Rozložení pinů USB konektoru | Uspořádání kontaktů datového kabelu podle barvy

Univerzální sériová sběrnice neboli USB je hardwarové rozhraní, které umožňuje synchronizaci periferních zařízení (digitálních fotoaparátů a přehrávačů, počítačových klávesnic a myší, multifunkčních zařízení atd.) s hostitelem a interakci s počítačem. Jeho zapojení pinů popisuje strukturu konektoru s umístěním kontaktů. Jeho hlavní výhodou je možnost připojovat a odpojovat periferní zařízení bez restartu počítače.

Typy USB konektorů a rozdíly

USB je vstupně/výstupní rozhraní, které eliminuje zmatek spojený s různými periferiemi, které se objevily v posledních letech. USB rozpoznává pouze jeden typ konektoru pro všechna zařízení, takže záměna je nemožná. V praxi bohužel existují různé typy konektorů. A ani u konektorů USB typu C není hned jasné, jaké funkce kabely podporují.

Dva důležité aspekty USB jsou podporované možnosti a celková propustnost. Technologie podporuje režim 127 datových zařízení a má celkovou propustnost nejméně 12 Mbit/s. V závislosti na rychlosti existují čtyři verze konektorů:

• 1.1 (12+ Mbps): univerzální z hlediska podpory USB rozbočovači, ale dnes se používá jen zřídka.
• 2.0 (480 Mbps): v současnosti nejrozšířenější a nejoblíbenější;
• 3.0 (5+ Gb/s): Pokročilá specifikace, která umožňuje rychlé stahování.
• 3.1 a vyšší (10+ Gb/s): nejnovější vývoj, poměrně vzácný.

Když se objeví nové verze rozhraní, je zachována jejich zpětná kompatibilita – například 3.0 lze propojit s 2.0, ale ne naopak.
Navzdory všestrannosti sériové sběrnice existují 2 její typy:

• zásuvka instalovaná na hostiteli nebo zařízení, známá také jako port nebo zásuvka;
• zástrčka připojená ke šňůře a nazývaná zástrčka.

Rozmanitost USB konektorů se zvyšovala souběžně s vývojem specifikace. Zpočátku existovaly pouze povinné standardy A a B. Konektory se lišily, takže se uživatelé nemohli vzájemně propojit. Později byla zavedena metoda C, která měla poskytovat produktivnější a spolehlivější připojení než předchozí metoda a zároveň vyšší rychlost přenosu dat a synchronizace než první verze.

Dnes existují následující:

А	В	AB	С
2.0	2.0 B	Mikro AB	Typ C (až 10 Gb/s)
2.0 Micro A	2.0 Micro B
3.0	mini-B (5 pinů)
Mini-B (4pinový)
3.0 B
3.0 Micro B

Typ A, který se nachází v počítačích a noteboocích, stejně jako ve vyměnitelných paměťových kartách a mnoha dalších zařízeních. Jeho oblastí použití jsou „downstream“ připojení k síťovým rozbočovačům a hostitelským řadičům. Jedná se o velký, plochý, obdélníkový konektor, který se připojuje pomocí pevné vložky.

Jiný typ konektoru, označený jako B, je určen pro malá periferní zařízení. Navenek se vyznačuje téměř dokonalým čtvercovým tvarem s úhlednými zaobleními horních rohů.

USB a mini-USB jsou vzájemně plně kompatibilní. Proto je lze připojit pomocí jednoduchého adaptéru. Mini USB porty se většinou nacházejí na velmi malých zařízeních, jako jsou fotoaparáty nebo mobilní telefony.

USB Mini je určen k připojení moderních mobilních telefonů a tabletů v tenkém pouzdře k počítačům a notebookům. Verze Mini – A a B jsou stejně rozšířené. Umožňují připojení miniaturních zařízení, spolehlivost připojení je zajištěna konstrukcí se speciální sponou.

Mikro USB konektor

S tím, jak se mobilní zařízení stávají tenčími a kompaktnějšími, byl vyvinut formát extrémně malé velikosti USB Micro. Existuje ve formátech A a B, stejně jako s porty AB.

