Микро usb-разъемы. виды usb-разъемов, их особенности

Содержание

Распиновка разъемов типа USB

Распайка USB-разъема 2.0 имеет следующий вид:

Первый провод (красный цвет), на него подается напряжение питания постоянного тока +5 В;

Второй контакт (белый цвет), его используют для (D-);

Третий провод (зеленый цвет), он также предназначен для передачи информации (D+);

Четвертый контакт (черный цвет), на него подается ноль напряжения питания, еще его называют общим проводом.

Как уже писалось выше, типы микро и мини — это пятиконтактный разъем USB. Распайка такого коннектора идентична типу 2.0, кроме четвертого и пятого выводов. Четвертый контакт (сиреневый цвет) — это ID. В разъемах типа В его не задействуют, а в коннекторах типа А замыкают на общий провод. Последний, пятый вывод (черный цвет) — это ноль напряжения питания.

Цоколевка

Схема USB разъема зависит от спецификации этого интерфейса его типов

Они визуально отличаются и для того, чтобы их не перепутать при подключении к оборудованию, обратите внимание на следующие: А –для компьютера или хаб-концентратора; B – для периферийного устройства. Первые версии разъемов (до USB2.0) физически ничем не различались между собой и имели четыре контакта: 1,4 – для подачи плюса (+5 В) и минуса (Gnd) питающего напряжения; 2,3 – для дифференциальной передачи данных

Для наглядности приведем их изображения и цоколевку на рисунке.

USB3.0 также имеет разъемы двух типов А и Б. Оба оснащены девятью контактами, при этом первые четыре имеют полную обратную совместимость с версией 2.0, рассмотренной выше. У пяти дополнительных контактов следующее назначение: 5-6 прием (RX), 8-9 передача (TX) данных; 7 – дополнительное заземление сигнала (Gnd-Drain).

Провода кабеля USB имеют разные цвета, на картинки выше вы можете посмотреть какой цвет используется для передачи сигналов а какой для питания У всех видов USB существуют дополнительные модификаций для применения в переносных мобильных устройствах. Это миниатюрные разъемы имеют в обозначении слова «mini» или«micro». Повсеместно мы встречаемся с ними в повседневной жизни и применяем для подзарядки сотовых телефонов и других мобильных гаджетов.

Micro USB

Если у вас есть Android устройство, то вам нужно иметь Micro USB кабель. Даже самые ярые фанаты Apple не могут избежать этого типа разъемов в портативных аккумуляторах, колонках и другом.

Также имеются деления на типы разъемов Micro USB. В основном используется Micro USB Type-B, Type-A особо не распространен, да и я его в реальной жизни никогда не видел. То же самое относится и к Mini USB.

Если вы начнете покупать много гаджетов, вы скоро начнете использовать разные провода для разных устройств, все равно же нет разницы. Так что вам не придется докупать дополнительные провода, если вы их не теряете и не рвете.

При покупке кабеля люди обычно покупают самые дешевые, что я вам делать не советую, так как качество такой продукции может быть очень плохим. В дальнейшем это приведет к неработоспособности кабеля.

Также определитесь с длиной кабеля. В поездке короткий кабель удобен, но дома с таким вы будете сидеть на полу возле розетки. Длинный же кабель будет запутываться и всячески мешать вам. Для портативного аккумулятора у меня кабель длиной в 35 сантиметров, а кабель для зарядки смартфона дома длиной в 1 метр.

Типы USB разъемов

Цифровое обозначение поколения USB — это не единственный критерий по которому отличаются гнезда и штекеры. Несмотря на то, что стандарт является общепринятым, в некоторых устройствах требуются отдельные виды разъемов, отличающиеся формой и размерами.

Типы USB Разъемов

Рассмотрев фото выше, можно смело возразить, что общий стандарт не такой уж и общий. Да, видов и форм достаточно много, но на самом деле это разнообразие оправдано.

Во-первых, для каждого штекера должен быть ответный разъем в виде гнезда. Во-вторых, каждый разъем обладает своим конкретным преимуществом перед остальными, что позволяет его использовать с конкретной техникой.

