Разрабатывалась еще с 1994 года, при этом в команде разработчиков состояли инженеры из передовых компаний в сфере IT-технологий - Microsoft, Apple, Intel и других. В процессе проведения исследований преследовалась одна задача - найти универсальный порт, который мог бы использоваться для большинства устройств.

Таким образом, пользователям был предоставлен разъем USB, который практически сразу был поддержан различными разработчиками и начал активно использоваться в самых разных устройствах, начиная от персональных компьютеров и заканчивая мобильными гаджетами. Однако случилось так, что кабели с такими разъемами могли использоваться далеко не везде, да и сами по себе они были разными, в связи с чем некоторым требуется распайка мини-USB-разъема для того, чтобы сделать соответствующий переходник.

При этом мало кто знает о том, как правильно должна осуществляться данная процедура.

Понятия, которые нужно знать

Распайка USB-разъема начинается с изучения основных понятий:

• VCC - контакт положительного потенциала Для современных USB-кабелей показатель данного контакта составляет +5 Вольт, при этом стоит отметить, что в радиоэлектрических схемах такая аббревиатура полностью соответствует напряжению питания PNP, а также NPN-транзисторов.
• GND - контакт отрицательного потенциала источника питания. В современной аппаратуре, включая также различные модели материнских плат, данное устройство соединяется корпусом для того, чтобы обеспечить эффективную его защиту от статического электричества или же каких-либо внешних источников электромагнитных помех.
• D- - информационный контакт, имеющий нулевой потенциал, относительно которого осуществляется транслирование информации.
• D+ - информационный контакт, имеющий логическую единицу. Данный контакт используется для транслирования информации от хоста к устройству или же наоборот. На физическом уровне данный процесс представляет собой передачу прямоугольных импульсов с положительным зарядом, при этом импульсы имеют разную амплитуду и скважность.
• Male - штекер данного разъема, который среди современных пользователей, которыми осуществляется распайка USB-разъема для мыши и других устройств, часто называется «папа».
• Female - гнездо, в которое вставляется штекер. Пользователями называется «мама».
• RX - прием информации.
• TX - передача информации.

USB-OTG

OTG представляет собой способ соединения через кабель USB двух периферийных устройств без необходимости использования компьютера. Также такая распайка микро-USB-разъема в профессиональных кругах часто называется USB-host. Другими словами, флешка или же какой-нибудь жесткий диск таким образом могут непосредственно подключаться к планшету или же мобильному телефону точно так же, как к полноценному персональному компьютеру.

Помимо этого, к гаджетам можно подключать мышки или же клавиатуры, если они поддерживают возможность их использования. Нередко таким образом соединяют фотоаппараты и другие гаджеты с принтерами.

Какие у него есть ограничения?

Ограничения, которые имеет такая распайка микро-USB-разъема, являются следующими:

К примеру, если речь идет о подключении к телефону какой-нибудь USB-флешки, то в таком случае чаще всего применяется переходник «USB_AF-USB_AM_micro». В данном случае в разъем вставляется флешка, в то время как штекер подключается к мобильному телефону.

Особенность кабеля

Главная особенность, которой отличается распайка USB-разъема в формат OTG, - то, что в штекере контакт 4 в обязательном порядке должен замыкаться с контактом 5. В стандартном дата-кабеле к данному контакту вообще ничего не припаяно, а называется данный штекер USB-BM micro. Именно по этой причине нужно добраться до четвертого контакта, после чего при помощи перемычки присоединить его к проводу GND. После такой процедуру штекер будет переименован в USB-AM micro. Именно наличие перемычки между этими контактами в штекере позволяет аппарату определить, что к нему собираются подсоединить какое-то периферийное устройство. В том случае, если этой перемычки аппарат не будет видеть, им будет выполняться роль пассивного устройства, а любые подключенные к нему флешки просто-напросто будут полностью проигнорированы.

Как определяются устройства?