Rozložení pinů USB

2.0 konektory typu a a b

Konektor A se nazývá aktivní. Jeho zástrčka má podlouhlý obdélníkový průřez, zasouvá se do zdířky A na portu downstream hubu nebo hostitele a přenáší jak napájení, tak data. Používá se na flash discích, klávesnicích, myších atd.

Konektor B je považován za pasivní. Jeho zástrčka má čtvercový průřez se zkosenými horními vnějšími rohy a používá se k připojení tiskáren, skenerů atd. k zásuvce B. V některých případech zásuvka B nemá datová připojení a slouží výhradně k napájení z předřazeného zařízení.

Z tohoto důvodu vyžaduje USB připojení kabel s oběma typy konektorů. Zapojení pinů konektorů A a B verze 2.0 je však téměř identické. Oba se skládají ze 4 kontaktů (2 nahoře a XNUMX dole) se shodnou funkčností.

Přiřazení pinů USB 2 0

Zapojení pinů různých USB konektorů ukazuje jejich identitu. Konstrukce konektorů verze 2.0 používá 2 vodiče pro napájení a 2 pro datové signály.

kontakt	Barva	Funkčnost
1	červená	napájení (4,75 – 5,25 V)
2	bílá	odesílání
3	zelená	příjem kanálů
4	černá	nulový potenciál a uzemnění
Shell Shield	nemá žádnou barevnou izolaci	kontakt s úkolem stínění

Zapojení pinů USB A a B se podle schématu absolutně neliší a účel připojených kontaktů je následující:

• Č. 1 – definuje zdroj napětí (+ VDD) dodávaný do připojeného zařízení a slouží také jako indikátor signálu potvrzení připojení.
• Kontakt č. 2 (-D) se používá k odesílání dat spolu s kontaktem č. 3 (+D), který slouží pro vstup. Účelem těchto kontaktů je výměna informací ve formátu stanoveném protokolem USB.
• Č. 4 pro uzemnění.

Schéma zapojení konektoru pro USB 2 se skládá ze 0 kontaktů a je relativně snadné. Dva vodiče slouží k zajištění VBUS (VCC) a uzemnění. Napětí pro napájení VCC je +4 V a obvykle je dodáváno ze samotného mikrokontroléru. Kontakt 5 je připojen k kontaktu XNUMX mikrokontroléru.

Zbývající dva vodiče jsou D+ a D-. Měly by být připojeny k pinu D+ a D- hostitele. Každý z nich také vyžaduje pull-down rezistor 15k.

3.0 typy a a b

U konektorů USB 3.0 typu A a B se zapojení pinů skládá z 9-10 kontaktů. Kromě prvků obsažených ve verzi 2.0 byly přidány dva další diferenciální páry (čtyři vodiče, SSTx+, SSTx−, SSRx+ a SSRx−), které umožňují plně duplexní výměnu dat vysokou rychlostí.

kontakt	Jméno	Funkčnost
1	VDD	zásuvka pro stejnosměrný proud
2	D-	přenos dat
3	D+	příjem diferenciálních dat
4	ID N/C	Identifikace OTG

Zapojení pinů USB 3.0 je kombinací schématu 2.0 a 5 přidaných kontaktů s různou funkcí pro připojení vysokorychlostních externích paměťových zařízení.

micro USB konektor

Zapojení pinů Micro-USB, které má 4pinovou strukturu, odpovídá A a B. V 5pinové verzi však existují určité rozdíly:

kontakt	Název signálů
1	napájení
2	výstupní informace
3	vstupní informace
4	nejčastěji se nepřipojí
5	země
Shell Shield	stínění

Konektor Micro USB se často používá k nabíjení mobilních telefonů a dalších přenosných zařízení (baterií, bezdrátových sluchátek a reproduktorů). Někteří výrobci elektroniky začali dodržovat vlastní standardy, které nevyměňují data a odpovídající kontakty nejsou aktivní.

