Типы штекеров usb. Распиновка USB разъема: USB, mini-USB, micro-USB

Распиновка USB-кабеля означает описание внутреннего устройства универсальной последовательной шины. Это устройство применяется для передачи данных и зарядки аккумуляторов любых электронных приборов: мобильных телефонов, плееров, ноутбуков, планшетных компьютеров, магнитофонов и других гаджетов.

Проведение качественной распиновки требует знаний и умения читать схемы, ориентирования в типах и видах соединений, нужно знать классификацию проводов, их цвета и назначение. Длительная и бесперебойная работа кабеля обеспечивается правильным соединением проводами 2 коннекторов USB и mini-USB .

Виды USB-разъемов, основные отличия и особенности

Универсальная последовательная шина представлена 3 версиями – USB 1.1, USB 2.0 и USB 3.0 . Первые две спецификации полностью совмещаются между собой, шина 3.0 имеет частичное совмещение.

USB 1.1 – это первая версия устройства, используемая для передачи данных. Спецификацию применяют только для совместимости, так как 2 рабочих режима по передаче данных (Low-speed и Full-speed ) обладают низкой скоростью обмена информацией. Режим Low-speed со скоростью передачи данных 10-1500 Кбит/с используется для джойстиков, мышей, клавиатур. Full-speed задействован в аудио- и видеоустройствах.

В USB 2.0 добавлен третий режим работы – High-speed для подключения устройств по хранению информации и видеоустройств более высокой организации. Разъем помечается надписью HI-SPEED на логотипе. Скорость обмена информацией в этом режиме – 480 Мбит/с, которая равняется скорости копирования в 48 Мбайт/с.

На практике, из-за особенностей конструкции и реализации протокола, пропускная способность второй версии оказалась меньше заявленной и составляет 30-35 Мбайт/с. Кабеля и коннекторы спецификаций универсальной шины 1.1 и второго поколения имеют идентичную конфигурацию.

Универсальная шина третьего поколения поддерживает скорость 5 Гбит/с, равняющуюся скорости копирования 500 Мбайт/с. Она выпускается в синем цвете, что облегчает определение принадлежности штекеров и гнезд к усовершенствованной модели. Сила тока в шине 3.0 увеличилась с 500 мА до 900 мА. Эта особенность позволяет не использовать отдельные блоки питания для периферийных устройств, а задействовать шину 3.0 для их питания.

Совместимость спецификаций 2.0 и 3.0 выполняется частично.

Классификация и распиновка

При описаниях и обозначениях в таблицах разъемов ЮСБ принято по умолчанию, что вид показан с внешней, рабочей стороны. Если подается вид с монтажной стороны, то это оговаривается в описании. В схеме светло-серым цветом отмечаются изолирующие элементы разъема, темно-серым цветом – металлические детали, полости обозначаются белым цветом.

Несмотря на то что последовательная шина называется универсальной, она представлена 2 типами. Они выполняют разные функции и обеспечивают совместимость с устройствами, обладающими улучшенными характеристиками.

К типу A относятся активные, питающие устройства (компьютер, хост ), к типу B – пассивное, подключаемое оборудование (принтер, сканер ). Все гнезда и штекеры шин второго поколения и версии 3.0 типа A рассчитаны на совместную работу. Разъем гнезда шины третьего поколения типа B больше, чем нужен для штекера версии 2.0 типа B, поэтому устройство с разъемом универсальной шины 2.0 тип B подключается с использованием только кабеля USB 2.0. Подключение внешнего оборудования с разъемами модификации 3,0 тип B выполняется кабелями обоих типов.

Разъемы классического типа B не подходят для подключения малогабаритного электронного оборудования. Подключение планшетов, цифровой техники, мобильных телефонов выполняется с использованием миниатюрных разъемов Mini-USB и их улучшенной модификации Micro-USB. У этих разъемов уменьшенные размеры штекера и гнезда.