Многие считают, что при соединении в режиме OTG оба устройства полностью автоматически определяют, кто из них будет представлять собой хост, а кто будет находиться в подчинении. В действительности же в данном случае только пользователь определяет то, кто именно в данном случае будет мастером, так как в какое устройство будет воткнут штекер, оснащенный перемычкой между 4 и 5 контактами, то из них и будет являться хостом.

Как его сделать?

Через полупрозрачную изоляцию вы сможете рассмотреть несколько разноцветных проводов. Вам нужно будет подплавить изоляцию около черного провода, после чего один конец перемычки подпаять к контакту GND. С противоположной стороны можно увидеть белый провод, а также неиспользуемый контакт. В данном случае нам нужно подплавить изоляцию около незадействованного контакта, после чего к нему подпаять второй конец перемычки.

Стоит отметить, что схема распайки USB-разъема формата micro является гораздо более простой.

Развороченный штекер, который вы оснастили перемычкой, нужно будет изолировать, для чего используется специализированная термоусадочная трубка. После этого вам нужно будет просто взять «маму» от удлинителя и припаять ее к нашему штекеру цвет в цвет. Если кабели являются экранированными, то в таком случае вам нужно будет также, помимо прочего, соединить и экраны.

Можно ли заряжать?

Если к устройству подключается периферия через OTG, то в таком случае оно должно будет ее питать, что значительно может снизить общую длительность работы устройства от встроенного в него аккумулятора. В связи с этим многие задумываются, можно ли через внешний источник подзаряжать такое устройство. Это возможно, но для этого нужна поддержка специального режима в устройства, а также отдельная распайка USB-разъема для зарядки.

На самом деле режим зарядки чаще всего предусматривается современными разработчиками гаджетов, однако далеко не все позволяют проводить такую процедуру. При этом следует отметить тот факт, что для перехода в такой режим зарядки должна быть использована отдельная схема распайки USB-разъема, в которой контакты замыкаются через отдельный резистор.

Распиновка микро usb разъема — технологический процесс не стоит на месте. Современные модели разнообразных цифровых устройств разительно отличаются от своих более старых собратьев. Изменился не только их внешний вид и внутреннее оснащение, но и способы подсоединения к компьютерам и зарядным устройствам. Если еще лет 5-7 назад многие телефоны и даже фотоаппараты не имели такой возможности. Но на данный момент абсолютно каждый цифровой прибор может быть подключен к персональному компьютеру или ноутбуку. Телефон, проигрыватель, смартфон, планшет, видеокамера, плеер или фотоаппарат – все они оснащены разъемами, которые позволяют подсоединить их к другим устройствам.

Микро USB-разъемы. Виды USB-разъемов, их особенности

Но, как легко заметить, разъем разъему рознь. И купленный вместе с телефоном шнур почему-то нельзя использовать совместно с вашим любимым плеером. В итоге пучок кабелей копится, вы постоянно в них путаетесь и никак не можете понять, почему нельзя было сделать так, чтобы один провод подходил для подключения всех устройств. Но, как известно, так не бывает. Хотя сейчас появился более или менее стандартный разъем, по крайней мере, для смартфонов, телефонов и планшетов. И имя ему – micro-USB. Что это за чудо и как оно работает, как делается распиновка микро usb разъема , мы расскажем ниже.

Микро USB-разъем: что это такое?

Два самых популярных в последнее время разъема — это mini и micro-USB. Названия их говорят сами за себя. Это более маленькие и практичные разработки, которые используются на малогабаритных цифровых устройствах для экономии места и, возможно, для более изящного внешнего вида. Например, разъем микро-USB для планшета почти в 4 раза меньше, чем стандартный USB 2.0., а учитывая, что и само устройство в разы меньше персонального компьютера или даже ноутбука, такой вариант просто идеален. Но есть здесь и свои нюансы.

Например, из большего никогда нельзя сделать меньшее, поэтому микро-USB разъемы нельзя будет заменить даже на mini-USB. Хотя в некоторых случаях обратный процесс допустим. Да и замена микро-USB своими руками вряд ли закончится чем-то хорошим. Уж больно ювелирная это работа, к тому же нужно точно знать как делается распиновка микро usb разъема . Кроме того, под словом “micro” кроется сразу несколько видов разъемов, и об этом нужно помнить. Особенно если вы пытаетесь купить новый провод. Микро-USB вашего планшета может оказаться несовместимым с разъемом на конце кабеля, который вы приобрели.