Rozložení pinů konektoru Micro USB, určeného pro nabíjení chytrých telefonů a malých zařízení, má následující vlastnosti:

• Kontakt č. 1 – napájení (+ 5V);
• Č. 2 a č. 3 provádějí výměnu dat (výstup a vstup). Nesmí být propojeny (pokud je přenos dat zakázán);
• Č. 4 (ID) se používají k identifikaci zařízení, zejména k povolení OTG připojení;
• Č. 5 – nebude připojen, protože uzemnění bude zajištěno kontaktem č. 4.

mini usb

Mini USB je forma technologie USB, která využívá menší a kompaktnější konektory. Používá se pro malé domácí spotřebiče (chytré telefony, digitální přehrávače a PDA). Rozložení pinů mini USB může sestávat ze 4 nebo 5 vodičů.

Verze se 4 komponentami je podobná konektorům A a B (VBUS, D-, D+, GND), s 5 komponentami je identická s Micro USB.

Barvy vodičů v USB kabelu

Barvy vodičů USB kabelu určují jejich účel. Většina z nich je červená, černá, bílá a zelená. Někdy mohou být možné i jiné barvy (oranžová, žlutá, hnědá atd.). Jejich funkce zůstane stejná.

Délka kabelu

Maximální délka kabelu by neměla překročit 5 metrů. Délku kabelu lze zvýšit na 30 metrů, pokud je aktivní komponenta (hub atd.) instalována každých 5 metrů. Doba šíření signálu mezi koncovým zařízením a hostitelem je příliš dlouhá. Hostitel (připojení k PC) poskytuje maximální proud 500 mA při provozním napětí 5 V nebo 900 mA s USB 3.0.

Typické zapojení pinů interních vodičů USB kabelu podle barvy:

• Červená: Kontakt, který přenáší kladně nabitou elektrickou energii. Má také stejnosměrný náboj 5 V.
• Černá: zemnící vodič.
• Bílá: Kladný vodič pro informaci.
• Zelená: negativní pro informaci.

Pokud je kabeláž uvnitř kabelu kombinací jiných odstínů:

• Oranžový: Má stejnou funkci jako červený vodič (5 voltů stejnosměrného proudu, kladný náboj).
• Bílá: V této verzi USB kabelu se jedná o uzemňovací kabel.
• Zelená: přenos dat pozitivní.
• Modrá: přenos dat mínus.

Pokud kabel používá zcela odlišné barvy, měli byste si prostudovat pokyny výrobce.

Rozložení pinů konektorů na

Zástrčka

Při pohledu na schémata zapojení pinů musíte pochopit všechna označení, která jsou na nich přítomna.

1. Typ konektoru – aktivní nebo pasivní (tj. A nebo B).
2. Formát připojení: zásuvka (samice, M) nebo zásuvka (zástrčka, F).
3. Formát velikosti – standardní, MicroUSB nebo Mini.

Podle barevného schématu by kontakty měly být umístěny zleva doprava:

• červená – kladný pól, s maximálním stejnosměrným proudem 500 ml-ampérů;
• bílá a zelená – data- a data+;
• černá – „mínus“ nebo „uzemnění“.

Micro USB a Mini USB se liší v následujícím uspořádání kontaktů:

• červená, bílá a zelená – žádný rozdíl;
• ID – v konektoru B nebude aktivní a připojený, v A bude nutné ho zkratovat s černým zemnícím kontaktem.

Základní deska

Aby bylo možné používat konektory umístěné na předním panelu systémové jednotky, je nutné předem připojit všechny USB porty k základní desce. Základní deska obvykle obsahuje 4,6, 8 nebo 2 USB portů, ale na zadní straně jsou obvykle instalovány pouze 4–XNUMX z nich. To znamená, že uvnitř systémové jednotky je na desce několik neaktivních portů.
Nejčastěji mají takové konektory 9 nebo 10 pinů. Jejich tělo má vždy označení jako GND, + 5V atd. Pro připojení budete muset připojit každý kontakt konektoru ke stejnému na základní desce.