Давайте их и перечислим:

  • USB 2.0 типа «А» — это самый популярный компьютерный разъем, разработанный еще в середине 90-х годов. Имеет весьма прочную конструкцию, которая позволяет выполнять большое количество подключений и отключений, без риска выхода из строя как гнезда, так и штекера. Именно поэтому, до сих пор, он является эталоном для подключения компьютерной периферии, такой как: мышки, клавиатуры, веб-камеры, флэшки и прочее.
  • USB 2.0 типа «В» — это первый миниатюрный вариант для данного стандарта, который в отличие от остальных имеет квадратную форму. Несмотря на уменьшенный размер, он остается по-прежнему достаточно большим, что весьма ограничило сферу его применения. Наибольшее распространение данный разъем получил в крупногабаритной офисной технике (принтеры, сканеры и прочее).
  • Мини USB 2.0 В — постоянное уменьшение размера электроники, потребовало от рынка внедрения новых, более компактных разъемов. В результате тип «В» получил новый виток развития, и предстал в новом, уменьшенном варианте. Благодаря повсеместному распространению внешних жестких дисков и карманных компьютеров, данный разъем смог завоевать свою нишу. Но спустя короткое время, из-за низкой надежности, производители стали от него отказываться.

Существует еще и мини USB 2.0 А — данный разъем имеет такие же характеристики, как и предыдущий, а вся разница кроется в форме штекеров. Сегодня, практически нигде не применяется.

Внешнее отличие: микро кабель USB и мини USB

Отказ от мини USB совершенно не означал возврат к собственным стандартам, так как на его место пришел новый разъем. Кабель micro USB 2.0 В — данный разъем, по сути мало чем отличается от предыдущего, но он получил еще меньший размер, и более прочную конструкцию.

Новое модернизированное крепление штекера, предотвращает его разбалтывание и выпадение из гнезда. Всё это сделало кабель usb micro, идеальным решением для установки в любые современные гаджеты.

Распиновка для usb кабель микро

В начале 2011 года, usb микро кабель принят за универсальный вариант зарядного устройства для абсолютного большинства мобильных телефонов, планшетов и других компактных устройств. Как уже говорилось выше, после 2.0 вышел более скоростной вариант USB — 3.0. Он также получил изменения, адаптирующие его под миниатюрную технику.

Типы кабеля «А», благодаря крупным размерам, не получили внешние изменения, за исключением цвета сердечника, как гнезда, так и штекера — он стал синим вместо черного. Благодаря этому, удалось достичь полной совместимости с предыдущим поколением.

Переходник микро USB B — A

Остальные же варианты пришлось размещать в новые корпуса, которые, однако, сохранили похожие черты. То есть, несмотря на внешнюю схожесть, данные типы разъемов не совместимы друг с другом, но у вас всегда есть возможность приобрести переходники под любой из разъемов.

USB micro кабель типа «В» и USB типа «А»

Микро USB 3.0  в основном применяется в высокоскоростных SSD накопителях и внешних жестких дисках. Скорость передачи данных подобного соединения позволяет полностью раскрыть их возможности.

Всё бы хорошо, но все-таки, ширина данного разъема практически равна типу «А», что не могло устроить многих производителей, особенно дорогой, мощной техники. В результате с недавнего времени пользователи увидели новы тип соединения — «С».

Микро USB 3.0 С

По сути, это всё тот же стандарт USB, но с новой распиновкой. По своему размеру он приближен к микро USB, но имеет при этом овальную форму.

USB Type-C

Этот новый стандарт имеет большой задел на будущее. Во-первых, он быстрый и может передавать большие токи, во-вторых, его можно вставить любой стороной и на обоих концах провода может быть один и тот же коннектор.

В 2015 году компания Apple потрясла весь мир, выпустив MacBook с одним USB Type-C разъемом. Это может быть началом тенденции.

