Как сделать распиновку? Рассмотрим разные варианты

Виды разъемов USB

Аббревиатура «USB» несет в себе аббревиатуру, которая полностью читается как «Universal Series Bus» – универсальная последовательная шина, благодаря которой осуществляется обмен цифровыми данными на высокой скорости.

Отмечается универсальность интерфейса USB:

• низкое энергопотребление;
• унификация кабелей и разъемов;
• простая регистрация обмена данными;
• высокий уровень функциональности;
• широкая поддержка драйверов различных устройств.

Как устроен интерфейс USB и какие типы разъемов по технологии ЮСБ существуют в современном мире электроники? Попробуем разобраться.

Технологическая структура интерфейса USB 2.0

Разъемы для продуктов, принадлежащих к группе спецификаций 1.x – 2.0 (созданной до 2001 года), подключаются к четырехжильному электрическому кабелю, по которому два проводника питают, а два других передают данные.

Даже в спецификациях 1.x – 2.0 для подключения служебных разъемов USB требуется подключение экранирующей оплетки, а именно пятого провода.

Вот как выглядит физическое исполнение обычных USB-разъемов со ссылкой на вторую спецификацию. Слева варианты “мужского” типа, справа варианты “женского” типа и соответствующая распиновка

Существующие варианты разъемов универсальной последовательной шины отмеченных спецификаций представлены в трех вариантах:

1. Нормальный: Тип «А» и «В».
2. Мини – типа «А» и «Б».
3. Микро – типа «А» и «Б».

Разница между всеми тремя видами продукции заключается в дизайнерском подходе. В то время как обычные разъемы предназначены для стационарного использования, мини- и микроразъемы предназначены для мобильных приложений.

Так выглядит физический вариант разъемов второй спецификации серии «мини» и, соответственно, надписи для разъемов Mini USB – так называемая распиновка, по которой пользователь производит кабельное соединение

Поэтому два последних типа отличаются миниатюрным дизайном и несколько измененной формой разъема.

Таблица распиновки стандартных разъемов “A” и “B»

Контакт	Характеристики	Проводник кабеля	Функция
1	Питание +	Красный апельсин)	+ 5В
2	Данные  –	Белое золото)	Данные –
3	Данные +	Зеленый	Данные +
4	Питание –	Черный синий)	Земля

Наряду с исполнением разъемов типа «mini-A» и «mini-B», а также разъемов типа «micro-A» и «micro-B» существуют модификации разъемов типа «mini-AB» и «mini-B». «Микро-АБ».

Отличительной особенностью таких конструкций является выполнение распайки проводов ЮСБ на 10-контактной контактной площадке. Однако на практике такие разъемы используются редко.

Таблица распиновки разъемов Micro USB и Mini USB “A” и “B»

Контакт	Характеристики	Проводник кабеля	Функция
1	Питание  +	Красный	+ 5В
2	Данные  –	Белый	Данные  –
3	Данные  +	Зеленый	Данные  +
4	Идентификатор	–	Хост – устройство
5	Питание  –	Чернить	Земля

Технологическая структура интерфейсов USB 3.х

Между тем, усовершенствование цифрового оборудования к 2008 году привело к устареванию спецификации 1.x – 2.0.

Эти типы интерфейсов не позволяли подключать новое оборудование, например внешние жесткие диски, чтобы обеспечить более высокую скорость передачи данных (более 480 Мбит / с.

В результате родился совершенно другой интерфейс, отмеченный спецификацией 3.0. Разработка новой спецификации отличается не только более высокой скоростью, но и большей силой тока – 900 мА против 500 мА для USB 2/0.

понятно, что появление таких разъемов послужило большему количеству устройств, некоторые из которых могут получать питание напрямую от интерфейса универсальной последовательной шины.

Модификация разъемов USB 3.0 разных типов: 1 – «мини» версия типа «В»; 2 – стандартное изделие типа «А»; 3 – развитие серии «микро» типа «Б»; 4 – стандартный тип «С»

Как видно на изображении выше, интерфейсы третьей спецификации имеют больше рабочих контактов (пинов), чем у предыдущей – второй версии. Однако третья версия полностью совместима с «двойкой».

Чтобы иметь возможность передавать сигналы с более высокой скоростью, разработчики третьей версии оборудовали еще четыре линии передачи данных и нейтральную контактную линию. Булавки с мягкой подкладкой расположены в отдельном ряду.

Таблица обозначений контактов разъемов третьей версии для пайки кабеля ЮСБ

Контакт	Исполнение “А»	Исполнение «Б»	Микро-Б
1	Питание +	Питание +	Питание +
2	Данные   –	Данные  –	Данные  –
3	Данные  +	Данные  +	Данные  +
4	Земля	Земля	Идентификатор
5	StdA_SSTX –	StdA_SSTX –	Земля
6	StdA_SSTX +	StdA_SSTX +	StdA_SSTX –
7	GND_DRAIN	GND_DRAIN	StdA_SSTX +
8	StdA_SSRX –	StdA_SSRX –	GND_DRAIN
9	StdA_SSRX +	StdA_SSRX +	StdA_SSRX –
10	–	–	StdA_SSRX +
11	Экранирование	Экранирование	Экранирование

Между тем, использование интерфейса USB 3.0, особенно серии “A”, оказалось серьезным недостатком дизайна. Разъем имеет асимметричную форму, но положение подключения не указано.

Разработчикам пришлось приступить к модернизации дизайна, в результате чего в 2013 году пользователям стала доступна опция USB-C.

Модернизированное исполнение разъема USB 3.1

Конструкция этого типа разъема предполагает дублирование рабочих проводов с обеих сторон вилки. На интерфейсе также есть несколько резервных линий.

Этот тип разъема широко используется в современной мобильной цифровой технике.

