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.
Типы существующих разъемов USB
Далее мы собираемся описать различия между различными типами разъемов USB, которые можно найти в различных устройствах, представленных на рынке, а также в материнских платах ПК.
USB типа A и типа B
Первый тип USB-порта, который появился на рынке и, следовательно, самый старый, для версий 1.0 и 2.9 имел пустую строку, но с версии 3.0 был принят синий цвет, чтобы отличать их от предыдущих поколений. Если вы посмотрите на изображения над этими линиями, вы увидите, что порт имеет 4 линии, одна из них — это его источник питания, затем у нас есть еще один для заземления и два порта данных.
Принимая во внимание, что USB является последовательным портом, а не параллельным, это означает, что он передает 1 бит для каждого тактового сигнала, поэтому, поскольку существует два канала связи, мы можем легко сделать вывод, что контакт передает данные в одном направлении и в другие наоборот. Таким образом, вы можете передавать и получать данные одновременно с устройством. USB Type B, с другой стороны, имеет квадратную форму и используется для таких устройств, как принтеры и сканеры. За исключением его другой формы, характеристики такие же, как у типа A, поэтому он также использует 4-контактный разъем с точно такой же конфигурацией.
Начиная с версии 3.0 стандарта, эти два типа USB-порта изменили конфигурацию, добавив дополнительные контакты на задней стороне порта. Добавление двух из них для передачи данных, SSTX- и SSTX +, и еще двух для приема данных, SSRX- и SSRX +, тем самым увеличивая объем данных, передаваемых за такт. Эти дополнительные порты позволяют увеличить пропускную способность в десять раз по сравнению со вторым поколением стандарта.
Mini-USB и Micro-USB, типы для небольших устройств
Бум сотовых телефонов, персональных цифровых помощников, MP3-плееров и первых цифровых фотоаппаратов, начавшийся в конце 1990-х — начале 2000-х годов, вызвал явную потребность. Требовался USB-разъем меньшего размера, чем те, которые использовались ранее.
Первым из этих разъемов был Mini-USB, который добавляет дополнительный контакт к четырем уже используемым в остальных типах. Новый вывод имеет отношение к режиму OTG или On the Go, который служит для обозначения того, что устройство подчинено другому с точки зрения энергоснабжения.
Спустя годы из-за необходимости иметь порт питания и данных для смартфонов, каждый раз меньше и тоньше, был создан другой тип разъема USB, который мы знаем как Micro-USB. Это не что иное, как еще меньшая версия USB-порта, которая используется в большом количестве телефонов и планшетов, но из-за ее неспособности обеспечить достаточно быструю зарядку она постепенно вытесняется.
Существует третий тип кабеля Micro-USB, называемый типом B, который, как показывает его синий цвет, используется для устройств со скоростью передачи данных USB 3.0 и выше, хотя из-за своей другой формы он не имеет обратной совместимости с разъемами. Ранее Micro-USB. Как вы, возможно, догадались, он добавляет дополнительные контакты, которые также были добавлены к разъемам типа A и типа B, но, в конце концов, этот тип USB-порта полностью устарел.
USB-C, тот, который заменит другие типы
Мы сталкиваемся с наиболее продвинутым из всех, и тот, который со временем заменяет остальные типы, не углубляясь в стандарт USB 4.0, является стандартным разъемом, и из-за своего размера и формы он в конечном итоге заменит другие типы. портов со временем. Это связано с тем, что для этого предусмотрены соответствующие меры, и потому, что он решает проблему быстрой зарядки в случае Micro-USB. USB Type C впервые появился с третьим поколением стандарта и поэтому не имеет версий 2.0 и более ранних.
Если мы посмотрим на распределение контактов USB Type C, мы увидим, что это действительно два разъема USB Type A в одном. Мы должны запустить контакты передачи данных TX1-, TX1 +, TX2 + и TX2-, которые, очевидно, передают данные в одном направлении, и их аналоги RX1-, RX1 +, RX2 + и RX2-, которые будут служить для приема данных. Таким образом, он действительно работает так, как если бы это были 4 порта USB в одном устройстве с соответствующими контактами заземления и питания. Хотя это не единственные выводы данных, поскольку у нас есть выводы D- и D +, которые передают с той же скоростью, что и стандарт USB 2.0, и используются, когда доступны остальные выводы связи.
