Цветно кодиране на usb кабели. Разпределение на USB щепсела. Micro и mini usb за мобилни телефони

USB 2.0 конектори – окабеляване.

В тази статия искаме да ви разкажем за USB 2.0 конектори, използвани в различни електронни устройства. Те все още не са загубили своята релевантност, въпреки пускането на по-бърз USB 3.0, за който ще говорим малко по-късно в следващата статия по тази тема.

Съкращението USB означава Universal Serial Bus, преведено като Универсална серийна шина.
Картината по-долу показва USB конектори версия 2.0 (изглед от работната част, имайте предвид, че това не е страната на запояване):

Когато запоявате, изберете желания конектор, погледнете го в огледален образ и запоете проводниците в съответствие с цвета им. Цветовете на жилата на кабела са описани по-долу.
Както можете да видите, имената на конекторите (USB, USB mini, USB micro) съдържат индекси. Първата буква на индекса определя вида на конектора:

● A – конектор на активното захранващо устройство (хост, компютърен конектор и др.)
● B – конектор на пасивно устройство, свързано с активно (конектори на принтери, скенери и др.)

Втората буква от индекса определя „пола“ на конектора:

● M – от английската дума male – т.е. щепсел – т.е. „мъжки“ конектор
● F – от английската дума female – тоест socket – тоест конекторът „Майка“.

Просто USB, mini или micro ни казва размера на конектора. Ето един пример:

USB mini AM е мъжки конектор (щепсел) за свързване към миниатюрно устройство за активно захранване.

Нека сега да разгледаме pinout (разпояване) на USB конектори.

USB кабелът има 4 проводника:

● 1 - Червен проводник – VBUS - +5 волта с максимален ток 0,5 ампера.
● 2 – Бял проводник – D- (минус данни).
● 3 – Зелен проводник – D+ (плюс данни)
● 4 – Черен проводник – GND – общ проводник, минус, „земя“

Мини и микро конектори 5-пинови. Окабеляването е както следва:

● 1 – Червен проводник – VBUS.


● 4 – Син проводник – не се използва в конектори с индекс “B”, в конектори с индекс “A” се свързва към черния проводник (GND), за да поддържа функцията “OTG”.
● 5 – Черен проводник – GND.

Когато режете кабел, понякога можете да намерите друга жила без изолация - Екран - оплетка, екранираща жила, корпус. Този живееше без номер.

Окабеляването на USB Mini и USB Micro конекторите е показано на следната фигура:

При разпояване на кабел за данни за свързване на мобилен телефон, смартфон или таблет към компютър, 4-ти пин остава празен. При разпояване на OTG кабел, например, за да свържете флашка към смартфон, 4-ти пин трябва да е свързан към 5-ти (GND).

USB мишка. Pinout на конектора:

● 2 – Бял проводник – Данни минус.
● 3 – Зелен проводник – Data plus.
● 4 – Черен проводник – GND.

Това са стандартни цветове на кабела на USB мишка, но в зависимост от производителя, тези цветове може да се различават от горните. Например, в произведени в Китай мишки като Jusajoa X-7, много подобни цветове на проводниците могат да бъдат както следва:

● 1 – Оранжев проводник – VBUS.
● 2 – Зелен проводник – Данни минус.
● 3 – Син проводник – Data plus.
● 4 – Бял проводник – GND.

Разпределение на щифта на конектора на дънната платка за USB 2.0 кабела

OTG - какво е това?

Споменахме функцията OTG по-горе, така че сега нека разберем малко какво представлява тя.

OTG означава „On The Go“, преведено като „В движение“, тоест ви позволява да свързвате различни периферни устройства чрез USB, без да се свързвате с компютър. Понякога тази връзка се нарича USB-хост. Например, можете да свържете флаш устройство директно към мобилен телефон или таблет, сякаш е пълноправен компютър, или да свържете клавиатура или мишка към притурка, но само ако тази притурка поддържа това периферно оборудване. С помощта на USB-OTG можете да свържете камера и фотопринтер, камера със смартфон, мобилен телефон с принтер и др.