Расположение контактов (штырьков) для интерфейса типа USB-C, относящегося к серии разъемов третьей спецификации, предназначенных для связи различного цифрового оборудования

Стоит отметить характеристики USB Type-C. Например, параметры скорости для этого интерфейса показывают уровень – 10 Гбит / с.

Конструкция разъема компактна и обеспечивает симметричное соединение, позволяя вставлять разъем в любом положении.

Таблица выводов согласно спецификации 3.1 (USB-C)

Контакт	Обозначение	Функция	Контакт	Обозначение	Функция
A1	GND	Заземление	B1	GND	Заземление
La2	SSTXp1	TX +	Би 2	SSRXp1	RX +
LA3	SSTXn1	Техас –	B3	SSRXn1	RX –
A4	Автобус +	Питание +	B4	Автобус +	Питание +
A5	CC1	Канал CFG	B5	SBU2	PPD
A6	Dp1	USB 2.0	B6	Dn2	USB 2.0
LA7	Dn1	USB 2.0	B7	Dp2	USB 2.0
A8	SBU1	PPD	B8	CC2	CFG
A9	Шина	Питание	B9	Шина	Питание
A10	SSRXn2	RX –	B10	SSTXn2	Техас –
A11	SSRXp2	RX +	B11	SSTXp2	TX +
A12	GND	Заземление	B12	GND	Заземление

Следующий уровень спецификации USB 3.2

Между тем активно продолжается процесс совершенствования универсальной последовательной шины. На некоммерческом уровне уже разработан следующий уровень спецификации – 3.2.

По имеющейся информации, скоростные характеристики интерфейса типа USB 3.2 обещают вдвое большие параметры по сравнению с предыдущей конструкцией.

Разработчикам удалось достичь этих параметров за счет внедрения многополосных каналов, по которым передача осуществляется со скоростью 5 и 10 Гбит / с соответственно.

Как и Thunderbolt, USB 3.2 использует несколько полос для получения общей пропускной способности, вместо того, чтобы пытаться синхронизировать и запускать один и тот же канал дважды

Кстати, следует отметить, что многообещающая совместимость интерфейса с нынешним USB-C полностью поддерживается, поскольку разъем «Type-C» (как уже отмечалось) оснащен резервными контактами (штырями), обеспечивающими мульти-полосу передачи сигнал.

Особенности распайки кабеля на контактах разъемов

Пайка жил кабеля на контактных площадках разъемов особыми технологическими нюансами не обнаруживается. Главное в этом процессе – следить за тем, чтобы цвет жил кабеля, ранее защищенных изоляцией, соответствовал конкретному контакту (штырю).

Цветовая кодировка жил внутри кабеля в сборе, используемого для USB-интерфейсов. Сверху вниз, соответственно, показано цветовое сочетание жил кабеля в соответствии со спецификациями 2.0, 3.0 и 3.1

Также при распайке модификаций устаревших версий необходимо учитывать конфигурацию разъемов, так называемые «папа» и «мама».

Проводник, припаянный к штыревому контакту, должен совпадать с припоем материнского контакта. Возьмем, к примеру, вариант подключения кабеля к контактам USB 2.0.

Четыре рабочих проводника, используемых в этом варианте осуществления, обычно обозначены четырьмя разными цветами:

• красный;
• белый;
• зеленый;
• чернить.

В результате каждый проводник припаивается к контактной площадке с маркировкой разъема того же цвета. Такой подход значительно облегчает работу электронщика, исключает возможные ошибки в процессе распайки.

Та же технология пайки применима и к другим разъемам этой серии. Единственная разница в этих случаях – большее количество проводников, которые нужно припаять. Для упрощения работы удобно использовать специальный инструмент – надежный паяльник для пайки проводов в домашних условиях и инструмент для снятия изоляции с концов жил.

Независимо от конфигурации разъема всегда применяется пайка экранирующего проводника. Этот проводник припаян к соответствующему контакту на разъеме, Shield – это защитный экран.

Нередки случаи игнорирования защитного экрана, когда «знатоки» не видят смысла в этом проводнике. Однако отсутствие экранирования резко снижает производительность USB-кабеля.

Поэтому неудивительно, что при использовании неэкранированного кабеля значительной длины у пользователя возникают проблемы в виде помех.

Разводка двухжильного разъема для организации линии питания устройства-донора. На практике используются разные варианты кабельной разводки в зависимости от технических требований

Отпаять кабель USB можно несколькими способами, в зависимости от конфигурации линий портов на конкретном устройстве.

Например, чтобы подключить одно устройство к другому, чтобы получить только напряжение питания (5В), достаточно припаять только две линии на соответствующие пины (контакты.

Цвета проводов USB-кабеля

Распиновку кабеля следует рассматривать в контексте спецификации. Поскольку форм-фактор особого значения не имеет, а небольшие изменения отражены в самих характеристиках, мы рассмотрим версии 2.0 и 3.0.

Цвета в USB 2.0

Обычные типы «A» и «B» имеют 4 контакта. Традиционно для передачи данных используются два из них, обычно обозначаемые «D +» и «D-». Внутри они зеленого, белого или золотого цвета. Красный или оранжевый провод используется для подачи питания. «Земля» обычно синяя или черная.

Цвета в микро- или мини-версиях обычно не меняются. Но у них есть пятый контакт, который определяет, подключено ли устройство к хосту или периферийному устройству. Физически провода нет, есть только один контакт, который, в зависимости от типа «А» или «В», подключен к «массе или нет.

