USB rozhranie je populárnou formou technologickej komunikácie na mobilných a iných digitálnych zariadeniach. Konektory tohto druhu sa často nachádzajú na osobných počítačoch rôznych konfigurácií, periférnych počítačových systémov, mobilných telefónov atď.
Zvláštnosťou tradičného rozhrania - USB pinout malá plocha. Pri práci sa používajú iba 4 kolíky (kontakty) + 1 uzemňovací ochranný vodič. Je pravda, že najnovšie pokročilejšie modifikácie (USB 3.0 Powered-B alebo Type-C) sa vyznačujú zvýšením počtu pracovných kontaktov. O čom budeme v tomto materiáli hovoriť. Taktiež popisujeme štruktúru rozhrania a odpájanie kábla na kolíkoch konektora.
Typy konektorov USB
Skratka „USB“ nesie skratku, ktorá vo svojej integrálnej podobe znie ako „Universal Series Bus“ - univerzálna sériová zbernica, vďaka ktorej sa vykonáva vysokorýchlostná výmena digitálnych údajov.
Všimnite si všestrannosť rozhrania USB:
- nízka spotreba energie;
- zjednotenie káblov a konektorov;
- jednoduché zaznamenávanie výmeny údajov;
- vysoká úroveň funkčnosti;
- širokú podporu pre vodičov rôznych zariadení.
Aká je štruktúra rozhrania USB a aké sú typy konektorov technológie USB v modernom svete elektroniky? Pokúsme sa na to prísť.
Technologická štruktúra rozhrania USB 2.0
Konektory týkajúce sa produktov patriacich do skupiny špecifikácií 1.x - 2.0 (vytvorené pred rokom 2001) sú pripojené na štvorvodičový elektrický kábel, kde sú napájané dva vodiče a dve ďalšie prenosové dáta.
Tiež v špecifikáciách 1.x - 2.0, pinout služieb USB konektorov znamená spojenie ochranného opletenia - v skutočnosti piateho vodiča.
Ide o fyzický výkon bežných konektorov USB, ktoré súvisia s druhou špecifikáciou. Vľavo ukazuje typ "otec", vpravo ukazuje typ "matka" a zodpovedajúce pinout pre obe možnosti
Existujúce verzie konektorov univerzálnej sériovej zbernice uvedených špecifikácií sú prezentované v troch variantoch:
- Normálny - typ "A" a "B".
- Mini - typ "A" a "B".
- Mikro - typ "A" a "B".
Rozdiel vo všetkých troch typoch výrobkov spočíva v koncepte návrhu. Ak sú normálne konektory určené na použitie v stacionárnej technológii, mini a micro konektory sú určené na použitie v mobilných zariadeniach.
Ide o fyzickú výkonnosť konektorov druhej špecifikácie zo série „mini“ a tým aj štítky konektorov Mini USB - tzv. Pinout, na základe ktorého užívateľ vykonáva káblové pripojenie
Posledné dva druhy sú preto charakterizované miniatúrnou verziou a mierne upraveným tvarom konektora.
Pinoutová tabuľka štandardných konektorov typu "A" a "B"
| kontakt | špecifikácia | Káblový vodič | funkcie |
| 1 | Power + | Červená (oranžová) | + 5V |
| 2 | Údaje - | Biela (zlatá) | Údaje - |
| 3 | Údaje + | zelená | Údaje + |
| 4 | Výkon - | Čierna (modrá) | krajiny |
Spolu s výkonmi konektorov mini-A a mini-B, ako aj konektormi micro-A a micro-B, existujú modifikácie konektorov mini-AB a micro-AB.
Charakteristickým znakom takýchto štruktúr je uskutočnenie spájkovania YUSB vodičov na 10-pólovej kontaktnej podložke. V praxi sa však tieto konektory používajú len zriedka.
Rozhranie stolného pinoutu Micro USB a Mini USB konektory typu "A" a "B"
| kontakt | špecifikácia | Káblový vodič | funkcie |
| 1 | Power + | červená | + 5V |
| 2 | Údaje - | biela | Údaje - |
| 3 | Údaje + | zelená | Údaje + |
| 4 | identifikátor | - | Host - zariadenie |
| 5 | Výkon - | čierna | krajiny |
Technologická štruktúra rozhrania USB 3.x.
Zlepšenie digitálnych zariadení do roku 2008 viedlo k zastaraniu špecifikácií 1.x - 2.0.
Tieto typy rozhraní neumožňovali pripojenie nových zariadení, napríklad externých pevných diskov, takže bola poskytnutá vyššia rýchlosť prenosu dát (väčšia ako 480 Mb / s).
