Распиновка usb: расположение контактов и особенности классификации

Распиновка USB 2.0 и 3.0 A и B

Распиновка USB 2.0 и 3.0 A и B

Совместимость разных версий USB.

Распиновка micro/mini USB

Уменьшенные порты — пятиконтактные. Микро — стандарт для большинства гаджетов. Они отличаются миниатюрными габаритами, мини — как уже говорилось выше, устаревает. Оба варианта имеют одинаковую распиновку, которая представлена в таблице ниже.

На заметку. Обозначение таких портов выглядит следующим образом: «мама» — micro-AF(BF), а «папа» — micro-АМ(ВМ).

Контакт	Цвет	Назначение
1	красный	для подачи напряжения питания +5В
2	белый	для передачи данных
3	зеленый
4	сиреневый	замыкается на общий провод для поддержки OTG-функции
5	черный	ноль напряжения питания

Дополнительный коннектор для экранирования встречается не везде, и потому не имеет номера.

Примечание: контакт №4 в В типе не задействуют.

Полезно: Как можно соединить системный блок и телевизор — 6 вариантов подключения

Виды разъемов USB

Классификация и распиновка

При описаниях и обозначениях в таблицах разъемов ЮСБ принято по умолчанию, что вид показан с внешней, рабочей стороны. Если подается вид с монтажной стороны, то это оговаривается в описании. В схеме светло-серым цветом отмечаются изолирующие элементы разъема, темно-серым цветом – металлические детали, полости обозначаются белым цветом.

Несмотря на то что последовательная шина называется универсальной, она представлена 2 типами. Они выполняют разные функции и обеспечивают совместимость с устройствами, обладающими улучшенными характеристиками.

К типу A относятся активные, питающие устройства (компьютер, хост), к типу B – пассивное, подключаемое оборудование (принтер, сканер). Все гнезда и штекеры шин второго поколения и версии 3.0 типа A рассчитаны на совместную работу. Разъем гнезда шины третьего поколения типа B больше, чем нужен для штекера версии 2.0 типа B, поэтому устройство с разъемом универсальной шины 2.0 тип B подключается с использованием только кабеля USB 2.0. Подключение внешнего оборудования с разъемами модификации 3,0 тип B выполняется кабелями обоих типов.

Разъемы классического типа B не подходят для подключения малогабаритного электронного оборудования. Подключение планшетов, цифровой техники, мобильных телефонов выполняется с использованием миниатюрных разъемов Mini-USB и их улучшенной модификации Micro-USB. У этих разъемов уменьшенные размеры штекера и гнезда.

Последняя модификация разъемов ЮСБ – тип C. Эта конструкция имеет на обоих концах кабеля одинаковые коннекторы, отличается более скоростной передачей данных и большей мощностью.

Обзор лучших автомобильных зарядок для телефонов

Распиновка разъемов типа USB.

Распиновка USB 3.0 разъёмов (типы A и B)

В третьем поколении подключение периферийных устройств осуществляется по 10 (9, если нет экранирующей оплетки) проводам, соответственно, число контактов также увеличено. Однако они расположены таким образом, чтобы имелась возможность подключения устройств ранних поколений. То есть, контакты +5,0 В, GND, D+ и D-, располагаются также, как в предыдущей версии. Распайка гнезда типа А представлена на рисунке ниже.

Обозначения:

• А — штекер.
• В — гнездо.
• 1, 2, 3, 4 — коннекторы полностью соответствуют распиновке штекера для версии USB 2.0 тип В, цвета проводов также совпадают.
• 5 (SS_TХ-) и 6 (SS_ТХ+) коннекторы проводов передачи данных по протоколу SUPER_SPEED.
• 7 — масса (GND) для сигнальных проводов.
• 8 (SS_RX-) и 9 (SS_RX+) коннекторы проводов приема данных по протоколу SUPER_SPEED.

Цвета на рисунке соответствуют общепринятым для данного стандарта.
Как уже упоминалось выше, в гнездо данного порта можно вставить штекер более раннего образца, соответственно, пропускная способность при этом уменьшится. Что касается штекера третьего поколения универсальной шины, то всунуть его в гнезда раннего выпуска невозможно.