Сейчас существует немало устройств с USB Type-C разъемом. Для подключения к компьютеру стоит использовать USB Type-C — USB Type-A кабель, если у вас нет такого же разъема в компьютере.

Покупать дешевые USB Type-C кабели не стоит, совсем не стоит. Очень просто убить ваше устройство. К тому же по такому кабелю проходят большие токи, так что некачественный кабель еще и приведет к пожару. Не жалейте денег на качественный кабель.

Версии USB

На сегодняшний день существует три версии USB-кабелей.

Перечислим их в порядке появления:

  • Первым появился кабель USB версии 1.1. Применялся он в основном для подключения периферийных устройств. Сегодня его можно встретить лишь на старых материнских платах, так как для передачи данных он плохо подходит (пропускная способность разъема — 12 Мбит/сек), из-за чего разработчики устройств отказались от его применения.
  • Далее идет USB 2.0 — несмотря на наличие более быстрого разъема, который мы рассмотрим следующим, до сих пор остается самым востребованным на рынке. Причиной тому, низкая стоимость производства и высокая скорость передачи данных (до 480 Мбит/сек). Такой скорости с лихвой хватает для большинства электронных устройств.
  • Ну и последний, самый быстрый разъем — это USB 3.0. Способен обеспечить передачу данных со скоростью до 5 Гбит/сек, чего с большим запасом хватает для самых быстрых устройств. Применяется в основном для подключения внешних накопителей (переносных жестких дисков).

Совмещение двух разъемов на одном устройстве

Сравнение скорости разъемов USB

Понятия, которые нужно знать

Распайка USB-разъема начинается с изучения основных понятий:

VCC — контакт положительного потенциала Для современных USB-кабелей показатель данного контакта составляет +5 Вольт, при этом стоит отметить, что в радиоэлектрических схемах такая аббревиатура полностью соответствует напряжению питания PNP, а также NPN-транзисторов.
GND — контакт отрицательного потенциала источника питания. В современной аппаратуре, включая также различные модели материнских плат, данное устройство соединяется корпусом для того, чтобы обеспечить эффективную его защиту от статического электричества или же каких-либо внешних источников электромагнитных помех.
D- — информационный контакт, имеющий нулевой потенциал, относительно которого осуществляется транслирование информации.
D+ — информационный контакт, имеющий логическую единицу. Данный контакт используется для транслирования информации от хоста к устройству или же наоборот

На физическом уровне данный процесс представляет собой передачу прямоугольных импульсов с положительным зарядом, при этом импульсы имеют разную амплитуду и скважность.
Male — штекер данного разъема, который среди современных пользователей, которыми осуществляется распайка USB-разъема для мыши и других устройств, часто называется «папа».
Female — гнездо, в которое вставляется штекер. Пользователями называется «мама».
RX — прием информации.
TX — передача информации.

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:

  1. USB;
  2. mini USB;
  3. 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.

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

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 интерфейсов

USB-разъемы одного вида различают по выпускаемой версии. Интерфейс стандарта 3.0 предлагает скорость передачи данных до 1 Гбит/сек. Стоимость 3-го стандарта на порядок выше второго, но пользователи останавливают выбор на нем, так как в стандарте 3.0 увеличена скорость передачи.

Интерфейсы совместимы, но работают с ухудшением качества и эффективности. Например, если вставить кабель 2.0 в порт 3.0, то передатчик будет работать со скоростью 2.0. Такое наблюдается и в обратную сторону.

Поэтому для правильного применения ЮСБ стандарта 3.0 нужен разъем в компьютере с такой же скоростью. Иначе деньги будут отданы зря. Скорость обмена информацией не изменится.

USB – последовательная универсальная шина, позволяющая устройству связываться с компьютером. Типы USB зависят от выполняемого кабелем функционала. К выбору кабеля нужно отнестись внимательно, от этого зависит скорость устройства.

Совместимость интерфейсов

Если рассмотреть вопрос совместимости устройств, которые имеют представленные выше разъёмы, то можно констатировать, что первая и вторая версии разъёмов USB могут быть заменимы между собою.

