Zpravy

Které vodiče jsou zodpovědné za nabíjení micro USB?

Rozhraní USB je oblíbenou formou technologické komunikace na mobilních a jiných digitálních zařízeních. Konektory tohoto druhu se často nacházejí na osobních počítačích různých konfigurací, periferních počítačových systémech, mobilních telefonech atd.

Charakteristickým rysem tradičního rozhraní je připojení USB na malé ploše. Pro provoz jsou použity pouze 4 piny (kontakty) + 1 zemnící stínící vedení. Je pravda, že nejnovější pokročilejší modifikace (USB 3.0 Powered-B nebo Type-C) se vyznačují zvýšením počtu pracovních kontaktů. To je to, o čem budeme mluvit v tomto materiálu. Dále popíšeme strukturu rozhraní a vlastnosti kabelového zapojení na kontaktech konektoru.

Typy USB konektorů

Zkratka „USB“ nese zkrácené označení, které jako celek zní jako „Universal Series Bus“ – univerzální sériová sběrnice, díky které se provádí vysokorychlostní digitální výměna dat.

Všestrannost rozhraní USB je poznamenána:

malá spotřeba energie;
sjednocení kabelů a konektorů;
jednoduché protokolování výměny dat;
vysoká úroveň funkčnosti;
Široká podpora ovladačů pro různá zařízení.

Jaká je struktura rozhraní USB a jaké typy konektorů technologie USB existují v moderním světě elektroniky? Zkusme na to přijít.

Technologická struktura rozhraní USB 2.0

Konektory související s produkty zařazenými do skupiny specifikací 1.x – 2.0 (vytvořené před rokem 2001) jsou připojeny ke čtyřžilovému elektrickému kabelu, kde dva vodiče jsou napájecí a dva další přenášejí data.

Také ve specifikacích 1.x – 2.0 vyžaduje zapojení servisních USB konektorů připojení stínícího opletení – ve skutečnosti pátého vodiče.

Takto vypadá fyzické provedení běžných USB konektorů patřících do druhé specifikace. Vlevo jsou verze typu „muž“, vpravo verze typu „žena“ a vývody odpovídající oběma variantám

Stávající verze konektorů Universal Serial Bus uvedených specifikací jsou prezentovány ve třech možnostech:

Rozdíl mezi všemi třemi typy produktů spočívá v přístupu k designu. Pokud jsou běžné konektory určeny pro použití na stacionárních zařízeních, „mini“ a „mikro“ konektory jsou určeny pro použití v mobilních zařízeních.

Takto vypadá fyzické provedení konektorů druhé specifikace z řady „mini“ a podle toho označení pro konektory Mini USB – tzv. pinout, na základě kterého uživatel provádí kabelové připojení.

Proto se poslední dva typy vyznačují miniaturním designem a mírně upraveným tvarem konektoru.

Tabulka vývodů pro standardní konektory typu „A“ a „B“.

kontakt	Specifikace	Kabelový vodič	Funkce
1	Napájení +	Červená (oranžová)	+ 5V
2	údaje –	bílá (zlatá)	údaje –
3	Data +	Zelený	data +
4	výživa –	Černá (modrá)	Země

Spolu s provedením konektorů typu „mini-A“ a „mini-B“ a také konektorů typu „micro-A“ a „micro-B“ dochází k úpravám „mini-AB“ a konektory typu „micro-AB“.

Charakteristickým rysem těchto návrhů je zapojení vodičů USB na 10kolíkové podložce. V praxi se však takové konektory používají zřídka.

Tabulka pinů rozhraní Micro USB a Mini USB pro konektory typu „A“ a „B“.

kontakt	Specifikace	Kabelový vodič	Funkce
1	Napájení +	Červený	+ 5V
2	údaje –	Bílý	údaje –
3	Data +	Zelený	data +
4	ID	–	Host – zařízení
5	výživa –	černá	Země

Přečtěte si více

Jaké květiny mám zasadit u studny?

Technologická struktura rozhraní USB 3.x

Mezitím zlepšení digitálního vybavení již vedlo k zastarání specifikací 2008.x – 1 do roku 2.0.

Tyto typy rozhraní neumožňovaly připojení nových zařízení, například externích pevných disků, tak, aby byla zajištěna vyšší (více než 480 Mbit/s) rychlost přenosu dat.

V souladu s tím se zrodilo zcela jiné rozhraní označené specifikací 3.0. Vývoj nové specifikace se vyznačuje nejen zvýšenou rychlostí, ale také zvýšeným proudem – 900 mA versus 500 mA pro USB 2/0.

Je zřejmé, že vzhled takových konektorů umožnil obsluhu většího množství zařízení, z nichž některá lze napájet přímo z rozhraní univerzální sériové sběrnice.