Има редица ограничения за този тип връзка:

● По-старите модели мобилни телефони не поддържат USB-OTG.
● За да свържете флашка чрез USB-OTG, форматът й трябва да е FAT32.
● Максималният размер на флаш паметта зависи от хардуерните възможности на телефона.
● HDD – също във FAT32, като за захранването му ще е необходим отделен източник.

В магазините за продажба на мобилни телефони, смартфони и други джаджи можете да намерите готови OTG кабели и ако желаете, можете да закупите готов адаптер. Да кажем, че трябва да свържете флаш устройство към мобилен телефон с USB микро конектор; за това ще ви трябва USB_AF - USB_AM микро адаптер. Към USB-AF конектора е свързано флаш устройство, а към телефона е свързан съответно USB-AM микро конектор. Външният вид на OTG MICRO USB THROW OTG/USB адаптер е показан на следното изображение:

Свързването на флаш устройство към таблет е абсолютно същото, само вместо USB микро конектор адаптерът трябва да има USB mini.

И така, вече разбирате, че обикновеният USB кабел се различава от USB-OTG по това, че в обикновения USB кабел не се използва 4-ти щифт на конектора, но в OTG има джъмпер между 4-ти и 5-ти щифтове. По наличието на джъмпер в USB mini или micro телефон, смартфон или таблет определя, че ще свържете периферни устройства към него. И ако внезапно решите да направите връзка чрез обикновен кабел, тогава притурката, към която ще се свържете, ще игнорира свързаното флаш устройство и самата ще бъде пасивно устройство. Картината по-долу показва конектора за USB-OTG микро кабел:

Свързване на джаджи.

Конекторът тип USB се използва широко като интерфейсен конектор за домакински устройства и също така активно навлиза в професионалната сфера. Осигурява обмен на информация между различни съвременни електронни устройства, както и дистанционно захранване на крайни устройства с ниска мощност.

Интерфейсните кабели с USB конектори са широко достъпни в продажба. На практика има нужда от домашен свързващ кабел от този тип, който замества повреден или просто изгубен закупен кабел, осигурява необходимата дължина или има нужда от адаптер между USB портове от различни типове.

Характеристики на USB конектори

Общо три основни версии на USB интерфейсите бяха стандартизирани. Всяка нова осигуряваше увеличаване на скоростта на обема на информацията и повишена функционалност. В същото време, като се вземе предвид разширяването на областите на приложение, форм-факторът на щепселите се промени.

Възможността за автоматично свързване на кабел към устройство означава, че свързаните устройства са съвместими едно с друго.

Щепселите за USB кабели се предлагат в пълен, мини и микро форм-фактор. Щепселът тип А винаги е включен в централното устройство; щепселът тип B е предназначен за обслужване на периферното устройство. ).

Окабеляване на USB кабел по цвят

PinoutUSB конекторсе различава по това, че интерфейсните кабели версия 2 използват четири проводника (мини и микроверсии - 5 проводника), докато във версия 3 броят на проводниците е увеличен на девет.

Окабеляване на USB конектораулеснява се от факта, че на проводниците на стандартния кабел са зададени специфични цветове, показани в таблицата по-долу.

Петият проводник в мини и микро конекторите от тип B не се използва, но в конекторите от тип A той е късо към GND проводника.

На дренажния проводник на екрана (ако има такъв) не се присвоява отделен номер.

Обобщение на разпределението на кабелите на USB интерфейси версия 2 през щифтовете на различни видове щепсели е показано на фигурата по-долу.

Окабеляване на USB кабел по цвят

USB 3.0 pinout

За USB версия 3, оформлението на щифтовете е показано на фигурата по-долу.

Окабеляване на USB 3.0 кабела по цвят

При направата на кабел отделните проводници и екрани се запояват към съответните контакти на щепселите.

