желтый usb порт что это

Зачем нужен USB порт жёлтого цвета

В компьютерах, ноутбуках и неттопах всё чаще встречаются жёлтые и оранжевые USB разъемы. Порты с такими цветами объединяет одна полезная особенность — они остаются активными, даже если устройство выключено или находится в спящем режиме.

Это позволяет в любое время заряжать от него другие устройства. Например, в дороге можно подзарядить смартфон от ноутбука, не вынимая его из сумки. Да и в домашних условиях такая фишка может пригодиться.

Сам USB-порт может быть типа 2.0 или 3.0. По цвету это определить нельзя, но если требуется, то обращайте внимание на маркировку. У третьего поколения рядом должно быть обозначение в виде двух букв «SS» (Super Speed).

Число 10 рядом с «SS» обозначает поддержку скорости передачи до 10 Гбит/с.

Знак молнии и батареи

Кроме жёлтого цвета, признаком зарядного разъёма может являться знак молнии или батареи. Окрас в конкретный цвет не обязателен, так как не входит в специфкацию стандарта.

Красный USB

Красный цвет означает, что это интерфейс повышенной силы тока — до 1.8 Ампера при стандартном напряжении 5 Вольт. Также можно сказать что это минимум 3 поколение.

Чем выше сила тока, тем больше устройств можно запитать от одного USB порта при подключении разветвителя. Также отпадает необходимость в использовании внешнего питания для некоторых устройств. Например, переносных жёстких дисков.

Источник

Что нужно знать про USB: разнообразие коннекторов и стандартов

Современный мир сложно представить без огромного числа устройств, которые отличаются и форматом, и предназначением. Настольные компьютеры и портативные ноутбуки, универсальные планшеты и смартфоны, которые всегда с собой, современные беспроводные наушники, а еще портативные аккумуляторы и умные часы. Практически каждый такой гаджет в том или ином виде использует интерфейс USB. Он прошел длинный эволюционный путь и подстроился под размер и нужды целого зоопарка из девайсов, которые находятся в обиходе современного пользователя. Этот материал поможет разобраться в его разнообразии.

Краткое введение в историю популярной технологии USB

Нет, технологию USB точно нельзя назвать совершенной. Тем не менее, именно она стала достойной альтернативой для огромного числа интерфейсов, с которыми пользователи вряд ли снова всерьез столкнутся в обозримом будущем. Развитие USB шло постепенно и почти за четверть века породило огромное число несовместимых между собой коннекторов с разной скоростью передачи данных. Альтернативой для всех них в ближайшем будущем станет актуальный USB Type-C. Тем не менее, сначала отправим читателя в прошлое — в те «светлые» времена, когда про USB настоящие «техногики» могли только мечтать.

Почти каждый, кто начал пользоваться современной компьютерной техникой около десяти лет тому назад, даже не задумывается о временах, когда USB еще не было. Тогда для подключения мыши мог использоваться PS/2 или последовательный порт. Клавиатура требовала наличие PS/2, Apple Desktop Bus или порта DIN. Принтеры и сканеры предпочитали большие параллельные порты или SCSI. Для контроллеров использовали специальные игровые порты, которые были также совместимы с профессиональными звуковыми картами. Учитывая, что для большинства таких интерфейсов нужны были отдельные платы, проблема налицо.

Собственно, решением и должен был стать стандарт USB, официальным днем рождения которого считают 15 ноября 1995-го. Его развитие поддерживали компании Intel, Microsoft, Philips, US Robotics и другие. Они хотели упростить подключение к компьютеру самых разных устройств, среди которых и телефоны, которые до USB вообще не могли передавать через провода голос в цифровом формате. Более того, целью создания USB также было увеличение ассортимента устройств, которые можно было использовать вместе с компьютером. Собственно, «шалость удалась», и со всем этим формат удачно справился.

Разъем и коннектор USB

Предварительная версия USB 0.7 была выпущена в ноябре 1994-го, USB 0.8 запустили в декабре этого же года, а USB 0.9 — в апреле 1995-го. Предварительную USB 0.99 показали уже в августе, а USB 1.0 Release Candidate вышла в ноябре 1995 года. Многие наивно полагают, что активное участие во внедрении первых USB приняла компания Apple. Тем не менее, она пришла к этому интерфейсу отнюдь не сразу. Дело в том, что первоначально она отдавала предпочтение технологии FireWire, которая использовалась в ранних iPod. Но и она отказалась от нее в пользу более перспективного решения, которое набирало популярность.

Сертификацией новых стандартов и коннекторов USB занималась и продолжает заниматься некоммерческая организация USB Implementers Forum (USB-IF). Она объединяет разработчиков и производителей, которые используют технологию USB. Главная цель этой компании заключается в продолжении принципов интерфейса: сохранение направления на унификацию разъемов и кабелей, управление необходимым потреблением энергии, использование утвержденных протоколов для передачи данных, унификация набора функциональных возможностей и драйверов для всех гаджетов с поддержкой USB.

Стандарты передачи данных USB с прицелом на скорость

Начать нужно с того, что у технологии USB есть два основных нюанса, на которые нужно обращать внимание в первую очередь. Первый — стандарт передачи данных, который обозначается цифрой возле названия USB: USB 1.0 и USB 1.1, USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1 и USB 3.2, USB4. Второй — тип коннектора, который используется для подключения и обозначается буквой после слова Type через дефис: Type-A, Type-B, Type-C. Для коннекторов также можно использовать сокращения вроде USB-A, USB-B, USB-C — более того, они могут быть в форматах Mini и Micro. Сначала о стандартах, которые, в первую очередь, отвечают за скорость.

USB 1.0 (USB 1.1). Первый официальный стандарт USB увидел свет 15 января 1996-го. Он умел работать в двух режимах: с низкой пропускной способностью (Low-Speed) на скорости до 1,5 Мбит/с и высокой пропускной способностью (Full-Speed) — до 12 Мбит/с. Максимальная длина кабеля с использованием экранирования и высокой пропускной способности могла составлять 5 м. К одному USB 1.0 теоретически можно было одновременно подключить до 127 устройств, и они могли работать на разной скорости. Действительно массовым же стал стандарт USB 1.1, который с учетом ошибок выпустили в сентябре 1998-го.

