Универсальная USB-шина является одним из популярных интерфейсов персонального компьютера. Она позволяет производить последовательное подключение различных устройств (до 127-ми единиц). Также USB-шины поддерживают функцию подключения и отключения приборов при работающем персональном компьютере. При этом устройства могут получать питание непосредственно через упомянутый элемент, что освобождает от необходимости использования дополнительных блоков питания. В этой статье мы рассмотрим, что представляет собой стандартная распиновка USB. Эта информация может пригодиться при самостоятельном изготовлении каких либо USB-переходников или устройств, получающих питание через рассматриваемый нами интерфейс. Кроме того, мы разберем, что представляет собой распиновка микро-USB и, конечно же, мини-USB.
Описание и распайка USB-интерфейса
Практически каждый пользователь ПК знает, как выглядит USB-разъем. Это плоский четырехконтактный интерфейс типа А. USB-разъем «мама» имеет маркировку AF, а «папа» - АМ. Распиновка USB типа А состоит из четырех контактов. Первый провод маркируется красным цветом, на него подается напряжение постоянного тока +5 В. Допускается подавать максимальный ток, равный 500 мА. Второй контакт - белого цвета - предназначен для (D-). Третий провод (зеленый) также используется для передачи данных (D+). Последний контакт маркируется черным цветом, на него подается нуль напряжения питания (общий провод).
Коннекторы типа А считаются активным, к ним подключаются питающие хост и т. д.). Разъемы типа В считаются пассивными, к ним присоединяют такие устройства, как принтеры, сканеры и прочее. Разъемы типа В представляют собой квадрат с двумя скошенными углами. «Мама» имеет маркировку BF, а «папа» - ВМ. Распиновка USB типа В имеет те же четыре контакта (два вверху и два внизу), назначение - идентичное типу А.
Распайка коннекторов типа микро-USB
Разъемы такого типа чаще всего используются для подключения планшетов и смартфонов. Они значительно меньше по размерам, чем стандартный USB-интерфейс. Еще одной особенностью является наличие пяти контактов. Маркировка таких коннекторов имеет следующий вид: micro-AF(BF) - «мама» и micro-АМ(ВМ) - «папа».
Распиновка USB типа микро:
Первый контакт (красного цвета) предназначен для подачи напряжения питания + 5 В;
Второй и третий провода (белого и зеленого цветов) используются для передачи данных;
Четвертый контакт (ID) в коннекторах типа В не задействован, а в разъемах типа А он замыкается на общий провод для поддержки OTG-функции;
Последний, пятый, контакт (черного цвета) - нуль напряжения питания.
Кроме перечисленных, в кабеле может быть еще один провод, используемый для «экранирования»; номер ему не присваивается.
Распиновка мини-USB
Коннекторы типа мини-USB также содержат пять контактов. Маркируют эти разъемы следующим образом: mini-AF (BF) - «мама» и mini-АМ (ВМ) - «папа». Распайка контактов идентична типу микро-USB.
Заключение
Информация о распайке проводов под разъемы USB весьма актуальна, так как этот тип интерфейса применяется практически во всех мобильных и настольных приборах и гаджетах. Эти разъемы используют как для заряда встроенных аккумуляторных батарей, так и для передачи данных.
Первоначальная разработка USB-разъемов осуществлялась еще в 1994 году американским инженером Аджай Бхаттом, а также целой командой квалифицированных специалистов компьютерных компаний, таких как Intel, Microsoft, Apple, Hewlett-Packard и множество других.
Разработчики собирались сделать так, чтобы в конечном итоге получился предельно универсальный порт, который мог бы использоваться для большинства современных устройств, когда после подключения определенного оборудования к компьютеру оно или начинало работать моментально, или же сразу после того, как пользователь устанавливал соответствующие драйверы. Распиновка микро-USB и стандартного разъема позволяла полностью заменить привычные на то время СОМ- и LPT-порты, обеспечивая при этом скорость передачи информации более 115 кбит/с. Помимо этого, порт являлся параллельным, чтобы можно было организовать к нему подключение нескольких источников, а также использовать «горячее» подключение, не требующее перезагрузки или же выключения ПЭВМ.
Первый запуск
Первый непромышленный образец порта, который имел кодовый индекс 1.0с и скорость транслирования данных не более 12 Мбит/с, был выпущен в 1995-1996 годах. В середине 1998 года уже была проведена окончательная доработка при помощи автоматического поддержания скорости, обеспечивая стабильное соединение, вследствие чего порт нормально функционировал при скорости 1,5 Мбит/с. В последующей модификации был выпущен новый USB 1.1. Распиновка микро-USB тогда еще не предусматривалась, да и вообще устройства еще не так активно использовались, несмотря на то что уже с середины 1997 года активно выпускались материнские платы, а также разнообразные устройства, в которых имелся данный разъем.
Модификации
В 2000 году уже вышел первый USB 2.0, который был способен поддерживать скорость до 480 Мбит/с. Основной принцип данной разработки заключался в том, что устройство могло подключаться к порту старых приспособлений, которые основывались на USB 1.1. В то же время появилась уже первая флешка на 8 Мб, которая предусматривалась под данный порт. В 2008 году разработка продвинулась еще дальше, был уже выпущен USB 3.0, скорость передачи данных которого поддерживалась уже на уровне до 4,8 Гбит/с.