Определённое устройство, которое имеет соединение второй версии USB, а принимает соединение первой версии, может показать сообщение, в котором будет говориться о его возможности работать быстрее.

Потому что данная модель компьютера рассчитана на приём информации через вторую версию, скорость которой выше, чем первой.

То есть не будет использован весь потенциал скорости данного устройства.
Современные устройства, которые имеют разъёмы второй версии, могут быть подключены к третьей версии USB, а использование третьей версии относительно второй исключается, кроме USB 3.0 типа А.

Дополнительные контакты создают условия для увеличения скорости интерфейса – это есть особенностью последних моделей кабелей и устройств, имеющих разъёмы третьей версии USB.

Совместимость разных версий USB.

Несколько слов про совместимость. Версии 1.1 и 2.0 конструктивно полностью совместимы между собой. Если одна из соединяемых сторон – старой версии, то работа будет вестись на пониженной скорости, а операционная система выведет сообщение “Устройство может работать быстрее”, которое означает, что имеется быстрый порт USB 2.0 в компьютере, а устройство, которое в него втыкается, медленное – версии 1.1.

А вот с совместимостью USB версий 2.0 и 3.0 не все так однозначно. Любое устройство или шнур USB 2.0 можно подключить к синему порту третьей версии. А вот наоборот сделать не получится. Современные кабели и устройства с USB 3.0 отличаются от привычных разъемов дополнительными контактами, позволяющими увеличить пропускную способность интерфейса, поэтому подключить их в старый порт не получится (исключение составляет только тип A).

Ликбез по температурам и местам пайки

Многие начинающие ставят температуры на паяльных станциях свыше 400 °C. Это самая критичная и опасная ошибка. При таких температурах ни один разъем целым не будет. Пластиковая основа плавится, а контакты могут быть замкнуты после такой жарки.

Место пайки и окружающая среда

Место пайки — очень важный момент. Если паять на металлической пластине или подставке, то плата будет отдавать поступающее тепло от фена т.е. металл будет действовать фактически как радиатор. Это критично т.к. многие из-за этого повышают температуру до 360 °C и выше, и по этой причине наступает перегрев. Когда плата уже прогревается от такой температуры, на сам разъем и верхний слой платы поступает критическая температура. То есть, фактически, припой плавится от 180 до 230 °C (свинец-содержащие припои) или же от 180 до 250 °C (бессвинцовые припои). И когда плата нагревается до условной температуры плавления припоя, на саму деталь или разъем, или верхний слой платы действует куда большая температура.

Поэтому, лучше всего плату класть на деревянную дощечку, на которой есть несколько слоев салфеток. Их тоже должно быть немного (поверхность перестает быть ровной, что в свою очередь приведет к плохому поверхностному натяжению припоя).

Дерево и бумага намного раньше нагреваются и меньше отдают тепла в окружающую среду. Также пайку микро USB разъема можно производить и при помощи так называемой третьей руки. Это настольная стойка, к которой прикреплены крокодилы для установки платы. Плата будет в подвесном состоянии и окружающий воздух намного быстрее прогреется.

Развитие

Не все помнят первый разъем USB Type-A, который по сей день используется в новейших компьютерах, ноутбуках и планшетах. В далеких 90-х годах он имел такую же физическую форму, но другой стандарт — USB 1.1. Если говорить более подробно, были ограничения по скорости передачи данных.

В 2001 году был разработан стандарт 2.0, который является самым распространенным на сегодняшний день. Он обеспечил скорость передачи данных до 480 Мбит/с. В этот момент началась эпоха создания универсального и скоростного разъема для подключения.

Первым общепринятым разъемом, получившим большую популярность и распространение, стал Type-B Mini. Он успешно применяется в телефонах, фотоаппаратах, видеокамерах и позволяет подключить устройства к компьютеру. Однако не стоит считать это большим прорывом, так изменилась только форма, стандарт остался прежним — USB 2.0. Другими словами, скорость передачи не увеличилась.