Последняя модификация разъемов ЮСБ – тип C. Эта конструкция имеет на обоих концах кабеля одинаковые коннекторы, отличается более скоростной передачей данных и большей мощностью.

Распиновка USB 2.0 разъема типы A и B

Классические разъемы содержат 4 вида контактов, в мини- и микроформатах – 5 контактов. Цвета проводов в USB-кабеле 2.0:

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

Для формата мини: mini-USB и micro-USB:

Красный VBUS (+), напряжение 5 В, сила тока 0,5 А.
Белый (-), D-.
Зеленый (+), D+.
ID – для типа А замыкают на GND, для поддержания функции OTG, а для типа B не задействуют.
Черный GND, напряжение 0 В, используется для заземления.

В большинстве кабелей имеется провод Shield, он не имеет изоляции, используется в роли экрана. Он не маркируется, и ему не присваивается номер. Универсальная шина имеет 2 вида соединителя. Они имеют обозначение M (male ) и F (female ). Коннектор М (папа ) называют штекером, его вставляют, разъем F (мама ) называется гнездо, в него вставляют.

Распиновка USB 3.0 типы A и B

Шина версии 3.0 имеет подключение по 10 или 9 проводам. 9 контактов используется, если отсутствует провод Shield. Расположение контактов выполняется таким образом, чтобы можно было подключать устройства ранних модификаций.

Распайка USB 3.0:

A – штекер;
B – гнездо;
1, 2, 3, 4 – контакты, совпадающие с распиновкой контактов в спецификации 2.0, имеют ту же цветовую гамму;
5, 6 контакты для передачи данных по протоколу SUPER_SPEED, имеют обозначение SS_TX- и SS_TX+ соответственно;
7 – заземление GND;
8, 9 – контактные площадки проводов для приема данных по протоколу SUPER_SPEED, обозначение контактов: SS_RX- и SS_RX+.

Распиновка Micro-USB-разъема

Кабель Micro-USB имеет соединители с 5 контактными площадками. К ним подводится отдельный монтажный провод в изоляции нужного цвета. Чтобы штекер точно и плотно садился в гнездо, верхняя экранирующая часть имеет специальную фаску. Контакты микро-USB пронумерованы цифрами от 1 до 5 и читаются справа налево.

Распиновки коннекторов микро- и мини-USB идентичны, представлены в таблице:

Экранирующий провод не припаивается ни к одному контакту.

Распиновка Mini-USB

Разъемы Mini-A и Mini-B появились на рынке в 2000 году, использовали стандарт USB 2.0. К сегодняшнему дню мало используются из-за появления более совершенных модификаций. Им на смену пришли микросоединители и модели ЮСБ типа C. В разъемах мини используется 4 экранированных провода и ID-функция. 2 провода используют для питания: питающий +5 В и заземление GND. 2 провода для приема и отправки дифференциальных сигналов данных, обозначаются D+ и D-pin. Data+ и Data- сигналы передаются по . D+ и D-работают всегда вместе, они не являются отдельными симплексными соединениями.

В USB-разъемах используется 2 вида кабелей:

экранированный, 28 AWG витая, мощность 28 AWG или 20 AWG без скрутки;
неэкранированный, 28 AWG без скрутки, мощность 28 AWG или 20 AWG без скрутки.

Длина кабеля зависит от мощности:

28 – 0,81 м;
26 – 1,31 м;
24 – 2,08 м;
22 – 3,33 м;
20 – 5 м.

Многие производители цифровой техники разрабатывают и комплектуют свою продукцию разъемами другой конфигурации. Это может вызвать сложности с зарядкой мобильного телефона или других аппаратов.

Еще два десятка лет назад гнездо USB было в диковинку даже для настольного персонального компьютера. Но со временем обычный стандартный разъем превратился в мини, а позже появился и микро. На сегодняшний день без интерфейса этого типа не обходится ни одно мобильное устройство. Именно по этой причине совсем не лишним будет узнать, что же собой представляют, как устроены и для чего служат порты USB и микро-USB.