Распиновка
Распиновка микро-USB является сегодня достаточно востребованной. Скорее всего, вы уже когда-то встречались с такой проблемой, когда просто нет нужного вам на данный момент USB-переходника под рукой. Ситуации могут быть самыми разными - устройство сломалось, потерялось, отсутствует в продаже, его длины недостаточно и еще целый ряд других. Зная технологии того, как осуществляется распиновка микро-USB, вы можете решить данную проблему полностью самостоятельно.
Если вы умеете проводить распиновку, а также имеете навык работы с паяльником, то в таком случае у вас не будет никаких проблем с существующими на сегодняшний день USB-разъемами. На данный момент это самые распространенные коннекторы в современной цифровой технике, то есть сегодня без них не обходится не только ни один мобильный телефон последнего поколения, но и ни один гаджет.
Сразу стоит отметить, что, помимо самых распространенных, существует также еще один дополнительный вид USB. Стоит только вспомнить, как выглядит переходник от сканера или же компьютера, ведь невооруженным глазом можно определить, что разъемы на таком переходнике являются разными.
Тот коннектор, который будет подключаться к компьютеру, является активным и обозначается в основном буквой А. Тот же коннектор, который будет подключаться к сканеру, представляет собой пассивное устройство и обозначается буквой В.
USB 2.0
В данном случае существует несколько типов проводов с разными типами подключения:
- +5И (красный провод), предназначается для питания. Предельный ток питания в данном случае не превышает 500 mA.
- D- (белый провод) Data -.
- D- (зеленый провод) Data +.
- GND (черный) - представляет собой общий провод, который изначально предназначается для земли.
MicroUSB
Данный разъем на сегодняшний день является наиболее распространенным в том случае, если требуется подключение какого-нибудь смартфона или же планшета. Они отличаются на порядок меньшими размерами по сравнению с традиционными USB-интерфейсами, которые пользуются популярностью на сегодняшний день, вследствие чего несколько сложнее проводится и распиновка микро-USB на планшете. Еще одной особенностью, которой отличается такой разъем, стоит назвать то, что в нем присутствует пять различных контактов.
Маркировка таких коннекторов представляет собой:
- Micro-AM (BM) - male.
- Micro-AF (BF) - female.
Особенности micro-USB
Стоит отметить, что особенность, которую имеет распиновка микро-USB-разъема, затрагивает не только размер данного устройства, но еще и то, что в нем присутствует дополнительный контакт.
- Красный провод - VBUS.
- Белый провод D- (Data -).
- Зеленый провод D+ (Data +).
- ID - в пассивных разъемах формата В он не используется. Если же речь идет об активных разъемах типа А, то в данном случае он замыкается с землей для поддержания функции OTG.
- Черный провод - земля (GND).
Отдельно следует сказать о том, что практически всегда распиновка микро-USB-разъема предусматривает также наличие провода Shield, в котором не применяется изоляция. В данном случае на него возлагается роль экрана, при этом он никаким образом не маркируется, а также не отличается каким-то индивидуальным номером.
Также стоит отметить еще одно понятие. Скорее всего, каждый человек приблизительно понимает, что представляет собой удлинитель, и при этом понимает, что там используются разные коннекторы. Как и во всех остальных типах разъемов, в USB также предусматривается понятие male-female, где male - штекер, а female - гнездо.
Как осуществляется распайка?
Есть два варианта того, как распаивается разъем микро-USB. Распиновка может осуществляться просто непосредственно перед зеркалом, когда перед ним ставится коннектор. Однако при этом вы должны понимать то, что так можно просто совершить ошибку или же в конечном итоге припаять далеко не то, что было нужно. Второй вариант - это просто мысленно перевернуть коннектор.
Также существует еще один способ того, как может осуществляться распиновка микро-USB для зарядки или чего-либо еще. Данный способ более актуален в том случае, если у вас нет возможности использовать разборный коннектор USB, который не так часто, но все равно встречается сегодня в продаже в различных заведениях. У вас есть кабель USB - miniUSB, из которого вам нужно сделать кабель USB - microUSB. При этом у вас есть кабель последнего типа, но на другом его конце стоит вовсе не стандартный USB. В данной ситуации наиболее оптимальным решением будет просто спаять нужный кабель, соединив между собой различные провода, и именно часто пользователями осуществляется под микро-USB распиновка. Samsung-устройства часто не имеют требуемого разъема, поэтому в данном случае эта технология также является актуальной.
Как соединить?
Берется изначальный кабель, после чего от него отрезается коннектор miniUSB. Отрезанный конец полностью освобождается от экрана, в то время как остальные четыре провода зачищаются и залуживаются. Теперь берем кабель с разъемом microUSB, после чего также отрезаем от него лишнее и проводим ту же самую процедуру. Теперь остается просто спаять между собой провода, после чего соединение изолировать каждое отдельно. Далее вы можете просто использовать какую-нибудь изоляцию (например, фольгу), и замотать уже изолированные ранее соединения все вместе. Полученный в конечном итоге экран сверху заматывается изолентой или же скотчем для того, чтобы он не слетал впоследствии.
Главное, что стоит запомнить: перед тем как будет проводиться такая необычная распиновка кабеля микро-USB, вам не следует забывать также про проведение распиновки активных и пассивных коннекторов. Именно по этой причине рекомендуется изначально определиться с тем, какая конкретно распиновка используется на вашем кабеле.
Под зарядку
Любая стандартная зарядка, которая основывается на использовании USB, предусматривает использование всего лишь двух проводов - это +5В, а также общий контакт. Именно поэтому, если вам нужно припаять первый и пятый выводы, и самое главное в данном случае, при подаче напряжения - это сделать все в соответствии с полярностью вашего оборудования.