Разновидности

Микро-USB разъемы могут быть двух абсолютно разных типов. У них разные сферы применения и, соответственно, выглядят они по-разному. Первый вид называется micro-USB 2.0. тип В — он используется в устройствах по умолчанию и является внегласным стандартом для последних моделей смартфонов и планшетов, из-за этого он очень распространен и почти у каждого человека дома есть хотя бы один кабель микро-USB 2.0. типа В.

Второй вид — micro-USB 3.0 — данные разъемы на планшетах не устанавливаются, но могут встречаться на смартфонах и телефонах некоторых марок. Чаще всего их применяют для оснащения внешних жестких накопителей.

Преимущества

Основными достоинствами, которыми обладают микро-USB разъемы для планшетов, можно считать повышенную плотность и надежность крепления штекера. Но этот факт далеко не исключает возможности неполадок именно с этими компонентами, особенно при неумелых попытках сделать ремонт и распиновку микро usb разъема. Чаще всего причиной поломки становится неаккуратность самих владельцев цифровых устройств. Резкие движения, падения планшетов и телефонов на пол или даже асфальт, особенно на ту сторону, где расположен сам разъем, попытки подправить что-то своими руками без соответствующих знаний – вот основные причины, из-за которых даже самые прочные части USB-портов выходят из строя. Но бывает, что это происходит из-за износа устройства, неправильной эксплуатации или заводского брака.

Чаще всего причиной нарушения работы становятся либо сами микро-USB разъемы, либо соседствующие и подсоединенные с ними в цепь детали. Для любого опытного мастера его замена – минутное дело, но в домашних условиях с этим сможет справиться далеко не каждый. Если же вас все-таки интересует, как можно самостоятельно починить разъем микро-USB и как выполняется распиновка микро usb разъема (или, иными словами, распайка). Тогда нужно понимать, что этот процесс хотя и не самый долгий и сложный, если подойти к нему с умом и предварительным чтением соответствующей информации. Несколько советов будет приведено ниже.

Разъем микро-USB: распиновка микро usb разъема

Как известно, с обычными портами и разъемами всё просто - вам нужно всего лишь взять изображение лицевой части их коннектора, но в зеркальном отображении, и спаять. С USB mini- и micro-видов все немного иначе. Их разъемы содержат по 5 контактов, но на разъемах типа В контакт под номером 4 не используется, а на типе А он замкнут с GND, который и занимает пятое место.

Функции «ножек» разъема micro-USB

Так как большинство современных планшетов имеют микро-USB, служащий не только для зарядки, но и для синхронизации, из-за более частого использования разъема проблемы с ним возникают чаще.

Итак, как было сказано выше, обычный микро-USB разъем имеет пять «ног». Одна плюсовая, на пять вольт, а одна минусовая. Находятся они на разных сторонах разъема и, соответственно, меньше страдают при отрыве от материнской платы. Лишь одна «нога» разъема, которая чаще других вырывается с контактной площадки, больше подвергается износу. Находится она ближе к минусовой «ноге». Если этот контакт поврежден, то зарядка устройства невозможна. То есть система может видеть блок питания, но процесс зарядки совершаться не будет.

Оставшиеся две «ножки» отвечают за синхронизацию, то есть за возможность выгружать и загружать фотографии, музыку и т.д. Они выполняют это одновременно, поэтому отрыв одной повлечет за собой прекращение работы второй.

Зная функции «ножек», вы сможете определить, из-за отхождения контактов которых у вас начались проблемы и какие из них вам нужно будет спаять, чтобы вернуть ваш планшет «в строй».