Preto sa objavilo úplne iné rozhranie, označené špecifikáciou 3.0. Vývoj novej špecifikácie sa vyznačuje nielen zvýšenou rýchlosťou, ale aj zvýšeným prúdom - 900 mA oproti 500 mA pre USB 2/0.
Je zrejmé, že vznik takýchto konektorov poskytoval služby väčšiemu počtu zariadení, z ktorých niektoré môžu byť napájané priamo z rozhrania univerzálnej sériovej zbernice.
Modifikácia konektorov USB 3.0 rôznych typov: 1 - výkon „mini“ typu „B“; 2 - štandardný typ výrobku "A"; 3 - vývoj série „mikro“ typu „B“; 4 - štandardný typ „C“
Ako je vidieť na obrázku vyššie, rozhrania tretej špecifikácie majú viac pracovných kontaktov (pinov) ako predchádzajúce - druhá verzia. Tretia verzia je však plne kompatibilná s „dvoma“.
Aby bolo možné prenášať signály vyššou rýchlosťou, vývojári návrhov tretej verzie sú vybavené ďalšími štyrmi dátovými vedeniami a jedným vedením nulového kontaktného vodiča. Rozšírené kontakty sú umiestnené v samostatnom rade.
Tabuľka označení pinov konektorov tretej verzie pre zapojenie USB kábla
| kontakt | Vykonanie „A“ | Vykonanie „B“ | Micro-B |
| 1 | Power + | Power + | Power + |
| 2 | Údaje - | Údaje - | Údaje - |
| 3 | Údaje + | Údaje + | Údaje + |
| 4 | krajiny | krajiny | identifikátor |
| 5 | StdA_SSTX - | StdA_SSTX - | krajiny |
| 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 | premietanie | premietanie | premietanie |
Použitie rozhrania USB 3.0, najmä série „A“, predstavovalo vážnu nevýhodu v projekte. Konektor má asymetrický tvar, ale konkrétne neindikuje polohu spojenia.
Vývojári sa museli zaoberať modernizáciou dizajnu, čo malo za následok, že v roku 2013 bola k dispozícii možnosť USB-C pre užívateľov.
Vylepšená verzia konektora USB 3.1
Konštrukcia tohto typu konektora znamená duplikáciu pracovných vodičov na oboch stranách zástrčky. Tiež na rozhraní existuje niekoľko záložných liniek.
Tento typ konektora je široko používaný v modernej mobilnej digitálnej technológii.
Umiestnenie kontaktov (pinov) pre rozhranie typu USB-C, patriace do série tretej špecifikácie konektorov, určené pre komunikáciu rôznych digitálnych zariadení
Stojí za zmienku vlastnosti USB Type-C. Napríklad parametre rýchlosti pre toto rozhranie zobrazujú úroveň - 10 Gbit / s.
Konštrukcia konektora je vytvorená v kompaktnom vyhotovení a zabezpečuje symetriu spojenia, čo umožňuje vloženie konektora do akejkoľvek polohy.
Pinout tabuľka vyhovujúca špecifikácii 3.1 (USB-C)
| kontakt | označenie | funkcie | kontakt | označenie | funkcie |
| A1 | GND | príprava | B1 | GND | príprava |
| A2 | SSTXp1 | Tx + | B2 | SSRXp1 | Rx + |
| A3 | SSTXn1 | Tx - | B3 | SSRXn1 | Rx - |
| A4 | Pneumatika + | Power + | B4 | Pneumatika + | Power + |
| A5 | CC1 | CFG kanál | B5 | SBU2 | PPD |
| A6 | DP1 | USB 2.0 | B6 | DN2 | USB 2.0 |
| A7 | DN1 | USB 2.0 | B7 | DP2 | USB 2.0 |
| A8 | SBU1 | PPD | B8 | CC2 | CFG |
| A9 | pneumatika | jedlo | B9 | pneumatika | jedlo |
| A10 | SSRXn2 | Rx - | B10 | SSTXn2 | Tx - |
| A11 | SSRXp2 | Rx + | B11 | SSTXp2 | Tx + |
| A12 | GND | príprava | B12 | GND | príprava |
Ďalšia úroveň špecifikácie USB 3.2
Medzitým, proces zlepšovania univerzálnej sériovej zbernice aktívne pokračuje. Na nekomerčnej úrovni už bola vypracovaná ďalšia úroveň špecifikácie - 3.2.
Podľa dostupných informácií, rýchlostné charakteristiky rozhrania USB 3.2 sľubujú dvakrát tak veľké parametre, aké môže poskytnúť predchádzajúca konštrukcia.