Интересно, что USB 1.0 работал с напряжением 5 В и силой тока 0,5 А. Его мощность равна их произведению — 2,5 Вт. На фоне зарядки на 96 Вт, которая поставляется вместе с 16-дюймовым MacBook Pro 2019 года, это значение кажется критически малым. Тем не менее, оно вполне сравнимо с 5 Вт в стандартном блоке питания для смартфонов, который Apple кладет даже в комплект поставки iPhone 11. По большому счету, все, что выше 2,5 Вт в USB 1.0, можно считать быстрой зарядкой гаджетов, которая не будет рассматриваться в данном материале. Чтобы не растягивать его, все подробности про нее мы разложили по полочкам

Сертификация USB High-Speed

USB 2.0. На рубеже тысячелетий стало понятно, что USB 1.0 работает слишком медленно. На этом настаивали Hewlett-Packard, Intel, Lucent (Alcatel-Lucent), Microsoft, NEC, Philips и другие компании. Именно поэтому в апреле 2000 года появилась спецификация USB 2.0, которая кроме Low-Speed и Full-Speed также получила возможность работы с режимом High-Speed на скорости до 480 Мбит/с. Первый отлично подходил для мышек и клавиатур, второй использовали для мультимедийных гаджетов, а третий применялся для устройств хранения данных — например, флешек. USB 2.0 обратно совместим с USB 1.0 и USB 1.1 без High-Speed.

Сертификация USB SuperSpeed

USB 3.0 (USB 3.1, USB 3.2). До появления USB 3.0 в 2008 году технология USB фактически положила на лопатки практически всех конкурентов. Тем не менее, к этому времени взвыли производители внешних дисков, которые уперлись в потолок USB 2.0 по скорости и максимальной мощности. Именно для них появился новый режим передачи данных под названием SuperSpeed — 5 Гбит/с. В 2013 году с выходом USB 3.1 прежний USB 3.0 начали называть USB 3.1 Gen 1 — также появился USB 3.1 Gen 2 с поддержкой SuperSpeed+ на скорости 10 Гбит/с. USB 3.2 представили в 2017-м, и его смогли разогнать до 20 Гбит/с (SuperSpeed++).

Сертификация USB SuperSpeed+

USB4. 29 августа 2019 года миру показали новый стандарт USB4 — именно слитно, без пробела между названием технологии и цифрой. Новый протокол передачи данных увеличивает ее скорость до 40 Гбит/с. Его можно использовать даже с коннекторами старого образца вроде USB-A и USB-B, но настолько быстро обмениваться данными получится только при использовании поддерживаемых кабелей USB-С. Тем не менее, о массовости стандарта USB4 говорить еще очень рано. Пока производители активно используют USB 3.2, а Apple в своих смартфонах вообще зациклилась на USB 2.0 и никак не исправляется.

Полноразмерные коннекторы USB, которых пока большинство

Когда разговор заходит о полноразмерных коннекторах USB, большинство представляет себе только USB Type-A или USB-A. В этом нет ничего удивительного, ведь он распространен сильнее всех остальных. Именно USB-A до сих пор используется во многих компьютерах, ноутбуках, внешних аккумуляторах и других устройствах.

Чисто технически он может отличаться, в зависимости от используемого стандарта передачи данных. Тем не менее, он считается обратно совместимым — например, флешка USB 2.0 Type-A без проблем заработает, если ее воткнуть в USB 3.0 Type-A в компьютере. Но кроме USB-A есть еще, как минимум, USB-В.

Что нужно знать про USB: разнообразие коннекторов и стандартов

USB-A. Главное преимущество данного коннектора кроется в его распространенности. Несмотря на то, что сегодня от него уже начинают отказываться, он все еще доминирует на рынке современной пользовательской электроники. В числе его недостатков громоздкость и ассиметричность. При использовании стандартов USB 1.0, USB 1.1 и USB 2.0 в нем используется четыре контакта: пара для передачи данных и пара для питания (один — земля). В USB 3.0 и выше используется пять дополнительных контактов: четыре для передачи данных и один для земли. Благодаря этому скорость SuperSpeed и становится возможной.

USB-B. Данный интерфейс чаще всего используется в различном периферийном оборудовании: принтерах, сканерах и даже USB-микрофонах. Порты для него не устанавливаются в современные компьютеры, и для подключения к ним оборудования чаще всего используются кабели USB-A на USB-B. У обычного кабеля USB Type-B также четыре контакта: пара для передачи данных и пара для питания (один — земля). Обычный USB-B работает только с протоколом передачи данных USB 1.0, USB 1.1 и USB 2.0. Для использования USB 3.0 и выше нужен видоизмененный интерфейс, о котором дальше.

USB-B 3.0. Очередной ассиметричный коннектор USB, который работает с протоколом передачи данных USB 3.0 и выше. В предназначенный для него интерфейс можно установить и обычный кабель USB-B, но он будет работать на скорости не выше USB 2.0 — High-Speed. Чтобы достичь SuperSpeed и выше, порт и коннектор должны подходить USB-B 3.0 по форме и характеристикам. Кроме четырех стандартных коннекторов здесь также используется пять дополнительных контактов: четыре для передачи данных и один для земли. Благодаря им открывается доступ к скорости 5 Гбит/с и выше.

Mini-коннекторы USB, которые успели отойти на второй план

С ростом популярности и распространенности мобильных устройств разного типа начали появляться кабели с Mini-коннекторами USB на одной стороне и полноразмерными USB-A на второй. Они стали логическим продолжением «шнурков» USB-B на USB-A, которые уже активно использовались для подключения к компьютерам периферии.

Интерфейсы уменьшенных размеров начали появляться в цифровых фотоаппаратах, смартфонах, видеорегистраторах и других аналогичных по габаритам гаджетах. Именно формат Mini стал прообразом сначала для Micro, а потом и для актуального на сегодняшний день коннектора USB-C.

Коннектор USB-A формата Mini

USB-A. Первый миниатюрный коннектор USB, который использует для своей работы набор из пяти контактов: пара для передачи данных и пара для питания (один — земля), а также один, предназначенный для определения конца кабеля (он необходим для работы USB OTG, информация о котором будет дальше по тексту). Найти такой не в самой старой электронике сегодня уже достаточно сложно. Формат Mini сегодня еще продолжает существовать в формате USB-B, который слабо отличается от USB-A чисто технически. Да что там, они даже внешне достаточно похожи.

Коннектор USB-B формата Mini

USB-B. Как и USB-A формата Mini, USB-B также работает на базе набора из пяти контактов: пара для передачи данных и пара для питания (один — земля), а также один, предназначенный для определения конца кабеля (USB OTG). Что интересно, в качестве порта для такого кабеля может использоваться как специальный USB-B формата Mini, так и универсальный формата Mini-AB. В такой также получится вставить миниатюрный коннектор стандарта USB-A. Это один из первых шагов в развитии USB, предназначенный для универсализации возможностей подключения — небольшая предпосылка к последующему выходу USB-C.

USB-B 3.0. Чтобы добиться увеличения скорости передачи данных до уровня SuperSpeed, а это 5 Гбит/с, в USB-B 3.0 формата Mini используется увеличенный вдвое набор контактов. Это хорошо видно даже просто визуально. У обычного USB-B формата Mini контакты располагаются только на одной части на внутренней стороне коннектора, а вот при использовании стандартна передачи данных USB 3.0 такой же набор есть и в зеркальном отражении. Кабель USB-B 3.0 формата Mini можно установить и в разъем стандарта 2.0, но использовать возможности SuperSpeed при этом не получится.