Неправильная распиновка микро usb разъема или некорректная его замена — последствия

Некорректно припаяв микро-USB, владельцы чаще всего сталкиваются со следующими проблемами:

1. Короткие замыкания блока питания, если они припаяли перевернутый тип.
2. Планшет определяет зарядный шнур, но аккумулятор (АКБ) не заряжает.
3. Аккумулятор планшета прекрасно заряжается, но при этом не синхронизируется с ноутбуком или компьютером.
4. Планшет работает исправно, но иногда»напоминает», что вам следовало бы отнести его в мастерскую, ане паять самостоятельно (например, зарядка начинается не сразу после включения или же иногда шнур нужно вытащить и вставить снова несколько раз перед тем, как начинается зарядка).

Будущее микро-USB

Так как это одни из самых популярных на сегодняшний день портов, то, если вы научитесь менять их однажды и узнаете как делается распиновка микро usb разъема , этот навык будет выручать вас в будущем очень часто. И пускай их не приняли за «золотой стандарт» при разработке телефонов и других цифровых устройств. И нам по-прежнему приходится иметь целую коллекцию проводов специально для ноутбука Acer, для телефона от Samsung, для iPad от Apple и фотоаппарата Nikon, но активное использование микро-разъемов дает надежду, то скоро вместо «букета» у нас на полочке будет лежать один кабель микро-USB, подходящий хотя бы к 90% техники в доме.

Какие бывают разъемы и штекеры USB

Слева Mini USB, справа Micro USB.
Mini USB значительно толще, что не позволяет использовать
его в компактных тонких устройствах.
Micro USB легко узнать по двум зазубринкам,
крепко держащих штекер при подключении.

Три брата одного семейства.
Mini USB и Micro USB значительно тоньше обычного.
С другой стороны «крохи» проигрывают
в надежности старшему товарищу.

30 августа 2013 в 12:26

Чиним USB-шнур на коленке

• Электроника для начинающих

Предыстория

В связи с учебой за границей, пришлось пересесть полностью на ноутбук. С собой взял свою геймерскую мышку SS Kana. Само собой, проводная мышь не рассчитана на частые перемещения, со временем шнур стал заламываться у самого основания, все чаще контакт стал пропадать. В течение последних трех месяцев я старался поддерживать работоспособность мышки, даже перестал брать её на занятия, но наступил день П, и контакт пропал окончательно; никакие манипуляции уже не давали результата.
Мои Жадность за дорогую мышку и Лень идти покупать новую сплотились против меня и заставили чинить контакт. Сразу оговорюсь, что данную статью пишу пост-фактум, пошагово я ничего не записывал, но я покажу на примере, как это делается. Качество фотографий оставляет желать лучшего, но суть уловить можно.

Оборудование

Нож. Все. Изоленты или каких-нибудь инструментов у меня под рукой нет.
Обычный кухонный нож. Достаточно острый, чтобы без проблем резать изоляцию.
Первоначальный вариант включал в себя пайку казеным паяльником, полученным в универе, однако в силу некоторых обстоятельсв, которые я опишу далее, пришлось все переделывать заного.

Первоначальный вариант

Как я уже сказал, кабель переломился у самого основания. Чтобы хоть немного получить места, я обстрогал ножом штекер и зачистил все четыре провода. Оплетку кабеля скрутил и отвернул в сторону, после чего отправился в универ за паяльником. Мне дали старенький паяльник, катушку с миллиметровым припоем и баночку с флюсом. Опыт пайки у меня есть, поэтому получилось нормально. Единственный недостаток - так как все четыре провода очень короткие, расположены на одном уровне, а изоляции у меня не было, получилась своеобразная «розочка» из проводов, торчащих в разные стороны. Однако, пробный запуск оказался удачным - мышка ожила, и я, гордый собой, вернулся в общежитие.
Но там меня ждало разочарование. Не вдаваясь в подробности, у меня, скорее всего, коротнули черный и красный провода и ноут заблокировал USB-гнездо. Поэтому что бы я дальше не делал, мышка не реагировала.
Я, пытаясь разобраться, стал грешить на оплетку (что она коротит провода), даже отрезал её, он ничего не помогло. В итоге, я полностью отрезал вилку и решил сделать все по-новой. Стоило бы перезагрузить компьютер и попробовать снова, скорее всего, мышь бы заработала. Кто знает...