Vývojárom sa podarilo dosiahnuť takéto parametre zavedením viacpásmových kanálov, prostredníctvom ktorých prebieha prenos pri 5 a 10 Gbit / s.
Podobne ako Thunderbolt, aj USB 3.2 používa viacero jazdných pruhov na dosiahnutie celkovej priepustnosti namiesto toho, aby sa pokúšal synchronizovať a spustiť jeden kanál dvakrát
Mimochodom, treba poznamenať, že kompatibilita perspektívneho rozhrania s už existujúcim USB-C je plne podporovaná, pretože konektor typu C (ako už bolo uvedené) je vybavený záložnými kontaktmi (piny), ktoré poskytujú viacpásmovú signalizáciu.
Vlastnosti odpájača káblov na kolíkoch konektorov
Neexistujú žiadne špeciálne technologické nuansy spájkovania káblových vodičov na kontaktných podložkách konektorov. Hlavná vec v tomto procese je zabezpečiť, aby farba predizolovaných káblových vodičov zodpovedala špecifickému kolíku (kolíku).
Farebné značenie vodičov vo vnútri káblovej zostavy pre rozhrania USB. Zhora nadol je znázornené sfarbenie káblových vodičov pre špecifikácie 2.0, 3.0 a 3.1.
Ak sa vykonajú aj modifikácie zapojenia zastaraných verzií, treba zohľadniť konfiguráciu konektorov, tzv. „Otca“ a „matku“.
Vodič, zapečatený na kontaktnom "otcovi" musí zodpovedať spájkovaniu na kontaktnej "matke". Vezmite si napríklad možnosť odpájania káblov na kolíkoch USB 2.0.
Štyri pracovné vodiče použité v tejto verzii sú zvyčajne označené štyrmi rôznymi farbami:
- red;
- biela;
- zelená;
- čierna.
Každý vodič je teda spájaný s kontaktnou podložkou označenou špecifikáciou konektora podobnej farby. Tento prístup značne uľahčuje prácu inžiniera elektroniky, eliminuje možné chyby v procese spájkovania.
Podobná technológia spájkovania sa vzťahuje na konektory z iných sérií. Jediným rozdielom v takýchto prípadoch je väčší počet vodičov, ktoré sa musia spájkovať. Na zjednodušenie vašej práce je vhodné použiť špeciálny nástroj - spoľahlivé spájkovacie zariadenie na spájkovanie drôtov doma a odstraňovač izolácie z koncov drôtov.
Bez ohľadu na konfiguráciu konektorov sa vždy používa spájkovanie sieťových vodičov. Tento vodič je pripájaný na príslušný kontakt na konektore, ochranný štít .
Často sa vyskytujú prípady ignorovania ochranného krytu, keď „experti“ nevidia v tomto prieskumníkovi bod. Nedostatok obrazovky však dramaticky znižuje vlastnosti kábla USB.
Preto nie je prekvapujúce, že so značnou dĺžkou kábla bez sita užívateľ dostáva problémy vo forme rušenia.
Zapojenie konektora dvoch vodičov pod organizáciou elektrického vedenia pre donorové zariadenie. V praxi existujú rôzne varianty bitiek, založené na technických potrebách.
Odpojenie USB kábla je povolené rôznymi možnosťami v závislosti od konfigurácie liniek portov na konkrétnom zariadení.
Napríklad na pripojenie jedného zariadenia k druhému, aby sa dosiahlo iba napájacie napätie (5V), stačí na príslušné kolíky (kontakty) spájať iba dva vedenia.
Závery a užitočné video na túto tému
Nižšie uvedené video ukazuje vrcholy pinoutu série 2.0 a ďalších konektorov, vizuálne vysvetľuje jednotlivé detaily výroby spájkovacích postupov.
S úplnými informáciami o konektoroch univerzálnej sériovej zbernice sa môžete vždy vyrovnať s technickým problémom s poruchami vodičov. Tieto informácie sú určite užitočné, ak potrebujete pripojiť akékoľvek neštandardné digitálne zariadenia.
Chceli by ste doplniť vyššie uvedený materiál užitočnými poznámkami alebo cennými tipmi na samoinštaláciu? Napíšte poznámky do nižšie uvedeného bloku, pridajte, ak je to potrebné, jedinečné fotografické materiály.
Možno máte otázky po prečítaní článku? Opýtajte sa ich tu - naši experti a kompetentní návštevníci stránky sa pokúsia objasniť nepochopiteľné momenty.