Micro-коннекторы USB, многие из которых до сих пор в ходу

Одним из следующих шагов в развитии современных мобильных устройств стало уменьшение размеров коннекторов, которые использовались для их зарядки и обмена данными. Это стало причиной рождения USB формата Micro, который прошел сертификацию 4 января 2007 года.

Такие миниатюрные порты и кабели используются до сих пор — даже спустя более десяти лет после появления на свет. Основной претензией к ним сегодня остается именно ассиметричность — невозможность подключения любой из сторон. Скорость работы и другие технические параметры в общем списке только после этого.

USB-A. Как и коннекторы формата Mini, каждый из кабелей с приставкой Micro использует пять контактов: пара для передачи данных и пара для питания (один — земля), а также один, предназначенный для определения конца кабеля (USB OTG). В данном случае USB-A поддерживает только три варианта скорости передачи данных: Low-Speed (1,5 Мбит/с), Full-Speed (12 Мбит/с) и High-Speed (480 Мбит/с). Коннектор USB-A формата Micro сейчас достаточно сложно встретить в более-менее современных устройствах. Куда большее распространение получил миниатюрный USB-B, который лучше всего знаком под именем Micro-USB.

USB-B. Да, если практически в любом интернет-магазине установить фильтр по кабелям с пометкой Micro-USB, он покажет именно «шнурки» с коннектором USB-B. До начала массового распространения USB-C с таким выпускались практически все смартфоны под управлением операционной системы Android. Его же использовали в наушниках, внешних аккумуляторах, фотоаппаратах и многих других гаджетах. Чисто технически он идентичен USB-A в формате Micro. У него такие же пять контактов: пара для передачи данных и пара для питания (один — земля), а также один, предназначенный для определения конца кабеля (USB OTG).

Коннектор USB-B 3.0 формата Micro

USB-B 3.0. Если у вас завалялся не самый свежий внешний диск, велика вероятность, что в комплекте с ним идет кабель именно с таким коннектором на одном из концов. Он дает возможность передавать данные между накопителем и компьютером на скорости SuperSpeed и выше, а это, как минимум, 5 Гбит/с. Такой скорости вполне достаточно даже для использования операционной системы и всего сопутствующего софта с внешнего накопителя. В порт USB-B 3.0 формата Micro можно вставить коннектор Micro-USB, но тогда скорость будет ограничена предписаниями стандарта USB 2.0.

Экзотические USB и неожиданный Lightning в их числе

Mini4A и Mini4B, Mini5A и Mini5B, Mini8M и Mini8P, а также Mini-TDK — это только некоторые из экзотических коннекторов USB, которые крайне редко устанавливаются в пользовательскую электронику. Тем не менее, есть и один куда более распространенный.

Речь про Lightning, который Apple использует в своих смартфонах, начиная с iPhone 5 из сентября 2012 года. Его главное преимущество кроется в симметричной конструкции, которая дает возможность устанавливать коннектор в порт любой из сторон.

Да, Lightning — это не сертифицированный коннектор из семейства USB, но он работает по его принципам. У него достаточно много контактов — по восемь штук с каждой из сторон. Тем не менее, сегодня он работает на скоростях, сравнимых с USB 2.0. Именно поэтому к нему сегодня столько претензий. По большому счету, главная роль кабеля на сегодняшний день — быстрая передача данных: гигабайты собственных видеороликов в 4K, внушительные фотоархивы, фильмы и многое другое. Все это на iPhone и обратно сегодня сбрасывается мучительно долго.

Новый универсальный симметричный формат USB-C

Когда по поводу USB Type-C только начали появляться первые слухи, многие активно шутили по поводу релиза очередного типа USB. Они смеялись, что USB Implementers Forum создала десяток коннекторов и хочет заменить их одним универсальным, но на практике просто прибавит еще один к их «зоопарку». Скорее всего, примерно так это и случилось бы. Тем не менее, на распространение USB-C сильно повлияла агрессивно-инновационная политика компания Apple. В 2015 году она выпустила 12-дюймовый MacBook с одним портом Type-C и никакие другие кроме 3,5-мм аудиовыхода в ноутбуках до сих пор не использует.

Коннектор USB-C прошел сертификацию почти сразу после презентации стандарта передачи данных USB 3.1 — в августе 2014-го. Type-C создан для замены Type-A и Type-B как в полноразмерном варианте, так и в форматах Mini и Micro. Несмотря на схожие с привычным Micro-USB габариты, у него целых 24 контакта: шесть пар для передачи данных, четыре пары для питания и заземления, и две пары вспомогательных. Но нужно понимать, что использование USB-C не гарантирует поддержку USB 3.1 и выше. Как и любой другой коннектор, он может работать и с более скромными скоростями.

USB Type-C — действительно универсальный тип коннектора, который может передавать сигналы не только по протоколам USB. Он также способен работать в альтернативных режимах: в формате DisplayPort, в стандарте Mobile High-Definition Link (что-то среднее между HDMI и Micro-USB), в роли Thunderbolt (вплоть до высокоскоростной третьей версии), а также в традиционном понимании HDMI. Именно все это и дало той же Apple возможность избавиться от любых других портов в своих ноутбуках — любой кабель к ним получится подключить или напрямую, или через переходник. Тем не менее, для использования альтернативных режимов, кабель и порт должны их поддерживать.

Только USB-C полноценно раскрывает возможности и скорости USB 3.1 и USB 3.2, а также USB4. Именно за данным типом коннектора будущее во всех возможных направлениях. Реального смысла развивать другие типы подключения, когда есть один универсальный, больше нет.

Даже Apple уже перешла на Type-C в актуальных моделях iPad Pro и, скорее всего, сделает это же с iPhone в 2020 или 2021 году. Любой современный девайс уже оборудован USB-C, и только по наличию данного порта можно судить про качество и технологичность гаджета, который буквально только что попал в руки.

Интересные вопросы про технологию USB и ответы на них

Какие особенности у Inter-Chip USB? Это специальный стандарт, который используется для передачи данных внутри устройства. В таком случае для этого не нужны физические коннекторы, а также возможность ручного выбора скорости обмена информацией.

Что такое Media Agnostic USB? Эту штуку представили в 2013 году. С помощью нее протокол передачи данных USB можно встроить в уже существующие на рынке каналы связи — например, в WiFi. Это должно значительно расширить возможности использования USB в разных сферах.

Зачем нужны оптические кабели USB 3.0? Обычные кабели USB ограничены длиной 3–5 метров. Но в 2013 году миру показали варианты с использованием оптического волокна, которые могут работать на расстоянии до 100 метров. Вот только зарядка по ним, к сожалению, не идет.

