Vmesnik USB je priljubljena oblika tehnološke komunikacije na mobilnih in drugih digitalnih napravah. Takšni priključki se pogosto pojavljajo na osebnih računalnikih različnih konfiguracij, perifernih računalniških sistemih, na mobilnih telefonih itd.
Posebnost tradicionalnega vmesnika - USB pinout majhno območje. Za delo se uporabljajo samo 4 zatiči (kontakti) + 1 ozemljitvena zaščita. Res je, da so za najnovejše naprednejše spremembe (USB 3.0 Powered-B ali Type-C) značilno povečanje števila delovnih stikov. O tem, o čemer bomo govorili v tem gradivu. Prav tako opisujemo strukturo vmesnika in desoldering kabla na priključnih nožicah.
Vrste priključkov USB
Okrajšava »USB« nosi okrajšavo, ki v svoji integralni obliki glasi kot »Universal Series Bus« - univerzalna serijska vodila, zaradi česar se uporablja hitra izmenjava digitalnih podatkov.
Opazen je vsestranskost vmesnika USB:
- nizka poraba energije;
- poenotenje kablov in konektorjev;
- preprosto beleženje izmenjave podatkov;
- visoka stopnja funkcionalnosti;
- široko podporo za gonilnike različnih naprav.
Kakšna je struktura USB vmesnika in kakšne so vrste USB priključkov v sodobnem svetu elektronike? Poskusimo ugotoviti.
Tehnološka struktura vmesnika USB 2.0
Priključki, ki se nanašajo na izdelke, ki spadajo v skupino specifikacij 1.x - 2.0 (ustvarjeni pred letom 2001), so priključeni na električni kabel s štirimi vodniki, kjer sta dva vodnika in še dva oddajna podatka.
Tudi v specifikacijah 1.x - 2.0, pinout storitev USB priključki pomeni povezavo z oklopom pletenice - v resnici, peti vodnik.
To je fizična zmogljivost običajnih USB spojnikov, povezanih z drugo specifikacijo. Levo prikazuje vrsto "očeta", desno pa vrsto "matere" in ustrezen pinout za obe možnosti
Obstoječe različice priključkov univerzalnih serijskih vodil navedenih specifikacij so predstavljene v treh različicah:
- Normal - tip "A" in "B".
- Mini - tip "A" in "B".
- Mikro - tip "A" in "B".
Razlika med vsemi tremi vrstami izdelkov je v oblikovalskem pristopu. Če so običajni priključki namenjeni uporabi v stacionarni tehnologiji, so mini in mikro priključki namenjeni uporabi v mobilnih napravah.
To je fizična zmogljivost konektorjev druge specifikacije iz serije »mini« in s tem etikete za priključke Mini USB - tako imenovani pinout, na podlagi katerega uporabnik vzpostavi kabelsko povezavo.
Zato sta za zadnji dve vrsti značilna miniaturna različica in rahlo spremenjena oblika konektorja.
Razpredelnica standardnih priključkov tipa "A" in "B"
| Kontakt | Specifikacija | Kabelski vodnik | Funkcija |
| 1 | Power + | Rdeča (oranžna) | + 5V |
| 2 | Podatki - | Bela (zlata) | Podatki - |
| 3 | Podatki + | Zelena | Podatki + |
| 4 | Moč - | Črna (modra) | Zemlja |
Poleg priključkov mini-A in mini-B ter mikro-A in micro-B priključkov so na voljo tudi modifikacije priključkov mini-AB in micro-AB.
Posebnost takšnih struktur je izvedba spajkanja YUSB vodnikov na 10-polni kontaktni plošči. V praksi pa se ti priključki redko uporabljajo.
Vmesnik za namizne priključke Micro USB in Mini USB priključki tipa "A" in "B"
| Kontakt | Specifikacija | Kabelski vodnik | Funkcija |
| 1 | Power + | Rdeča | + 5V |
| 2 | Podatki - | Bela | Podatki - |
| 3 | Podatki + | Zelena | Podatki + |
| 4 | Identifikator | - | Host - naprava |
| 5 | Moč - | Črna | Zemlja |
Tehnološka struktura USB 3.x vmesnikov
Medtem je izboljšanje digitalne opreme do leta 2008 pripeljalo do zastarelosti specifikacij 1.x - 2.0.
Te vrste vmesnikov niso omogočale priključitve nove opreme, na primer zunanjih trdih diskov, tako da je bila zagotovljena večja hitrost prenosa podatkov (večja od 480 Mb / s).