Pinout на micro usb конектор за зареждане— USB конекторът за шина се появи около началото на 1990 г. и основната му цел беше да се използва в домашно радио оборудване. Днес микро USB конекторът стана изключително популярен не само в домакинските устройства, но и в професионалните мултимедийни устройства. Въпреки това, неговият „ежедневен“ произход е ясно видим във факта, че тези съединители за формат на плъгини са инсталирани на почти всяко аудио-видео оборудване, без изключение.

Първите свързващи конектори се различават от съвременните с големите си размери, въпреки че гнездото му обикновено се монтира в преносими устройства с малък размер. С течение на времето размерите на USB конекторите са придобили компактни форми в различни варианти, като MINI-USB, MICRO-USB и просто USB. Тези видове свързващи устройства направиха възможно изпълнението на основната му функционална цел. В същото време те се различават значително по размер и лекота на използване от по-рано създадения аналог.

Устройство и разводка на микро usb конектор за зареждане

Свързващото устройство micro usb се състои от пет контактни площадки, всяка площадка е свързана към изолиран монтажен проводник. За прецизно ориентиране на конектора при свързване към съответната част на конектора, върху горната му екранираща част е направена специална фаска на ръба. Контактните площадки на съединителя са номерирани от едно до пет, които се четат отдясно наляво. За по-голяма яснота това е показано на снимката по-долу. Схемата на свързване на микро USB конектора, както и целта на контактите му, изолирани един от друг, са показани в таблицата:

Micro USB разпределение по цвят на проводника

Екраниращата обвивка също служи като проводник, но не е запоена към отделна контактна площадка.

Съвременните свързващи устройства като микро USB конектори имат доста добри характеристики на производителност и сравнително ниска цена. Следователно, като се има предвид наличието на огромен брой различни свързващи проводници от този тип в търговията, ремонтите на такова спомагателно оборудване се извършват изключително рядко. Но все пак, ако трябва да смените дефектно гнездо на конектора, тогава пиновете на микро USB конектора няма да причинят много проблеми. Структурно добре изработени микро USB конектори, въпреки миниатюрните си размери, те няма да ви позволят да направите сериозни грешки при инсталирането.

Във всеки компютър и други подобни устройства най-популярният е USB конекторът. С помощта на USB кабел стана възможно свързването на повече от 100 единици последователно свързани устройства. Тези шини ви позволяват да свързвате и изключвате всякакви устройства, дори когато персоналният компютър работи. Почти всички устройства могат да се зареждат през този конектор, така че няма нужда да използвате допълнителни захранвания. Цветовете на разпределението на USB ви помагат да определите точно към какъв тип устройство принадлежи определена шина.

USB устройство и предназначение

Първите портове от този тип се появяват през 90-те години на миналия век. След известно време тези конектори бяха актуализирани до модела USB 2.0. Скоростта на тяхната работа се е увеличила повече от 40 пъти. В момента компютрите имат нов USB 3.0 интерфейс със скорости 10 пъти по-бързи от предишната версия.

Има и други видове конектори от този тип, известни като микро и мини USB, използвани в съвременните телефони, смартфони и таблети. Всяка шина има свой собствен pinout или pinout. Може да се наложи, ако трябва да направите свой собствен адаптер от един тип конектор към друг. Познавайки всички тънкости на подреждането на проводниците, можете дори да направите зарядно устройство за мобилен телефон. Моля, не забравяйте обаче, че ако е свързано неправилно, устройството може да се повреди.

USB 2.0 конекторът е проектиран като плосък конектор с четири щифта. В зависимост от предназначението се обозначава като AF (BF) и AM (BM), което съответства на общоприетото наименование „майка” и „баща”. Мини и микро устройствата имат еднакви маркировки. Те се различават от конвенционалните автобуси по това, че имат пет контакта. USB 3.0 устройство изглежда подобно на модела 2.0, с изключение на вътрешния дизайн, който вече има девет пина.