Úprava konektorů USB 3.0 různých typů: 1 – verze „mini“ typu „B“; 2 – standardní typ výrobku „A“; 3 – vývoj „mikro“ řady typu „B“; 4 – standardní provedení typ „C“.

Jak můžete vidět na obrázku výše, rozhraní třetí specifikace mají více pracovních kontaktů (pinů) než předchozí – druhá verze. Třetí verze je však plně kompatibilní s „dvojkou“.

Aby bylo možné přenášet signály vyšší rychlostí, vybavili konstruktéři třetí verze další čtyři datové linky a jednu linku s neutrálním vodičem. Rozšířené kontaktní kolíky jsou umístěny v samostatné řadě.

Tabulka označení pinů pro konektory třetí verze pro zapojení USB kabelu

kontakt	Provedení „A“	Provedení „B“	Micro-B
1	Napájení +	Napájení +	Napájení +
2	údaje –	údaje –	údaje –
3	Data +	Data +	Data +
4	Země	Země	ID
5	StdA_SSTX —	StdA_SSTX —	Země
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	Stínění	Stínění	Stínění

Mezitím se použití rozhraní USB 3.0, zejména řady „A“, ukázalo jako vážná konstrukční chyba. Konektor má asymetrický tvar, ale poloha připojení není konkrétně označena.

Vývojáři museli modernizovat design, v důsledku čehož se v roce 2013 objevila uživatelům možnost USB-C.

Upgradovaný konektor USB 3.1

Konstrukce tohoto typu konektoru zahrnuje zdvojení pracovních vodičů na obou stranách zástrčky. Na rozhraní je také několik záložních linek.

Tento typ konektoru je široce používán v moderní mobilní digitální technologii.

Umístění kontaktů (pinů) pro rozhraní typu USB-C, patřící do řady třetí specifikace konektorů určených pro komunikaci různých digitálních zařízení

Za zmínku stojí vlastnosti USB Type-C. Například parametry rychlosti pro toto rozhraní ukazují úroveň 10 Gbit/s.

Konstrukce konektoru je kompaktní a zajišťuje symetrické spojení, což umožňuje zasunutí konektoru v libovolné poloze.

Pinout tabulka v souladu se specifikací 3.1 (USB-C)

kontakt	Označení	Funkce	kontakt	Označení	Funkce
A1	GND	Základy	B1	GND	Základy
A2	SSTXp1	TX+	B2	SSRXp1	RX+
A3	SSTXn1	TX –	B3	SSRXn1	RX –
A4	Pneu +	Napájení +	B4	Pneu +	Napájení +
A5	CC1	CFG kanál	B5	SBU2	PPD
A6	1 Dp	USB 2.0	B6	Dn2	USB 2.0
A7	Dn1	USB 2.0	B7	2 Dp	USB 2.0
A8	SBU1	PPD	B8	CC2	CFG
A9	Pneumatika	Jídlo	B9	Pneumatika	Jídlo
A10	SSRXn2	RX –	B10	SSTXn2	TX –
A11	SSRXp2	RX+	B11	SSTXp2	TX+
A12	GND	Základy	B12	GND	Základy

Přečtěte si více

Kaštanový med: vlastnosti, výhody a škody, jak chutná, recenze

Další úroveň specifikace USB 3.2

Mezitím proces zlepšování univerzální sériové sběrnice aktivně pokračuje. Na nekomerční úrovni již byla vyvinuta další úroveň specifikace – 3.2.

Rychlostní charakteristika rozhraní USB 3.2 slibuje podle dostupných informací dvojnásobné parametry, než jaké dokáže předchozí provedení.

Vývojářům se těchto parametrů podařilo dosáhnout zavedením vícepásmových kanálů, kterými probíhá přenos rychlostí 5, respektive 10 Gbit/s.

Podobně jako „Thunderbolt“ používá USB 3.2 více pruhů k dosažení celkové propustnosti, spíše než se snažit synchronizovat a spustit stejný kanál dvakrát

Mimochodem, je třeba poznamenat, že kompatibilita slibného rozhraní se stávajícím USB-C je plně podporována, protože konektor „Type-C“ (jak již bylo uvedeno) je vybaven záložními kontakty (kolíky), které poskytují vícenásobné pásmový přenos signálu.

Vlastnosti kabelového vedení na kontaktech konektoru

Neexistují žádné speciální technologické nuance spojené s pájecími kabelovými vodiči na kontaktních podložkách konektorů. Hlavní věcí v tomto procesu je zajistit, aby barva předizolovaných vodičů kabelu odpovídala konkrétnímu kontaktu (kolíku).

