Rozložení pinů USB konektoru (micro, mini, typ C): pájení nabíjecích kabelů
Standard USB, poprvé představený v roce 1995, obsahuje požadavky na rozhraní, které zajišťuje přenos dat mezi hostitelem a periferiemi, a také napájení připojených periferií. Kromě protokolu sériové sběrnice standard zahrnuje i sjednocení kabelů a konektorů. Proto se v běžném životě termín USB vztahuje na standardní konektory USB a kabely vybavené těmito konektory.
Zařízení USB konektoru a přiřazení pinů
Konstrukčním prvkem USB terminálu jsou prodloužené zemnící (GND) kontakty. To umožňuje odpojovat a připojovat zařízení „za provozu“, tj. bez nutnosti odpojení napájení. Při připojování konektoru se nejprve propojí GND kontakty vstupní a odezvové strany, čímž se vyrovnají potenciály zemnících sběrnic na obou stranách. Tím se obě zařízení chrání před přepětím, když jsou signální kontakty sepnuté. Při odpojování se „zemnící“ kontakty rozpojují jako poslední, což chrání zařízení před poruchou.
Někdy se prodlužují dva kontakty – „uzemnění“ a kladný pól napájení (V BUS).
Rozhraní jakékoli verze zahrnuje:
- elektrické vedení;
- datová přenosová linka (jedna nebo více).
Každý typ konektoru obsahuje povinnou sadu kontaktů, ke kterým jsou připojeny odpovídající vodiče. Uvnitř každé verze konektorů jsou vzájemně kompatibilní svorky typu „zástrčka“ (samec, „táta“, M USB), stejně jako „zásuvka“ (samice, „máma“, F USB). Zásuvky samec a samice lze instalovat jak na kabel, tak na protilehlou část (na desce zařízení atd.).
Příklady označení na diagramu
Pro USB konektor neexistuje samostatné konvenční grafické označení (CGD). Konektor lze označit jako běžný konektor pomocí symbolů uvedených v GOST 2.743-91 (ESKD) nebo GOST R IEC 60617-DB-12M-2015.
V souladu s federálním zákonem č. 162-FZ „O normalizaci v Ruské federaci“ Použití GOST je v současné době dobrovolné, takže k jasné identifikaci konektoru na schématu lze použít jiné symboly.
Abyste se vyhnuli nejasnostem, můžete vedle obrázku konektoru uvést typ konektoru (například USB-A).
Typy USB konektorů a jejich zapojení pinů
Pro každý konektor norma specifikuje počet pinů v konektoru, jejich umístění a účel (rozložení pinoutů).
Pinout USB 2.0
Všechny verze standardu USB 2.x umožňují připojení:
- ze strany hostitele s konektorem USB-A;
- ze strany periferního zařízení s konektorem USB-B.
Ve skutečnosti se toto pravidlo ne vždy dodržuje, takže periferie jsou často vybaveny terminálem USB-A. Piny označené stejnými čísly na konektorech typu A a typu B jsou vzájemně propojeny (prostřednictvím vodičů kabelu).
Pro zjednodušení řezání konektorů a také pro snížení pravděpodobnosti chyby se používá barevné značení vodičů – každý vodič má svou vlastní barvu izolace. Obecně přijímané použití barev izolace je uvedeno v tabulce (ukazuje také účel každého pinu).
| Výstupní číslo | Jmenování | Barva |
|---|---|---|
| 1 | VBUS (VCC, +5V, napájení) | Červený |
| 2 | Datum- | Bílý |
| 3 | Data + | Zelený |
| 4 | GND (uzemňovací kontakt) | černá |
Znalecký posudek
Stanovoy Alexey
Elektronický inženýr. Pracuji v opravně domácích spotřebičů. Zajímá mě návrh obvodů.
Z galvanického hlediska na barvě izolace vůbec nezáleží – můžete použít jakékoli dráty, i když je mnohem pohodlnější připojit se „podle barvy“. Při bezchybném řezání bude spojení fungovat v každém případě.
Piny mini USB
Přes všechny výhody konektorů USB-A a USB-B se ukázaly být kvůli své velikosti nepohodlné pro použití v mobilních a malých zařízeních. Vývojáři telefonů zpočátku vybavovali svá zařízení konektorem USB-A (je o něco kompaktnější než USB typu B), ale toto technické řešení „nefungovalo“. Speciálně pro takové případy byl vyvinut malý konektor Mini USB dvou typů – A a B. Nejrozšířenější je Mini USB B. Konektor s indexem A je méně žádaný, protože hostitelem je obvykle stacionární zařízení – počítač, notebook atd., kde je pohodlnější mít běžný USB typu A.
