Види роз’ємів USB – коротко в 3 розділах
USB бувають різні. Деякі підходять для підключення периферії до комп’ютера, інші — до мобільних пристроїв. Стаття допоможе не тільки розібратися, як швидко здатна передати інформацію та чи інша версія роз’єму, а й допомогти підібрати потрібний кабель або перехідник.
Стандарти USB 1.x і 2.0
Ці версії відрізняються швидкістю, з якою можна передавати дані. Кожна з них має кілька робочих режимів, які відрізняються параметрами пропускної здатності.
Примітка: юсб 1.0 і 2.0 являють собою досить старі стандарти, втім, друге покоління все ще в ходу.
Види та типи USB
Незалежно від версії юсб кабелю, всі вони діляться на 2 типи:
- A – розміщується на боці головного пристрою;
- B – з боку периферійного девайса.
Вони також відрізняються розташуванням контактів. На фото — схема, де зображено розпінування версії 2.0 обох типів.
Кожен із типів випускається у різних формфакторах: стандартному, міні та мікро. Це необхідно для підключення різних пристроїв один до одного, наприклад смартфона до комп’ютера або зовнішньої зарядки.
Цікаво: деякі мобільні гаджети підтримують OTG. Це означає, що за допомогою шнура-перехідника до них можна під’єднати пристрій зі стандартним розміром USB.
Стандарти USB 3.x
Відрізняється підвищеною швидкістю – до 5 гігабітів. Такий показник дозволяє передати терабайт лише за годину. Для порівняння: USB 2.0, на зразок моделі від Digitus, дає лише 480 мегабітів. За формою USB 3.0 та 2.0 Type-A однакові. Тому роз’єми третьої версії пофарбовані в синій колір. Завдяки цьому можна розрізняти контакти візуально.
Види та типи USB
Також, як і попередні версії інтерфейсу, юсб 3.0 ділиться на два типи – А і В. Але видів вже не три, а два: стандартний і мікро. Розташування контактів також відрізняється. Як і в попередньому розділі схема особливостей розпінування наведена на фото.
Цікаво: швидка – третя – версія роз’єму стоїть у місткому зовнішньому накопичувачі MyBook.
У 2013 році було представлено оновлену варіацію інтерфейсу 3.1, яка може передати 10 Гбіт/с. Види та типи оновленого рішення залишили без змін. Однак “зник” USB 3.0. Його класифікацію змінили на USB 3.1 Gen 1, а оновлену версію на Gen 2. У цьому безліч шнурів позначають по-старому: 3.1 чи 3.0, не вказуючи покоління.
USB Type-C
Часто інтерфейси версії 3.1 і Type-C плутають, проте це не те саме. Type-C відрізняється тим, що контакти у нього розташовані дзеркально (2×12), завдяки чому будь-яке положення штекера для з’єднання з гаджетом, наприклад, смартфоном, буде правильним. Неправильно під’єднати Type-C практично неможливо, якщо не намагатися вставляти шнур в інші версії портів.
У цей час вийшла і Power Delivery — розробка, яка відкрила можливості швидкої зарядки. При цьому С-тип, 3.1 і PD – не одне й те саме. У Юсб тип-C можуть бути представлені й ранні версії, на зразок 2.0. Також порт може підтримувати, так і не підтримувати швидку зарядку.
Вище було написано, що в роз’ємі типу С, наприклад, в кабелі ASSMANN, є 24 контакти: 12 – з нижньої, і 12 – з верхньої сторони. Кожну з них можна розділити на 6 груп:
- USB 2.0;
- Додатковий канал;
- Конфігуруючий канал;
- Живлення;
- ЮСБ 3.1 / 3.0;
- Земля.
Зрозуміліше будову такого роз’єму зображено на фото.
На вигляд відмінностей у юсб роз’ємів не так вже й багато. Однак, крім різниці в плані швидкості USB, вони можуть відрізнятися і розміром, і кількістю контактів, і формою. Знаючи особливості кожного з варіантів, можна запросто підібрати потрібний шнур і «змусити» дані передаватися швидше.
Призначення різних видів USB розємів: розведення контактів і mini micro usb + нюанси розпаювання
Інтерфейс USB – популярний вид технологічної комунікації на мобільних і інших цифрових пристроях. Роз’єми подібного роду часто зустрічаються на персональних комп’ютерах різної конфігурації, периферійних комп’ютерних системах, на стільникових телефонах і т. д.