Barevné kódování vodičů uvnitř kabelové sestavy používané pro USB rozhraní. Shora dolů je znázorněno barevné schéma kabelových vodičů pro specifikace 2.0, 3.0 a 3.1

Také pokud provádíte úpravy kabeláže zastaralých verzí, měli byste vzít v úvahu konfiguraci konektorů, tzv. „male“ a „female“.

Vodič připájený na samčí kontakt se musí shodovat s pájením na samici. Vezměte si například možnost zapojit kabel do pinů USB 2.0.

Čtyři pracovní vodiče použité v tomto provedení jsou obvykle označeny čtyřmi různými barvami:

V souladu s tím je každý vodič připájen k podložce označené specifikací konektoru podobné barvy. Tento přístup značně usnadňuje práci elektrotechnika a eliminuje možné chyby při procesu odpájení.

Podobná technologie pájení je aplikována na konektory jiných řad. Jediným rozdílem v takových případech je větší počet vodičů, které je nutné připájet. Pro zjednodušení práce je vhodné použít speciální nástroje – spolehlivou páječku na pájení vodičů doma a odstraňovač izolace z konců vodičů.

Bez ohledu na konfiguraci konektoru se vždy používá pájení vodičů stínění. Tento vodič je připájen k příslušnému kontaktu na konektoru, Štít – ochranná clona.

Časté jsou případy ignorování ochranné clony, kdy „experti“ v tomto vodiči nevidí smysl. Absence obrazovky však dramaticky snižuje výkon kabelu USB.

Není se tedy čemu divit, když se při značné délce kabelu bez stínění uživatel potýká s problémy v podobě rušení.

Zapojení konektoru se dvěma vodiči pro uspořádání elektrického vedení pro dárcovské zařízení. V praxi se používají různé možnosti zapojení na základě technických potřeb.

Existují různé možnosti pájení kabelu USB v závislosti na konfiguraci portů na konkrétním zařízení.

Například pro spojení jednoho zařízení s druhým za účelem získání pouze napájecího napětí (5V) stačí na odpovídající piny (kontakty) připájet pouze dvě vedení.

Závěry a užitečné video k tématu

Níže uvedené video vysvětluje hlavní body pinoutu konektorů řady 2.0 a dalších a názorně vysvětluje jednotlivé detaily výroby postupů pájení.

Přečtěte si více

Jak brokolicové klíčky skladovat?

S úplnými informacemi o pinoutech konektorů Universal Serial Bus si vždy můžete poradit s technickým problémem spojeným s vadami vodičů. Tyto informace se budou hodit i v případě, že potřebujete připojit některá digitální zařízení nestandardním způsobem.

Chtěli byste výše uvedený materiál doplnit o užitečné komentáře nebo cenné tipy na odpájení svépomocí? Napište komentáře do bloku níže, v případě potřeby přidejte unikátní fotografické materiály.

Možná máte po přečtení článku ještě nějaké otázky? Zeptejte se jich zde – naši odborníci a kompetentní návštěvníci stránek se pokusí nejasné body objasnit.

I když nejste inženýr, bude užitečné znát pinout USB. Například se vám zlomil nabíjecí kabel nebo se rozhodnete programovat na Arduinu. Není to tak obtížné, pokud použijete hotové diagramy a popisy z tohoto článku!

Rozložení kabelu USB podle barvy

Stojí za to začít s tím, že existuje několik nabíjecích konektorů. Nejčastěji se dělí podle generace: 2.0 a 3.0.

Kromě toho je konektor USB rozdělen na B (pasivní) a A (aktivní):

Mezi aktivní zařízení patří napájecí zařízení. Patří mezi ně: počítač, televize atd.
Přijímače jsou klasifikovány jako pasivní. Například USB konektor pro nabíjení telefonu je B-slot.

Není to tak dávno, co se objevil i typ C Ten má na obou stranách stejný vývod konektoru. Tento vodič lze připojit k telefonu z obou stran.

Druhá generace 2.0

Klasická verze má pouze 4 kontakty:

Červený. Tento 5voltový zdroj, schopný přenášet maximálně půl ampéru, je označen jako +5V.
Bílý. Po nich putují data – tedy „informační elektrony“.
Zelený. Data +, podobně jako předchozí, vedou elektrony přímo k paměťovým buňkám.
Černý. Ground nebo Ground, GND se tvoří v obvodech.

Z které strany byste se měli dívat na nabíjecí konektor? Všechna schémata jsou zobrazena v pohledu „shora“, což je označeno 2 čtvercovými otvory na zástrčce USB. V mikroformátu je za vrch považována široká strana s fixačními „prsty“.