Цвета в USB 3.0

USB 3.0 описывает три типа USB: «A», «B» и «C». Первые два имеют 9 контактов и одинаковую цветовую схему. 4 пина от USB 2.0 имеют одинаковый цвет: питание – красный, данные – белый и зеленый, земля – ​​черный. Здесь есть еще одна «земля»,

бесцветный, используя только металлическую проволоку. Высокоскоростная передача данных осуществляется по 4 проводам: два для приема, два для передачи. Обычно они бывают желтого, синего, пурпурного и оранжевого цвета. В версиях micro “B” есть дополнительный контакт, который по аналогии с 2.0 обозначает подключение периферийного устройства хост-типа.

Распиновка USB 3.1 типа “C»
ФОТО: droidov.com

USB 3.1 для типа «C» регулирует 24 контакта, по 12 с каждой стороны, что фактически является зеркалом интерфейса. В центре разъема два пина 6 и 7 идут от USB 2.0 – это передача и прием данных, они обозначены белым и зеленым цветом. Они существуют для совместимости с предыдущими версиями устройств. Контактный номер конфигурации. 5. Необходимо определить состояние подключения (отключения), а также рассчитать ток и напряжение, необходимые для работы устройства. Восьмой контакт – это дополнительный канал, который в редких случаях используется для передачи определенных типов данных, например звука. Контакты 4 и 9 – линии питания, обозначены как в 2.0 – красным. Контакты 2, 3, 10 и 11 – это USB 3.1. Это высокоскоростные каналы передачи данных. Цвета строго не определены стандартом, поэтому могут быть любыми. По краям на штырях 1, 12 – «масса».

Распиновка USB-разъемов

Микро USB

Распиновка для Micro USB, см. Таблицу выше (Mini USB)

USB 3.0

1	Vbus (Vcc)	Красный
2	-Данные	Белый
3	+ Данные	Зеленый
4	GND	Чернить
5	StdA_SSRX-	Синий
6	StdA_SSRX+	Желтый
7	GND_DRAIN	ЗЕМЛЯ
8	StdA_SSTX-	Альт
9	StdA_SSTX+	Апельсин
Оболочка	Щит	Корпус разъема

USB Type-C (USB 3.1)

Характеристики USB

Параметры USB улучшились с ростом популярности среди пользователей. Наряду с увеличением производительности информационных технологий, требования к качеству передачи информации постоянно повышаются. Обновленная спецификация USB с версии 1.1 до 3.2 Gen2x2 была разработана для удовлетворения растущих потребностей.

USB1.1

USB1.1 широко использовался для оснащения вычислительных устройств до апреля 2000 года. Его основные свойства восхищали многих пользователей. Рассмотрим их более подробно, для подключенного устройства (если не указано иное):

• поддержка двух скоростей обмена информацией: высокой (до 12 Мбит / с) и низкой (до 1,5 Мбит / с);
• длина кабеля: 3 м (неэкранированный), 5 м (экранированный);
• количество периферийных устройств на одно подключение – до 127;
• напряжение питания – до +5 В;
• максимальный ток потребления – до 500 мА;
• возможно одновременное использование двух скоростей передачи на одной шине.

В низкоскоростном режиме обычно подключаются: компьютерные мыши, клавиатуры, модемы, джойстики, в высокоскоростном режиме: автоматические телефонные коммутаторы, лазерные и струйные принтеры, внешние жесткие диски, видеокамеры.

USB2.0

Самым популярным в настоящее время из-за простоты и невысокой стоимости является высокоскоростной 2.0. В этом стандарте, по сравнению с его предшественником, был добавлен новый параметр «Высокая скорость». С его помощью скорость обмена данными увеличилась до 480 Мбит / с, при этом остальные характеристики не изменились. Чтобы подчеркнуть эту особенность, был создан специальный логотип «Hi-Speed».

USB3.0

В 2008 году разработчики представили миру новую спецификацию – USB3.0. Его скоростной режим значительно вырос и составил 5 Гбит / с (SuperSpeed). Максимальный ток потребления устройств увеличился до 900 мА. Для повышения производительности к этому стандарту были добавлены дополнительные 5 контактов, которые размещаются отдельно в разъеме. Впоследствии (с 31 июля 2013 г.) был создан новый USB3.1: до 5 Гбит / с (SuperSpeed); 3,2 до 10 Гбит / с (SuperSpeed+).

На базе архитектуры USB3.0 в 2013 году на рынке появились оптические кабели, способные передавать данные со скоростью до 1 ГБ / с и на расстояние до 100 м. Это невозможно.

22 сентября 2017 года на рынке был выпущен USB3.2 с заявленной пропускной способностью (при использовании двухдиапазонной передачи через разъем Type-C) до 10 Гбит / с (SuperSpeed) и 20 Гбит / с (SuperSpeed ​​+). Это была последняя версия спецификации 3.x. Первые коммерческие продукты с его применением появились в России в начале 2020 года.

USB4

USB3.2 только начинает появляться на рынке. Несмотря на это, с 2019 года данные о спецификации нового интерфейса USB4 можно найти в сети. Для него заявлено ограничение максимальной скорости 40 Гбит / с.

Функции «ножек» разъема micro USB

Напоследок стоит рассмотреть как кабель для зарядки телефона. Это поможет при ремонте или диагностике неисправностей.

Начать стоит с положительного «красного» контакта. По нему «течет» электричество, когда телефон заряжается или подключается к компьютеру. В первом случае они могут передавать до 0,5 ампер в час во втором поколении. При подключении к компьютеру их пропускная способность ограничена 0,25 ампер в час. Поэтому зарядка идет намного медленнее.

Здесь нет отрицательного контакта как такового. Вместо этого используется земля-GND. Он выходит из строя довольно редко, и даже если он ломается, корпус берет на себя эту функцию, так как он тоже заземлен.