Какие альтернативы для USB были и существуют на рынке

Когда технология USB уже заняла лидирующие позиции на рынке, ее господство тут же взялись оспаривать. Конкуренты даже добились некоторого успеха за счет закрытия вопросов, для которых USB было невозможно использовать. Но в итоге все они проиграли битву за лидерство.

Одним из соперников USB был формат FireWire, который также известен под именем IEEE 1394. Его с конца 90-х вплоть до начала 2010-го использовала преимущественно компания Apple. Главным плюсом данного решения была скорость передачи данных, которая обычно перегоняла USB чуть ли не в десяток раз. Более того, даже ранние варианты FireWire умели передавать данные одновременно в двух направлениях — у USB ничего подобного не было. Тем не менее, FireWire был куда дороже главного конкурента, поэтому от него постепенно отказались и в Apple, и сегодня формат почти не развивается.

Отдельного внимание также заслуживает Thunderbolt, который также ассоциируется с компанией Apple. Он всегда характеризовался высокой скоростью передачи данных, но в итоге стал отдельным режимом для коннектора USB-C, поэтому в качестве отдельного формата рассматривать его больше нет смысла.

Подводя итоги: перспективы развития технологии USB

Не так давно инсайдеры заговорили, что Apple может полностью избавиться от проводного подключения своих смартфонов уже в 2021 году. С одной стороны, полностью беспроводной смартфон — сказка и мечта. С другой стороны, стабильно быстрая передача данных, а также устранение неисправностей гаджетов неизбежно требуют проводное подключение. Тем не менее, очевидно, что в будущем от кабелей в любом виде человечество все-таки избавится. Их заменят беспроводные протоколы — наследники USB, Wi-Fi, Bluetooth и других технологий. Но когда этот момент настанет — вот это большой вопрос.

А вы какими usb отдаете предпочтение? Говорится о флешке, токсть с каким типом и версией usb вы отдаете предпочтение или вы не смотрите на версию и вам главное ценник?

Источник

Как сделать распиновку USB?

Виды разъемов USB

Аббревиатура «USB» несет сокращенное обозначение, которое в целостном виде читается как «Universal Series Bus» – универсальная последовательная шина, благодаря применению которой осуществляется высокоскоростной обмен цифровыми данными.

Универсальность USB интерфейса отмечается:

Какова же структура USB интерфейса, и какие существуют виды ЮСБ технологических разъемов в современном мире электроники? Попробуем разобраться.

Технологическая структура интерфейса USB 2.0

Разъемы, относящиеся к изделиям, входящим в группу спецификаций 1.х – 2.0 (созданные до 2001 года), подключаются на четырехжильный электрический кабель, где два проводника являются питающими и ещё два – передающими данные.

Также в спецификациях 1.х – 2.0 распайка служебных ЮСБ разъемов предполагает подключение экранирующей оплётки – по сути, пятого проводника.

Так выглядит физическое исполнение нормальных разъёмов USB, относящихся ко второй спецификации. Слева указаны исполнения типа «папа», справа указаны исполнения типа «мама» и соответствующая обоим вариантам распиновка

Существующие исполнения соединителей универсальной последовательной шины отмеченных спецификаций представлены тремя вариантами:

Разница всех трёх видов изделий заключается в конструкторском подходе. Если нормальные разъемы предназначены для использования на стационарной технике, соединители «мини» и «микро» сделаны под применение в мобильных устройствах.

Так выглядит физическое исполнение разъемов второй спецификации из серии «мини» и, соответственно, метки для разъемов Mini USB – так называемой распиновки, опираясь на которую, пользователь выполняет кабель-соединение

Поэтому два последних вида характеризуются миниатюрным исполнением и несколько измененной формой разъема.

Таблица распиновки стандартных соединителей типа «А» и «В»

Наряду с исполнением разъемов типа «мини-А» и «мини-В», а также разъемов типа «микро-А» и «микро-В», существуют модификации соединителей типа «мини-АВ» и «микро-АВ».

Отличительная черта таких конструкций – исполнение распайки проводников ЮСБ на 10-пиновой контактной площадке. Однако на практике подобные соединители применяются редко.

Таблица распиновки интерфейса Micro USB и Mini USB соединителей типа «А» и «В»

Технологическая структура интерфейсов USB 3.х

Между тем совершенствование цифровой аппаратуры уже к моменту 2008 года привело к моральному старению спецификаций 1.х – 2.0.

Эти виды интерфейса не позволяли подключение новой аппаратуры, к примеру, внешних жестких дисков, с таким расчётом, чтобы обеспечивалась более высокая (больше 480 Мбит/сек) скорость передачи данных.

Соответственно, на свет появился совершенно иной интерфейс, помеченный спецификацией 3.0. Разработка новой спецификации характеризуется не только повышенной скоростью, но также дает увеличенную силу тока – 900 мА против 500 мА для USB 2/0.

Понятно, что появление таких разъемов обеспечило обслуживание большего числа устройств, часть из которых может питаться напрямую от интерфейса универсальной последовательной шины.

Модификация коннекторов USB 3.0 разного типа: 1 – исполнение «mini» типа «B»; 2 – стандартное изделие типа «A»; 3 – разработка серии «micro» типа «B»; 4 – стандартное исполнение типа «C»

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

Чтобы иметь возможность передавать сигналы с более высокой скоростью, разработчики конструкций третьей версии оснастили дополнительно четырьмя линиями данных и одной линией нулевого контактного провода. Дополненные контактные пины располагаются в отдельным ряду.

Таблица обозначения пинов разъемов третьей версии под распайку кабеля ЮСБ

Между тем использование интерфейса USB 3.0, в частности серии «А», проявилось серьёзным недостатком в конструкторском плане. Соединитель обладает ассиметричной формой, но при этом не указывается конкретно позиция подключения.

Разработчикам пришлось заняться модернизацией конструкции, в результате чего в 2013 году в распоряжении пользователей появился вариант USB-C.

Модернизированное исполнение разъема USB 3.1

Конструкция этого типа разъема предполагает дублирование рабочих проводников по обеим сторонам штепселя. Также на интерфейсе имеются несколько резервных линий.

Этот тип соединителя нашел широкое применение в современной мобильной цифровой технике.

Расположение контактов (пинов) для интерфейса типа USB-C, относящегося к серии третьей спецификации соединителей, предназначенных под коммуникации различной цифровой техники

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

Конструкция соединителя выполнена в компактном исполнении и обеспечивает симметричность соединения, допуская вставку разъема в любом положении.

Таблица распиновки, соответствующая спецификации 3.1 (USB-C)

Следующий уровень спецификации USB 3.2

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

Согласно имеющимся сведениям, скоростные характеристики интерфейса типа USB 3.2 обещают вдвое большие параметры, чем способна дать предыдущая конструкция.