Спецификация USB-интерфейса

С развитием вычислительной техники проблема оперативной передачи информации между устройствами становилась все актуальней. Существующие стандарты последовательных и параллельных портов уже не могли удовлетворить возрастающие потребности и были крайне неудобны в использовании. Перед конструкторами встала задача создания универсального и, главное, простого в использовании порта с высокой скоростью передачи. Им и стал хорошо известный сегодня каждому пользователю интерфейс USB - универсальная последовательная шина (Universal Serial Bus).

Первая версия порта - USB 1.0 - не отличалась высокой скоростью передачи данных (1.5 Мбайт/с), но обладала свойствами универсальности и простоты использования. Интерфейс отлично подходил для работы с самой различной периферией и, что особенно важно, поддерживал «горячее» подключение и режим «включай и работай». Правда, версия оказалась «сырой» и работала нестабильно, поэтому через 2 года вышла очередная спецификация - USB 1.1. В ней были исправлены ошибки версии USB 1.0.

Протокол USB 2.0 сохранил все достоинства предыдущей версии и передавал данные уже со скоростью до 48 Мбайт/с. Эта версия спецификации была уже намного полезнее своего старшего собрата. Она могла поддерживать достаточно скоростные внешние накопители и обеспечивала передачу больших объемов информации за разумное время. Эта версия до сегодняшнего дня считается основной - именно с интерфейсом USB 2.0 выпускается подавляющее большинство периферии и мобильных устройств.

Версия протокола USB 3.0, появившаяся 10 лет назад, обладает еще большей (до 600 Мбайт/с) пропускной способностью и в состоянии обслуживать по-настоящему скоростные устройства. Как и предшественники, порт удобен в использовании и имеет то же архитектурное строение , а значит, позволяет подключать внешние устройства «на лету» (горячее подключение) и самостоятельно распознает их. В настоящее время ведется разработка сверхскоростного протокола USB 3.2, который позволит устройствам обмениваться информацией на скоростях до 2.5 Гбайт/с.

Типы USB-разъемов

Одновременно с развитием спецификации разрабатывались и новые типы разъемов USB. Связано это с тем, что подобным интерфейсом начали снабжать не только ПК и периферию к ним, но и самые разнообразные гаджеты, в том числе и миниатюрные. Стандартный ЮСБ-разъем, разработанный изначально, просто не умещался в компактных корпусах мобильных устройств. На сегодняшний день существует 3 основных типа портов:

mini USB;
micro USB.

Именно под них «заточено» большинство периферийных устройств и гаджетов.

Три основных на сегодняшний день типа USB-разъемов

Обычное USB гнездо

Устанавливается в ПК, ноутбуках и периферии к ним - принтерах, внешних накопителях, маршрутизаторах и пр. Такие же гнезда имеют и универсальные сетевые адаптеры.

Стандартные гнезда USB в ПК и сетевом зарядном устройстве

Вилкой к такому типу гнезд оснащаются периферийные устройства - мыши, клавиатуры, внешние накопители, радиомодули и пр. Такие же вилки можно увидеть и в кабелях-переходниках с одного типа разъема на другой:

Кабель USB - мicro USB

Интерфейс мini USB

Этот тип интерфейса был разработан для миниатюрных устройств, требующих передачи информации - обычное гнездо в них просто не умещается. Особо этот стандарт не прижился из-за достаточно громоздкой конструкции розетки , но и сегодня существует очень много гаджетов, использующих такой тип разъемов. Для сопряжения с другими типами, как было сказано выше, выпускаются кабели-переходники.