Ne vždy se ale najdou 4 kontakty. K nabíjení telefonů jsou potřeba pouze 2 kontakty: +5V a GND. Datové vodiče jsou „zkratovány“, jinak maximální proud nepřekročí 0,25 ampéru (proto se baterie tak dlouho nabíjí z počítače).

Nabíjecí micro USB konektor pro telefon může mít i pátý kontakt určený pro připojení OTG. Nazývá se ID a za normálních podmínek se nepoužívá. Pokud potřebujete k telefonu připojit myš, flash kartu atd., zkratuje se k zemi.

Ve většině případů neplní praktické funkce a je potřeba pro stínění jiných vodičů. Na vývodech může být označen jako štít.

Schematicky to vypadá takto. Vidíte, že je zkratovaný k zemi. Po připojení tímto způsobem aktivuje nabíjecí zásuvka hostitelský protokol a lze ji ovládat. Upozorňujeme, že režim je povolen pouze na aktivních zařízeních.

V mini USB jsou kontakty podobné formátu micro, ale pořadí kontaktů je jiné. Jinak jsou funkce a dokonce i podpora OTG podobné.

Přečtěte si více

Jak často můžete jezdit bobřím tryskáčem?

První generace USB má úplně stejný pinout, s výjimkou OTG pinu. V moderní technologii je takový protokol vzácný, ale přesto.

Třetí generace 3.0

USB pinout 3. generace se liší počtem vodičů – je jich 9 (někdy 10, pokud je aktivován OTG kontakt).

Barevné rozložení konektoru vypadá takto:

Od 1 do 4. Mají stejné barvy a účely jako u předchozí generace.
5,6. Přenos dat přes protokol USB 3.0 – RX+-.
7. Přídavné uzemnění – GND Drain.
8.9. Příjem dat přes protokol USB 3.0 – TX +-.

Díky protokolům pro přenos a příjem dat se rychlost výrazně zvyšuje. Zapojení je navíc provedeno tak, že kontakty 1 až 4 jsou kompatibilní s předchozí generací.

Pinout nabíjecího konektoru micro USB 3.0 není kompatibilní s předchozí generací. Schematicky jsou všechny piny umístěny blízko u sebe, a proto je konektor mnohem širší než standardní patice.

V případě typu C jsou všechny kolíky rovněž umístěny v řadě, ale na obou stranách. Z tohoto důvodu je možné je připojit na libovolnou stranu. Pinout vypadá takto:

Funkce „noh“ konektoru micro USB

Nakonec stojí za to zvážit kabel pro nabíjení telefonu. To pomůže při opravách nebo diagnostice poruch.

Stojí za to začít s pozitivním „červeným“ kontaktem. Elektřina jím „protéká“ při nabíjení telefonu nebo připojení k počítači. V prvním případě mohou ve druhé generaci přenášet až 0,5 ampéru za hodinu. Při připojení k počítači je jejich propustnost omezena na 0,25 ampéru za hodinu. Proto je nabíjení mnohem pomalejší.

Neexistuje zde žádný negativní kontakt jako takový. Místo toho se používá GND. Rozbije se poměrně zřídka, a i když se rozbije, tuto funkci převezme pouzdro, protože je také uzemněno.

V blízkosti zemnicího kolíku je neaktivní kolík určený pro OTG. Pokud je však poškozen, kabel nebude fungovat, protože plní funkci stínění. Kromě toho může obrazovka telefonu zobrazovat proces nabíjení, což se neděje! Ale nejčastěji drát jednoduše nenabíjí zařízení.

Zbývající dva kontakty jsou vyhrazeny pro přenos dat. USB přes ně posílá data. Jsou označeny Data+ a Data-. Pokud se jeden porouchá, druhý nefunguje, protože se také řídí zákonem rozdílu potenciálů.

Na desce jdou stopy z nich přímo na paměťový čip a „informační elektrony“ zaplňují potřebné buňky. Pracují v obou směrech: mohou přenášet data do počítače nebo přijímat data z počítače.

Ve třetí generaci byl revidován algoritmus přenosu dat, takže kontakty byly odděleny. Tato divize přispěla k:

Zvyšování rychlosti. Teoreticky může třetí generace pracovat 10krát rychleji než druhá! USB 2.0 je omezeno na 480 Mbps, zatímco 3.0 je omezeno na 4,7 Gbps.
Duplexní připojení. Zároveň můžete data přijímat i vysílat.

Noha GND Drain často neplní žádnou funkci. „Uzemnění signálu“ je často připojeno přímo ke společnému kontaktu a není zapojeno. V ostatních případech slouží jako zemní kontakt pro přenos dat.

Přečtěte si více

Jak naředit želatinu v sirupu?