме?
Для формата мини: mini-USB и micro-USB:
- Красный VBUS (+), напряжение 5 В, сила тока 0,5 А.
- Белый (-), D-.
- Зеленый (+), D+.
- ID – для типа А замыкают на GND, для поддержания функции OTG, а для типа B не задействуют.
- Черный GND, напряжение 0 В, используется для заземления.
В большинстве кабелей имеется провод Shield, он не имеет изоляции, используется в роли экрана. Он не маркируется, и ему не присваивается номер. Универсальная шина имеет 2 вида соединителя. Они имеют обозначение M (male) и F (female). Коннектор М (папа) называют штекером, его вставляют, разъем F (мама) называется гнездо, в него вставляют.
Распиновка USB 3.0 типы A и B
Шина версии 3.0 имеет подключение по 10 или 9 проводам. 9 контактов используется, если отсутствует провод Shield. Расположение контактов выполняется таким образом, чтобы можно было подключать устройства ранних модификаций.
Распайка USB 3.0:
- A – штекер;
- B – гнездо;
- 1, 2, 3, 4 – контакты, совпадающие с распиновкой контактов в спецификации 2.0, имеют ту же цветовую гамму;
- 5, 6 контакты для передачи данных по протоколу SUPER_SPEED, имеют обозначение SS_TX- и SS_TX+ соответственно;
- 7 – заземление GND;
- 8, 9 – контактные площадки проводов для приема данных по протоколу SUPER_SPEED, обозначение контактов: SS_RX- и SS_RX+.
Распиновка Micro-USB-разъема
Кабель Micro-USB имеет соединители с 5 контактными площадками. К ним подводится отдельный монтажный провод в изоляции нужного цвета. Чтобы штекер точно и плотно садился в гнездо, верхняя экранирующая часть имеет специальную фаску. Контакты микро-USB пронумерованы цифрами от 1 до 5 и читаются справа налево.
Распиновки коннекторов микро- и мини-USB идентичны, представлены в таблице:
| Номер провода | Назначение | Цвет |
| 1 | VCC питание 5V | красный |
| 2 | данные | белый |
| 3 | данные | зеленый |
| 4 | функция ID, для типа A замыкается на заземление | |
| 5 | заземление | черный |
Описание и технические характеристики силового кабеля АВББШВ
Экранирующий провод не припаивается ни к одному контакту.
Распиновка Mini-USB
Разъемы Mini-A и Mini-B появились на рынке в 2000 году, использовали стандарт USB 2.0. К сегодняшнему дню мало используются из-за появления более совершенных модификаций. Им на смену пришли микросоединители и модели ЮСБ типа C.
В разъемах мини используется 4 экранированных провода и ID-функция. 2 провода используют для питания: питающий +5 В и заземление GND. 2 провода для приема и отправки дифференциальных сигналов данных, обозначаются D+ и D-pin. Data+ и Data- сигналы передаются по витой паре.
D+ и D-работают всегда вместе, они не являются отдельными симплексными соединениями.
В USB-разъемах используется 2 вида кабелей:
- экранированный, 28 AWG витая, мощность 28 AWG или 20 AWG без скрутки;
- неэкранированный, 28 AWG без скрутки, мощность 28 AWG или 20 AWG без скрутки.
Длина кабеля зависит от мощности:
- 28 – 0,81 м;
- 26 – 1,31 м;
- 24 – 2,08 м;
- 22 – 3,33 м;
- 20 – 5 м.
Многие производители цифровой техники разрабатывают и комплектуют свою продукцию разъемами другой конфигурации. Это может вызвать сложности с зарядкой мобильного телефона или других аппаратов.
Загрузка...