Соединение очень мелкое, нормальной камеры у меня нет. Просто все четыре провода торчат пучком из штекера и к каждому припаян соответствующий провод. Оплетка отрезана, т.к. я думал, что она коротит провода. Неважно.

Соединение кабелей

Уже под вечер я достал мышь из ящика стола и принялся за дело. Первым делом, я взял новую вилку от ненужного mini-USB кабеля.

USB-шнуры мало чем отличаются друг от друга - четыре провода (черный и красный для питания, белый и зеленый для информации) и оплётка. Поэтому любой USB-кабель подойдет.

При починке я использовал метод, описанный . Вкратце - многожильные кабели соединяются «лесенкой». Таким образом, провода не касаются друг-друга и соединение получается тоньше.
На примере оставшегося куска провода я покажу, как это делается. Сперва, аккуратно отрезаем верхнюю изоляцию на длину около четырех-пяти сантиметров.


Расплетаем оплётку и отводим в сторону.


Затем оголяем 4 провода «лесенкой» - красный только самый кончик, чтобы скрутить; белый чуть подлиннее, с расчетом, чтобы не задевать красный; затем зеленый. Черный зачищаем дальше всех. Другой кабель оголяем точно так же, только зеркально - черный только кончик, затем зеленый, белый и красный у самого основания. Таким образом, мы исключаем замыкание проводов между собой.


Осталось только соединить два кабеля между собой. Каждый провод соединяем скруткой. Надеюсь, цвета Вы не перепутаете. После скрутки, лишние провода лучше обрезать, чтобы избежать ненужных контактов.


В своем варианте я еще покрыл все это дело куском верхней изоляции, чтобы избежать касания с оплеткой. В дальнейшем, я планирую либо достать где-нибудь изоленту, либо попросить бесцветный лак у девушек для изоляции.


После обработки изолентой, разумеется, это все примет божеский вид, а пока оплётка будет нависать таким странным образом. Соединение рабочее, никаких лишних контактов нет. Мышка работает как новая!

Однако

Сразу мышка работать отказалась. Уже было совсем отчаявшись, я заметил сообщение системы о нарушениях работы USB-входов. Как я уже говорил, первоначальный вариант закоротил контакты и ноут отрубил USB-входы. После перезагрузки, мышь снова заработала. Конечно, соединение недолговечное, без изоленты никак, однако мышь работает.

Спасибо за внимание. Надеюсь, эта статья Вам помогла.

P.S. это моя первая статья на Хабре. Спасибо за инвайт!

Раздел обновляется ежедневно. Всегда свежие версии самых лучших бесплатных программ для повседневного использования в разделе Необходимые программы . Там практически все, что требуется для повседневной работы. Начните постепенно отказываться от пиратских версий в пользу более удобных и функциональных бесплатных аналогов. Если Вы все еще не пользуетесь нашим чатом , весьма советуем с ним познакомиться. Там Вы найдете много новых друзей. Кроме того, это наиболее быстрый и действенный способ связаться с администраторами проекта. Продолжает работать раздел Обновления антивирусов - всегда актуальные бесплатные обновления для Dr Web и NOD. Не успели что-то прочитать? Полное содержание бегущей строки можно найти по этой ссылке .

Universal Serial Bus или сокращённо USB

Universal Serial Bus или сокращённо USB активно используется в современной цифровой компьютерной технике. В настоящее время применяются версии USB 1.1 и USB 2.0. Версия USB 2.0 поддерживает прямую и обратную совместимость с USB 1.1. Другими словами устройства с USB 2.0 успешно работают с компьютерами, оснащёнными USB 1.1 и наоборот. Все кабели и разъёмы USB 1.1 и USB 2.0 одинаковые.

USB

USB (сокращение от английского термина Universal Serial Bus - «универсальная последовательная шина», произносится «ю-эс-би») - последовательный интерфейс передачи данных для низкоскоростных и среднескоростных периферийных устройств в цифровой компьютерной технике.

Universal Serial Bus (USB) - «универсальная последовательная шина» имеет своё специальное обозначение т.е свой специальный графический символ.