Самое главное: вне зависимости от того, под что именно вами осуществляется распиновка разъема USB, делать все надо предельно аккуратно и со знанием технологии. Всегда старайтесь заранее предусматривать различные ошибки и размеренно выполнять каждое действие, ведь в том случае, если какие-то разъемы будут подключены вами неправильно или же вы не так что-то припаяете, есть вероятность того, что кабель вообще не сможет нормально работать и использоваться для соединения нескольких устройств.
Альтернативные способы подключения, такие как разъёмы USB, широко применяются для подключения современных устройств.
Это название довольно распространённое и с английского языка переводиться так – «универсальная последовательная шина».
Все USB разъёмы представлены тремя версиями.
Характерные особенности основных трёх версий USB разъёмов
Первая версия USB разъёмов (1.1). Её Характерной особенностью является очень маленькая скорость, при которой вся информация передаётся с большой задержкой.
Скорость передачи составляет 12 Мбит/с. Его основное предназначение – это применение для взаимосвязи устройств.
Вторая версия USB разъёмов (2.0).
Характеризуется скоростью передачи данных 480 Мбит/с. Это соответствует скорости в 48 Мбайт/с.
Основная часть всех современных технических приборов и устройств приспособлены к применению именно этой версии. Она наиболее популярна и известна, а поэтому пользуется спросом на рынке электротоваров.
Правда по причине множества факторов настоящая скорость этого стандарта не бывает больше 30 – 33 Мбайт/с.
Так как последние выпуски жёстких дисков, к примеру, SSD, разработаны для чтения информации со значительно большей скоростью (почти в 4 раза), то эта версия стандарта задерживает действие новых моделей накопителей.
В этом виден основной недостаток свойств разъёмов USB 2.0. Но несмотря на это определённые устройства вполне совместимы с этой версией разъёмов: мышки, клавиатуры, сканеры и принтеры.
Третья версия USB (3.0).
Данная версия характеризуется скоростью передачи информации – 5 Гбит/с – что считается достаточно высоким показателем.
Такая скорость соответствует 500 Мбайт/с.
Это намного выше показателей скорости винчестеров последнего поколения (150 – 170 Мбайт/с).
Разъёмы USB 3.0 для их распознавания специально маркируются синим цветом.
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.
Питание USB разъёмов
Мощность, на которую рассчитаны подключаемые устройства с разъёмами USB, составляет 2,5 Вт, а также 4,5 Вт (для третьей версии).
Исходя из этого, разъёмам USB всех версий необходимо напряжение 5 В. Ток до 0,5 А, а для третьей версии – 0,9 А .
Контакты USB 3.0.
Такие устройства, как плееры, карты памяти, телефоны, флэшки (то есть устройства с маленькой мощностью) свободно могут подключаться с помощью таких разъёмов.
А технические средства, имеющие большую мощность, подключаются к внешней электрической сети.
Типы разъемов
Вторая и третья версии разъёмов различают по размерам: Mini USB (маленькие размеры), Micro USB (ещё меньшие размеры); а также по типам: А, В.
USB разъём 2.0 типа A.
Надежный разъем основной характеристикой которого является способность выдерживать не одно подключение, при этом, не теряя своей целостности.
Сечение разъёма имеет прямоугольную форму, что создаёт дополнительную защиту при подключении.
Его недостаток – это большой размер, а все современные устройства отличаются портативностью что и повлияло на разработку и выпуск разъёмов аналогичного типа, но меньшего размера.
USB 2.0 типа А был представлен в девяностых годах и на данный момент еще является наиболее используемым.
Его имеют значительная часть маломощных устройств: клавиатура, мышка, флэшка и другие.
USB разъём версии 2.0 типа В.
В основном его применение находим в стационарных устройствах имеющие большие размеры. К ним относятся сканеры, принтеры, реже ADSL-модемы.
Редко, но все же бывает, что кабеля такого типа продаются отдельно от самой техники, потому что они не входят в состав комплекта технического устройства. Поэтому проверяйте комплектацию устройств.
Разъёмы данного типа не такие востребованные, как разъёмы типа А.
Квадратная и трапециевидная форма присуща всем разъёмам типа В.
К ним относятся и Mini и Micro.
Особенность сечения разъёмов типа «В» заключается в их квадратной форме, что отличает его от других типов.
Разъёмы Mini USB второй версии типа B.
Название разъёма такого типа говорит о том, что оно имеет очень маленькие размеры. И это не удивительно, потому что современный рынок всё больше предлагает миниатюрные товары.
Благодаря использованию персональных винчестеров, кардридеров, плееров и других маленьких устройств, разъёмы USB Mini, относящиеся к типу B, получили большую популярность.
Следует отметить ненадёжность таких разъёмов. При частом использовании он расшатывается.
А вот применение моделей разъёмов USB Mini типа A крайне ограничено.
Разъёмы Мicro USB 2.0 типа B.
Модели разъёмов Micro USB являются более совершенными относительно моделей Mini USB.
Данный тип разъёмов отличается невероятно маленькими размерами.
В отличие от предыдущих представленных типов мини, эти разъёмы очень надёжны своими креплениями и фиксацией подключения.
Разъём Мicro USB 2.0 типа «B» был признан по своим качествам единым для всеобщего применения для зарядки всех портативных устройств.
Что произойдёт со временем, когда все производители станут выпускать технику, приспособленную именно к таким разъёмам. Наверное, осталось не долго чтобы это увидеть.
