USB-grensesnittet er en populær form for teknologisk kommunikasjon på mobile og andre digitale enheter. Tilkoblinger av denne typen finnes ofte på personlige datamaskiner med forskjellige konfigurasjoner, perifere datasystemer, på mobiltelefoner, etc.
En funksjon ved det tradisjonelle grensesnittet er en liten størrelse USB-pinout. For arbeid brukes bare 4 pinner (kontakter) + 1 jordingsskjermingslinje. Det er sant at de siste mer avanserte modifikasjonene (USB 3.0 Powered-B eller Type-C) er preget av en økning i antall arbeidskontakter. Hva vi vil snakke om i dette materialet. Vi beskriver også strukturen på grensesnittet og funksjonene i kablingene på koblingsstiftene.
Typer USB-kontakter
Forkortelsen "USB" har en forkortelse, som i sin helhet lyder som "Universal Series Bus" - en universell seriell buss, på grunn av hvilken høyhastighets digital datautveksling blir utført.
Allsidigheten til USB-grensesnittet bemerkes:
- lavt energiforbruk;
- enhet av kabler og kontakter;
- enkel registrering av datautveksling;
- høyt funksjonsnivå;
- bred støtte for drivere av forskjellige enheter.
Hva er strukturen på USB-grensesnittet, og hvilke typer USB-teknologi-kontakter finnes i den moderne elektronikkverdenen? La oss prøve å finne ut av det.
Teknologisk struktur på USB 2.0-grensesnittet
Kontaktene relatert til produkter som er inkludert i gruppen av spesifikasjoner 1.x - 2.0 (opprettet før 2001) er koblet til en elektrisk kabel med fire ledninger, der to ledere leveres og ytterligere to overfører data.
I spesifikasjonene 1.x - 2.0 foreslår også kabling av USB-tilkoblinger for service at det kobles til en skjermingsflette - faktisk den femte lederen.
Dette er den fysiske utformingen av de normale USB-kontaktene relatert til den andre spesifikasjonen. På venstre side er versjonene av typen "far", til høyre er versjonene av typen "mor" og pinout som tilsvarer begge alternativene
Eksisterende versjoner av universelle serielle buss-kontakter med de merkede spesifikasjonene er representert av tre alternativer:
- Normal - skriv "A" og "B".
- Mini - skriv "A" og "B".
- Micro - skriv "A" og "B".
Forskjellen mellom alle tre typer produkter ligger i designtilnærmingen. Hvis de normale kontaktene er designet for bruk på stasjonært utstyr, er mini- og mikrokontaktene laget for bruk på mobile enheter.
Dette er den fysiske utformingen av kontaktene i den andre spesifikasjonen fra “mini” -serien, og følgelig etikettene til Mini USB-kontaktene - den såkalte pinout, basert på hvilken brukeren lager en kabelforbindelse
Derfor er de to siste typene preget av en miniatyrdesign og en litt modifisert kontaktform.
Pinout bord for standard kontakter av typen “A” og “B”
Kontakt | spesifikasjon | Kabelleder | Funksjon |
1 | Kraft + | Rød appelsin) | + 5V |
2 | Data - | Hvitt gull) | Data - |
3 | Data + | Grønn | Data + |
4 | Ernæring - | Svart blå) | Jord |
Sammen med utførelsen av mini-A- og mini-B-kontakter, samt mikro-A- og mikro-B-kontakter, er det endringer av mini-AV- og mikro-AV-kontakter.
Et særtrekk ved slike strukturer er utførelsen av kablingen til USB-ledere på en 10-pinners kontaktpute. Imidlertid brukes i praksis sjelden slike kontakter.
Micro USB- og Mini USB-grensesnittutstikk for kontakter av typen A og B
Kontakt | spesifikasjon | Kabelleder | Funksjon |
1 | Kraft + | rød | + 5V |
2 | Data - | Hvit | Data - |
3 | Data + | Grønn | Data + |
4 | Identifier | – | Vertsenhet |
5 | Ernæring - | Det svarte | Jord |
Teknologisk struktur for USB 3.x-grensesnitt
I mellomtiden førte forbedringen av digitalt utstyr innen 2008 til moralsk aldring av spesifikasjonene 1.x - 2.0.