Неактивный контакт находится возле заземляющего контакта для OTG. Однако, если он будет поврежден, кабель не будет работать, так как он выполняет функцию экранирования. Также процесс зарядки можно увидеть на экране телефона, чего не происходит! Но чаще всего провод просто не заряжает устройство.

Два оставшихся контакта зарезервированы для передачи данных. Через них USB отправляет данные. Обозначаются Data + и Data-. Если один сломается, второй не сработает, потому что они тоже подчиняются закону разности потенциалов.

На плате следы от них идут прямо на микросхему памяти, а «информационные электроны» заполняют нужные ячейки. Они работают в обоих направлениях: они могут передавать данные на компьютер или получать их от него.

В третьем поколении был переработан алгоритм передачи данных, поэтому контакты были разделены. Это разделение способствовало:

1. Повышенная скорость. Теоретически третье поколение может работать в 10 раз быстрее, чем второе! USB 2.0 ограничен 480 Мбит / с, а 3.0 ограничен 4,7 Гбит / с.
2. Дуплексное соединение. В то же время вы можете получать данные и передавать их.

Сливная ветвь GND часто не выполняет никаких функций. Сигнальная земля часто подключается непосредственно к общему выводу, а не подключается. В остальных случаях он выполняет функции заземления при передаче данных.

Точно так же была увеличена пропускная способность на 0,9 ампера, что почти в 2 раза больше. Однако максимальная длина кабеля по сравнению со второй версией ограничена всего 3 метрами.

Цвета проводов в кабеле USB

Схема коннекторов для USB 2.0

На схеме можно увидеть несколько разъемов, которые определенным образом отличаются друг от друга. Например, активное (силовое) устройство обозначается буквой A, а пассивное (подключенное) устройство – буквой B. Компьютеры и хосты активны, а принтеры, сканеры и другие устройства пассивны. Также принято разделять разъемы по полу: M (штекер) или «папа» – вилка, а F (мама) или «мама» – розетка разъема. Доступны размеры мини, микро и немаркированные. Например, если вы видите обозначение «USB micro-VM», это означает, что штекер предназначен для подключения к пассивному устройству в микроформате.

Для распиновки розеток и вилок необходимо знать назначение проводов в USB-кабеле:

1. красный VBUS («плюс») – это постоянное напряжение 5 вольт по отношению к GND. Минимальное значение электрического тока для него – 500 мА;
2. подключите белый провод к минусу (D-);
3. зеленый провод подключаем к плюсу (D+);
4. черный цвет провода означает, что напряжение в нем 0 вольт, он несет отрицательный заряд и используется для заземления.

В мини- и микроформатах разъемы содержат пять контактов: красный, черный, белый и зеленый провода, а также ID (который закорочен на GND в разъемах типа A и не используется в разъемах B).

Иногда в USB-кабеле можно встретить оголенный экранированный кабель. У этой темы нет номера.

Если вы используете в своей работе стол, то разъем в нем показан с внешней (рабочей) стороны. Изолирующие части разъема светло-серого цвета, металлические части – темно-серого цвета, а полости – белого цвета.

Для правильной разводки USB необходимо зеркально отобразить переднюю часть разъема.

Разъемы mini и micro USB имеют пять контактов. Поэтому четвертый контакт в разъемах типа B нельзя использовать во время работы. Этот контакт в разъемах типа A замкнут на GND, а пятый используется для GND.

В результате несложных манипуляций можно самостоятельно создать распиновку для USB-портов разных форматов .

Кабельная разводка USB версии 3.0 включает четыре цветных провода и дополнительное заземление. По этой причине кабель USB 3.0 значительно толще, чем у его младшего брата.

Схемы подключения USB-устройств друг к другу и подключения штекеров устройства:

• PS / 2 К USB-порту
• Джойстик Defender Game Racer Turbo USB-AM
• Проводка USB am и micro usb bm для загрузки и передачи данных на компьютер
• USB-OTG
• SAMSUNG GALAXY TAB USB-жгут 2

 

Классификация и распиновка

При описании и обозначениях в таблицах разъемов ЮСБ по умолчанию предполагается, что вид показан снаружи, с рабочей стороны. Если представлен вид со стороны крепления, это указано в описании. На схеме изолирующие элементы разъема отмечены светло-серым цветом, металлические детали – темно-серым, выемки обозначены белым.

Несмотря на то, что последовательная шина называется универсальной, она представлена ​​2-мя видами. Они выполняют различные функции и обеспечивают совместимость с современными устройствами.

Тип A включает активные и силовые устройства (компьютер, хост), тип B – пассивное и подключенное оборудование (принтер, сканер). Все розетки и вилки шин второго поколения и 3.0 типа A предназначены для совместной работы. Разъем шины типа B третьего поколения больше, чем разъем типа B 2.0, поэтому устройство с универсальным разъемом шины типа B 2.0 подключается только с помощью кабеля USB 2.0. Подключение внешнего оборудования с разъемами модификации 3.0 тип B осуществляется кабелями обоих типов.

Разъемы Classic B не подходят для небольшого электронного оборудования. Подключение планшетов цифровой техники, мобильных телефонов осуществляется с помощью миниатюрных разъемов Mini-USB и их улучшенной модификации Micro-USB. Эти разъемы имеют уменьшенные размеры розетки и вилки.

Последняя модификация разъемов ЮСБ – типа С. Такая конструкция имеет одинаковые разъемы на обоих концах кабеля, отличается более быстрой передачей данных и большей мощностью.

Особенности распиновки

Говоря о распиновке USB-разъема, нужно понимать обозначения, указанные на схемах. Начать стоит с типа разъема: активный (тип A) или пассивный (тип B). С помощью активного коннектора можно обмениваться информацией в двух направлениях, а пассивный – только для приема. Также следует различать две формы соединителя:

• F – «мама».
• М означает «папа».