Но такое решение уже было принято в 2011 году всеми современными производителями, хотя разъём Мicro USB 2.0 типа «B» еще присутствует не на всех устройствах.
Разъёмы USB третьей версии типа A.
Разъёмы USB 3.0 имеют большую скорость для передачи информации за счёт дополнительных контактов.
При таких изменениях всё же сохранена совместимость обратной связи. Его применение налажено в компьютерах и ноутбуках последнего поколения.
Разъёмы USB третьей версии типа B.
Третья версия разъёмов USB типа «B» не подходят к подключению разъёмов USB второй версии.
Его применяют в работе периферийных устройств со средней и крупной производительностью.
Micro USB 3.0.
Современные внешние накопители, имеющие высокую скорость, а также диски типа SSD, в основном, все оснащены таким разъёмом, который характеризуется высокой скоростью обмена информацией.
Всё более занимает лидирующее положение благодаря тому, что имеет очень качественные соединения.
Разъём удобный в использовании из-за своей компактности. Его предшественником считается разъем вида Micro USB.
Распиновка разъемов USB .
Основные отличия разъёмов Micro и Mini USB
На первый взгляд данные разъёмы очень похожи. И действительно, большая часть характерных особенностей основных параметров данных видов совпадает.
Но при внимательном осмотре можно заметить такие отличия:
- Разъём USB Mini имеет большие размеры относительно разъёма USB Micro.
- Наличие защёлок специального предназначения на задней стороне разъёмов USB Micro.
Многие пользователи уже убедились, что удобнее всего иметь у себя в наличии не один вид разъёмов, а несколько, потому что различные виды устройств имеют разные виды подключения разъёмов USB.
К единому стандарту производители устройств к сожалению, еще не пришли, и скорее всего не придут еще долго, ведь каждый тип разъема USB имеет свое назначение.
В настоящее время существует несколько видов разъемов USB (Universal Serial Bus - универсальная последовательная шина), которые бывают трех версий – USB v1.1 , USB v2.0 и USB v3.0 . Версия v1.1 практически почти не используется по причине слишком низкой скорости передачи данных (12 Мбит/сек), поэтому применяется только для совместимости. Вторая версия USB 2.0 сейчас занимает доминирующее положение на рынке. Большинство современных устройств поддерживают эту версию, которая обеспечивает скорость обмена информацией 480 Мбит/сек, что эквивалентно скорости копирования на уровне 48 Мбайт/сек. Однако, по причине неидеальной реализации и конструктивных особенностей, на практике реальная скорость редко превышает 30-33 Мбайт/сек. Многие жесткие диски способны считывать информацию со скоростью в 3-4 раза больше. Разъем USB v2.0 является узким местом, которое тормозит работу современных накопителей. В то же время для мышек, клавиатур и некоторых других устройств это не имеет большого значения. Третья версия USB v3.0 маркируется синим цветом, что обозначает принадлежность к последнему поколению. Пропускная способность третьей версии USB обеспечивает скорость 5 Гбит/сек, что эквивалентно 500 Мбайт/сек. С учетом того обстоятельства, что современные винчестеры обладают скоростью 150-170 Мбайт/сек, третья версия USB обладает большим запасом скорости передачи данных.
Конструктивно версии USB 1.1 и 2.0 полностью совместимы между собой. В случае, если одна из соединяемых сторон поддерживает версию v1.1, то обмен данными будет происходить на пониженной скорости, а операционная система выдаст сообщение: "Устройство может работать быстрее", что будет означать, что в компьютере используется быстрый порт USB 2.0, а подключаемое устройство версии 1.1 - медленное. Совместимость версий USB 2.0 и 3.0 выглядит несколько иначе. Любое устройство USB v2.0 можно подключить к порту третьей версии, обозначенному синим цветом. А вот обратное подключение (за исключением типа А) невозможно. В современных кабелях и устройствах USB v3.0 имеются дополнительные контакты, которые позволяют увеличить скорость интерфейса.
Питание USB
Любой разъем USB питается напряжением 5 В и током до 0,5 А, а для USB версии 3.0 – 0,9 А. Практически это значит, что максимальная мощность подключаемого устройства не превышает 2,5 Вт или 4,5 Вт для USB 3.0. По этой причине подключение маломощных и портативных устройств (телефонов, плееров, флэшек, карт памяти) не вызовет проблем, а крупногабаритная и массивная техника имеет питание от внешней сети.
Разъемы USB v2.0 и USB v3.0 классифицируются также по типам (тип A и тип B) и по размерам (MiniUSB и MicroUSB).
USB 2.0 тип A
Разъем USB типа A получил наибольшее распространение и является самым узнаваемым среди существующих. Большинство устройств (мышки, клавиатуры, флэшки, камеры и многие другие) оснащены USB типа A, который был разработан еще в 90-х годах. Главным преимуществом данного порта является надежность, позволяющая выдержать большое количество подключений и не потерять при этом целостность. Хотя сечение разъема прямоугольное, в нем предусмотрена защита от неправильного подключения, поэтому его невозможно воткнуть обратной стороной. Однако он имеет достаточно большие габариты, поэтому не подходит для портативных устройств, что в результате привело к созданию модификаций меньших размеров.
Разъем USB тип B пользуется меньшей популярностью. Все модификации типа B, включая Mini и Micro, имеют квадратную или трапециевидную форму. Традиционный полноразмерный тип B – единственный тип, который имеет квадратное сечение. Из-за достаточно больших размеров он применяется в различных периферийных и крупногабаритных стационарных устройствах (сканерах, принтерах, иногда ADSL-модемах). Обычно производители принтеров или многофункциональных устройств редко комплектуют свои изделия таким кабелем, поэтому покупателю приходится приобретать его отдельно.