Символ USB

Символом USB являются четыре геометрические фигуры: большой круг, малый круг, треугольник и квадрат, расположенные на концах древовидной блок-схемы. Символ USB может наноситься на корпуса аппаратуры, на разъёмы и на устройства.

USB 2.0 отличается от USB 1.1 введением режима Hi-speed. USB 2.0 High Speed имеет свой логотип.

Логотип USB 2.0 High Speed нанесённый на Card Reader

Рис.1. Пример USB кабеля. Хорошо видны символы USB на разъёмах

Для подключения периферийных устройств к шине USB используется специальный четырёхжильный кабель, при этом две жилы (витая пара) в дифференциальном включении используются для обмена данными, а две других - для питания периферийного устройства см. Рис.2.

Рис.2. USB кабель с маркировкой основных параметров

USB позволяет подключать периферийные устройства без собственного источника питания (максимальная сила тока, потребляемого устройством по линиям питания шины USB, не должна превышать 500 мА) см. Рис.3.

Рис.3. USB имеет собственные линии питания, это позволяет подключать периферийные
устройства без собственного источника например, внешний жёсткий диск

Один контроллер шины USB позволяет подключить до 127 устройств по топологии «звезда», в том числе и концентраторы. На одной шине USB может быть до 127 устройств и до 5 уровней каскадирования хабов, не считая корневой.

Благодаря своей универсальности USB постепенно вытесняет такие порты как COM и LPT. Благо производители принтеров и сканеров предусматривают работу своих устройств с USB и снабжают соответствующими разъёмами. Кроме того, появляются новые нетрадиционные устройства, подключаемые к USB, такие как компактные MP3-проигрыватели. Подключение к USB позволяет не только скопировать музыкальные файлы на такие проигрыватели, но и заряжает встроенный в них аккумулятор, обеспечивающий автономную работу плеера.

Кабель USB

Кабель USB четырёхжильный в оплётке, он состоит из 4 медных проводников - 2 проводника питания и 2 проводника для передачи данных в виде витой пары, плюс, заземленная оплётка (экран) см. Рис.4.

Рис.4. Кабель USB. Хорошо видны разные разъёмы на концах кабеля.
Это связано с тем, что USB-кабели являются ориентированными

Кабели USB ориентированы, для этого USB кабели снабжаются разными разъёмами для подключения «к устройству» и «к хосту». Возможна реализация USB устройства без кабеля, со встроенным в корпус наконечником «к хосту». Примером такого устройства может служить флэш-карта памяти или USB-модем. Возможно и неразъёмное встраивание кабеля в устройство, примером может служить компьютерная мышь см. Рис.5. (стандарт запрещает это для устройств full и high speed, но производители его нарушают). Существуют (хотя и запрещены стандартом) и пассивные USB удлинители, имеющие разъёмы «от хоста» и «к хосту».

Рис.5. Неразъёмное встраивание USB-кабеля в устройство.
Пример, компьютерная мышь снабжена встроенным USB кабелем

USB 1.1 и USB 2.0. Разъёмы, кабели и распайка

Схема распайки разъёмов USB (кабель и устройство)

Схема распайки разъёмов USB (кабель и устройство)

Сигналы USB передаются по двум проводам (витая пара) экранированного четырёхжильного кабеля.

VBUS – напряжение +5 Вольт цепи питания, GND – контакт для подключения «корпуса» цепи питания. Максимальная сила тока, потребляемого устройством по линиям питания шины USB, не должна превышать 500 мА. Данные передаются через контакты D- и D+ разъёма USB. Дифференциальный способ передачи данных является основным для USB.

Кабель стандарта USB 2.0 для обеспечения более высокой скорости передачи данных экранирован. Он так же четырёхжильный, но в оплётке, состоит из 4 медных проводников в цветной изоляции. Два проводника питания и 2 проводника для передачи данных в виде витой пары. Провода помещены в заземленную оплётку (экран).