Плеер с мини-ЮСБ и переходной шнур для него

Разъем micro USB

На сегодняшний день этот тип разъемов является стандартным для малогабаритных устройств - им оснащаются практически все гаджеты - от телефонов и планшетов до плееров, навигаторов и камер. Несмотря на свою компактность и кажущуюся хлипкость , конструкция при соответствующем обращении достаточно прочная, надежная и долговечная. Следуя этому стандарту, такими гнездами оснащаются даже устройства, абсолютно не нуждающиеся в передаче информации - фонарики, радиоприемники, беспроводные наушники и пр. Для чего тому же фонарику интерфейс передачи данных? Верно, ни к чему. А гнездо в таких устройствах используется для подачи внешнего питания и зарядки встроенных аккумуляторов.

USB-порты в обыкновенных фонариках служат лишь для зарядки аккумуляторов

Немного странно видеть «телегу с реактивным двигателем», но, согласитесь, это удобно - тот же фонарь можно зарядить при помощи стандартного кабеля от любого ПК, повербанка или зарядного устройства с соответствующим гнездом.

Отдельно следует упомянуть интерфейс микро версии 3.0. Гнезда и вилки в нем несколько отличаются от разъемов 1.0 и 2.0:

Кабели USB 3.0 - обычный, мини и микро

Совместимость версий

Поскольку спецификации интерфейсов появлялись практически одна за другой, проблема совместимости стояла достаточно остро и конструкторы с этой задачей справились на «отлично». Все три версии спецификации полностью совместимы по протоколу «снизу вверх». То есть пользователи старых интерфейсов могли стыковать свои гаджеты с более новыми разработками. При этом распознавание самого медленного устройства в сети производится портами автоматически и не требует никаких действий от пользователя.

Что касается интерфейса (распиновка, форма гнезд и штекеров), то первая и вторая версии совместимы между собой полностью. Версия же 3.0 совместима с предыдущими лишь по типам «обычный USB» и «mini USB». Разъем микро USB третьей версии вставить в гнезда предыдущих не удастся, но наоборот – пожалуйста.

Использование порта для питания и зарядки

Кроме передачи информации, порты способны питать внешние устройства. Для этого во всех модификациях гнезд существуют два отдельных контакта (pin). Это удобно для работы с внешними устройствами, не имеющими собственного источника питания - flash-памятью, клавиатурой, радиомодулями и пр. Это же свойство интерфейса, как было сказано выше, зачастую используется в совсем уж некомпьютерных гаджетах.

Любопытно то, что в зависимости от задачи интерфейс может как подавать питание на внешние устройства, так и получать. Если вы, к примеру, подключите планшет к повербанку, то устройство начнет зарядку собственного аккумулятора. Подключите к тому же планшету флешку или мышь, и направление тока сменится - гаджет будет подавать на периферийное устройство питание . Но если переключать направление питания пользователю не нужно - все это делается автоматически - то знать нагрузочную способность портов все же надо. Какой ток может выдать то или иное гнездо?

Согласно спецификации, максимальные токи для версий 1.0, 2.0 и 3.0 соответственно равны 500, 500 и 900 мА. Тем не менее, далеко не все гаджеты в состоянии такой ток отдать, а некоторые могут дать и больше. Все будет зависеть от конкретного устройства и режима его работы. Как определить, «потянет» ли, к примеру, планшет внешний накопитель или будет ли заряжаться планшет, подключенный к ПК?

Конечно, эта информация есть в сопроводительной документации на каждое порядочное устройство, но можно использовать и «метод тыка». USB - порт универсальный и достаточно «умный». После подключения устройств они делят между собой приоритеты и разбираются, чего и сколько нужно каждому из них.

Если планшет не в состоянии обеспечить нормальный ток, скажем, внешнему дисководу, то периферийное устройство просто не включится. Если у ПК не хватит сил зарядить энергоемкий планшет полным током, а последний не хочет довольствоваться малым, то зарядка производиться не будет. Сжечь же порты, оснащенные защитой от перегрузки, переполюсовки и КЗ вам в любом случае такими экспериментами не удастся.