Причина этого в том, что USB Type-C также можно использовать для передачи видео в режиме DisplayPort Alternate или Alt DP. В котором линии TX и RX кабеля используются для вывода видео, оставляя только контакты D и D + для передачи данных в указанном режиме передачи. Что делает его идеальным разъемом для подключения гарнитуры виртуальной реальности.
Будущее типов USB-разъемов
Хотя самая главная новинка — это возможность питания периферийных устройств, требующих большой мощности. Если порт USB 3.2 типа A может выдавать 15 Вт, то его аналог типа C может выдавать до 100 Вт, и ожидается, что с четвертым поколением стандарта мы достигнем мощности 240 Вт. Этого более чем достаточно для замены портов питания компьютеров. ноутбуки и большое количество устройств, которые мы используем дома, например, телевизор в гостиной.
Более чем возможно, что в будущем мы не увидим мониторы, напрямую подключенные к текущему, но что они будут питаться от того же порта USB Type C, с которого они получают данные. Может случиться и обратное, и мы получим игровые приставки без встроенного источника питания, которые отправляют видеосигнал одновременно с телевизором, который их подает.
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.
Что такое распиновка
Распиновка USB разъёма – это порядок размещения необходимых элементов в штекере с применением особенной последовательной шины в её различных вариантах.
В наши дни USB самый известный интерфейс, который был создан в 1996 году. Такую модель создавали с целью соединения различных аппаратов с компьютером и для того, чтобы оно заменило устаревшие модели.
С каждым годом информация о создании такого провода разлеталась по миру всё больше и больше. Сейчас нам уже сложно представить какой-то другой вариант зарядного устройства.
Конечно, некоторые фирмы и сейчас не применяют схему USB для своих моделей, но всё же большинство компаний отдают предпочтение именно данному варианту.
На данный момент все используют USB для передачи данных с электронного носителя и в качестве зарядного устройства. Чтобы качественно провести распиновку, потребуется немало знаний, которые заключаются в понимании различных видов схем, ориентировании в соединениях, знании типологии проводов и т.д.
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+.
Совместимость разъёмов USB
Если вести речь о совместимости разъёмов ЮСБ друг с другом, то первый и второй вид разъёма ЮСБ совместимы друг с другом. Если подключить устройство, созданное для работы с ЮСБ 2.0 в разъём 1.1, то пользователь получит системное сообщение о том, что данное устройство может работать быстрее (работать оно будет, хотя и не так быстро, как было бы с 2.0).
Разъёмы ЮСБ 2.0 и 3.0 также частично совместимы, вы можете спокойно воткнуть устройство, предназначенное для разъёма 2.0 в разъём 3.0, и оно будет работать. При этом устройство, предназначенное для разъёма вида 3.0 в разъём 2.0 вы воткнуть не сможете.
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:
| Номер провода | Назначение | Цвет |
| 1 | VCC питание 5V | красный |
| 2 | данные | белый |
| 3 | данные | зеленый |
| 4 | функция ID, для типа A замыкается на заземление | |
| 5 | заземление | черный |
Какие ещё есть варианты
Итак, перечислим все варианты, с помощью которых можно устранить проблему отсутствия необходимого кабеля:
- Купить нужный кабель на .
- Варварский метод выше.
- Паяльник и распиновка (и провода-доноры или штекеры для нашего Франкенштейна).
Последний вариант вполне имеет право на жизнь. Если в продаже нет нужного кабеля, то часто проще купить штекер вместо целого кабеля-донора. Необходимую распиновку вы всегда сможете найти в интернете. Для того, чтобы восстановить или сделать зарядку с подходящим разъёмом вам придётся припаять всего два провода (красный — плюс и чёрный — минус).
От себя посоветую: если вы не профессионал — не пытайтесь перепаять USB c разъёмами HDMI, eSATA, 30pin, Lightning и другими, потому что велик шанс просто «угробить» провода. В таком случае лучше сбросить душащую вас жабу и раскошелиться на нормальный провод, чем переплачивать дважды.