Достичь таких параметров разработчикам удалось путем внедрения многополосных каналов, через которые осуществляется передача на скоростях 5 и 10 Гбит/сек, соответственно.

Подобно «Thunderbolt», USB 3.2 использует несколько полос для достижения общей пропускной способности, вместо того, чтобы пытаться синхронизировать и запускать один канал дважды

Кстати следует отметить, что совместимость перспективного интерфейса с уже существующим USB-C поддерживается полностью, так как разъем «Type-C» (как уже отмечалось) наделен резервными контактами (пинами), обеспечивающими многополосную передачу сигналов.

Особенности распайки кабеля на контактах разъемов

Какими-то особыми технологическими нюансами пайка проводников кабеля на контактных площадках соединителей не отмечается. Главное в таком процессе – обеспечение соответствия цвета предварительно защищенных от изоляции проводников кабеля конкретному контакту (пину).

Цветовая маркировка проводников внутри кабельной сборки, используемой для USB интерфейсов. Сверху вниз показана, соответственно, цветовая раскраска проводников кабелей под спецификации 2.0, 3.0 и 3.1

Также, если осуществляется распайка модификаций устаревших версий, следует учитывать конфигурацию соединителей, так называемых – «папа» и «мама».

Проводник, запаянный на контакте «папы» должен соответствовать пайке на контакте «мамы». Взять, к примеру, вариант распайки кабеля по контактам USB 2.0.

Используемые в этом варианте четыре рабочих проводника, как правило, обозначены четырьмя разными цветами:

Соответственно, каждый проводник подпаивается на контактную площадку, отмеченную спецификацией разъема аналогичной расцветки. Такой подход существенно облегчает работу электронщика, исключает возможные ошибки в процессе распайки.

Аналогичная технология пайки применяется и к разъемам других серий. Единственное отличие в таких случаях – большее число проводников, которые приходится паять. Чтобы упростить себе работу, удобно использовать специнструмент – надежный паяльник для пайки проводов в домашних условиях и стриппер для снятия изоляции с концов жил.

Независимо от конфигурации соединителей, всегда используется пайка проводника экрана. Этот проводник запаивается к соответствующему контакту на разъеме, Shield – защитный экран.

Нередки случаи игнорирования защитного экрана, когда «специалисты» не видят смысла в этом проводнике. Однако отсутствие экрана резко снижает характеристики кабеля USB.

Поэтому неудивительно, когда при значительной длине кабеля без экрана пользователь получает проблемы в виде помех.

Распайка соединителя двумя проводниками под организацию линии питания для устройства донора. На практике используются разные варианты распаек, основываясь на технических потребностях

Распаивать кабель USB допускается разными вариантами, в зависимости от конфигурации линий порта на конкретном устройстве.

К примеру, чтобы соединить одно устройство с другим с целью получения только напряжения питания (5В), достаточно спаять на соответствующих пинах (контактах) всего две линии.

Цвета проводов USB-кабеля

Распиновку кабелей стоит рассматривать в разрезе спецификаций. Так как форм-фактор особого значения не имеет, а небольшие изменения отражаются в самой спецификации, то 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, обозначаемые обычно «D+» и «D-». Внутри имеют зелёный, белый или золотой цвет. Для подачи питания используется красный или оранжевый провод. «Земля» обычно синяя или чёрная.

Цвета в версиях micro или mini чаще всего не меняются. Но в них присутствует пятый контакт, который определяет, в качестве чего подключено устройство — хост или периферия. Физически провод отсутствует, есть лишь контакт, который, в зависимости от типа «А» или «B», либо подключен к «земле», либо 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 контакта, пришедших из USB 2.0, имеют ту же раскраску: питание — красный, данные — белый и зелёный, «земля» — чёрный. Также здесь есть ещё одна «земля»,

не имеющая расцветки, использующая просто металлический провод. Высокоскоростную передачу данных осуществляют 4 провода — два на приём, два на передачу. Обычно они раскрашены в жёлтый, синий, фиолетовый и оранжевый цвет. В версиях «B» micro есть дополнительный контакт, который, по аналогии с 2.0, обозначает подключение типа хост-периферия.

Распиновка USB 3.1 тип «C»
ФОТО: droidov.com

USB 3.1 для типа «C» регламентирует 24 контакта по 12 с каждой стороны, чем, собственно, и достигается зеркальность интерфейса. В центре разъёма два контакта 6 и 7 приходят из USB 2.0 – это передача и приём данных, они обозначаются белым и зелёным. Существуют для совместимости со старыми версиями устройств. Контакт №5 конфигурационный. Он нужен для определения состояния подключения (отключения), также он вычисляет необходимые для работы устройства ток и напряжение. Восьмой контакт — дополнительный канал, используется в редких случаях для передачи некоторого типа данных, например, звука. Контакты 4 и 9 — линии питания, обозначаются так же, как и в 2.0 — красным цветом. Контакты 2, 3, 10 и 11 — это и есть USB 3.1. Это каналы передачи данных на высокой скорости. Цвета жёстко стандартом не заданы, поэтому могут быть любыми. По краям, на контактах 1, 12 расположилась «земля».

Распиновка USB-разъемов

Микро USB

Распиновку у Micro USB см. в таблице выше (Mini USB)

USB 3.0

USB Type-C (USB 3.1)

Характеристики USB

Параметры USB улучшались с ростом популярности у пользователей. Вместе с увеличением производительности компьютерной техники постепенно повышались и требования к качеству передачи информации. Для удовлетворения возрастающих потребностей разрабатывались обновленные спецификации USB от версии 1.1 до 3.2 Gen2x2.

USB1.1

USB1.1 массово использовался для оснащения компьютерных устройств до апреля 2000 г. Его базовые свойства приводили в восторг многих пользователей. Рассмотрим их поподробнее, для одного подключаемого устройства (если не указано иного):

В режиме низкой скорости обычно подключали: компьютерные мышки, клавиатуры, модемы, джойстики, в высокоскоростном: автоматические телефонные станции, лазерные и струйные принтеры, внешние жесткие диски, видеокамеры.

USB2.0

Наиболее распространенным, в настоящее время, из-за своей простоты и дешевизны является высокоскоростной 2.0. В этот стандарт, по сравнению с предшественником, был добавлен новый параметр «High-Speed». С ним скорость обмена данными увеличивалась до 480 Мбит/с, при этом другие характеристики не изменились. Для выделения этой особенности был придуман специальный логотип «Hi-Speed».

USB3.0

В 2008 году разработчики представили миру новую спецификацию — USB3.0. Скоростной режим у неё значительно вырос и составил 5 Гбит/с (SuperSpeed). Максимальный потребляемый ток для устройств повысился до 900 мА. Для повышения производительности в этот стандарт добавлено еще 5 контактов, которые размещены в разъеме отдельно. В последующем (с 31 июля 2013 г.) создали новые USB3.1: до 5 Гбит/с (SuperSpeed); 3.2 до 10 Гбит/с (SuperSpeed+).