Rozložení pinů mini USB konektoru a barevné kódování linek jsou uvedeny v tabulce.
| Výstupní číslo | Jmenování | Barva |
|---|---|---|
| 1 | VBUS (VCC, +5V, napájení) | Červený |
| 2 | Datum- | Bílý |
| 3 | Data + | Zelený |
| 4 | Rezervovat | Lilac |
| 5 | GND (uzemňovací kontakt) | černá |
V zařízeních, která podporují funkci OTG, se záložní výstup používá k identifikaci hostitelské periferie. Za tímto účelem je buď zkratován na společný vodič pomocí propojky, nebo zůstává nezapojen.
Piny micro USB
Zásuvka MicroUSB má ještě menší rozměry. Její specifikace také obsahuje dva typy konektorů – A a B. Co se týče umístění pinů a barvy zapojení pinů, její piny odpovídají konektoru Mini USB.
Zapojení pinů USB 3.0 (typ C)
Standardní zásuvka USB 2.x má jednu nevýhodu – při připojování je nutné dbát na správnou orientaci konektoru. To je nepraktické a vývoj standardu USB vyžadoval zahrnutí dalších signálů do rozhraní. V terminálech starého typu pro ně nebylo místo. To vše vedlo ke vzniku rozhraní USB 3, pro které byl vyvinut terminál USB typu C. Jeho design je symetrický, takže jej lze připojit z obou stran, což uživateli poskytuje další pohodlí. Konektor tohoto standardu může být na obou stranách kabelu. – jak ze strany hostitele, tak i z periferní strany.
Tabulka ukazuje účel a barvu izolace vodičů pro každou svorku.
| Výstupní číslo | Jmenování | Barva |
|---|---|---|
| A1(B1) | GND | černá |
| A2(B2) | TX1+(RX1+) | Přenosová (příjemová) linka USB3 |
| A3(B3) | TX1-(RX1-) | Přenosová (příjemová) linka USB3 |
| A4(B4) | V-BUS | Plus výživa |
| A5(B5) | CC1(2) | Konfigurační kanál |
| A6(B6) | Data + | Kanál pro přenos dat USB2 |
| A7(B7) | Datum- | Kanál pro přenos dat USB2 |
| A8(B8) | SBU1(2) | Další kanál |
| A9(B9) | V-BUS | Plus výživa |
| A10(B10) | RX1+(TX1+) | Přenosová (příjemová) linka USB3 |
| A11(B11) | RX1-(TX1-) | Přenosová (příjemová) linka USB3 |
| A12(B12) | GND | černá |
Napájecí kanály (plus a mínus) přijímací a vysílací části jsou umístěny identicky. Datové přenosové kanály přijímacího a vysílacího zařízení jsou křížené – co je vysílací linka (TX) pro jedno zařízení, je přijímací linka (RX) pro druhé.
Rozhraní obsahuje linky Data+ a Data- pro podporu USB2. Kanály RX a TX tvoří přenosovou linku USB3.
Verze USB 3.x nemusí nutně znamenat terminál USB typu C. Tento konektor se používá od verze 3.1. A verze 3.0 je kompatibilní s konektorem USB 2, ale pro odlišení od předchozího vývoje označují výrobci takový konektor jako Super Speed (SS). Když na terminálu USB uvidíte označení SS, měli byste pochopit, že mluvíme o vysokorychlostním kanálu, ale konektor může být i z druhé verze rozhraní.
Rozhraní Apple Lightning
Společnost Apple Corporation se vydala vlastní cestou, a proto ve svých zařízeních používá konektor typu Lightning. Tento konektor, poprvé použitý v roce 2012 (mnohem dříve než USB typu C), má symetrický tvar a rozložení pinů – lze jej připojit z obou stran. Konstrukčně je konektor asymetrický, ale konektor na kabelu má dvě řady pinů umístěných na obou stranách. Při připojování řadič určí, ke které straně je kabel připojen, a poté přepne piny v souladu s připojením.
| Výstupní číslo | Jmenování |
|---|---|
| 1 | GND |
| 2 | Datová linka 0+ |
| 3 | Datová linka 0- |
| 4 | Identifikační řádek ID0 |
| 5 | Výživa (energie) |
| 6 | Datová linka 1- |
| 7 | Datová linka 1+ |
| 8 | Identifikační řádek ID1 |
Apple se postupně obrací ke standardu USB. Od roku 2017 je stále více nových zařízení Apple vybaveno konektorem USB typu C.
Funkce USB-OTG
Mnoho periferních zařízení (flash disky, čtečky karet, klávesnice atd.) se k počítači připojuje přes USB port s odpovídajícím konektorem. Mobilní zařízení (chytré telefony, tablety) takový port nemají, takže připojení takových periferií je možné pouze přes počítač, což je extrémně nepraktické.
Pokud ale telefon podporuje funkci On-the-Go (OTG), pak se tento problém snadno obejde. Stačí si koupit adaptér USB-miniUSB (nebo USB-USB typu C, v závislosti na smartphonu). Pro uživatele to vypadá jako adaptér se dvěma různými konektory na opačných stranách. S jeho pomocí můžete k telefonu přímo připojit mnoho USB zařízení. Je důležité si uvědomit, že mobilní zařízení musí podporovat službu OTG, jinak bude nákup adaptéru vyhozenými penězi.