Разъёмы USB кабеля

Для USB-кабеля используются специальные USB разъёмы. Кабель USB является направленным, поэтому, для правильного подключения, USB разъёмы имеют различную конфигурацию. Различают два типа USB разъёмов: Тип A (см. Рис.7. и Рис.8.) и Тип B (см. Рис.9., Рис.10. и Рис.11).

Рис.7. Обычный разъём USB кабеля Тип A

В соответствии со спецификацией 1.0 USB разъёмы Тип A применяются для подключения «к хосту» т.е. устанавливаются на стороне контроллера или концентратора USB.

Рис.8. «Фирменный» разъём USB кабеля Тип A (с названием фирмы-изготовителя)

В соответствии со спецификацией 1.0 USB разъёмы Тип B применяются для подключения «к устройству» т.е. для подключения периферийных устройств.

Рис.9. Обычный разъём USB кабеля Тип B. Такой разъём подходит, например,
для подключения принтера

Рис.10. Обычный разъём USB mini кабеля Тип B

Рис.11. Разъём мicro USB кабеля Тип B.
На рисунке, ниже символа USB хорошо видно обозначение Тип B

На Рис.12. и Рис.13. показаны USB кабели. Эти USB кабели оборудованы обычным разъёмом USB кабеля Тип A и разъёмом USB mini кабеля Тип B.

Рис.12. USB кабели оборудованы обычным разъёмом USB кабеля

B

Рис.13. USB кабели оборудованы обычным разъёмом USB кабеля
Тип A (на рисунке слева) и разъёмом USB mini кабеля
Тип B (на рисунке справа). Тип B обозначен как b

Рис.14. USB кабель, оборудованный миниатюрным разъёмом, называемым мicro USB

USB поддерживает «горячее» (при включенном питании) подключение и отключение устройств. Это достигнуто увеличенной длиной заземляющего контакта разъёма по отношению к сигнальным контактам см. Рис.15. При подключении разъёма USB первыми замыкаются заземляющие контакты, потенциалы корпусов двух устройств выравниваются и дальнейшее соединение сигнальных проводников не приводит к перенапряжениям, даже если устройства питаются от разных фаз силовой трёхфазной сети.

Рис.15. Длина заземляющего контакта

Длина заземляющего контакта (на рисунке контакт 4 GND вверху) разъёма увеличена по отношению к сигнальным (на рисунке контакт 3 D+ внизу) контактам. Верхний контакт длиннее нижнего. Это позволяет производить подключение и отключение устройств без выключения питания (так называемое «горячее» подключение и отключение)

Ответные части USB разъёмов располагаются на периферийных устройствах, подключаемых по USB см. Рис.16. и Рис.17.

Рис.16. Разъём для подключения разъёма кабеля USB. Хорошо виден символ USB

Рис.17. Разъём для подключения разъёма кабеля USB mini Тип B

Рис.18. Сопоставление размеров разъёмов USB.

Обычный разъём USB кабеля Тип A (на рисунке слева), разъём USB mini кабеля Тип B (на рисунке в центре) и разъёмом USB мicro кабеля Тип B (на рисунке справа). Тип B обозначен как B

Интерфейс USB начали широко применять около 20-ти лет назад, если быть точным, с весны 1997 года. Именно тогда универсальная последовательная шина была аппаратно реализована во многих системных платах персональных компьютеров. На текущий момент данный тип подключения периферии к ПК является стандартом, вышли версии, позволившие существенно увеличить скорость обмена данных, появились новые типы коннекторов. Попробуем разобраться в спецификации, распиновки и других особенностях USB.

В чем заключаются преимущества универсальной последовательной шины?