Pinout на USB 2.0 и 3.0 конектори

Окабеляването в модела USB 2.0 е в следния ред:

1. Проводникът е червен, към който се подава постоянно напрежение със стойност +5V.
2. Бял проводник, използван за предаване на информация. Обозначава се с маркировка "D-".
3. Проводникът е боядисан в зелено. Той също така предава информация. Означено е с "D+".
4. Проводникът е черен. Захранва се с нулево захранващо напрежение. Нарича се обикновен проводник и се обозначава със собствен знак под формата на обърнато Т.

Разположението на проводниците в модела 3.0 е съвсем различно. Първите четири контактни проводника напълно съответстват на USB 2.0 конектора.

Основната разлика между USB 3.0 е в следните кабели:

• Проводник № 5 е син. Предава информация с отрицателна стойност.
• Проводник № 6, жълт, подобно на предишния контакт, е предназначен за предаване на информация, която има положително значение.
• Като допълнително заземяване се използва проводник № 7.
• Проводник № 8 е лилав, а проводник № 9 е оранжев. Те изпълняват функцията за получаване на данни съответно с отрицателни и положителни стойности.

Окабеляване и разпределение на микро- и мини-USB конектори

Micro USB конекторите се използват най-често в таблети и смартфони. Micro usb pinout се различава от стандартните шини по това, че е значително по-малък по размер и има пет контакта. Те са маркирани като микро-AF(BF) и микро-AM(BM), което съответства на „майка“ и „баща“.

Свързването на Micro-USB се извършва в следния ред:

• Контакт №1 е червен. Чрез него се подава напрежение.
• За предаване се използват контакти № 2 и 3, бели и зелени.
• Контакт № 4, люляк, изпълнява специални функции в определени модели гуми.
• Контакт № 5, черен, е нулевият проводник.

Разпределението на мини USB конектора по цвят се извършва по същия начин, както при микро-USB конекторите.

USB интерфейсът е популярна форма на технологична комуникация на мобилни и други цифрови устройства. Конектори от този вид често се срещат на персонални компютри с различни конфигурации, периферни компютърни системи, мобилни телефони и др.

Характеристика на традиционния интерфейс е USB pinout на малка площ. За работа се използват само 4 пина (контакта) + 1 заземяваща екранираща линия. Вярно е, че най-новите по-усъвършенствани модификации (USB 3.0 Powered-B или Type-C) се характеризират с увеличаване на броя на работещите контакти. За това ще говорим в този материал. Също така ще опишем структурата на интерфейса и характеристиките на кабелното окабеляване на контактите на съединителя.

Абревиатурата “USB” носи съкратено обозначение, което в своята цялост се чете като “Universal Series Bus” - универсална серийна шина, благодарение на която се осъществява високоскоростен обмен на цифрови данни.

Отбелязва се гъвкавостта на USB интерфейса:

• ниска консумация на енергия;
• унификация на кабели и съединители;
• просто регистриране на обмен на данни;
• високо ниво на функционалност;
• Широка поддръжка за драйвери за различни устройства.

Каква е структурата на USB интерфейса и какви типове USB технологични конектори съществуват в съвременния свят на електрониката? Нека се опитаме да го разберем.

Технологична структура на интерфейса USB 2.0

Конектори, свързани с продукти, включени в спецификационната група 1.x - 2.0 (създадени преди 2001 г.), са свързани към четирижилен електрически кабел, където два проводника са захранващи, а други два предават данни.

Също така, в спецификации 1.x - 2.0, окабеляването на обслужващи USB конектори изисква свързване на екранираща оплетка - всъщност пети проводник.

Ето как изглежда физическият дизайн на нормалните USB конектори, принадлежащи към втората спецификация. Отляво са версиите тип „мъжки“, отдясно са версиите тип „жена“ и щифтовете, съответстващи на двете опции

Съществуващите версии на конекторите за универсална серийна шина на отбелязаните спецификации са представени в три варианта:

1. нормално– тип „А” и „Б”.
2. Мини– тип „А” и „Б”.
3. Микро– тип „А” и „Б”.