Теоретически интерфейс третьей версии смартфона Samsung рассчитан на ток в 900 мА, но, скорее всего, самому гаджету столько не выдать

Устройство интерфейсных кабелей

Ну и для того, чтобы картина по портам USB была полной, необходимо рассмотреть разводку и назначение контактов каждого из типов. Эта информация будет полезной не только программистам и «самоделкиным», ремонтирующим интерфейсные кабели и заменяющим разбитые разъемы в гаджетах, но и простым пользователям, желающим знать, что к чему.

Распиновка гнезд и штекеров

Благодаря тому, что одной из основных задач перед разработчиками стояла возможность совместимости, распиновка и расположение контактов розеток и вилок всех типов за небольшим исключением мало отличается одна от другой.

Схема распайки контактов на вилке и розетке USB 1.0, 2.0, где:3 - D+;

4 - ID;

5 - GND;

6 - StdA_SSTX−;

7 - StdA_SSTX+;

8 - GND_DRAIN;

9 - StdA_SSRX−;

10 - StdA_SSRX+.

Цветовая маркировка проводников

При распайке кабелей каждому из контактов разъема присваивается свой цвет. Это помогает избежать путаницы при изготовлении и облегчает ремонт. Стандартная расцветка проводов в USB кабеле следующая:

1 - красный;
2 - белый;
3 - зеленый;
4 - черный (белый для микро 3.0);
5 - черный;
6 - синий;
7 - желтый;
8 - белый;
9 - фиолетовый;
10 - коричневый.

Критерии выбора кабеля

Если вам необходимо соединить два устройства по интерфейсу ЮСБ, а подходящего кабеля нет, то его придется купить. Но как выбрать из всего вышеперечисленного разнообразия то, что нужно? Критерий выбора исключительно прост - если вилки кабеля входят в гнезда устройства , то у вас в руках то, что нужно. Единственное, что стоит помнить: если вы используете кабель версии 2.0 для соединения устройств с гнездами 3.0, то эти устройства перейдут на протокол 2.0, но великолепно будут работать. И еще один момент. Если хотя бы одно из устройств не поддерживает протокол 3.0, то нет смысла покупать совсем недешевый «троечный» кабель – можно обойтись обычным для второй версии.

Ноутбук имеет гнезда версии 2.0, а это значит, что каким бы кабелем вы ни соединили эти устройства, они будут работать по протоколу 2.0

Ну и, покупая кабель, просите интерфейсный, а не для зарядки. Некоторые чересчур умные производители экономят и делают двухпроводные ЮСБ-кабели для зарядки, припаяв лишь шину питания. С виду они могут быть точно такими же, как обычные интерфейсные, но стоят намного дешевле, поскольку не имеют проводов для передачи информации.

Содержание:

В каждом компьютере и других аналогичных устройствах наиболее популярным является USB-разъем. С помощью юсб провода стало возможно подключать более 100 единиц последовательно соединенных устройств. Эти шины позволяют подключать и отключать любые приборы даже в процессе работы персонального компьютера. Практически все устройства могут заряжаться через данный разъем, поэтому нет необходимости применять дополнительные блоки питания. Распиновка USB по цветам помогает точно определить, к какому типу устройств относится та или иная шина.

Устройство и назначение USB

Первые порты этого типа появились еще в девяностых годах прошлого века. Через некоторое время эти разъемы обновились до модели USB 2.0. Скорость их работы возросла более чем в 40 раз. В настоящее время в компьютерах появился новый интерфейс USB 3.0 со скоростью, в 10 раз превышающей предыдущий вариант.

Существуют и другие виды разъемов этого типа, известные, как micro и mini USB, применяющиеся в современных телефонах, смартфонах, планшетах. Каждая шина имеет собственную или распиновку. Она может потребоваться при необходимости изготовления своими руками переходника с одного вида разъема на другой. Зная все тонкости расположения проводов, можно сделать даже зарядное устройство для мобильного телефона. Однако следует помнить, что в случае неправильного подключения устройство может быть повреждено.