Rozložení pinů USB na základní desce je nutné pro připojení neaktivních zástrček a zásuvek a aktivaci všech konektorů. Vodiče by měly být připojeny k odpovídajícím kontaktům základní desky:

• červený VBUS – na znaménko plus s nápisem 5V.
• bílá – do D-;
• zelená – do D+;
• černá – ke značce GND.

V obou formátech obsahují konektory pět pinů: červený, černý, bílý a zelený, plus ID (který je v A zkratován s GND a v B se vůbec nepoužívá).

Někdy se v USB kabelu může vyskytnout holý vodič se stínicí funkcí. Nemá číslo a neměl by se zapojovat.

Rozložení pinů USB verze 3.0 se liší přidáním čtyř barevných vodičů na horní straně hlavní sady a dodatečným uzemněním. Díky tomu je kabel třetí generace znatelně silnější než jeho předchůdci.

Pájení USB

Při pájení USB je třeba začít tím, že si zapamatujete klíčové parametry:

• VCC – napájecí kontakt s kladným napětím.
• GND – napájecí kontakt se záporným napětím.
• D — vodič se záporným nábojem pro přenos informací (vysílání informací ze zařízení do hostitele).
• D+ je podobná složka s kladným potenciálem, určená k přenosu dat v opačném směru.
• Samec – zástrčka pro připojení myši a dalšího zařízení.
• Samice – port pro připojení zástrčky.
• RX – proces příjmu dat.
• TX – proces odesílání dat.

Pomocí tohoto diagramu si můžete sami vyrobit nabíječku pro kabel.

Standardizací všech chytrých telefonů, digitálních fotoaparátů, počítačů a elektronických zařízení podle jednoho standardu připojení se vývojáři nemusí starat o velikost a design použitého připojení. Díky tomu je návrh a opravy připraveny i na budoucnost.
Představili jsme nejdůležitější materiály a podrobně popsali fungování nejoblíbenějšího připojení.
Pište komentáře a ptejte se.

Před více než 25 lety se na základních deskách počítačů (PC) objevily konektory USB (Universal Serial Bus), které implementovaly sběrnici pro sériovou výměnu dat. Toto rozhraní slouží k připojení klávesnic, myší, tiskáren, přehrávačů, externích disků a dalších gadgetů. Nyní jsou přítomny také na nabíjecích kabelech téměř všech modelů mobilních telefonů. Konstrukce USB se postupně měnila a rychlost výměny dat univerzální sériové sběrnice se zvýšila.

• 1. Typy a druhy USB konektorů, hlavní charakteristiky
• 2. Pinout konektoru USB
• 3. Pinout konektorů USB 1.1 a USB 2.0
• 4. Pinout konektorů USB 3.0
• 5. Pájení kabelu USB
• 6. Vlastnosti USB mini a micro rozhraní pro nabíjení telefonů
• 7. Komentáře návštěvníků k tématu článku

Typy a druhy USB konektorů, hlavní charakteristiky

Použití USB konektorů umožňuje připojovat a odpojovat zařízení metodou Plug&Play, tedy bez vypnutí napájení zařízení. V důsledku vývoje technologie se objevily tři verze designu: USB 1.1, USB 2.0 a USB 3.0.

V řadě zobrazené na fotografii je samec zástrčka (otec), samice je zásuvka (matka). Velké A označuje konektory určené pro připojení k základní desce počítače, velké B označuje konektory na straně zařízení připojeného k PC.

První verze poskytuje rychlost výměny dat až 12 Mbit za sekundu, délku kabelu až 5 m a napájecí proud až 0,5 A při napětí 5 V.

Verze s portem USB 2.0 je plně kompatibilní s předchozí verzí, která se nyní prakticky nepoužívá. Skutečná rychlost výměny dat sériového rozhraní se zvýšila na 35 MB za sekundu, což dnes již v mnoha případech nestačí.

Verze s portem USB 3.0 poskytuje propustnost až 5,0 Gbps a napájecí proud až 0,9 A. Jak je patrné z fotografie, rozlišit různé konektory podle vzhledu může být obtížné, proto je pro identifikaci šňůr této verze použita modrá barva plastu.