В этом вопросе все должно быть понятно и без объяснений.

Коннектор стандарта USB

Прежде всего, необходимо сказать несколько слов о совместимости трех версий интерфейса. Стандарты 1.1 и 2.0 полностью аналогичны по конструкции и отличаются только скоростью передачи информации. Если одна из частей подключения имеет более старую версию, работа будет выполняться на медленной скорости. В этом случае операционная система отобразит следующее сообщение: «Это устройство способно работать быстрее».

С совместимостью 3.0 и 2.0 все немного сложнее. К новому разъему можно подключить устройство или кабель второй версии, а обратная совместимость существует только для активных разъемов типа А. Следует отметить, что интерфейс ЮСБ позволяет подавать на подключенный гаджет напряжение 5 В с ток не более 0,5 А. Для стандартной цветной проводки USB 2.0 слева направо это выглядит так:

• Красный – положительный контакт DC 5V.
• Белый – это дата-.
• Зеленый – данные+.
• Черный: общий провод или земля».

Расположение разъема достаточно простое, поэтому при необходимости его можно легко отремонтировать. Поскольку в версии 3.0 увеличено количество контактов, то его распиновка отличается от прежней стандартной. Поэтому цветовая гамма контактов следующая:

• 
  Красный – 5В+.
• Белый – дата-.
• Зеленый – данные+.
• Черный – обычное дело.
• Фиолетовый – прием-.
• Оранжевый – прием+.
• Без цвета – земля.
• Синий – трансмиссия-.
• Желтый – трансмиссия+.

Разъемы micro и mini

Разъемы в этом форм-факторе имеют пять контактов, один из которых задействован не всегда. Зеленый, черный, красный и белый проводники выполняют функции, аналогичные USB 2.0. Распиновка mini-USB соответствует распиновке micro-USB. В разъемах типа А фиолетовый провод закорочен на черный, а в пассивных не используется.

Эти разъемы появились благодаря выходу на рынок большого количества небольших устройств. Поскольку они похожи по внешнему виду, пользователи часто сомневаются, принадлежит ли разъем тому или иному форм-фактору. Помимо некоторых отличий в размерах, у микро-ЮСБ сзади есть защелки.

Миниатюризация разъема отрицательно сказывается на надежности. Хотя мини-USB имеет большое преимущество, через довольно короткий промежуток времени он начинает болтаться, но при этом не выпадает из розетки. Micro-USB – это модифицированная версия mini-USB. Благодаря улучшенному креплению он оказался надежнее. С 2011 года этот разъем стал единым стандартом для зарядки всех мобильных устройств.

Однако производители вносят некоторые изменения в схему. Таким образом, распиновка разъема micro-USB для зарядки iPhone предполагает два изменения по сравнению со стандартным. В этих устройствах красный и белый провода подключены к черному через сопротивление 50 кОм, а к белому – 75 кОм. Есть и отличия от стандартных в смартфонах Samsung Galaxy. В нем белый и зеленый проводники замкнуты, а пятый вывод подключен к 4 с помощью резистора 200 кОм.

Знание распиновки различных типов разъемов USB может помочь вам найти и устранить проблему. Чаще всего это необходимо в ситуации, когда «родное» зарядное устройство вышло из строя, но у пользователя есть блок питания от смартфона другого производителя.

Виды разъемов USB

Аббревиатура «USB» несет в себе аббревиатуру, которая полностью читается как «Universal Series Bus» – универсальная последовательная шина, благодаря которой осуществляется обмен цифровыми данными на высокой скорости. Отмечается универсальность интерфейса USB:

• низкое энергопотребление;
• унификация кабелей и разъемов;
• простая регистрация обмена данными;
• высокий уровень функциональности;
• широкая поддержка драйверов различных устройств.

Как устроен интерфейс USB и какие типы разъемов по технологии ЮСБ существуют в современном мире электроники? Попробуем разобраться.

Распиновка USB-разъема: расположение проводов по цвету относительно контактов разъема. Неправильная разводка приведет к выходу из строя подключенных гаджетов.

Разъем usb распиновка

Технологическая структура интерфейса USB 2.0

Разъемы для продуктов, принадлежащих к группе спецификаций 1.x – 2.0 (созданной до 2001 года), подключаются к четырехжильному электрическому кабелю, по которому два проводника питают, а два других передают данные. Даже в спецификациях 1.x – 2.0 для подключения служебных разъемов USB требуется подключение экранирующей оплетки, а именно пятого провода. Существующие варианты разъемов универсальной последовательной шины отмеченных спецификаций представлены в трех вариантах:

1. Нормальный: Тип «А» и «В».
2. Мини – типа «А» и «Б».
3. Микро – типа «А» и «Б».

Разница между всеми тремя видами продукции заключается в дизайнерском подходе. В то время как обычные разъемы предназначены для стационарного использования, мини- и микроразъемы предназначены для мобильных приложений. Поэтому два последних типа отличаются миниатюрным дизайном и несколько измененной формой разъема.

Таблица распиновки стандартных разъемов “A” и “B»

Контакт	Характеристики	Проводник кабеля	Функция
1	Питание +	Красный апельсин)	+ 5В
2	Данные  –	Белое золото)	Данные –
3	Данные +	Зеленый	Данные +
4	Питание –	Черный синий)	Земля

Наряду с исполнением разъемов типа «mini-A» и «mini-B», а также разъемов типа «micro-A» и «micro-B» существуют модификации разъемов типа «mini-AB» и «mini-B». «Микро-АБ». Отличительной особенностью таких конструкций является выполнение распайки проводов ЮСБ на 10-контактной контактной площадке. Однако на практике такие разъемы используются редко.