Разъем USB 2.0 выполнен в виде плоского коннектора, в котором установлено четыре контакта. В зависимости от назначения он маркируется как AF (BF) и AM (BM), что соответствует обиходному названию «мама» и «папа». В мини- и микро- устройствах имеется такая же маркировка. От обычных шин они отличаются пятью контактами. Устройство USB 3.0 внешне напоминает модель 2.0, за исключением внутренней конструкции, имеющей уже девять контактов.

Распиновка-распайка разъемов USB 2.0 и 3.0

Распайка проводов в модели USB 2.0 располагается в следующем порядке:

Проводник красного цвета, к которому осуществляется подача питающ его напряжения постоянного тока со значением +5V.
Проводник белого цвета, применяемый для передачи информационных данных. Он обозначается маркировкой «D-».
Проводник окрашен в зеленый цвет. С его помощью также передается информация. Он маркируется как «D+».
Проводник черного цвета. На н его производится подача нуля питающ его напряжения. Он носит название общ его провода и обозначается собственной меткой в виде перевернутого Т.

Расположение проводов в модели 3.0 выполнено совершенно по-другому. Четыре первых контактирующих провода полностью соответствуют разъему USB 2.0.

Основное отличие USB 3.0 заключается в следующих проводах:

Проводник № 5 имеет синий цвет. По нему передается информация с отрицательным значением.
Проводник № 6 желтого цвета, так же как и предыдущий контакт предназначен для передачи информации, имеющей положительное значение.
Проводник № 7 применяется в качестве дополнительного заземления.
Проводник № 8 фиолетового цвета и проводник № 9 оранжевого цвета. Они выполняют функцию приема данных, соответственно, с отрицательным и положительным значением.

Распайка-распиновка коннекторов микро- и мини-USB

Коннекторы микро-USB наиболее часто применяются в планшетах и смартфонах. От стандартных шин распиновка micro usb отличаются значительно меньшими размерами и наличием пяти контактов. Они маркируются как micro-AF(BF) и micro-AM(BM), что соответствует «маме» и «папе».

Распайка микро-USB производится в следующем порядке:

Контакт № 1 красного цвета. Через н его подается напряжение.
Контакты №№ 2 и 3 белого и зеленого цвета применяются для передачи.
Контакт № 4 сиреневого цвета выполняет специальные функции в отдельных моделях шин.
Контакт № 5 черного цвета является нулевым проводом.

Распиновка мини USB разъема по цветам выполняется, так же как и в микро-юсб коннекторах.

Кабели USB имеют разные физические наконечники. Это зависит от того, к какому устройству оно подключаются. Существуют подключения к самому устройству и к хосту. Причем USB может быть с кабелем, так и без него. Возможен и такой вариант: кабель встраивается в само устройство. Кабель необходим для того, чтобы формировать интерфейс между устройством и хостом.

Но через некоторое время разработчики такого интерфейса компьютера, как USB, все равно имел маленькую скорость для того, чтобы использовать внешние жесткие диски и другие устройства, скорость которых была намного большая. Поэтому создателям USB пришлось изменить устройство так, что получилась новая модель. Теперь скорость третьего типа USB стала быстрей в десять раз. Конечно же, это отразилось и на зарядке.

Общие сведения об USB

Кабель USB состоит из четырех проводников, выполненных из меди. Это два проводника, предназначенных для питания, а еще остальные проводники в витой паре. В этот комплект еще входит и заземленная оплетка.

Рассмотрим теперь немного хост. В его качестве выступает специальный контролер, который запрограммирован и управляем. Его задача: обеспечивать деятельность интерфейса. Кстати, контролер чаще всего можно найти в микросхеме. Для соединения контролера с другими устройствами необходим концентратор.

А вот чтобы уже подключить внешние устройства к концентратору, используются порты, на конце которых и находятся разъемы. Кабели помогают USB устройствам подключаться к разъемам. Питание устройства может быть разным: от шины или внешний какой-то источник питания.

Для начала запуска достаточно всего лишь несколько минут и можно включаться в работу. Сначала сигнал о начале работы поступает на кабельный концентратор , который и сообщает дальше, что оборудование к работе готово.