V procesu technologického vývoje nastala situace, kdy zařízení a kabely dřívější verze lze zasunout do zásuvek nejnovější verze, ale opak není možný.

Pinout konektoru USB

Pokud vezmeme v úvahu kabel, který spojuje počítač s periferním zařízením, pak zástrčka, která se zasune do USB hub zásuvky systémové jednotky, je typu A. Podle toho se konektor na druhém konci kabelu, který zasuneme do zásuvky zařízení, nazývá typ B.

Existují také prodlužovací kabely, které mají na jednom konci zástrčku typu A a na druhém zásuvku stejného typu. Pomocí takového kabelu můžete připojit flash disk k počítači, aniž byste se ohýbali k systémové jednotce.

Pinout konektorů USB 1.1 a USB 2.0

Konektory USB 1.1 a USB 2.0 typu A vypadají stejně. Na obrázku je znázorněno 5 schémat zapojení zástrčky a zásuvky typu A USB 1.1 a USB 2.0.

Barva vodičů kabelu odpovídá barvě kontaktů na obrázku.

Digitální označení kontaktů odpovídá následujícím obvodům:

• 1 – kladný pól zdroje 5,0 V;
• 2 a 3 — datová sběrnice (D- a D+);
• 4 – pouzdro nebo napájecí zdroj mínus.

Na druhém konci kabelu USB 1.1 a USB 2.0 je konektor typu B. Standardní verze je určena pro připojení k relativně velkým zařízením (tiskárna).

Barva vodičů kabelu odpovídá barvě kontaktů na obrázku. Účel a označení kontaktů se shodují s údaji uvedenými výše pro konektor typu A.

Standardní verze typu B je příliš velká pro připojení k malým zařízením (přehrávače, telefony atd.). Pro takové aplikace byly vyvinuty typy mini- a micro-USB.

Pinout konektoru Type B je téměř shodný s konektorem konektoru Type A, který jsme naznačili výše. Barva vodičů kabelu odpovídá barvě kontaktů na obrázku.

Digitální označení kontaktů odpovídá následujícím obvodům:

• 1 – kladný pól zdroje 5,0 V;
• 2 a 3 — datová sběrnice (D- a D+);
• 4 — stínění kabelu;
• 5 – pouzdro nebo napájecí zdroj mínus.

V závislosti na provedení kabelu může stínění kabelu chybět.

Pinout konektoru USB 3.0

Zástrčka USB 3.0 je modrá a nelze ji zapojit do starší verze zásuvky. Pinout zásuvky a zástrčky USB 3.0 je znázorněn na následujícím obrázku.

Barva vodičů kabelu odpovídá barvě kontaktů na obrázku. Pinout kontaktů 1-4 odpovídá pinoutu předchozích verzí. Kabeláž může obsahovat desátý vodič, který funguje jako stínění.

Digitální označení kontaktů odpovídá následujícím obvodům:

• 1 – kladný pól zdroje 5,0 V;
• 2 a 3 — datová sběrnice (D- a D+);
• 4 — pouzdro nebo napájecí zdroj mínus;
• 5 — Linka datové sběrnice (SS_TX-) SUPER_SPEED;
• 6 — (SS_TX+) linka datové sběrnice SUPER_SPEED;
• 7 — pouzdro signálního obvodu;
• 8 — (SS_RX-) a 9 (SS_RX+) SUPER_SPEED datových linek sběrnice.

Na druhém konci kabelu USB 3.0 je konektor typu B. Standardní verze je určena pro připojení k relativně velkým zařízením (tiskárna). Pinout zásuvky a zástrčky USB 3.0 typu B je znázorněn na následujícím obrázku. Tento typ konektoru není kompatibilní se staršími verzemi konektorů.

Pinout konektoru typu B je stejný jako konektor konektoru typu A, který jsme naznačili výše.