Mini USB 2.0 Тип B
Причиной появления крошечных разъемов Mini USB тип B стало обилие на рынке миниатюрных устройств. А настоящую массовость им обеспечило появление переносных винчестеров. В отличие от больших разъемов с 4-я контактами, в Mini USB тип B имеется пять контактов, впрочем, один из них не задействован. К сожалению, миниатюризация негативно отобразилась на надежности. В процессе эксплуатации, спустя некоторое время разъем Mini USB начинает расшатываться, хотя из порта не выпадает. В данное время по-прежнему активно используется в портативных винчестерах, плеерах, кардридерах и другой компактной технике. Вторая модификация Mini USB типа A почти не применяется. На смену Mini USB постепенно приходит более совершенная модификация Micro USB.
Разъем Micro USB тип B является модифицированным вариантом предыдущего вида Mini USB тип B и обладает совсем миниатюрными размерами, что позволяет производителям применять его в современной технике с небольшой толщиной. Благодаря улучшенному креплению штекер очень плотно сидит в гнезде и не выпадает из него. В 2011 году данный вид разъема был утвержден в качестве единого стандарта для зарядки для смартфонов, телефонов, планшетов, плееров и прочей портативной техники. Такое решение позволяет при помощи одного кабеля заряжать весь парк электроники. Стандарт демонстрирует тенденции роста и можно предположить, что через несколько лет им будут оснащаться практически все новые устройства. Тип А применяется крайне редко.
USB 3.0 тип A
Стандарт USB v3.0 обеспечивает значительно более высокую скорость обмена данными. Дополнительные контакты, позволившие увеличить скорость, привели к изменению вида почти всех разъемов USB третьей версии. Однако, внешне тип A не изменился, за исключением синего цвета сердцевины. Это значит, что обратная совместимость сохранена. Другими словами, устройство USB 3.0 типа А можно подключить в порт USB второй версии и наоборот. В этом состоит главное отличие разъема от других разъемов версии 3.0. Такие порты обычно встречаются в современных ноутбуках и компьютерах.
USB v3.0 тип B используется в средних и крупных высокопроизводительных периферийных устройствах – NAS, а также в стационарных жестких дисках. Разъем претерпел большие изменения, поэтому его нельзя подключить к USB 2.0, в частности к USB 2.0 тип B. Кабели с такими разъемами тоже продаются не часто.
Micro USB v3.0 является наследником “классического” разъема Micro USB и обладает теми же характеристиками – компактность, надежность, качественное соединение, но при этом обеспечивает более высокую скорость передачи данных. В основном используется в современных внешних сверхскоростных жестких накопителях и SSD. Приобретает все большую популярность. Разъем во многом дублирует Micro USB второй версии.
Отличие Micro USB и Mini USB.
Пользователи иногда путают разъемы Mini USB с Micro USB, которые действительно похожи. Главное отличие заключается в том, что у первого чуть больше размеры, а у второго на задней стороне имеются специальные защелки, по которым проще всего отличить эти два вида разъемов. По остальным параметрам они идентичны. На сегодняшний день существует много устройств с этими видами разъемов, поэтому предпочтительнее иметь два различных кабеля.
Невозможно представить современного человека без электронных устройств. Смартфоны, планшеты, музыкальные плееры и ноутбуки сегодня есть практически в каждой семье. Каждое из этих устройств имеет собственное применение и, следовательно, каждое функционирует по-своему уникальным образом. Однако есть то, что в той или иной форме всех их объединяет. И это наличие USB-портов.
Однажды в 1994 году 7 ведущих мировых технологических компаний создали новый стандарт подключения компьютерной периферии. Так появилась универсальная последовательная шина, которая для краткости именуется USB.
Сегодня она действительно является всеобщим стандартом, и сложно найти электронное устройство, у которого бы не было USB-порта того или иного типа. Но как узнать, какой именно кабель к нему подходит? Данное руководство поможет определить тип USB-разъема и подобрать соответствующий ему штекер.
Разнообразие вариантов
Практически все современные компьютеры и электронные устройства имеют некоторую форму USB-соединения и поставляются в комплекте с соответствующими кабелями. Имеет ли значение, какой из них используется, и для чего нужны все эти различия? Пока это действительно важно, но в будущем может измениться.
В середине 1990-х гг. универсальная шина стала промышленным стандартом, который позволил упорядочить подключение компьютерной периферии. Она заменила ряд более ранних интерфейсов и теперь является наиболее популярным типом разъема в потребительских устройствах.
Однако пока еще сложно разобраться со всеми разновидностями USB.
Если стандарт должен был быть универсальным, почему существует так много его разных типов? Каждый из них служит своим целям, главным образом обеспечивая совместимость при выпуске новых устройств с лучшими спецификациями. Ниже приведены наиболее распространенные типы USB-разъемов.
Type-A
Большинство кабелей и периферийных устройств (например, клавиатуры, мыши и джойстики) имеют разъем типа A. Персональные компьютеры, ноутбуки и нетбуки обычно имеют несколько портов данной формы. Кроме того, многие другие устройства и адаптеры питания используют их для передачи данных и/или зарядки. Разъем имеет плоскую прямоугольную форму и является наиболее узнаваемым и используемым. Распиновка USB Type-A следующая:
- +5V - напряжение +5 В.
- D- - данные.