Но стоит помнить одно правило. Всегда, когда начинаете выполнять распиновку устройства, сначала определите то, какова распиновка на вашем кабеле. Разъем юсб помогать подсоединить все внешние устройства к вашему компьютеру. Этот современный способ подключения заменяет все те способы, которые были ранее. Такой разъем дает дополнительные возможности : при работе компьютерного оборудования любые устройства могут быть подключены и сразу включаться в работу. Может он влиять и на работу зарядки.

Спецификация USB

Существовали первые предварительные версии USB, которые стали выпускаться еще в ноябре 1994 года. Так продолжалось в течение года. И после этого стали выходить уже новые модели USB , которые используются и до сих пор.

На сегодняшний день можно говорить о следующих моделях:

USB 1.0. Эта модель выпущена в январе 1996 года.
USB 1.1. Эта спецификация была выпущена в сентябре 1998 года.
USB 2.0. Эта модель была выпущена в 2000 году.

Технические характеристики каждой модели

Первая модель - USB 1.0. В такой спецификации выделяют два режима работы:

С низкой пропускной способностью.
С высокой пропускной способностью.

Максимальная кабельная длина допускается в этой модели для первого рабочего режима – три метра, а для второго рабочего состояния достигает пяти метров. Если пожелаете подключить несколько устройств, то их можно подключить до 127.

Технические характеристики модели USB 1.1 соответствуют первой, но вот только все проблемы и ошибки, которые возникли во время ее использования, были исправлены. Кстати, это первая модель, которая получила широкую популярность и быстро распространилась.

Третья модель – это USB 2.0. Для него есть три режима работы, где могут быть задействованы и мыши, и джойстик, и геймпады, и клавиатура, а также видеоустройства и такие устройства, которые хранят информацию.

Кабели и разъемы USB

В настоящее время в компьютерном мире произошло много разных изменений. Например, появился уже новый интерфейс с модификацией USB 3.0, скорость его в десять раз сильнее предыдущей модели. Но есть и другие виды разъемов , известные как микро- и мини- юсб. Их, кстати, можно встретить в настоящее время, например, в планшетах, телефонах, смартфонах и в другой самой разнообразной компьютерной продукции.

Каждая такая шина, конечно же, имеет еще и собственную распайку или распиновку. Она необходима для того, чтобы потом изготовить переходник в домашних условиях, позволяющий переходить с одного вида разъема на другой вид. Но для этого необходимы знания. Например, определенные знания о том, как располагаются проводники. Например, можно так сделать зарядку для любого телефона. Если такую работу с разъемами выполнить неверно, то тогда и само устройство будет поврежденным.

Есть отличие и в конструкции мини и макроустройствах. Так, теперь контактов уже у них пять. А в устройстве USB 2.0 можно насчитать девять контактов. Поэтому и распайка разъемов usb в такой модели будет проходить немного по-другому. Такая же распиновка usb разъемов будет и в модификации 3.0.

Распайка будет происходить по следующей схеме: сначала проводник красного цвета, который отвечает за подачу напряжения тока, который питает. Затем следует проводник белого и зеленого окраса, задача которых передавать информацию. Потом стоит перейти к проводнику черного цвета, который принимает подачу нуля напряжения, которое подается.

В конструкции USB 3.0 провода располагаются совсем по–другому. Первые четыре из них похожи по своему разъему на устройство модели 2.0. Но, уже начиная с пятого проводника, разъемы начинают различаться. Синий, пятый, проводок передает ту информацию, которая имеет отрицательное значение. Желтый проводник передает положительную информацию.

Можно проводить распиновку устройство еще и по цветам, которые подходят для разъемов всех устройств. Преимущества таких разъемов заключается в том, что при их использовании не нужно делать перезагрузку компьютера или даже пытаться как-то вручную установить все необходимые драйвера.

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:

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.

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.

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.