Disse typer grensesnitt tillot ikke tilkobling av nytt utstyr, for eksempel eksterne harddisker, på en slik måte at en høyere (mer enn 480 Mb / s) dataoverføringshastighet ble gitt.
Følgelig dukket det opp et helt annet grensesnitt, merket med spesifikasjon 3.0. Utviklingen av en ny spesifikasjon er preget ikke bare av økt hastighet, men gir også en økt strømstyrke på 900 mA mot 500 mA for USB 2/0.
Det er tydelig at utseendet til slike kontakter ga service til et større antall enheter, hvorav noen kan drives direkte fra det universelle serielle bussgrensesnittet.
Endring av USB 3.0-kontakter av forskjellige typer: 1 - utførelse av "mini" type "B"; 2 - standardprodukt av typen "A"; 3 - utvikling av en serie av "mikro" type "B"; 4 - standard utførelse av typen "C"
Som du ser på bildet over, har grensesnitt i den tredje spesifikasjonen flere arbeidskontakter (pinner) enn den forrige - andre versjonen. Den tredje versjonen er imidlertid fullt kompatibel med de to.
For å kunne overføre signaler med høyere hastighet, var utviklerne av designene til den tredje versjonen utstyrt med ytterligere fire datalinjer og en linje av nullkontakttråden. Forsterkede kontaktpinner er ordnet i en egen rad.
Betegnelsestabell for kontaktene på kontaktene i den tredje versjonen for kabling av USB-kabelen
Kontakt | Henrettelse "A" | Henrettelse "B" | Micro-b |
1 | Kraft + | Kraft + | Kraft + |
2 | Data - | Data - | Data - |
3 | Data + | Data + | Data + |
4 | Jord | Jord | Identifier |
5 | StdA_SSTX - | StdA_SSTX - | Jord |
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 | skjerming | skjerming | skjerming |
I mellomtiden var bruken av USB 3.0-grensesnittet, spesielt "A" -serien, en alvorlig designfeil. Koblingen har en asymmetrisk form, men det indikerer ikke tilkoblingsposisjonen spesifikt.
Utviklerne måtte forholde seg til moderniseringen av designen, som et resultat av at USB-C-alternativet i 2013 dukket opp til disposisjon for brukere.
Oppgradert USB 3.1
Utformingen av denne typen kontakt innebærer duplisering av arbeidsledere på begge sider av pluggen. Det er også flere overflødige linjer på grensesnittet.
Denne typen kontakt er mye brukt i moderne mobil digital teknologi.
Plasseringen av pinnene (pinnene) for USB-C-grensesnittet, relatert til serien til den tredje spesifikasjonen av kontakter designet for kommunikasjon av forskjellige digitale utstyr
Det er verdt å merke seg egenskapene til USB Type-C. For eksempel viser hastighetsparametrene for dette grensesnittet et nivå på 10 Gbit / s.
Utformingen av kontakten er laget i en kompakt design og sikrer en symmetrisk tilkobling, noe som gjør at kontakten kan settes i hvilken som helst stilling.
Pinout-bord i samsvar med spesifikasjon 3.1 (USB-C)
Kontakt | betegnelse | Funksjon | Kontakt | betegnelse | Funksjon |
A1 | GND | grunnstøting | B1 | GND | grunnstøting |
A2 | SSTXp1 | TX + | B2 | SSRXp1 | Rx + |
A3 | SSTXn1 | TX - | B3 | SSRXn1 | RX - |
A4 | Dekk + | Kraft + | B4 | Dekk + | Kraft + |
A5 | CC1 | CFG Channel | 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 | Dekk | Ernæring | B9 | Dekk | Ernæring |
A10 | SSRXn2 | RX - | B10 | SSTXn2 | TX - |
A11 | SSRXp2 | Rx + | B11 | SSTXp2 | TX + |
A12 | GND | grunnstøting | B12 | GND | grunnstøting |
Neste nivå av USB 3.2-spesifikasjonen
I mellomtiden fortsetter prosessen med å forbedre den universelle serielle bussen aktivt. På non-profit nivå er følgende spesifikasjonsnivå allerede utviklet - 3.2.