- D+ - данные.
- GND - земля.
Все версии стандартов USB сохраняют для Type-A одинаковый форм-фактор, поэтому они взаимно совместимы. Однако разъемы USB 3.0 вместо 4 имеют 9 контактов, используемых для обеспечения большей скорости передачи данных. Они расположены так, чтобы не мешать работе пинов предыдущих версий стандарта.
Type-B
Это разъем почти квадратной формы, который в основном используется для подключения к компьютеру принтеров, сканеров и других устройств с собственным питанием. Иногда его можно обнаружить на внешних дисководах. В наши дни данный тип разъема гораздо менее распространен, чем соединения Type-A.
Форма соединения в версии стандарта 3.0 подверглась изменению, поэтому обратная совместимость не поддерживается, хотя порты нового типа принимают штекеры старых модификаций. Причиной этого является то, что у Type-B USB 3.0 для более быстрой передачи данных предусмотрено 9 контактов, а у Powered-B - 11, 2 из которых обеспечивают дополнительное питание.
Опять же, как и в случае Type-A, физическая совместимость разных версий не говорит о поддержке скорости или функциональности.
Основные понятия
Прежде чем пытаться понять, в чем заключаются различия между типами A и B, необходимо уяснить понятия хоста, рецептора и порта.
Слот, расположенный на лицевой или тыльной части корпуса компьютера (хоста), в который вставляется один конец USB-кабеля, называется портом. Электронное устройство, которое необходимо зарядить или в которое требуется передать данные (например, смартфон или планшет), называется рецептором.
Самым популярным стандартом USB является тип A, который сегодня можно увидеть на конце почти каждого USB-кабеля, вставляемого в слот хоста. Чаще всего портами Type-A оборудуются настольные компьютеры, игровые консоли и медиаплееры.
Разъемы типа B находятся на конце обычного USB-кабеля, подключаемого к периферийному устройству, например смартфону, принтеру или жесткому диску.
Преимущества USB
Стандарт упрощает установку и замену оборудования, сводя все коммуникации к последовательной передаче данных по витой паре и идентификации подсоединенного устройства. Если добавить сюда заземление и питание, то получится простейший 4-проводной кабель, недорогой и простой в изготовлении.
Стандарт определяет способ взаимодействия периферии с хостом. Если не используется USB On the Go (OTG), который позволяет ограничивать возможности хоста, производится непосредственное подключение. Устройство USB не способно инициировать связь, это может сделать только хост, поэтому даже при наличии кабеля с соответствующими разъемами без него подключение работать не будет. Кроме того, поскольку по проводам передается как электроэнергия, так и данные, соединение двух хостов без промежуточного устройства может иметь катастрофические последствия, вызывая сильные токи, короткие замыкания и даже пожары.
Mini
Разъем являлся стандартным для мобильных устройств до появления микро-USB. Как следует из названия, mini-USB меньше обычного и по-прежнему используется в некоторых камерах. В разъеме 5 контактов, из которых 1 служит идентификатором для поддержки OTG, позволяя мобильным устройствам и другой периферии действовать как хост. Распиновка USB Mini следующая:
- +5V - напряжение +5 В.
- D- - данные.
- D+ - данные.
- ID - идентификатор хост/рецептор.
- GND - земля.
Micro
Это текущий стандарт разъема для мобильных и портативных устройств. Он был принят практически каждым производителем, кроме Apple. Физические размеры его меньше, чем Mini-USB, но поддерживаются высокие скорости передачи данных (до 480 Мбит/с) и возможности OTG. Форма легко узнаваема благодаря компактному 5-контактному дизайну.
Разъем Lightning не является стандартом USB, а представляет собой фирменное соединение Apple для iPad и iPhone. Он похож на микро-USB и совместим со всеми устройствами Apple, сделанными после сентября 2012 года. У более старых моделей используется другой и гораздо более крупный фирменный разъем.
Type-C
Представляет собой обратимый разъем, который обещает более быструю передачу данных и большую мощность, чем предыдущие типы. Он все чаще используется в качестве стандарта для ноутбуков и даже некоторых телефонов и планшетов, был одобрен компанией «Эппл» для Thunderbolt 3.
Тип C является новым решением и обещает быть всем для всех. Он меньше, быстрее и может получать и передавать гораздо большую мощность, чем предыдущие версии.
Apple потрясла мир, когда представила новый MacBook с единственным портом USB-C. Скорее всего, это станет началом тенденции.
Подробнее о USB-C можно прочесть в конце этой статьи.
Нюансы микро-USB
Те, у кого из вас есть телефон или планшет на платформе Android, определенно имеют и микро-USB-кабель. Даже самые непреклонные поклонники Apple не могут избежать их, поскольку это наиболее распространенный тип разъема, используемый для таких вещей, как внешние силовые блоки, динамики и т. д.
Обладатели множества гаджетов могут обнаружить, что со временем этих кабелей становится много, и, поскольку они обычно взаимозаменяемы, возможно, никогда не придется покупать их отдельно, если они не потеряются или не выйдут из строя все одновременно.
При покупке кабеля micro-USB может возникнуть соблазн выбрать самый дешевый вариант, но, как это часто бывает, это является плохой идеей. Провода и штекеры низкого качества могут легко сломаться и стать бесполезными. Поэтому лучше избавить себя от будущих проблем, приобретая качественный продукт у признанного производителя, даже если он стоит немного дороже.