Особливість традиційного інтерфейсу — USB терморегулятори малої площі. Для роботи використовуються всього 4 піна (контакту) + 1 заземляюча екрануюча лінія. Правда, останнім більш досконалим модифікаціям (USB 3.0 Powered-B або Type-C) характерне збільшення кількості робочих контактів.
- Універсальна послідовна шина
- Технологічна структура інтерфейсу USB 2.0
- Технологічна структура інтерфейсів USB 3.х
- Модернізоване виконання роз’єму USB 3.1
- Наступний рівень специфікації USB 3.2
Універсальна послідовна шина
Абревіатура «USB» несе скорочене позначення, яке в цілісному вигляді читається як «Universal Series Bus» — універсальна послідовна шина, завдяки застосуванню якої здійснюється високошвидкісний обмін цифровими даними.
Універсальність USB інтерфейсу зазначається:
- низьким енергоспоживанням;
- уніфікацією кабелів і роз’ємів;
- простим протоколюванням обміну даних;
- високим рівнем функціональності;
- широкою підтримкою драйверів різних пристроїв.
Яка ж структура USB інтерфейсу, і які існують види ЮСБ технологічних роз’ємів в сучасному світі електроніки? Спробуємо розібратися.
Технологічна структура інтерфейсу USB 2.0
Роз’єми, що відносяться до виробів, що входять у групу специфікацій 1.х – 2.0 (до 2001 року), підключаються на чотирижильний електричний кабель, де два провідника є живильними і ще два – передають дані.
Також в специфікаціях 1.х – 2.0 розпаювання службових ЮСБ роз’ємів передбачає підключення екрануючого обплетення – по суті, п’ятого провідника.
Так виглядає фізична виконання нормальних роз’ємів USB, належать до другої специфікації. Зліва вказані виконання типу «тато», праворуч вказані виконання типу «мама» і відповідна обом варіантам терморегулятори
Існуючі виконання з’єднувачів універсальної послідовної шини зазначених специфікацій представлені трьома варіантами:
Різниця всіх трьох видів виробів полягає в конструкторському підході. Якщо нормальні роз’єми призначені для використання на стаціонарній техніці, з’єднувачі «міні» і «мікро» зроблені під застосування в мобільних пристроях.
Так виглядає фізична виконання роз’ємів другий специфікації з серії «міні» і, відповідно, мітки для роз’ємів Mini USB — так званої розпіновки, спираючись на яку, користувач виконує кабель-з’єднання
Тому два останніх види характеризуються мініатюрним виконанням і дещо зміненою формою роз’єму.
Таблиця розпіновки стандартних з’єднувачів типу «А» і «В»
Контакт Специфікація Провідник кабелю Функція 1 Харчування + Червоний (помаранчевий) + 5В 2 Дані — Білий (золотий) Data — 3 Дані + Зелений Data + 4 Харчування — Чорний (синій) Земля Поряд з виконанням роз’ємів типу «міні-А» і «міні-У», а також роз’ємів типу «мікро-А» і «мікро-У», існують модифікації з’єднувачів типу «міні-АВ» і «мікро-АВ».
Відмінна риса таких конструкцій – виконання розпаювання провідників ЮСБ на 10-пиновой контактної майданчику. Однак на практиці подібні з’єднувачі застосовуються рідко.
Таблиця розпіновки інтерфейсу Micro USB і Mini USB з’єднувачів типу «А» і «В»
Контакт Специфікація Провідник кабелю Функція 1 Харчування + Червоний + 5В 2 Дані — Білий Data — 3 Дані + Зелений Data + 4 Ідентифікатор — Хост – пристрій 5 Харчування — Чорний Земля Технологічна структура інтерфейсів USB 3.х
Між тим вдосконалення цифрової апаратури вже до моменту 2008 року призвело до морального старіння специфікацій 1.х – 2.0.
Ці види інтерфейсу не дозволяли підключення нової апаратури, наприклад, зовнішніх жорстких дисків, з таким розрахунком, щоб забезпечувалася більш висока (більше 480 Мбіт/с) швидкість передачі даних.
Відповідно, на світ з’явився зовсім інший інтерфейс, позначений специфікацією 3.0. Розробка нової специфікації характеризується не тільки підвищеною швидкістю, але також дає збільшену силу струму — 900 мА проти 500 мА для USB 2/0.
Зрозуміло, що поява таких роз’ємів забезпечило обслуговування більшої кількості пристроїв, частина з яких може живитися безпосередньо від інтерфейсу універсальної послідовної шини.