Разликата между трите вида продукти е в дизайнерския подход. Ако нормалните конектори са предназначени за използване на стационарно оборудване, „мини“ и „микро“ конекторите са направени за използване в мобилни устройства.

Ето как изглежда физическият дизайн на конекторите от втората спецификация от серията "mini" и съответно етикетът на Mini USB конекторите - така нареченият pinout, въз основа на който потребителят прави кабелната връзка

Следователно последните два вида се характеризират с миниатюрен дизайн и леко модифицирана форма на конектора.

Таблица с разводки за стандартни конектори тип “A” и “B”.

Наред с изпълнението на съединители от типа "mini-A" и "mini-B", както и съединители от типа "micro-A" и "micro-B", има модификации на "mini-AB" и съединители тип “micro-AB”.

Отличителна черта на такива дизайни е окабеляването на USB проводниците върху 10-пинов тампон. На практика обаче такива съединители се използват рядко.

Micro USB и Mini USB интерфейсна таблица за контакти за конектори тип “A” и “B”.

Технологична структура на USB 3.x интерфейси

Междувременно подобряването на цифровото оборудване вече доведе до остаряването на спецификациите 1.x - 2.0 до 2008 г.

Този тип интерфейси не позволяват свързването на ново оборудване, например външни твърди дискове, по такъв начин, че да се осигурява по-висока (над 480 Mbit/s) скорост на трансфер на данни.

Съответно се роди напълно различен интерфейс, маркиран със спецификация 3.0. Разработката на новата спецификация се характеризира не само с повишена скорост, но и с увеличен ток - 900 mA срещу 500 mA за USB 2/0.

Ясно е, че появата на такива конектори направи възможно обслужването на по-голям брой устройства, някои от които могат да се захранват директно от интерфейса на универсалната серийна шина.

Модификация на USB 3.0 конектори от различни типове: 1 – версия „мини” тип „B”; 2 – стандартен продукт тип „А”; 3 – развитие на „микро” серията тип „В”; 4 – стандартно изпълнение тип “С”.

Както можете да видите на снимката по-горе, интерфейсите на третата спецификация имат повече работещи контакти (щифтове) от предишната - втора версия. Третата версия обаче е напълно съвместима с „двете“.

За да могат да предават сигнали с по-висока скорост, дизайнерите на третата версия са оборудвали допълнителни четири линии за данни и една неутрална линия. Разширените контактни щифтове са разположени на отделен ред.

Таблица за обозначение на щифтовете за конектори от третата версия за окабеляване на USB кабел

Междувременно използването на интерфейса USB 3.0, по-специално серията "A", се оказа сериозен недостатък в дизайна. Конекторът има асиметрична форма, но позицията на свързване не е конкретно посочена.

Разработчиците трябваше да модернизират дизайна, в резултат на което през 2013 г. опцията USB-C стана достъпна за потребителите.

Надграден USB 3.1 конектор

Дизайнът на този тип съединител включва дублиране на работни проводници от двете страни на щепсела. Има и няколко резервни линии на интерфейса.

Този тип конектор се използва широко в съвременните мобилни цифрови технологии.

Местоположение на контактите (щифтове) за интерфейс тип USB-C, принадлежащ към серията на третата спецификация на конектори, предназначени за комуникация на различно цифрово оборудване

Струва си да се отбележат характеристиките на USB Type-C. Например параметрите на скоростта за този интерфейс показват ниво от 10 Gbit/sec.

Дизайнът на конектора е компактен и осигурява симетрично свързване, което позволява конекторът да бъде поставен във всяка позиция.

Pinout таблица, съвместима със спецификация 3.1 (USB-C)

Следващото ниво на USB 3.2 спецификацията

Междувременно процесът на подобряване на универсалната серийна шина продължава активно. На некомерсиално ниво вече е разработено следващото ниво на спецификация – 3.2.