USB port obsahuje napájecí kabel, ale jeho možnosti jsou u chytrých telefonů omezené. Není možné k němu připojit vážnou zátěž, takže OTG nelze použít například s pevnými disky nebo jinými energeticky náročnými zařízeními. Je však možné připojit externí periferie na cestách napájené z externího zdroje (například ze sítě nebo z vlastní baterie).
Přečtěte si také
Jak vyměnit uvolněný nabíjecí port telefonu
Jak připájet USB konektor k telefonní desce
Stává se, že dojde k poruše protilehlé části konektoru, která se nachází na desce. Může k tomu dojít v důsledku neopatrného zacházení, při použití nadměrné síly při připojování a odpojování, a také z jiných důvodů (vniknutí kapalin nebo cizích předmětů atd.). V takovém případě bude nutné konektor vyměnit.
Znalecký posudek
Stanovoy Alexey
Elektronický inženýr. Pracuji v opravně domácích spotřebičů. Zajímá mě návrh obvodů.
Existuje názor, že při neopatrném zacházení s Lightning konektorem se obvykle kvůli jeho konstrukčním vlastnostem zlomí konektor na kabelu. Oprava tohoto problému je levnější a rychlejší. Stačí si koupit kabel. Pevná část USB konektoru je častěji náchylná k zlomení a k její výměně budete muset telefon rozebrat a použít speciální vybavení. Je možné, že tato verze má nějaký základ, k jejímu potvrzení nebo vyvrácení je jen nutné, aby někdo shromáždil a poskytl statistické údaje pro obecné informace.
Výměna konektoru na desce je velmi pracný proces. Kromě trpělivosti a přesnosti vyžaduje dodatečné vybavení a dovednosti v manipulaci s ním.
První věc, s níž se budete muset vypořádat, je dostat se k deske. Konstrukce většiny moderních smartphonů je nerozebíratelná. Než začnete s demontáží, musíte zařízení vypnout standardním tlačítkem a z telefonu vyjmout vše, co lze:
- SIM karta;
- paměťová karta;
- zástrčky z konektorů;
- další odnímatelné příslušenství.
Další kroky a sada nástrojů závisí na typu telefonu, ale v každém případě budete potřebovat:
- Šroubovák pro odšroubování spojovacích prvků.
- Tenký šroubovák pro stisknutí západek.
- V mnoha případech budete potřebovat trsátko na kytaru – místo šroubováku nebo společně s ním.
- Průmyslový fén s regulací teploty a úzkou tryskou pro změkčení vrstvy lepidla.
- Pinzety
Pomocí fénu nahřejte pouzdro po obvodu, změkněte lepidlo a současně rozšiřte mezeru pomocí hrotu. Poté víko sejměte pomocí přísavky.
Po dosažení desky je nutné z ní odfouknout prach. Neuškodí otřít nečistoty alkoholem. Na fén je nainstalována tenká tryska, teplota vzduchu je asi 350 stupňů, průtok vzduchu je 40 %. Po mírném zahřátí konektoru a desky kolem něj se nanese kapka tekutého tavidla tak, aby kapalina stékala pod konektor. Při pokračujícím zahřívání je nutné pravidelně tlačit na pouzdro pinzetou nebo párátkem, dokud se nepohne z místa. Poté jej lze z desky vyjmout.
Po vyjmutí prvku je třeba odstranit přebytečnou pájku. To lze provést pomocí kousků opletení. Zbytky tavidla je pak třeba smýt alkoholem.
Po očištění sedla naneste na sedlo trochu tavidla, přesně nasaďte konektor na kontaktní plošky a pinzetou jej přitlačte k desce. Po nanesení trochy pájky na hrot páječky nejprve připájejte okvětní lístky, kterými je konektor připevněn k desce, a poté kontaktní plošky. Po připájení znovu smyjte zbývající tavidlo a můžete telefon sestavit v opačném pořadí.
Technologie se nezastaví, vše se vyvíjí a stále častěji se ozývají hlasy, že doba USB se chýlí ke konci. Že bezdrátové technologie tento standard nahradí. Vývojáři takového připojení budou muset ve skutečnosti vyřešit problém napájení periferie, protože bezdrátové metody přenosu energie zdaleka nejsou dokonalé a tento problém lze snadno vyřešit pomocí standardu USB. Proto se v blízké budoucnosti odmítnutí tohoto paralelního rozhraní nezdá být otázkou blízké budoucnosti. S největší pravděpodobností bychom měli očekávat vývoj v rámci standardu (a vznik nových typů konektorů). A možnosti pro to zdaleka nejsou vyčerpány.