На базе архитектуры USB3.0 в 2013 г. появились в продаже оптические кабели, способные передавать данные на скорости до 1 ГБ/с и расстоянии до 100 м. Однако подача питания до оконечных устройств по ним невозможна.

22 сентября 2017 г. на рынок выведена USB3.2 с заявленной пропускной способностью (с использованием двухполосной передачи через разъем Type-C) до 10 Гбит/с (SuperSpeed) и 20 Гбит/с (SuperSpeed+). Она стала последней версией в спецификации 3.x. Первые коммерческие продукты, с её применением, появись в России уже в начале 2020 г.

USB3.2 только начинают встречаться в продаже. Несмотря на это, уже с 2019 года в сети можно найти данные о спецификации нового интерфейса USB4. Для него заявленный предельный скоростным режимом составляет 40 Гбит/с.

Функции «ножек» разъема micro USB

Напоследок стоит рассмотреть, как шнур для зарядки телефона. Это поможет при ремонте или диагностике поломок.

Начать стоит с плюсового «красного» контакта. По нему «перетекает» электричество при зарядке телефона или подключении к компьютеру. В первом случае они могут передавать до 0,5 ампер в час во втором поколении. При подключении к компьютеру их пропускная способность ограничивается 0,25 амперами в час. Поэтому зарядка происходит намного медленнее.

Минусового контакта здесь, как такового, нет. Вместо него используется земля-GND. Ломается он достаточно редко, а даже при его поломке эту функцию берет на себя корпус, так как он тоже заземлен.

Около контакта заземления расположен неактивный контакт, предназначенный для OTG. Тем не менее, при его повреждении кабель работать не будет, так как он выполняет экранирующую функцию. Причем на экране телефона может отображаться процесс зарядки, которой не происходит! Но чаще всего провод просто не заряжает устройство.

Две оставшихся контакта отведены для передачи данных. Через них USB отправляет данные. Они обозначаются Data+ и Data-. При поломке одного, не работает второй, ведь они также подчиняются закону о разности потенциалов.

На плате дорожки от них идут напрямую к микросхеме памяти, а «информационные электроны» заполняют необходимые ячейки. Работают в обе стороны: могут передавать данные на компьютер или принимать с него.

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

Ножка GND Drain, зачастую, никакой функции не выполняет. «Сигнальная земля» зачастую соединена напрямую с общим контактом и не разведена. В остальных случаях она выполняет функции заземлительного контакта при передаче данных.

Аналогично пропускная способность была увеличена на 0,9 ампера, что почти в 2 раза выше. 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 коннекторов, различающихся между собой по определенному признаку. К примеру, активное (питающее) устройство обозначается буквой А, а пассивное (подключаемое) устройство – буквой В. К активным относятся компьютеры и хосты, а пассивные составляют принтеры, сканеры и другие приборы. Принято также разделять коннекторы по полу: M (male) или «папа» представляет из себя штекер, а F(female) или «мама» – гнездо разъема. По размеру бывают форматы: mini, micro и без маркировки. К примеру, если встретится обозначение «USB micro-ВМ», то это значит, что штекер предназначен для подключения к пассивному устройству по формату micro.

Для распиновки гнезд и штекеров понадобятся знания о назначении проводов в USB-кабеле:

В mini и micro форматах разъемы содержат по пять контактов: красный, черный, белый и зеленый провода, а также ID (который в разъемах типа А замкнут на GND, а в разъемах В – не задействован совсем).

Иногда в кабеле USB можно встретить и оголенный провод Shield. Этот провод не имеет номера.

Если в работе использовать таблицу, то разъем в ней показан с внешней (рабочей) стороны. Светло-серый цвет имеют изолирующие детали разъема, темно-серый цвет у металлических частей, а полости обозначены белым.

Для того, чтобы провести правильную распайку USB, нужно зеркально отобразить изображение лицевой части коннектора.

Разъемы у форматов mini и micro на USB состоят из пяти контактов. Поэтому четвертый контакт в разъемах типа В в работе использовать не придется. Этот контакт в разъемах типа А замыкается с GND, а для самого GND используют – пятый.

Usb распайка версии 3.0 отличается добавлением четырех цветных проводов и дополнительного заземления. За счет этого кабель USB 3.0 заметно толще своего младшего собрата.

Схемы подключения USB девайсов друг к другу и распайка штекеров устройств:

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.

Особенности распиновки

При разговоре о цоколевке USB-разъёма необходимо разобраться в обозначениях, указанных на схемах. Начать стоит с вида коннектора — активный (тип А) либо пассивный (тип В). С помощью активного разъема возможен обмен информацией в двух направлениях, и пассивный позволяет только ее принимать. Также следует различать две формы соединителя:

В этом вопросе все должно быть понятно и без объяснений.

Коннектор стандарта USB

Сначала несколько слов нужно сказать о совместимости трех версий интерфейса. Стандарты 1.1 и 2.0 полностью аналогичны конструктивно и отличаются только скоростью передачи информации. Если в соединении одна из сторон имеет старшую версию, то работа будет проводиться с низкой скоростью. При этом ОС выведет следующее сообщение: «Это устройство способно работать быстрее».

С совместимостью 3.0 и 2.0 все несколько сложнее. Устройство или кабель второй версии можно подключить к новому разъему, а обратная совместимость существует только у активных разъемов типа А. Следует заметить, что интерфейс ЮСБ позволяет подавать на подключенный гаджет напряжение в 5 В при силе тока не более 0,5 А. Для стандарта USB 2.0 распайка по цветам слева направо имеет следующий вид:

Схема разъема достаточно проста, и при необходимости починить его будет несложно. Так как в версии 3.0 увеличилось количество контактов, то и его распиновка отличается от предыдущего стандарта. Таким образом, цветовая схема контактов имеет следующий вид:

Разъемы micro и mini

Коннекторы этого форм-фактора имеют пять контактов, один из которых задействован не всегда. Проводники зеленого, черного, красного и белого цветов выполняют аналогичные USB 2.0 функции. Распиновка mini-USB соответствует цоколевки micro-USB. В разъемах типа А фиолетовый проводник замкнут с черным, а в пассивных он не используется.

Эти коннекторы появились благодаря выходу на рынок большого количества устройств небольших габаритов. Так как они внешне похожи, часто у пользователей возникают сомнения о принадлежности разъема к тому либо иному форм-фактору. Кроме некоторого отличия в габаритах, у микро-ЮСБ на задней стороне расположены защелки.