Таблица распиновки разъемов Micro USB и Mini USB “A” и “B»

Контакт	Характеристики	Проводник кабеля	Функция
1	Питание  +	Красный	+ 5В
2	Данные  –	Белый	Данные  –
3	Данные  +	Зеленый	Данные  +
4	Идентификатор	–	Хост – устройство
5	Питание  –	Чернить	Земля

Технологическая структура интерфейсов USB 3.х

Между тем, усовершенствование цифрового оборудования к 2008 году привело к устареванию спецификации 1.x – 2.0. Эти типы интерфейсов не позволяли подключать новое оборудование, например внешние жесткие диски, чтобы обеспечить более высокую скорость передачи данных (более 480 Мбит / с.

В результате родился совершенно другой интерфейс, отмеченный спецификацией 3.0. Разработка новой спецификации отличается не только более высокой скоростью, но и большей силой тока – 900 мА против 500 мА для USB 2/0. Понятно, что появление таких разъемов послужило большему количеству устройств, некоторые из которых могут получать питание напрямую от интерфейса универсальной последовательной шины.

Как выглядит USB

Распиновка USB разъемов для Philips, LG, Nokia, HTC и Samsung

Устройства, выпущенные под брендами LG, Samsung, HTC, Philips и Nokia, можно заряжать только в том случае, если контакты Data и Data +, отмеченные цифрами 3 и 2 на схеме, закорочены в розетке или вилке. Телефон может также заряжаться через обычный кабель для передачи данных, если закоротить соответствующие контакты в гнезде зарядного устройства.

Распиновка USB разъемов на штекере

Если вместо выходного гнезда зарядное устройство имеет только выходной кабель, необходимо припаять стандартный штекер micro или mini-USB. Для этого в самой вилке необходимо соединить между собой контакты с номерами 2 и 3 (на схеме они также обозначены зеленым и белым цветом). В такой вилке плюс припаян к выводу 1, а минус – к выводу 5.

Распиновка USB разъемов для смартфонов от Apple

На iPhone Data- и Data + подключены к GND (обозначенному 4) через резистор 50 кОм. Они также подключены к выводу 5V через резистор 75 кОм.

Существующие компьютерные разъемы

Распиновка на зарядниках для Samsung серии Galaxy

Смартфоны Samsung Galaxy заражаются через разъем micro-USB BM с резистором 200 кОм, установленным между контактами 4 и 5. Также имеется перемычка между 2 (Data-) и 3 (Data.

Распиновка USB штекеров для зарядки навигаторов от Garmin

Для зарядки и питания этих устройств используются специально разработанные кабели для передачи данных. Но из простой розетки mini-USB можно сделать электрический инструмент. Для этого соедините контакты 4 и 5. Чтобы зарядить навигатор Garmin от мини-USB, соедините эти контакты вместе через резистор 18 кОм.

Схемы цоколевки для подзарядки планшетных компьютеров

Большинству планшетов требуется более высокий входной ток (почти в 2 раза), чем смартфонам. Кроме того, некоторые производители не предусматривают возможность зарядки через разъемы mini и micro-USB, потому что даже при использовании формата USB 3.0 ток не будет превышать 0,9 А. Для зарядки необходимо монтировать отдельную розетку, который затем соответствует текущему источнику. Другой вариант – припаять переходник от штекеров USB-AM и DC 2.0 мм, где контакты 1 и 4 подключены к DC.

Распиновка для Samsung Galaxy Tab

Для обеспечения требуемых параметров мощности в этом случае между Data- и Data + устанавливается перемычка, которая подключается к GND через резистор 10 кОм и к контакту + 5V через 33 кОм.

Распиновка разъемов зарядных портов

На следующих схемах показано, как разместить резисторы, чтобы получить номинальное напряжение для портов зарядки. В тех случаях, когда указано 200 Ом, необходимо установить перемычку с меньшим сопротивлением.

Классификация порта:

• SDP – порт для зарядки и передачи данных с допустимым током до 0,5 А;
• CDP – порт для зарядки и передачи данных с током до 1,5 А;
• DCP – порт зарядки только с током до 1,5А;
• ACA – это порт для USB-аксессуаров (мыши, клавиатуры, жесткого диска, концентратора), который поддерживает как обмен данными, так и зарядку.

USB нескольких поколений

Самостоятельная переделка штекера

Чтобы сконструировать желаемую вилку по приведенным выше схемам, требуются лишь минимальные навыки работы с паяльником. Работа ведется только с отрицательными и положительными контактами. Достаточно взять любой переходник с выходом 5В, отрезать USB-разъем, зачистить и залудить провода. Аналогичные действия производятся при подключенном USB-разъеме. После этого происходит пайка проводов по схеме. Сначала каждое соединение нужно отдельно обмотать изолентой, затем скрутить провода вместе, чтобы они не свисали свободно. Вы также можете использовать для этого горячий клей.

USB 1.1 – первая версия устройства, используемого для передачи данных. Спецификация используется только для совместимости, так как 2 режима работы для передачи данных (Низкая скорость и Полная скорость) имеют низкую скорость обмена данными. Низкоскоростной режим со скоростью передачи 10-1500 Кбит / с используется для джойстиков, мышей, клавиатур. Максимальная скорость используется в аудио и видео устройствах.

Как работает разъем USB

В USB 2.0 добавлен третий режим работы: высокая скорость для подключения запоминающих устройств и видеоустройств вышестоящей организации. Разъем отмечен на логотипе надписью HI-SPEED. Скорость обмена информацией в этом режиме составляет 480 Мбит / с, что эквивалентно скорости копирования 48 Мбит / с. На практике из-за особенностей конструкции и реализации протокола пропускная способность второй версии была ниже заявленной и составляет 30-35 МБ / с. Спецификация универсальной шины 1.1 и кабели и разъемы второго поколения имеют идентичную конфигурацию. Универсальная шина третьего поколения поддерживает скорость 5 Гбит / с, что эквивалентно скорости копирования 500 МБ / с.