Модифікація коннекторів USB 3.0 різного типу: 1 – виконання «mini» типу «B»; 2 – стандартне виріб типу «A»; 3 – розробка серії «micro» типу «B»; 4 – Стандартне виконання типу «C»
Як видно на зображенні вище, інтерфейси третьої специфікації мають більше робочих контактів (пінів), ніж у попередньої — другої версії. Тим не менш, третя версія повністю сумісна з «двійкою».
Щоб мати можливість передавати сигнали з більш високою швидкістю, розробники конструкцій третьої версії додатково оснастили чотирма лініями даних і однією лінією нульового контактного проводу. Доповнені контактні піни розташовуються в окремих ряду.
Таблиця позначення пінів роз’ємів третьої версії під розпаювання кабель ЮСБ
Контакт Виконання «А» Виконання «B» Micro-B 1 Харчування + Харчування + Харчування + 2 Дані — Дані — Дані — 3 Дані + Дані + Дані + 4 Земля Земля Ідентифікатор 5 StdA_SSTX — StdA_SSTX — Земля 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 Екранування Екранування Екранування Між тим використання інтерфейсу USB 3.0, зокрема серії «А», виявилося серйозним недоліком у конструкторському плані. З’єднувач має асиметричною формою, але при цьому не вказується конкретно позиція підключення.
Розробникам довелося зайнятися модернізацією конструкції, в результаті чого в 2013 році в розпорядженні користувачів з’явився варіант USB-C.
Модернізоване виконання роз’єму USB 3.1
Конструкція цього типу роз’єму передбачає дублювання робочих провідників по обидва боки штепселя. Також на інтерфейсі є кілька резервних ліній.
Цей тип з’єднувача знайшов широке застосування в сучасній мобільного цифровій техніці.
Розташування контактів (пінів) для інтерфейсу типу USB-C, відноситься до серії третьої специфікації з’єднувачів, призначених під комунікації різної цифрової техніки
Варто відзначити характеристики USB Type-C. Наприклад, швидкісні параметри для цього інтерфейсу показують рівень — 10 Гбіт/сек.
Конструкція з’єднувача виконана в компактному виконанні і забезпечує симетричність з’єднання, допускаючи вставку роз’єму в будь-якому положенні.
Таблиця розпіновки, що відповідає специфікації 3.1 (USB-C)
Контакт Позначення Функція Контакт Позначення Функція A1 GND Заземлення B1 GND Заземлення A2 SSTXp1 TX + B2 SSRXp1 RX + A3 SSTXn1 TX — B3 SSRXn1 RX — A4 Шина + Харчування + B4 Шина + Харчування + A5 CC1 Канал CFG B5 SBU2 ППД A6 Dp1 USB 2.0 B6 Dn2 USB 2.0 A7 Dn1 USB 2.0 B7 Dp2 USB 2.0 A8 SBU1 ППД B8 CC2 CFG A9 Шина Харчування B9 Шина Харчування A10 SSRXn2 RX — B10 SSTXn2 TX — A11 SSRXp2 RX + B11 SSTXp2 TX + A12 GND Заземлення B12 GND Заземлення Наступний рівень специфікації USB 3.2
Між тим процес вдосконалення універсальної послідовної шини активно триває. На некомерційному рівні вже розроблений наступний рівень специфікації – 3.2.
Згідно з наявними відомостями, швидкісні характеристики інтерфейсу типу USB 3.2 обіцяють вдвічі більші параметри, ніж здатна дати попередня конструкція.
Досягти таких параметрів розробникам вдалося шляхом впровадження багатосмугових каналів, через які здійснюється передача на швидкостях 5 і 10 Гбіт/сек, відповідно.
Подібно «Thunderbolt», USB 3.2 використовує кілька смуг для досягнення загальної пропускної здатності, замість того, щоб намагатися синхронізувати і запускати один канал двічі
До речі слід зазначити, що сумісність перспективного інтерфейсу з вже існуючих USB-C підтримується повністю, так як роз’єм «Type-C» (як уже зазначалося) наділений резервними контактами (пінами), що забезпечують багатосмужну передачу сигналів.
Особливості розпайки кабеля на контакти роз’ємів
Якимись особливими технологічними нюансами пайка провідників кабелю на контактних майданчиках з’єднувачів не відзначається. Головне в цьому процесі – забезпечення відповідності кольору провідників кабелю конкретного контакту (піну).