I henhold til tilgjengelig informasjon løfter hastighetsegenskapene til et grensesnitt som USB 3.2 dobbelt så mange parametere som forrige design er i stand til.
Utviklerne klarte å oppnå slike parametere ved å introdusere multibandskanaler som overføringen gjennomføres i hastigheter på henholdsvis 5 og 10 Gbit / s.
I likhet med Thunderbolt bruker USB 3.2 flere band for å oppnå total båndbredde, i stedet for å prøve å synkronisere og kjøre en kanal to ganger
Forresten, skal det bemerkes at kompatibiliteten til et lovende grensesnitt med en eksisterende USB-C støttes fullt ut, siden Type-C-kontakten (som allerede nevnt) er utstyrt med overflødige kontakter (pinner) som gir overføring av flere bånd.
Funksjoner ved kablingene på kontaktene
Ved noen spesielle teknologiske nyanser merkes ikke lodding av kabelledere på kontaktputene til kontaktene. Det viktigste i en slik prosess er å sikre at fargen på kabelledere som tidligere var beskyttet mot isolasjon av en bestemt kontakt (stift), stemmer overens.
Fargekoding av ledere inne i kabelenheten som brukes til USB-grensesnitt. Fra henholdsvis topp og bunn er fargeskjemaet til kabellederne for spesifikasjonene 2.0, 3.0 og 3.1 vist.
Hvis du lodder modifikasjoner av utdaterte versjoner, bør du også ta hensyn til konfigurasjonen av kontaktene, den såkalte "far" og "mor".
Konduktøren loddet på kontakten til "faren" skal tilsvare lodding på kontakten til "moren". Ta for eksempel muligheten til å lodde kabelen til USB 2.0-kontaktene.
De fire arbeidsledere som brukes i denne utførelsen er vanligvis indikert med fire forskjellige farger:
- i rødt;
- hvit
- grønn
- i svart.
Følgelig blir hver leder loddet til en kontaktpute merket med en spesifikasjon av en kontakt med lignende farge. Denne tilnærmingen letter arbeidet med elektronikkingeniøren i stor grad, eliminerer mulige feil i kablingsprosessen.
En lignende loddeteknologi gjelder kontakter i andre serier. Den eneste forskjellen i slike tilfeller er det større antall ledere som må loddes. For å forenkle arbeidet ditt er det praktisk å bruke et spesielt verktøy - et pålitelig loddejern for lodding av ledninger hjemme og en stripper for å stripe endene av ledningene.
Uansett konfigurasjon av kontaktene, brukes alltid lodding av skjermlederen. Denne lederen er loddet til den tilsvarende tappen på kontakten, Skjoldbeskyttende skjerm.
Det er ofte tilfeller av å ignorere beskyttelsesskjermen når "spesialister" ikke ser poenget i denne veiledningen. Mangelen på en skjerm reduserer imidlertid ytelsen til USB-kabelen dramatisk.
Derfor er det ikke overraskende når brukeren med en betydelig kabellengde uten skjerm får problemer i form av interferens.
Kabling av kontakten med to ledere for organisering av kraftledningen for giverenheten. I praksis brukes forskjellige ledningsalternativer, basert på tekniske behov.
Lodding av en USB-kabel er mulig på forskjellige måter, avhengig av konfigurasjonen av portlinjene på en bestemt enhet.
For å koble en enhet til en annen for kun å oppnå forsyningsspenning (5V), er det nok å lodde bare to linjer på de tilsvarende stiftene (kontaktene).
Videoen nedenfor viser hovedpunktene i pinout av 2.0-seriekontakter og andre, og forklarer visuelt de individuelle detaljene i loddeprosedyrene.
Når du har fullstendig informasjon om pinout av universelle serielle buss-kontakter, kan du alltid takle det tekniske problemet forbundet med lederfeil. Denne informasjonen vil også være nyttig hvis du trenger å koble til ikke-standard digitale enheter.
Ønsker du å supplere materialet ovenfor med nyttige kommentarer eller verdifulle tips for selvkabling? Skriv kommentarer i blokken nedenfor, legg til, om nødvendig, unikt fotomateriale.
Kanskje du fortsatt har spørsmål etter å ha lest artikkelen? Spør dem her - våre eksperter og kompetente besøkende vil prøve å avklare uforståelige punkter.