он доступен в синем цвете, чтобы было легче определить, какие штекеры и гнезда относятся к модернизированной модели. Ток шины 3.0 увеличился с 500 мА до 900 мА. Эта функция позволяет не использовать отдельные блоки питания для периферийных устройств, а использовать шину 3.0 для их питания. Читайте также: Как выбрать нагревательный кабель для обогрева кровли и водостоков? Совместимость спецификаций 2.0 и 3.0 частично удовлетворена. Классификация и распиновка В описаниях и обозначениях в таблицах разъемов ЮСБ по умолчанию предполагается, что вид показан снаружи, с рабочей стороны.

Если представлен монтажный вид сбоку, это указывается в описании. На схеме изолирующие элементы разъема отмечены светло-серым цветом, металлические детали – темно-серым, выемки – белым.

Несмотря на то, что последовательная шина называется универсальной, она представлена ​​2-мя видами. Они выполняют различные функции и обеспечивают совместимость с современными устройствами. Тип A включает активные и силовые устройства (компьютер, хост), тип B – пассивное и подключенное оборудование (принтер, сканер). Все розетки и вилки шин второго поколения и 3.0 типа A предназначены для совместной работы. Разъем шины типа B третьего поколения больше, чем разъем типа B 2.0, поэтому устройство с универсальным разъемом шины типа B 2.0 подключается только с помощью кабеля USB 2.0.

Разъем в компьютере

Подключение внешнего оборудования с разъемами модификации 3.0 тип B осуществляется кабелями обоих типов. Разъемы Classic B не подходят для небольшого электронного оборудования. Подключение планшетов цифровой техники, мобильных телефонов осуществляется с помощью миниатюрных разъемов Mini-USB и их улучшенной модификации Micro-USB. Эти разъемы имеют уменьшенные размеры розетки и вилки. Последняя модификация разъемов ЮСБ – типа С. Такая конструкция имеет одинаковые разъемы на обоих концах кабеля, отличается более быстрой передачей данных и большей мощностью. Распиновка разъемов USB 2.0 типов A и BI. Классические разъемы содержат 4 типа контактов, в формате mini и micro – 5 контактов. Цвета проводов в кабеле USB 2.0:

+ 5В (VBUS красный), напряжение 5 В, максимальная сила тока 0,5 А, предназначены для питания; D- (белый) Data-; D + (зеленый) Data +; GND (черный), напряжение 0В, используется для заземления.

Классификация и распиновка

Разъемы вообще классифицируют по типам, их всего два:

• А – штекер, который подключается к «материнскому» разъему, установленному на материнской плате ПК или USB-концентратору. С помощью этого типа подключения подключаются USB-накопитель, клавиатура, мышь и т.д. Эти подключения полностью совместимы между начальной версией и вторым поколением. Совместимость с последней модификацией частичная, то есть устройства и кабели от предыдущих версий можно подключать к розеткам третьего поколения, но не наоборот.
  Разъемы типа А
• Б – вилка для подключения к розетке, установленной на периферийном устройстве, например, принтере. Размеры классического типа B не позволяют использовать его для подключения небольших устройств (например, планшетов, мобильных телефонов, цифровых фотоаппаратов и т.д.). Для исправления ситуации были приняты две небольшие стандартные модификации типа Б: мини и микро ЮСБ.

Обратите внимание, что такие конвекторы совместимы только между предыдущими модификациями.

Различные типы разъемов типа B

Кроме того, есть кабели-удлинители для портов этого интерфейса. На одном конце у них вилка типа А, а на втором – розетка для него, то есть, по сути, связь «мама – папа». Такие кабели могут быть очень полезны, например, для подключения флешки, не заходя под стол к системному блоку.

Удлинительный кабель USB

Теперь давайте посмотрим, как подключены контакты для каждого из перечисленных выше типов.

Функции «ножек» разъема micro-USB

Разъем micro-USB используется для зарядки небольших портативных энергозависимых устройств и синхронизации данных между ПК и гаджетами. У него пять ног. По разным сторонам корпуса разложены две «ножки»: одна положительная на 5В, другая отрицательная. Такое расположение снижает вероятность поломки.

Еще один контакт находится возле отрицательной «ножки», который легко сломается, если его по неосторожности подключить к двери. Если эта «ножка» будет повреждена, кабель работать не будет. Значок батареи может отображать процесс подключения, но фактическая зарядка невозможна. Чаще всего это повреждение приводит к тому, что гаджет не реагирует на подключение штекера.

Две оставшиеся «ноги» используются для обмена данными и синхронизации между устройствами. С их помощью можно выгружать и скачивать файлы с гаджета на ПК и наоборот, передавать видео и фото, аудио. Работа ведется синхронно. Если поврежден только один контакт, работа второго прекращается. Знание распиновки по цвету позволяет правильно спаять провода и возобновить работу вилки.

Распиновка usb 2.0 разъёма (типы A и B)

Поскольку вилки и розетки предыдущих версий 1.1 и 2.0 физически не отличаются друг от друга, мы покажем разводку последней.

Рисунок 6. Подключение вилки и розетки разъема типа A

Обозначение:

• Гнездо.
• Б – заглушка.
• 1 – питание +5,0 В.
• 2 и 3 сигнальных провода.
• 4 – масс.

На рисунке цвет контактов дан по цвету провода и соответствует принятой спецификации.

Теперь посмотрим на разводку классической розетки B.

Подключение вилки и розетки типа B

Обозначение:

• A – это вилка, которая подключается к розетке на периферийных устройствах.
• B – разъем на периферийном устройстве.
• 1 – силовой контакт (+5 В).
• 2 и 3 – сигнальные контакты.
• 4 – контакт заземляющего провода».