Според наличната информация скоростните характеристики на интерфейса USB 3.2 обещават два пъти повече параметри, отколкото е способен предишният дизайн.

Разработчиците успяха да постигнат такива параметри чрез въвеждане на многолентови канали, чрез които предаването се извършва със скорости съответно 5 и 10 Gbit/s.

Подобно на "Thunderbolt", USB 3.2 използва множество ленти за постигане на обща производителност, вместо да се опитва да синхронизира и стартира един и същи канал два пъти

Между другото, трябва да се отбележи, че съвместимостта на обещаващия интерфейс със съществуващия USB-C се поддържа напълно, тъй като конекторът „Type-C“ (както вече беше отбелязано) е оборудван с резервни контакти (щифтове), които осигуряват мулти- лентово предаване на сигнала.

Характеристики на кабелното окабеляване на контактите на съединителя

Няма специални технологични нюанси, свързани със запояване на кабелни проводници върху контактните площадки на съединителите. Основното в този процес е да се гарантира, че цветът на предпроводниците на кабела съответства на конкретния контакт (щифт).

Цветово кодиране на проводниците вътре в кабелния комплект, използван за USB интерфейси. Показана съответно отгоре надолу е цветовата схема на кабелните проводници за спецификации 2.0, 3.0 и 3.1

Освен това, ако окабелявате модификации на остарели версии, трябва да вземете предвид конфигурацията на конекторите, така наречените „мъжки“ и „женски“.

Проводникът, запоен на мъжкия контакт, трябва да съответства на запояването на женския контакт. Вземете например опцията за свързване на кабела към USB 2.0 щифтове.

Четирите работни проводника, използвани в това изпълнение, обикновено са маркирани в четири различни цвята:

• червено;
• бяло;
• зелено;
• черен.

Съответно всеки проводник е запоен върху подложка, маркирана със спецификация на конектора с подобен цвят. Този подход значително улеснява работата на електроника и елиминира възможните грешки по време на процеса на разпояване.

Подобна технология на запояване се прилага за съединители от други серии. Единствената разлика в такива случаи е по-големият брой проводници, които трябва да бъдат запоени. За да опростите работата си, е удобно да използвате специален инструмент - надежден поялник за запояване на проводници у дома и за отстраняване на изолация от краищата на проводниците.

Независимо от конфигурацията на съединителя, винаги се използва запояване на екранни проводници. Този проводник е запоен към съответния контакт на конектора, Shield – защитен екран.

Има чести случаи на пренебрегване на защитния екран, когато „експертите“ не виждат смисъл в този проводник. Липсата на екран обаче драстично намалява производителността на USB кабела.

Ето защо не е изненадващо, когато при значителна дължина на кабела без екран потребителят изпитва проблеми под формата на смущения.

Окабеляване на конектора с два проводника за организиране на захранваща линия за донорното устройство. На практика се използват различни варианти на окабеляване в зависимост от техническите нужди.

Има различни опции за запояване на USB кабел в зависимост от конфигурацията на портовите линии на конкретно устройство.

Например, за да свържете едно устройство към друго, за да получите само захранващо напрежение (5V), е достатъчно да запоите само две линии на съответните щифтове (контакти).

Изводи и полезно видео по темата

Видеоклипът по-долу обяснява основните моменти на щифтовете на конекторите от серията 2.0 и други и визуално обяснява отделните подробности за производството на процедури за запояване.

Имайки пълна информация за разпределението на конекторите на универсалната серийна шина, винаги можете да се справите с технически проблем, свързан с дефекти на проводника. Тази информация също ще бъде полезна, ако трябва да свържете някои цифрови устройства по нестандартен начин.

Искате ли да допълните горния материал с полезни коментари или ценни съвети за разпояване „направи си сам“? Напишете коментари в блока по-долу, добавете, ако е необходимо, уникални фотографски материали.

Може би все още имате въпроси, след като прочетете статията? Попитайте ги тук - нашите експерти и компетентни посетители на сайта ще се опитат да изяснят неясни моменти.