Еще одна вещь, о которой стоит упомянуть, - это длина кабеля. Короткие отлично подходят для транспортировки, но из-за этого часто приходится сидеть на полу рядом с розеткой, пока телефон заряжается. И напротив, слишком длинный кабель может быть неудобным при переноске, будет запутываться и потенциально может стать причиной травмы.
0,9 м - хорошая длина для зарядного кабеля. Она позволяет держать телефон, когда он подключен к батарее в сумке или кармане, идеально подходит для игры в Pokemon Go или просто для использования телефона во время путешествия в течение длительного времени.
При частой подзарядке от посторонних USB-портов, чтобы соблюсти меры безопасности или когда устройство заряжается медленно, решить проблему может специальный кабель, предотвращающий передачу данных. Альтернативой является сетевой адаптер.
Проблему также может представлять факт, что разъемы большинства USB-кабелей (кроме USB-C) не взаимозаменяемы и часто требуют несколько попыток, чтобы произвести правильное подключение. Некоторые производители предпринимали попытку это исправить. Правда, не все устройства поддерживают такую возможность.
Что такое USB OTG?
Это стандарт, который позволяет портативным и мобильным устройствам выступать в качестве хостов.
Допустим, есть внешний накопитель, ноутбук и смартфон. Что нужно сделать, чтобы скопировать файлы с диска на телефон? Проще всего переместить их с внешнего накопителя на лэптоп, а с него - на смартфон. USB OTG позволяет подключить диск непосредственно к телефону, тем самым обойдя необходимость в посреднике.
И это еще не все! Существует множество других способов использования OTG. К смартфону можно подключить любое устройство USB, будь то флеш-накопитель, беспроводная мышь, клавиатура, наушники, кард-ридеры, игровые контроллеры и т. д.
Кабели USB
В подключенном к сети мире проводные соединения между различными электронными устройствами играют важную роль. Спрос на них настолько высок, что каждый год в мире выпускаются десятки миллионов USB-кабелей.
Технологии постоянно развиваются и совершенствуются, так же как и соответствующие им периферийные устройства. Та же тенденция обновления справедлива и для USB-разъемов, но с таким количеством версий и типов стандартов USB становится сложно отслеживать, какой USB лучше подходит для выполнения тех или иных функций. Для этого необходимо уяснить их базовые различия.
Типы USB
Различные версии USB, например 2.0 и 3.0, связаны с функциональностью и скоростью USB-кабеля, а их тип (например, A или B) в основном относится к физическому дизайну разъемов и портов.
Стандарт USB 1.1 (1998 г.) рассчитан на пропускную способность 12 Мбит/с, напряжение 2,5 В и ток 500 мА.
USB 2.0 (2000 г.) отличается пометкой на логотипе USB “HI-SPEED”. Обеспечивает скорость 480 Мбит/с при напряжении 2,5 В и токе 1,8 А.
Принятый в 2008 г. USB 3.0 поддерживает 5 Гбит/с при напряжении 5 В и токе 1,8 А.
USB 3.1, действующий с 2015 г., обеспечивает скорость 10 Гбит/с при напряжении 20 В и токе 5 А.
Последний стандарт обеспечивает более высокую пропускную способность и по большей части обратно совместим с более ранними версиями. Разъемы Standard-A идентичны Туре-А предыдущих версий, но обычно окрашены в синий цвет, чтобы их можно было различить. Они полностью обратно совместимы, но увеличенные скорости доступны только в том случае, если все компоненты совместимы с USB 3. Standard-B и micro-версии отличаются дополнительными контактами, позволяющими повысить пропускную способность, и несовместимы с предыдущими версиями. Более старые кабели и разъемы USB Type-B и микро-B могут использоваться с портами USB 3.0, однако скорость при этом не увеличится.
Технические характеристики разъема типа C
Это название появилось в заголовках технических журналов всего мира, когда компания Apple выпустила 12” Macbook. Это первый ноутбук, который включает в себя дизайн Type-C.
С физической точки зрения разъем похож на существующий вариант USB Micro-B. Его размеры - 8,4 х 2,6 мм. Благодаря небольшому форм-фактору он может легко вписаться даже в самые маленькие периферийные устройства, используемые сегодня. Одним из многих преимуществ Type-C по сравнению с другими существующими решениями является то, что он позволяет подключение в обратной ориентации, т. е. штекер будет всегда правильно вставлен с первой попытки! Разъем выполнен таким образом, чтобы не нужно было беспокоиться о том, что он перевернут.
Type-C поддерживает стандарт USB 3.1 и обеспечивает максимальную скорость 10 Гбит/с. Он также имеет значительно более высокую выходную мощность до 100 Вт при напряжении 20 В и токе 5 А. Поскольку ноутбуки обычно потребляют 40-70 Вт, то это означает, что тип C легко покрывает их требования к питанию. Другая функциональность, предлагаемая USB Type-C, - двунаправленная мощность. Говоря другими словами, можно не только заряжать свой смартфон через ноутбук, но и наоборот.
Type-C получил восторженные отзывы от пользователей по всему миру и появился в популярных смартфонах Chromebook Pixel и Nexus 6P, а также планшете Nokia N1.
Можно уверенно говорить о том, что в ближайшие годы все электронные устройства будут оборудоваться портами данного типа. Это сделает работу с ними легкой и удобной. Все, что понадобится, - это единственный кабель Type-C, что позволит в конечном итоге избавиться от запутанного клубка проводов в ящике стола.