V skladu s tem se je pojavil popolnoma drugačen vmesnik, označen s specifikacijo 3.0. Za razvoj nove specifikacije je značilna ne le povečana hitrost, temveč tudi povečana jakost toka - 900 mA proti 500 mA za USB 2/0.
Jasno je, da je pojav takih priključkov omogočil servisiranje večjega števila naprav, od katerih se nekatere lahko napajajo neposredno iz vmesnika univerzalne serijske vodila.
Modifikacija USB 3.0 konektorjev različnih tipov: 1 - izvedba “mini” tipa “B”; 2 - standardna vrsta izdelka "A"; 3 - razvoj serije „mikro“ tipa „B“; 4 - standardni tip „C“
Kot je razvidno iz zgornje slike, imajo vmesniki tretje specifikacije več delovnih stikov (zatiči) kot prejšnji - druga različica. Toda tretja različica je popolnoma združljiva z "dvema".
Da bi lahko oddajali signale z večjo hitrostjo, so razvijalci modelov tretje različice opremljeni z dodatnimi štirimi podatkovnimi linijami in eno linijo ničelnega kabla. Razširjeni kontaktni zatiči se nahajajo v ločeni vrstici.
Tabela oznak pinov priključkov tretje različice za ožičenje USB kabla
| Kontakt | Izvedba "A" | Izvedba "B" | Micro-b |
| 1 | Power + | Power + | Power + |
| 2 | Podatki - | Podatki - | Podatki - |
| 3 | Podatki + | Podatki + | Podatki + |
| 4 | Zemlja | Zemlja | Identifikator |
| 5 | StdA_SSTX - | StdA_SSTX - | Zemlja |
| 6 | StdA_SSTX + | StdA_SSTX + | StdA_SSTX - |
| 7 | GND_DRAIN | GND_DRAIN | StdA_SSTX + |
| 8 | StdA_SSRX - | StdA_SSRX - | GND_DRAIN |
| 9 | StdA_SSRX + | StdA_SSRX + | StdA_SSRX - |
| 10 | - | - | StdA_SSRX + |
| 11 | Pregledovanje | Pregledovanje | Pregledovanje |
Medtem pa je bila uporaba vmesnika USB 3.0, zlasti serije „A“, resna pomanjkljivost pri načrtovanju. Spojnik ima asimetrično obliko, vendar ne navaja posebej položaja povezave.
Razvijalci so se morali ukvarjati s posodobitvijo zasnove, tako da je bila v letu 2013 uporabnikom na voljo možnost USB-C.
Nadgrajena različica priključka USB 3.1
Izvedba tega tipa priključka pomeni podvajanje delovnih vodnikov na obeh straneh vtiča. Tudi na vmesniku je več rezervnih linij.
Ta vrsta priključka se pogosto uporablja v sodobni mobilni digitalni tehnologiji.
Lokacija stikov (zatiči) za vmesnik tipa USB-C, ki spada v serijo tretje specifikacije priključkov, namenjenih za komunikacijo različnih digitalnih naprav
Treba je omeniti značilnosti USB Type-C. Na primer, parametri hitrosti za ta vmesnik kažejo raven - 10 Gbit / s.
Konstrukcija priključka je izdelana v kompaktni izvedbi in zagotavlja simetrično povezavo, kar omogoča, da se priključek vstavi v poljuben položaj.
Mizica za pritrditev, ki ustreza specifikaciji 3.1 (USB-C)
| Kontakt | Oznaka | Funkcija | Kontakt | Oznaka | Funkcija |
| A1 | GND | Ozemljitev | B1 | GND | Ozemljitev |
| A2 | SSTXp1 | Tx + | B2 | SSRXp1 | Rx + |
| A3 | SSTXn1 | Tx - | B3 | SSRXn1 | Rx - |
| A4 | Pnevmatika + | Power + | B4 | Pnevmatika + | Power + |
| A5 | CC1 | CFG kanal | B5 | SBU2 | PPD |
| A6 | Dp1 | USB 2.0 | B6 | Dn2 | USB 2.0 |
| A7 | Dn1 | USB 2.0 | B7 | Dp2 | USB 2.0 |
| A8 | SBU1 | PPD | B8 | CC2 | CFG |
| A9 | Tire | Moč | B9 | Tire | Moč |
| A10 | SSRXn2 | Rx - | B10 | SSTXn2 | Tx - |
| A11 | SSRXp2 | Rx + | B11 | SSTXp2 | Tx + |
| A12 | GND | Ozemljitev | B12 | GND | Ozemljitev |
Naslednja raven specifikacije USB 3.2
Medtem se proces izboljševanja univerzalnega serijskega vodila aktivno nadaljuje. Na nekomercialni ravni je bila razvita naslednja raven specifikacije - 3.2.