Konektor micro USB typu B se skládá ze dvou polovin po 5 pinech. Je určen pro vysokorychlostní výměnu dat s malými zařízeními. Provedení a vývod kontaktů 1-5 odpovídá verzi 2.0, tyto konektory však nejsou navrženy pro spolupráci.

Kontakty 1 až 5 plně odpovídají mikrokonektoru druhé generace, účel ostatních kontaktů je následující:

Digitální označení kontaktů odpovídá následujícím obvodům:

• 1 – kladný pól zdroje 5,0 V;
• 2 — datová sběrnice (D-);
• 3 — datová sběrnice (D+);
• 4 — stínění kabelu;
• 5 — pouzdro nebo napájecí zdroj mínus;
• 6 — (SS_TX-) linka datové sběrnice;
• 7 — (SS_TX+) linka datové sběrnice;
• 8 — pouzdro signálního obvodu;
• 9 — (SS_RX-) linka datové sběrnice;
• 10 — (SS_RX+) linka datové sběrnice.

Pájení USB kabelu

Schéma zapojení pro USB konektory vyplývá z již probraného vývodu samotných konektorů. Při současném použití 4pinových a 5pinových konektorů však mohou nastat určité nesrovnalosti.

Například běžný kabel se liší od kabelu USB OTG přítomností propojky mezi kontakty 4 a 5. Technologie OTG („On-the-Go“) je navržena pro rychlý přenos dat mezi moderními přístroji a počítači. Tolik smartphonů, tabletů a reproduktorů nebude fungovat ani se nabíjet při použití „běžného kabelu“.

V praktických aplikacích lze USB kabely připojit a prodloužit na určitou délku:

• USB 1.0 – až 3 m;
• USB 2.0 – až 5 m;
• USB 3.2 Gen 1 až 3 m při 5 Gbps;
• USB 3.2 Gen 2 až 1 m při 10 Gbps;
• USB 4 až 0,8 m při 40 Gbps.

V tomto případě je nutné pečlivě připojit všechny vodiče a zajistit potřebnou izolaci. Aktivní USB kabely mohou být podle definice delší, ale nedoporučuje se je prodlužovat nebo spojovat s jinými typy kabelů. Tyto kabely jsou vyrobeny z bezkyslíkaté mědi a vlastní vrtání s nimi může omezit rychlost přenosu dat.

Vlastnosti USB mini a micro rozhraní pro nabíjení telefonů

Většinu mobilních telefonů a dalších moderních přístrojů lze nabíjet ze síťové nabíječky, počítače nebo auta přes standardní USB AM—USB BM mini/mikro kabel. Mobilní telefon však může odmítnout nabíjení z jiné nabíječky s výstupem USB, pokud vývod konektoru neodpovídá modelu gadgetu. V tomto případě je možné provést malou úpravu zástrčky, která se zasouvá do nabíječky (typ A) a zajistit nabíjení baterie mobilního telefonu nebo reproduktoru.

Pro nabíjení zařízení uvedených na obrázku stačí připojit kontakty 2,3 zástrčky typu A.

Abyste zajistili, že se iPhone nabije, budete muset k zástrčce typu A připájet 4 další odpory podle níže uvedeného schématu.

K nabíjení Samsung Galaxy budete potřebovat dva další odpory a propojku mezi 2,3 kontakty zástrčky typu A.

V případě, že nabíječka již má kabel, budeme muset upravit konektor typu B, který do telefonu zasuneme.

Jednoduše připojte 2,3 kontakty konektoru micro-USB nebo mini-USB typu B pro nabíjení zařízení zobrazených na obrázku.

K nabíjení Motoroly budete potřebovat přídavný odpor mezi kontakty konektoru micro-USB typu B.

Chcete-li nabíjet Samsung Galaxy, budete muset přidat odpor a propojku mezi kolíky 2,3 zástrčky micro-USB typu B.

Podívali jsme se na standardní schémata zapojení pro oblíbené konektory. Mnoho výrobců gadgetů však používá vlastní možnosti pinoutu a odpovědi na otázky, které se objeví, je třeba hledat online.