Распределительная схема USB-разъемов: микро и мини USB

Интерфейс USB – распространенный вид связи для мобильных и цифровых устройств. Такие разъемы можно найти на персональных компьютерах различных моделей, внешних устройствах к компьютеру и мобильных телефонах.

Традиционный USB-интерфейс отличается малой площадью распиновки, для работы которого используется всего 4 пина + одна экранирующая линия. Более совершенные модификации (USB 3.0 Powered-B или Type-C) характеризуются увеличением числа рабочих контактов, о чем и пойдет речь в этом материале. Будем также описывать структуру интерфейса и особенности распайки кабеля на контактах разъемов.

Виды разъемов USB

USB — это сокращение от Universal Series Bus, что означает универсальную последовательную шину. Благодаря ей происходит быстрое передача цифровых данных.

Универсальность USB интерфейса отмечается:

• низким энергопотреблением;
• унификацией кабелей и разъемов;
• простым протоколированием обмена данных;
• высоким уровнем функциональности;
• Широкая поддержка драйверов для различных устройств.

Как устроена система USB, и какие типы ее портов встречаются в современной электронике? Давайте разберемся.

Технологическая структура интерфейса USB 2.0

Разъемы из продукции группы спецификаций 1.х – 2.0 (выпуска до 2001 года) подсоединяются к четырехжильному кабелю, с двумя проводами для подачи питания и двумя – для передачи данных.

В документации версий 1.х – 2.0 схема подключения вспомогательных USB-разъемов предусматривает использование экранирующего провода – фактически дополнительного проводника.

Существует три варианта исполнений соединителей универсальной последовательной шины, указанных в спецификациях.

1. Нормальный — тип «А» и «В».
2. Мини — тип «А» и «В».
3. Микро — тип «А» и «В».

Три вида изделий отличаются друг от друга по конструкции. Обычные разъемы созданы для стационарного оборудования, а соединители «мини» и «микро» — для мобильных устройств.

Последние два типа отличаются уменьшенными размерами и модифицированной формой разъема.

Схема подключения типовых разъемов А и В.

Кроме разъемов «мини-А», «мини-В», «микро-А» и «микро-В» выпускаются соединения типов «мини-АВ» и «микро-АВ».

Такие конструкции отличаются разведением проводов USB на 10-контактном посадочном месте. В реальности подобные соединения используются нечасто.

Схема расположения контактов интерфейсов Micro USB и Mini USB типов «А» и «В».

Технологическая структура интерфейсов USB 3.х

К 2008 году цифровые устройства настолько улучшились, что технические характеристики версий 1.х – 2.0 устарели.

Эти типы интерфейсов не допускали подключения новых устройств, например, внешних жёстких дисков, для обеспечения скорости передачи данных выше 480 Мбит/сек.

В результате появилось совершенно новое устройство с маркировкой 3.0. Новая версия отличается не только большей скоростью, но и повышенной силой тока — 900 мА вместо 500 мА у USB 2.0.

Такие разъемы позволили обслуживать большее количество устройств, некоторые из которых могут получать питание через интерфейс универсальной последовательной шины.

На изображении демонстрируется, что интерфейсы третьего стандарта обладают большим количеством выводов по сравнению со вторым стандартом. Тем не менее, третья версия сохраняет полную совместимость со второй версией.

Для передачи сигналов большей скоростью создатели третьего поколения улучшили конструкции, добавив четыре линии для данных и одну линию нулевого контактного провода. Дополнительные контактные пины разместили в отдельном ряду.

Схема расположения контактов разъема USB версии 3 для разводки кабеля.

Интерфейс USB 3.0, особенно серия «А», имеет конструктивный недостаток: соединитель имеет ассиметричную форму, однако не определяет положение подключения.

В 2013 году пользователи получили доступ к модифицированной конструкции с разъемом USB-C после обновления разработчиками.

Модернизированное исполнение разъема USB 3.1

Разъём такого типа имеет дублированные рабочие провода с двух сторон штепсельного соединения, а также несколько дополнительных линий.

Данный тип соединителя широко используется в современном мире мобильной цифровизированной техники.

Важно отметить характеристики USB Type-C. Например, скорость передачи данных по этому интерфейсу достигает 10 Гбит/сек.

Соединитель имеет компактный дизайн и гарантирует симметрию соединения, позволяя вставлять разъем в любой ориентации.

Схема подключения, согласующаяся с спецификацией 3.1 (USB-C).

Следующий уровень спецификации USB 3.2

Усовершенствование общей последовательной шины идёт полным ходом.

По данным имеющимся сведениям, интерфейс USB 3.2 сможет обеспечить в два раза более высокие скорости передачи данных, чем его предшественник.

Разработчики добились этих показателей благодаря использованию многополосных каналов для передачи данных со скоростями 5 и 10 Гбит/сек.

Совместимость нового интерфейса с USB-C полная, поскольку разъем Type-C обладает дополнительными контактами для многополосной передачи сигналов.

Характерные черты разделки проводов в гнездах.

Соединение проводов кабеля с контактными площадками соединителей не имеет особенных технологических трудностей. Важно, чтобы цвет провода соответствовал… защищенных от изоляции Кабельные проводники к определенному контакту (пину).

При разделении модификаций старых версий нужно принимать во внимание расположение разъемов, которые называют «папой» и «мамой».

Соединение проводника в точке контакта «папы» должно совпадать с пайкой на контакте «мамы». Например, распайка кабеля по контактам USB 2.0.

Четыре рабочих провода в данном варианте обычно маркируются четырьмя разными цветами.

• красным;
• белым;
• зеленым;
• черным.

Каждый проводник подключается к контактам соответствующей расцветки на площадках разъёма согласно его спецификации.

Аналогичная технология пайки используется для разъёмов других серий. Отличие заключается в большем количестве проводников, требующих пайки. Для облегчения работы полезно применять специальный инструмент — надёжный паяльник для пайки проводов в домашних условиях и стриппер для снятия изоляции с концов жил.

Независимо от типа соединителей, при монтаже всегда применяется пайка экранного провода. Экранный провод сваривают с подходящим контактом разъема. Shield – защитный экран.

Иногда специалисты пренебрегают использованием защитного экрана при установке кабелей USB, считая его излишним. Но это приводит к существенному ухудшению свойств кабеля.

Из-за длинных кабелей без экранирования возникают помехи.

Разъединение кабеля USB возможно различными способами, обусловленными конфигурацией линий порта конкретного устройства.

Для подключения устройств для подачи лишь напряжения питания (5 В) достаточно соединить две линии на нужных контактах.

Выводы и полезное видео по теме

Видеоролик демонстрирует разводку соединителей серии 2.0 и другие, а также наглядно иллюстрирует этапы выполнения работ по пайке.

Поняв схему подключения разъёмов общей последовательной шины, всегда возможно устранить проблему из-за поврежденных проводов. Такая информация также будет полезна при нестандартном соединении различных цифровых устройств.

Разделяете ли вы желание обогатить данную информацию практичными наблюдениями и рекомендациями по самостоятельному разбиранию?
Предлагаем оставить свои комментарии в расположенном ниже блоке, дополнив их, если потребуется, оригинальными фотографиями.

Есть вопросы по статье? Спросите их здесь — специалисты и знающие пользователи помогут разобраться с непонятным.