Стремление минимизировать габариты гаджетов привело к созданию нового Type-B Micro. Он продолжает оставаться главным героем подавляющего количества современной техники, но не может предложить пользователям больших преимуществ.

Настоящим прорывом стала спецификация USB 3.0, которая кардинально поменяла взгляд на многие вещи. Новый интерфейс позволил увеличить скорость передачи данных до 5 Гбит/с. Изменения коснулись и внутреннего строения. В новом 3.0 представлена 9-контактная группа (в 2.0 было всего 4 контакта).

Последним шагом на пути к появлению Type-C стало принятие стандарта 3.1, который остается самым быстрым и эффективным в наши дни. Пользователи получили возможность передавать данные со скоростью до 10 Гбит/с. Новый стандарт также позволяет передавать заряд мощностью в 100 Вт.

Особенности распайки кабеля на контактах разъемов

Какими-то особыми технологическими нюансами пайка проводников кабеля на контактных площадках соединителей не отмечается. Главное в таком процессе – обеспечение соответствия цвета предварительно защищенных от изоляции проводников кабеля конкретному контакту (пину).

Также, если осуществляется распайка модификаций устаревших версий, следует учитывать конфигурацию соединителей, так называемых – «папа» и «мама».

Проводник, запаянный на контакте «папы» должен соответствовать пайке на контакте «мамы». Взять, к примеру, вариант распайки кабеля по контактам USB 2.0.

Используемые в этом варианте четыре рабочих проводника, как правило, обозначены четырьмя разными цветами:

Соответственно, каждый проводник подпаивается на контактную площадку, отмеченную спецификацией разъема аналогичной расцветки. Такой подход существенно облегчает работу электронщика, исключает возможные ошибки в процессе распайки.

Аналогичная технология пайки применяется и к разъемам других серий. Единственное отличие в таких случаях – большее число проводников, которые приходится паять. Чтобы упростить себе работу, удобно использовать специнструмент – надежный паяльник для пайки проводов в домашних условиях и стриппер для снятия изоляции с концов жил.

Независимо от конфигурации соединителей, всегда используется пайка проводника экрана. Этот проводник запаивается к соответствующему контакту на разъеме, Shield – защитный экран.

Нередки случаи игнорирования защитного экрана, когда «специалисты» не видят смысла в этом проводнике. Однако отсутствие экрана резко снижает характеристики кабеля USB.

Поэтому неудивительно, когда при значительной длине кабеля без экрана пользователь получает проблемы в виде помех.

Распаивать кабель USB допускается разными вариантами, в зависимости от конфигурации линий порта на конкретном устройстве.

К примеру, чтобы соединить одно устройство с другим с целью получения только напряжения питания (5В), достаточно спаять на соответствующих пинах (контактах) всего две линии.

USB-OTG

OTG представляет собой способ соединения через кабель USB двух периферийных устройств без необходимости использования компьютера. Также такая распайка микро-USB-разъема в профессиональных кругах часто называется USB-host. Другими словами, флешка или же какой-нибудь жесткий диск таким образом могут непосредственно подключаться к планшету или же мобильному телефону точно так же, как к полноценному персональному компьютеру.

Помимо этого, к гаджетам можно подключать мышки или же клавиатуры, если они поддерживают возможность их использования. Нередко таким образом соединяют фотоаппараты и другие гаджеты с принтерами.

Вывод и советы

Цветовая схема распайки позволяет решать задачи, которые связаны с ремонтом, быстрее, поскольку дает возможность быстро понять, какой провод за что отвечает. Она также позволяет на глаз определить, что перед пользователем: 2.0 или 3.0. Поскольку у более новых видов интерфейса растет и пропускная способность, стоит отдавать предпочтение именно им: стоят такие кабели не намного дороже, чем те, где разъем принадлежит к старшему поколению. К тому же, конфликта между поколениями нет: более скоростные модели работают с более медленными. Но стоит учитывать, что при подключении смартфона на 3.0 к компьютеру, в котором стоит 2.0, инфо будет передаваться с быстротой, присущей старой версии.