Колірна маркування провідників всередині кабельної складання, використовуваної для USB інтерфейсів. Зверху вниз показано, відповідно, колірна розфарбування провідників кабелів під специфікації 2.0, 3.0 і 3.1
Також, якщо здійснюється розпаювання модифікацій застарілих версій, слід враховувати конфігурацію з’єднувачів, так званих – «тато» і «мама».
Провідник, запаяний на контакті «папи» повинен відповідати пайку на контакті «мами». Взяти, до прикладу, варіант розпайки кабеля по контактам USB 2.0.
Використовувані в цьому варіанті чотири робочих провідника, як правило, позначені чотирма різними кольорами:
Відповідно, кожен провідник подпаивается на контактну майданчик, зазначену специфікацією роз’єму аналогічної забарвлення. Такий підхід істотно полегшує роботу електронника, виключає можливі помилки в процесі розпаювання.
Аналогічна технологія пайки застосовується і до роз’ємів інших серій. Єдина відмінність в таких випадках – більше число провідників, які доводиться паяти.
Незалежно від конфігурації з’єднувачів, завжди використовується пайка провідника екрану. Цей провідник запаюється до відповідного контакту на роз’ємі, Shield – захисний екран.
Нерідкі випадки ігнорування захисного екрана, коли «фахівці» не бачать сенсу в цьому провіднику. Однак відсутність екрану різко знижує характеристики кабелю USB.
Тому не дивно, коли при значній довжині кабелю без екрана користувач отримує проблеми у вигляді перешкод.
Розпаювання з’єднувача двома провідниками під організацію лінії живлення для пристрою донора. На практиці використовуються різні варіанти распаек, грунтуючись на технічні потреби
Розпаювати кабель USB допускається різними варіантами, в залежності від конфігурації ліній порту на конкретному пристрої.
Приміром, щоб з’єднати один пристрій з іншим з метою отримання тільки напруги живлення (5В), досить спаяти на відповідних пинах (контакти) всього дві лінії.
Висновки і корисне відео по темі
Нижче представлений відеоролик пояснює основні моменти розпіновки з’єднувачів серії 2.0 та інших, візуально пояснює окремі деталі виробництва процедур пайки.
Володіючи повною інформацією щодо распиновке з’єднувачів універсальної послідовної шини, завжди можна впоратися з технічною проблемою, пов’язаною з дефектами провідників. Також ця інформація обов’язково стане у нагоді, якщо потрібно нестандартно з’єднувати якісь цифрові пристрої.
USB-hub — що це таке і навіщо він потрібен
USB-хаб — це корисний пристрій для користувачів комп’ютерів і ноутбуків. Він дозволяє об’єднати кілька USB-приладів у одному з’єднанні. Якщо вам потрібно одночасно під’єднати комп’ютерну мишку, флешку, клавіатуру, принтер та інші аксесуари для ноутбуків і ПК, USB-хаб прийде вам на допомогу. Він також розширює можливості вашого пристрою, дозволяючи підключити проєктор, USB-монітор, картки пам’яті та отримати доступ до Інтернету за допомогою дротових маршрутизаторів.
Що таке USB-hub
USB-хаб (USB-концентратор) — це пристрій, який дозволяє розширити кількість доступних USB-портів на комп’ютері або іншому гаджеті. Він працює як зв’язувальний вузол, який дозволяє підключати до нього кілька USB-пристроїв одночасно, роблячи їх доступними для обміну даними з основним пристроєм. USB-хаби можуть мати різну кількість портів, зазвичай від 4 до 10 або більше, що дозволяє підключати декілька USB-пристроїв, таких як мишки, клавіатури, флешки, Bluetooth-адаптери, зовнішні жорсткі диски, принтери, камери тощо, до одного комп’ютера або ноутбука.
У яких випадках використовують ЮСБ-хаб
USB-хаб може бути корисним у багатьох випадках:
- Якщо ваш комп’ютер або ноутбук мають обмежену кількість вбудованих USB-портів, USB-хаб дозволить вам підключити більше USB-пристроїв, ніж це було можливо без нього.
- USB-хаб може допомогти розширити функціональні можливості вашого комп’ютера або ноутбука, дозволяючи підключати різні типи USB-пристроїв одночасно, такі як миші, клавіатури, флешки, принтери, камери, зовнішні жорсткі диски тощо.
- Використання USB-хаба дозволяє зручно організувати підключення USB-пристроїв до одного місця, уникнути заплутаних кабелів та полегшити доступ до портів.
- Деякі USB-хаби мають функцію зарядки, що дозволяє заряджати різні пристрої, такі як смартфони, планшети або навушники, одночасно з використанням одного USB-порту.