Хотя спецификации были впервые опубликованы в 2014 г., технология по-настоящему была реализована только в 2016 г. Сегодня она стала реальной заменой не только старым стандартам USB, но и другим, таким как Thunderbolt и DisplayPort. Новое решение для аудио на базе Type-C также является потенциальной заменой 3,5-мм гнезда подключения гарнитуры. Тип C тесно переплетается с другими новыми стандартами: USB 3.1 обеспечивает большую пропускную способность и USB Power Delivery - лучшую подачу питания.
Форма разъема
USB Type-C представляет собой новый крошечный разъем, размеры которого едва соответствуют microUSB. Он поддерживает различные новые стандарты, такие как USB 3.1 и USB PD.
Привычным разъемом, с которым знакомы все, является Type-A. Даже после перехода с USB 1.0 к 2.0 и далее к современным устройствам он остался прежним. Разъем такой же массивный, как и раньше, и подключается только при правильной ориентации (что, очевидно, никогда не получается с первого раза). Но по мере того как устройства становились меньше и тоньше, массивные порты просто перестали подходить. Это привело к появлению множества других форм соединителей USB, таких как Mini и Micro.
Такой неудобный набор разъемов различной формы для устройств всевозможных размеров наконец уходит в прошлое. Тип C представляет собой новый стандарт очень маленького размера. Он составляет примерно треть от старого USB Type-A. Это единый стандарт, который должны использовать все устройства, поэтому для подключения к ноутбуку внешнего накопителя или зарядки смартфона от ЗУ потребуется только один кабель. Этот крошечный разъем достаточно мал, чтобы вписаться в сверхтонкий смартфон, но достаточно мощный, чтобы через него можно было подключить все периферийные устройства. Сам кабель имеет одинаковые разъемы типа C на обоих концах.
У Type-C есть множество преимуществ. Ориентация разъема не имеет значения, поэтому больше не придется переворачивать штекер несколько раз в поисках правильного положения. Это единая форма USB-коннектора, которую должны принять все, поэтому для различных устройств не нужно иметь большое количество разных USB-кабелей с разными штекерами. И не будет множества разных портов, занимающих дефицитное пространство на все более тонких гаджетах.
Более того, разъемы типа C также могут поддерживать различные протоколы, используя «альтернативные режимы», которые позволяют иметь адаптеры, способные выводить HDMI, VGA, DisplayPort или другие типы соединений с этого единственного подключения. Хорошим примером этого является мультипортовый адаптер Apple, который позволяет подключать HDMI, VGA, USB Type-A и Type-C. Таким образом, множество разъемов на обычных ноутбуках можно свести к портам одного типа.
Питание
Спецификация USB PD также тесно переплетается с Type-C. В настоящее время подключение USB 2.0 обеспечивает до 2,5 Вт мощности. Этого достаточно только для зарядки телефона или планшета. Спецификация, поддерживаемая стандартом USB-C, предусматривает подачу питания мощностью до 100 Вт. Такое подключение двунаправленное, поэтому устройство способно через него как заряжаться, так и заряжать. При этом одновременно может происходить передача данных. Порт позволяет зарядить даже ноутбук, для которого обычно требуется до 60 Вт.
В Apple MacBook и Chromebook Pixel компании Google разъем USB-C используется для зарядки, что позволяет отказаться наконец от всех фирменных кабелей питания. При этом появляется возможность заряжать ноутбуки от портативных батарей, которые обычно используются для подзарядки смартфонов и другой электроники. А если подключить лэптоп к внешнему дисплею, питаемому от сети, то при этом будет происходить зарядка его аккумулятора.
Однако следует помнить, что наличие разъема типа C не означает автоматической поддержки USB PD. Поэтому перед покупкой устройств и кабелей необходимо убедиться, что они совместимы с обоими стандартами.
Скорости передачи
USB 3.1 - новейший стандарт универсальной последовательной шины с теоретической пропускной способностью 10 Гбит/с, что вдвое больше скорости передачи данных Thunderbolt первого поколения и USB 3.0.
Но Туре-C - это не то же самое, что USB 3.1. Это всего лишь форма разъема, а технология в его основе может опираться и на стандарты 2.0 или 3.0. Например, планшет Nokia N1 использует разъем USB типа C версии 2.0. Однако эти технологии тесно связаны. При покупке просто нужно следить за деталями и убедиться, что приобретаемое устройство или кабель поддерживают стандарт USB 3.1.
Обратная совместимость
Физический разъем типа C в отличие от базового стандарта обратной совместимости не имеет. Нельзя подключить старые USB-устройства к современному крошечному Type-C-порту, и нельзя подключить штекер USB-C к более старому порту большего размера. Но это не значит, что придется избавиться от всей старой периферии. USB 3.1 по-прежнему совместим с предыдущими версиями, поэтому потребуется только физический переходник для USB-C. А к нему уже можно подключить старые устройства непосредственно.
В ближайшем будущем многие компьютеры будут иметь как USB-разъемы типа C, так и большие типа A, как это реализовано, например, в Chromebook Pixel. Таким образом пользователи смогут постепенно переходить со старых устройств, подключая новые к USB Type-C. Но даже если компьютер производится только с портами типа C, адаптеры и концентраторы восполнят этот пробел.
Type-С является достойным обновлением. Хотя данный порт уже появился в ноутбуках и некоторых смартфонах, только ими данная технология не ограничивается. Со временем им будут оборудованы устройства всех типов. В один прекрасный день стандарт может даже заменить разъем Lightning, используемый в iPhone и iPad. У порта Apple не так много преимуществ по сравнению с USB Type-С, кроме того, что эта технология запатентована и компания может взимать плату за лицензирование.