Миниатюризация коннектора негативно повлияла на надежность. Хотя mini-USB и обладает большим ресурсом, через довольно короткий временной отрезок он начинает болтаться, но при этом из гнезда не выпадает. Микро-ЮСБ представляет собой доработанную версию mini-USB. Благодаря улучшенному креплению он оказался более надежным. Начиная с 2011 года этот коннектор стал единым стандартом для зарядки всех мобильных устройств.

Однако производители вносят в схему некоторые изменения. Так, распиновка микро-USB разъема для зарядки iPhone предполагает два изменения в сравнении со стандартной. В этих девайсах красный и белый провода соединяются с черным через сопротивление 50 кОм, а с белым — 75 кОм. Также есть отличия от стандарта и у смартфонов Samsung Galaxy. В нем белый и зеленый проводники замкнуты, а 5 контакт соединен с 4 с помощью резистора номиналом в 200 кОм.

Зная цоколевку различных видов коннекторов USB, можно найти и устранить неисправность. Чаще всего это требуется в ситуации, когда из строя вышло «родное» зарядное устройство, но у пользователя есть блок питания от смартфона другого производителя.

Виды разъемов USB

Аббревиатура «USB» несет сокращенное обозначение, которое в целостном виде читается как «Universal Series Bus» – универсальная последовательная шина, благодаря применению которой осуществляется высокоскоростной обмен цифровыми данными. Универсальность USB интерфейса отмечается:

Какова же структура USB интерфейса, и какие существуют виды ЮСБ технологических разъемов в современном мире электроники? Попробуем разобраться.

Распиновка usb разъёма – расположение проводов по цветам по отношению к контактам коннектора. Неправильная распайка приведёт к выходу из строя соединяемых гаджетов.

распиновка usb разъема

Технологическая структура интерфейса USB 2.0

Разъемы, относящиеся к изделиям, входящим в группу спецификаций 1.х – 2.0 (созданные до 2001 года), подключаются на четырехжильный электрический кабель, где два проводника являются питающими и ещё два – передающими данные. Также в спецификациях 1.х – 2.0 распайка служебных ЮСБ разъемов предполагает подключение экранирующей оплётки – по сути, пятого проводника. Существующие исполнения соединителей универсальной последовательной шины отмеченных спецификаций представлены тремя вариантами:

Разница всех трёх видов изделий заключается в конструкторском подходе. Если нормальные разъемы предназначены для использования на стационарной технике, соединители «мини» и «микро» сделаны под применение в мобильных устройствах. Поэтому два последних вида характеризуются миниатюрным исполнением и несколько измененной формой разъема.

Таблица распиновки стандартных соединителей типа «А» и «В»

Наряду с исполнением разъемов типа «мини-А» и «мини-В», а также разъемов типа «микро-А» и «микро-В», существуют модификации соединителей типа «мини-АВ» и «микро-АВ». Отличительная черта таких конструкций – исполнение распайки проводников ЮСБ на 10-пиновой контактной площадке. Однако на практике подобные соединители применяются редко.

Таблица распиновки интерфейса Micro USB и Mini USB соединителей типа «А» и «В»

Технологическая структура интерфейсов USB 3.х

Между тем совершенствование цифровой аппаратуры уже к моменту 2008 года привело к моральному старению спецификаций 1.х – 2.0. Эти виды интерфейса не позволяли подключение новой аппаратуры, к примеру, внешних жестких дисков, с таким расчётом, чтобы обеспечивалась более высокая (больше 480 Мбит/сек) скорость передачи данных.

Соответственно, на свет появился совершенно иной интерфейс, помеченный спецификацией 3.0. Разработка новой спецификации характеризуется не только повышенной скоростью, но также дает увеличенную силу тока – 900 мА против 500 мА для USB 2/0. Понятно, что появление таких разъемов обеспечило обслуживание большего числа устройств, часть из которых может питаться 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 могут заряжаться только в том случае, если в гнезде ил штекер закорочены контакты Data- и Data+, помеченные на схеме цифрами 3 и 2. Это значит, что телефон можно зарядить даже через обычный дата-кабель, если закоротить соответствующие контакты в гнезде зарядного устройства самостоятельно.

Распиновка USB разъемов на штекере

Если вместо выходного гнезда на заряднике имеет только выходной шнур, то к нему нужно припаять штекер стандарта micro- или mini-USB. Для того в самом штекере необходимо и соединять между собой контакты, пронумерованные 2 и 3 (в схеме они также обозначаются зеленым и белым цветом). В таком штекере плюс припаивается к контакту 1, а минус – к 5.

Распиновка USB разъемов для смартфонов от Apple

На iPhone контакты Data- и Data+ соединяются с GND (он обозначен номером 4) через резистор с сопротивлением 50 кОм. Они также соединены с контактом 5V через резистор с сопротивлением 75 кОм.

Существующие компьютерные разъемы

Распиновка на зарядниках для Samsung серии Galaxy

Смартфоны серии Galaxy от компании Самсунг заражаются через штекер micro-USB BM с установленным резистором 200 кОм между контактами 4 и 5. Между 2 (Data-) и 3 (Data+) также стоит закорачивающая перемычка.

Распиновка USB штекеров для зарядки навигаторов от Garmin

Для подзарядки и питания этих устройств используются дата-кабели специальной конструкции. Но из простого mini-USB штекера можно сделать приспособление для питания. Для этого надо перемкнуть контакты 4 и 5. Чтобы можно было заряжать навигатор Garmin от mini-USB, следует соединить эти контакты между собой через резистор с сопротивлением 18 кОм.

Схемы цоколевки для подзарядки планшетных компьютеров

Большинство планшетов требует больших показателей входного тока (почти в 2 раза), чем смартфоны. Кроме того, некоторые производители не предусматривают возможность заряда через гнезда mini- и micro-USB, потому что даже при использовании формата USB 3.0 сила тока не превысит 0,9 А. Для зарядки нужно монтировать отдельное гнездо, которое затем адаптируется под источник тока. Другой вариант предполагается спаивание переходника из штекеров USB-AM и DC plug 2.0 mm, где к DC подсоединяются контакты 1 и 4.

Распиновка для Samsung Galaxy Tab

Для обеспечения нужных параметров питания в этом случае между Data- и Data+ ставится перемычка, которая соединяется с GND через резистор 10 кОм, а с контактом +5V – через 33 кОм.

Распиновка разъемов зарядных портов

Следующие схемы показывают, как нужно расположить резисторы, чтобы получить номинальное напряжение для зарядных портов. В тех случае, где указано 200 Ом, необходим монтаж перемычки с меньшим сопротивлением.

USB разных поколений

Самостоятельная переделка штекера

Чтобы по указанным выше схемам сконструировать нужный штекер, необходимы лишь минимальные навыки работы с паяльником. Работа ведется только с минусовым и плюсовым контактами. Достаточно взять любой адаптер с выходом 5V, отрезать USB-коннектор, зачистить и залудить провода. Аналогичные действия проводятся с подсоединяемым USB-разъемом. Далее провода спаиваются по схеме. Сначала каждое соединение нужно замотать изолентой отдельно, а затем – обмотать провода между собой вместе, чтобы они не болтались свободно. Для этого также можно воспользоваться термоклеем.