Glede na razpoložljive informacije, hitrostne značilnosti vmesnika USB 3.2 obljubljajo dvakrat večje parametre, kot jih lahko daje prejšnja zasnova.
Razvijalcem so uspeli doseči takšne parametre z uvedbo večzasovnih kanalov, preko katerih poteka prenos pri 5 oziroma 10 Gbit / s.
Podobno kot Thunderbolt, USB 3.2 uporablja več pasov za doseganje celotne prepustnosti, namesto da poskuša sinhronizirati in zagnati en kanal dvakrat
Mimogrede, treba je opozoriti, da je združljivost perspektivnega vmesnika z že obstoječim USB-C v celoti podprta, saj je priključek tipa C (kot je bilo že omenjeno) opremljen z rezervnimi kontakti (zatiči), ki zagotavljajo večzasovno signalizacijo.
Značilnosti desoldering kabla na zatiči priključkov
Ni posebnih tehnoloških odtenkov spajkanja kabelskih vodnikov na kontaktnih blazinicah konektorjev. Glavna stvar pri tem je zagotoviti, da barva predizoliranih kabelskih vodnikov ustreza določenemu zatiču (pinu).
Barvno označevanje vodnikov znotraj kabelskega sklopa, ki se uporablja za USB vmesnike. Od zgoraj navzdol je prikazana barva kabelskih prevodnikov za specifikacije 2.0, 3.0 in 3.1.
Tudi, če se izvedejo ožičene spremembe zastarelih različic, je treba upoštevati konfiguracijo priključkov, tako imenovanega "očeta" in "matere".
Dirigent, zapečatena na kontakt "oče" mora ustrezati spajkanje na stik "mati". Vzemite, na primer, možnost odklopa kablov na pinih USB 2.0.
Štirje delovni vodniki, ki se uporabljajo v tej različici, so običajno označeni s štirimi različnimi barvami:
- rdeča;
- bela;
- zelena;
- črna.
V skladu s tem je vsak prevodnik spajkan na kontaktno ploščico, ki je označena s specifikacijo priključka podobne barve. Ta pristop močno olajša delo inženirja elektronike, odpravlja morebitne napake v postopku spajkanja.
Podobna tehnologija spajkanja velja tudi za konektorje drugih serij. Edina razlika v takih primerih je večje število prevodnikov, ki jih je treba spajati. Da bi poenostavili svoje delo, je primerno uporabiti posebno orodje - zanesljivo spajkalo za spajkanje žic doma in striper za odstranjevanje izolacije iz koncev žic.
Ne glede na konfiguracijo priključka se vedno uporablja spajkanje s prevodnikom. Ta vodnik je spajkan na ustrezen kontakt na priključku, ščit je zaščitni ščit .
Obstajajo pogosti primeri ignoriranja zaščitnega zaslona, ko "strokovnjaki" ne vidijo točke v tem raziskovalcu. Vendar pa pomanjkanje zaslona dramatično zmanjša značilnosti kabla USB.
Zato ni presenetljivo, da uporabnik s precejšnjo dolžino kabla brez zaslona dobi težave v obliki motenj.
Ožičenje priključek dva prevodnika v organizaciji električnega voda za donor naprave. V praksi obstajajo različne variacije spopadov, ki temeljijo na tehničnih potrebah.
Odklopite kabel USB z različnimi možnostmi, odvisno od konfiguracije priključkov na določeni napravi.
Na primer, za povezavo ene naprave z drugo, da bi dobili samo napajalno napetost (5V), je dovolj, da na ustreznih zatičih (kontaktih) spajate samo dve vrsti.
Zaključki in koristen videoposnetek o tej temi
Video spodaj prikazuje poudarke pinouta serije 2.0 in drugih priključkov, vizualno pojasni posamezne podrobnosti izdelave postopkov spajkanja.
Z vsemi informacijami o priključkih z univerzalnimi serijskimi vodili lahko vedno rešite tehnične težave z napakami vodnikov. Tudi te informacije so vsekakor koristne, če morate priključiti vse nestandardne digitalne naprave.
Bi želeli zgoraj omenjeni material dopolniti z uporabnimi opombami ali koristnimi nasveti za samoopremljanje? V spodnjem bloku napišite komentarje in po potrebi dodajte edinstvene fotografske materiale.
Mogoče imate vprašanja po branju članka? Vprašajte jih tukaj - naši strokovnjaki in pristojni obiskovalci strani bodo poskušali pojasniti nerazumljive trenutke.