Цвета контактов соответствуют принятой расцветке проводов в кабеле.

Распиновка usb 3.0 (типы A и B)

В третьем поколении периферийные устройства подключаются через 10 (9, если нет плетеного экрана) соответственно количество контактов тоже увеличивается. Но они расположены таким образом, что к ним можно подключать устройства предыдущих поколений. То есть контакты +5.0 В, GND, D + и D- расположены как в предыдущей версии. Подключение к розетке типа А показано на рисунке ниже.

Рисунок 8. Распиновка разъема типа A в USB 3.0

Обозначение:

• Шип.
• Б – гнездо.
• 1, 2, 3, 4 – разъемы идеально соответствуют распиновке вилки для версии 2.0 (см. Б на рис. 6), цвета проводов тоже соответствуют.
• 5 (SS_TX-) и 6 (SS_TX +) разъемы для кабелей передачи данных SUPER_SPEED.
• 7 – масса (GND) сигнальных проводов.
• 8 (SS_RX-) и 9 (SS_RX +) разъемы для приема данных по протоколу SUPER_SPEED.

Цвета на изображении соответствуют общепринятым для этого стандарта.

Как уже говорилось выше, в розетку этого порта можно вставить предыдущий штекер, соответственно в этом случае пропускная способность снизится. Что касается вилки универсальной шины третьего поколения, то ее нельзя вставить в розетки раннего выпуска.

Теперь посмотрим на распиновку разъема типа B. В отличие от предыдущего типа, этот разъем несовместим с какими-либо вилками предыдущих версий.

Распиновка USB 3.0 типа B

Легенда:

A и B – это вилка и розетка соответственно.

Цифровые подписи для контактов соответствуют описанию на рисунке 8.

Цвет максимально приближен к цветовой маркировке проводов в кабеле.

Распиновка микро usb разъёма

Для начала представляем разводку для данной спецификации.

Жгут разъема Micro USB v 2.0

Как видно на фото, это 5-контактное соединение, и в вилке (A), и в розетке (B) задействовано четыре контакта. Их назначение и цифровое и цветовое обозначение соответствуют принятому стандарту, указанному выше.

Описание разъема micro USB для версии 3.0.

Для этого подключения используется 10-контактный разъем. Фактически он состоит из двух частей, по 5 контактов в каждой, и одна из них полностью соответствует предыдущей версии интерфейса. Эта реализация несколько сбивает с толку, особенно учитывая несовместимость этих типов. Вероятно, разработчики планировали сделать возможным работу с коннекторами первых изменений, но впоследствии отказались от этой идеи или еще не реализовали ее.

Распиновка MicroUSB 3.0

На рисунке показано расположение контактов вилки (A) и внешний вид гнезда (B) микро-ЮСБ.

Контакты с 1 по 5 полностью соответствуют микроконнектору второго поколения, назначение остальных контактов следующее:

• 6 и 7 – передача данных по высокоскоростному протоколу (SS_ТХ- и SS_ТХ + соответственно).
• 8 – масса для высокоскоростных информационных каналов.
• 9 и 10 – прием данных по высокоскоростному протоколу (SS_RX- и SS_RX + соответственно).

Распиновка мини USB

Этот вариант подключения используется только в предыдущих версиях интерфейса, в третьем поколении этот тип не используется.

Распиновка разъема mini USB

Как видите, разводка вилки и розетки практически идентична микро-ЮСБ, соответственно цветовая гамма проводов и номера контактов также совпадают. На самом деле различия только в форме и размере.

В этой статье мы упомянули только стандартные типы подключения, многие производители цифрового оборудования практикуют внедрение собственных стандартов, там можно найти разъемы на 7 контактов, 8 контактов и так далее. Это вносит определенные трудности, особенно когда возникает вопрос о поиске зарядного устройства для мобильного телефона. Также следует отметить, что производители столь «эксклюзивной» продукции не спешат рассказывать, как сделана распиновка USB в таких контакторах. Но, как правило, эту информацию легко найти на тематических форумах.

В чем заключаются преимущества универсальной последовательной шины?

Внедрение этого способа подключения позволило:

• Быстро подключайте к компьютеру различные периферийные устройства, от клавиатуры до внешних жестких дисков.
• В нем полностью используется технология Plug & Play, которая упростила подключение и настройку периферийных устройств.
• Отказ от ряда устаревших интерфейсов, положительно сказавшихся на функциональности компьютерных систем.
• Шина позволяет не только передавать данные, но и обеспечивать питание подключенных устройств с ограничением тока нагрузки 0,5 и 0,9 А для старого и нового поколения. Это дало возможность использовать USB для зарядки телефонов, а также для подключения различных гаджетов (мини-вентиляторы, фонари и так далее).
• стало возможным изготовление мобильных контроллеров, например, сетевой карты RJ-45 USB, электронных ключей для входа и выхода из системы

Особенности

Несомненными достоинствами интерфейса, помимо возможности обмена данными в едином формате, являются: возможность переподключения устройства без перезагрузки компьютера (горячая замена); питание от USB-разъема нескольких гаджетов одновременно. Эти свойства позволили значительно сократить количество слотов PCI на материнской плате, которые ранее использовались для подключения внешних периферийных устройств.

Все интерфейсы USB обратно совместимы с предыдущими поколениями спецификаций.

Разработчики

Интерфейс USB – плод совместных усилий многих разработчиков на протяжении многих лет. Изначально он был создан некоммерческим форумом разработчиков USB. В дальнейшем развитии и продвижении в массы принимали участие такие известные бренды: Compaq, IBM, Intel, Philips, NEC, DEC, Microsoft, US Robotics, Nortel и др.