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.

Как устроен USB разъем

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. Читайте также: Как выбрать греющий кабель для обогрева крыши и водостоков? 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.

Разъем в компьютере

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.

Классификация и распиновка

Коннекторы принято классифицировать по типам, их всего два:

Заметим, что такие конвекторы совместимы только между ранними модификациями.

Различные модели разъемов типа В

Помимо этого, существуют удлинители для портов данного интерфейса. На одном их конце установлен штекер тип А, а на втором гнездо под него, то есть, по сути, соединение «мама» — «папа». Такие шнуры могут быть весьма полезны, например, чтобы подключать флешку не залезая под стол к системному блоку.

Шнур-удлинитель для порта USB

Теперь рассмотрим, как производится распайка контактов для каждого из перечисленных выше типов.

Функции «ножек» разъема micro-USB

Разъем micro-USB применяют для зарядки небольших и портативных энергозависимых устройств и синхронизации данных между ПК и гаджетами. Он состоит из пяти «ножек». Две «ноги» разведены по разные стороны корпуса: одна является плюсовой номиналом 5V, вторая – минусовой. Такое расположение снижает вероятность поломки.

Близко к минусовой «ножке» размещен еще один контакт, который при неосторожном подключении к порту легко ломается. При повреждении этой «ноги» кабель выходит из строя. На значке батареи может отображаться процесс подключения, но фактическая зарядка невозможна. Чаще всего данное повреждение приводит к тому, что гаджет не реагирует на подсоединение штекера.

Две оставшихся «ножки» применяются для обмена данными и синхронизации между устройствами. С помощью них возможна выгрузка и загрузка файлов с гаджета на ПК и назад, перенос видео и фото, аудио. Работа осуществляется синхронно. При повреждении только одного контакта прекращается работа второго. Знание распиновки по цвету позволяет припаять правильно провода и возобновить работу штекера.

Распиновка usb 2.0 разъёма (типы A и B)

Поскольку физически штекеры и гнезда ранних версий 1.1 и 2.0 не отличаются друг от друга, мы приведем распайку последней.

Рисунок 6. Распайка штекера и гнезда разъема типа А

На рисунке раскраска контактов приведена по цветам провода, и соответствует принятой спецификации.

Теперь рассмотрим распайку классического гнезда В.

Распайка штекера и гнезда типа В

Цвета контактов соответствует принятой раскраске проводов в шнуре.

Распиновка usb 3.0 (типы A и B)

В третьем поколении подключение периферийных устройств осуществляется по 10 (9, если нет экранирующей оплетки) проводам, соответственно, число контактов также увеличено. Но они расположены таким образом, чтобы имелась возможность подключения устройств ранних поколений. То есть, контакты +5,0 В, GND, D+ и D-, располагаются также, как в предыдущей версии. Распайка гнезда типа А представлена на рисунке ниже.

Рисунок 8. Распиновка разъема Тип А в USB 3.0

Цвета на рисунке соответствуют общепринятым для данного стандарта.

Как уже упоминалось выше в гнездо данного порта можно вставить штекер более раннего образца, соответственно, пропускная способность при этом уменьшится. Что касается штекера третьего поколения универсальной шины, то всунуть его в гнезда раннего выпуска невозможно.

Теперь рассмотрим распайку контактов для гнезда типа В. В отличие от предыдущего вида, такое гнездо несовместимо ни с каким штекером ранних версий.

Распайка USB 3.0 тип В

А и В – штекер и гнездо, соответственно.

Цифровые подписи к контактам соответствуют описанию к рисунку 8.

Цвет максимально приближен к цветовой маркировки проводов в шнуре.

Распиновка микро usb разъёма

Для начала приведем распайку для данной спецификации.

Распайка разъема микро USB v 2.0

Как видно из рисунка, это соединение на 5 pin, как в штекере (А), так и гнезде (В) задействованы четыре контакта. Их назначение и цифровое и цветовое обозначение соответствует принятому стандарту, который приводился выше.

Описание разъема микро ЮСБ для версии 3.0.

Для данного соединения используется коннектор характерной формы на 10 pin. По сути, он представляет собой две части по 5 pin каждая, причем одна из них полностью соответствует предыдущей версии интерфейса. Такая реализация несколько непонятна, особенно принимая во внимание несовместимость этих типов. Вероятно, разработчики планировали сделать возможность работы с разъемами ранних модификаций, но впоследствии отказала от этой идеи или пока не осуществили ее.

Разводка разъема микроUSB для версии 3.0

На рисунке представлена распиновка штекера (А) и внешний вид гнезда (В) микро ЮСБ.

Контакты с 1-го по 5-й полностью соответствуют микро коннектору второго поколения, назначение других контактов следующее:

Распиновка мини USB

Данный вариант подключения применяется только в ранних версиях интерфейса, в третьем поколении такой тип не используется.

Распиновка разъема мини USB

Как видите, распайка штекера и гнезда практически идентична микро ЮСБ, соответственно, цветовая схема проводов и номера контактов также совпадают. Собственно, различия заключаются только в форме и размерах.

В данной статье мы привели только стандартные типы соединений, многие производители цифровой техники практикуют внедрение своих стандартов, там можно встретить разъемы на 7 pin, 8 pin и т.д. Это вносит определенные сложности, особенно когда встает вопрос поиска зарядника для мобильного телефона. Также необходимо заметить, что производители такой «эксклюзивной» продукции не спешат рассказывать, как выполнена распиновка USB в таких контакторах. Но, как правило, эту информацию несложно найти на тематических форумах.

В чем заключаются преимущества универсальной последовательной шины?

Внедрение данного способа подключения сделало возможным:

Особенности

Несомненными преимуществами интерфейса, кроме возможности обменивается данными в едином формате, стали: возможность переподключения устройства, без перезагрузки компьютера (горячая замена); осуществление питания от одного USB-разъема сразу нескольких гаджетов. Эти свойства позволили значительно сократить число PCI-слотов на материнской плате, раннее использовавшихся для подключения внешнего периферийного оборудования.

У всех USB-интерфейсов сохраняется обратная совместимость с предыдущими поколениями спецификаций.

Разработчики

Интерфейс USB является плодом совместных усилий разработчиков многих компаний, на протяжении многих лет. На начальном этапе его созданием занималась некоммерческая компанией USB Implementers Forum. В дальнейшем развитии и продвижении в массы принимали участие такие известные брэнды: Compaq, IBM, Intel, Philips, NEC, DEC, Microsoft, US Robotics, Nortel и др.

Источник