- Портативні USB-хаби з невеликими розмірами та власним джерелом живлення можуть бути зручними для використання в подорожах або в офісних умовах, де вам потрібно швидко підключати різні гаджети до одного комп’ютера.
Загалом, USB-хаб стане в пригоді, коли вам потрібно розширити кількість доступних USB-портів, зручно підключати та організовувати USB-пристрої та інші аксесуари для ноутбуків і ПК, або заряджати пристрої одночасно.
Які існують види ЮСБ-хабів
Існує кілька видів USB-хабів, які відрізняються за різними параметрами та функціональністю. Основні типи USB-хабів включають:
- Пасивні USB-хаби. Це найпростіший тип хабів, які просто розширюють кількість доступних USB-портів без додаткових функцій. Вони передають дані та живлення між підключеними пристроями та комп’ютером, але не надають додаткових можливостей, таких як зарядка або передача відеосигналу.
- Активні USB-хаби. Ці хаби мають вбудований живильний блок, який надає додаткову потужність для підключених пристроїв. Вони здатні забезпечити стабільну роботу інших USB-пристроїв, особливо тих, які вимагають великої потужності, таких як зовнішні жорсткі диски чи веб-камери. Деякі активні хаби також можуть мати додаткові функції, такі як зарядка пристроїв або передача відеосигналу.
Вибір конкретного типу USB-хаба залежить від вашого використання, потреб та бажаної функціональності.
Типи інтерфейсів USB-hub
Виробники комп’ютерної техніки виявили творчість у варіантах кабелів та роз’ємів, що призвело до наявності різних виходів у USB-концентраторах.
- USB 2.0. Цей стандарт з’явився у 2000 році та має обмежену швидкість передачі даних (приблизно 30 Мб/с). Для сучасних пристроїв, потужність передаваного струму в 400 мА може бути недостатньою. Однак, цей інтерфейс добре підходить для підключення пристроїв, які не вимагають великих ресурсів, таких як миші, клавіатури та джойстики. Сумісний з будь-якими комп’ютерами.
- USB 3.0. Цей більш сучасний стандарт з’явився у 2008 році та має вищу пропускну здатність до 5 Гбіт/с та потужність до 900 мА. Він сумісний із зовнішніми сховищами даних, вебкамерами та принтерами. Роз’єми та штекери цього стандарту маркуються синім кольором.
- USB Type-C. Ця остання версія USB 3.1 з’явилася у док-станціях для ноутбуків. Вона має найвищу доступну швидкість передачі даних до 40 Гбіт/с та потужність до 100 Вт.
- HDMI. Цей роз’єм дозволяє легко виводити фільми, презентації, відеоігри та інше на великий екран. Сучасні хаби підтримують якість відео UHD 4K або Full HD 1080, щоб відтворювати відео у високій якості.
Сучасні USB-хаби можуть стати заміною картрідерів, оскільки мають також слоти для карт пам’яті.
Типи роз’ємів
USB-хаби можуть мати різні типи роз’ємів для підключення до комп’ютера або ноутбука. Основні типи роз’ємів USB-хабів включають:
- USB Type-A. Це найпоширеніший тип роз’єму USB-хаба. Він має прямокутну форму і використовується для підключення до стандартних USB-портів на комп’ютері або ноутбуці.
- USB Type-C. Це новіший тип роз’єму USB, який має більш компактну форму і може бути підключений в будь-який бік. Роз’єм USB Type-C є універсальним і підтримує передачу даних, живлення, аудіо/відео сигналу та інші функції.
- Mini USB. Цей тип роз’єму був популярним раніше, але зараз використовується рідко. Він має прямокутну форму, але меншого розміру, ніж USB Type-A.
- Micro USB. Ще один популярний тип роз’єму, особливо використовуваний в смартфонах, планшетах та інших портативних пристроях. Micro USB має невеликий розмір і трапецієподібну форму.
- Lightning. Цей тип роз’єму використовується в продуктах Apple, таких як iPhone, iPad та інші пристрої компанії Apple. Він має компактну форму з прямокутним роз’ємом.
Вибір роз’єму USB-хаба залежить від типу портів, які доступні на вашому комп’ютері або ноутбуку. Наприклад, якщо ваш пристрій має порти USB Type-C, ви можете вибрати хаб з USB Type-C роз’ємом. У разі наявності різних типів портів, USB-хаби з різними роз’ємами можуть бути використані для забезпечення сумісності з різними пристроями.