Внедрение данного способа подключения сделало возможным:

• Оперативно выполнять подключение различных периферийных устройств к ПК, начиная от клавиатуры и заканчивая внешними дисковыми накопителями.
• Полноценно использовать технологию «Plug&Play», что упростило подключение и настройку периферии.
• Отказ от ряда устаревших интерфейсов, что положительно отразилось на функциональных возможностях вычислительных систем.
• Шина позволяет не только передавать данные, а и осуществлять питание подключаемых устройств, с ограничением по току нагрузки 0,5 и 0,9 А для старого и нового поколения. Это сделало возможным использовать USB для зарядки телефонов, а также подключения различных гаджетов (мини вентиляторов, подсветки и т.д.).
• Стало возможным изготовление мобильных контролеров, например, USB сетевой карты RJ-45, электронных ключей для входа и выхода из системы

Виды USB разъемов – основные отличия и особенности

Существует три спецификации (версии) данного типа подключения частично совместимых между собой:

1. Самый первый вариант, получивший широкое распространение – v 1. Является усовершенствованной модификацией предыдущей версии (1.0), которая практически не вышла из фазы прототипа ввиду серьезных ошибок в протоколе передачи данных. Эта спецификация обладает следующими характеристиками:

• Двухрежимная передача данных на высокой и низкой скорости (12,0 и 1,50 Мбит в секунду, соответственно).
• Возможность подключения больше сотни различных устройств (с учетом хабов).
• Максимальная протяженность шнура 3,0 и 5,0 м для высокой и низкой скорости обмена, соответственно.
• Номинальное напряжение шины – 5,0 В, допустимый ток нагрузки подключаемого оборудования – 0,5 А.

Сегодня данный стандарт практически не используется в силу невысокой пропускной способности.

1. Доминирующая на сегодняшний день вторая спецификация.. Этот стандарт полностью совместим с предыдущей модификацией. Отличительная особенность – наличие высокоскоростного протокола обмена данными (до 480,0 Мбит в секунду).

Благодаря полной аппаратной совместимости с младшей версией, периферийные устройства данного стандарта могут быть подключены к предыдущей модификации. Правда при этом пропускная способность уменьшиться до 35-40 раз, а в некоторых случаях и более.

Поскольку между этими версиями полная совместимость, их кабели и коннекторы идентичны.

Обратим внимание что, несмотря на указанную в спецификации пропускную способность, реальная скорость обмена данными во втором поколении несколько ниже (порядка 30-35 Мбайт в секунду). Это связано с особенностью реализации протокола, что ведет к задержкам между пакетами данных. Поскольку у современных накопителей скорость считывания вчетверо выше, чем пропускная способность второй модификации, то есть, она не стала удовлетворять текущие требования.

1. Универсальная шина 3-го поколения была разработана специально для решения проблем недостаточной пропускной способности. Согласно спецификации данная модификация способно производить обмен информации на скорости 5,0 Гбит в секунду, что почти втрое превышает скорость считывания современных накопителей. Штекеры и гнезда последней модификации принято маркировать синим для облегчения идентификации принадлежности к данной спецификации.

Еще одна особенность третьего поколения – увеличение номинального тока до 0,9 А, что позволяет осуществлять питание ряда устройств и отказаться от отдельных блоков питания для них.

Что касается совместимости с предыдущей версией, то она реализована частично, подробно об этом будет расписано ниже.

Классификация и распиновка

Коннекторы принято классифицировать по типам, их всего два:

Заметим, что такие конвекторы совместимы только между ранними модификациями.

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.

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

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

Обозначение:

• А – гнездо.
• В – штекер.
• 1 – питание +5,0 В.
• 2 и 3 сигнальные провода.
• 4 – масса.

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

Теперь рассмотрим распайку классического гнезда В.

Обозначение:

• А – штекер, подключаемый к гнезду на периферийных устройствах.
• В – гнездо на периферийном устройстве.
• 1 – контакт питания (+5 В).
• 2 и 3 – сигнальные контакты.
• 4 – контакт провода «масса».

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

Обозначение:

• А – штекер.
• В – гнездо.
• 1, 2, 3, 4 – коннекторы полностью соответствуют распиновки штекера для версии 2.0 (см. В на рис. 6), цвета проводов также совпадают.
• 5 (SS_TХ-) и 6 (SS_ТХ+) коннекторы проводов передачи данных по протоколу SUPER_SPEED.
• 7 – масса (GND) для сигнальных проводов.
• 8 (SS_RX-) и 9(SS_RX+) коннекторы проводов приема данных по протоколу SUPER_SPEED.

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.

Обозначения:

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.

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.

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:

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

Распиновка мини USB

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

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.