Возможно, вам также будет интересно, как ремонтировать жесткий диск Seagate

Теперь рассмотрим распайку контактов для USB 3.0 типа В. В отличие от предыдущего вида, такое гнездо несовместимо ни с каким штекером ранних версий.

Обозначения:

• А и В — штекер и гнездо, соответственно.
• Цифровые подписи к контактам соответствуют описанию предыдущего рисунка.
• Цвет максимально приближен к цветовой маркировке проводов в шнуре.

Type-A

Этот разъем USB все еще занимает лидирующее место среди других типов. Пользователь сталкивается с такими кабелями каждый день. К ним относятся накопители (флешки), ЮСБ-кабели от зарядок. Большинство камер и роутеров оснащены этим видом ЮСБ-кабеля. Отличается надежностью и безопасностью в использовании. Его тяжелее сломать и вывести из строя.

Данный тип оснащен встроенной системой безопасности. Кабель возможно вставить в компьютер только 1 стороной. Если перевернуть шнур, то он попросту не зайдет в разъем. Что является преимуществом. Особенно при использовании кабеля неопытными пользователями.

Type-B

Тип B используется для подключения периферии – МФУ, сканеров, факсов и так далее. Кабель типа B не всегда поставляется в комплекте с устройством и часто его приходится докупать самостоятельно. Отличают 2 вида ЮСБ кабелей типа b: micro- и mini-USB.

Разновидность мини ЮСБ представляет собой устаревший USB-порт. Это ранняя версия микро типа. Использование мини ЮСБ сведено к минимуму. Но все-таки иногда встречаются устройства, использующие этот вид соединения. Как выглядит micro ЮСБ можно смотреть на фото.

Разъем Micro USB типа B – уменьшенный вариант разъема b (существует аналогичный вид и разъема А – Micro ЮСБ Type A). Разъем Micro USB используются в большинстве мобильных устройств (за исключением Apple). У Apple собственный разъем.

Type-С

Был придуман сравнительно недавно (первое появление на рынке в 2014 году). Разъем USB Type C находится в начале своего развития и активно не используется. Обладает уменьшенными размерами обоих входов. Впервые использован компанией Apple, которая и сегодня продолжает совершенствовать эту разработку.

Особенности распайки кабеля на контактах разъемов

Распиновка разъемов типа USB.

Распайка USB-разъема 2.0 имеет следующий вид:

• первый провод (красный цвет), на него подается напряжение питания постоянного тока +5 В;
• второй контакт (белый цвет), его используют для передачи информации (D-);
• третий провод (зеленый цвет), он также предназначен для передачи информации (D+);
• четвертый контакт (черный цвет), на него подается ноль напряжения питания, еще его называют общим проводом.

Как уже писалось выше, типы микро и мини – это пяти контактный разъем USB. Распайка такого коннектора идентична типу 2.0, кроме четвертого и пятого выводов. Четвертый контакт (сиреневый цвет) – это ID. В разъемах типа В его не задействуют, а в коннекторах типа А замыкают на общий провод. Последний, пятый вывод (черный цвет) – это ноль напряжения питания.

Классификация портов Charger

Кабели и разъемы USB

Цвета проводов USB-кабеля

Распиновку кабелей стоит рассматривать в разрезе спецификаций. Так как форм-фактор особого значения не имеет, а небольшие изменения отражаются в самой спецификации, то мы рассмотрим версии 2.0 и 3.0.

Цвета в USB 2.0

Обычные типы «A» и «B» имеют 4 контакта. Традиционно, для передачи данных используются два из них, обозначаемые обычно «D+» и «D-». Внутри имеют зелёный, белый или золотой цвет. Для подачи питания используется красный или оранжевый провод. «Земля» обычно синяя или чёрная.

Цвета проводов в USB 2.0ФОТО: mastervintik.ru

Цвета в версиях micro или mini чаще всего не меняются. Но в них присутствует пятый контакт, который определяет, в качестве чего подключено устройство — хост или периферия. Физически провод отсутствует, есть лишь контакт, который, в зависимости от типа «А» или «B», либо подключен к «земле», либо нет.

Цвета в USB 3.0

USB 3.0 описывает три типа USB – «A», «B» и «C». Первые два имеют 9 контактов и одинаковую цветовую схему. 4 контакта, пришедших из USB 2.0, имеют ту же раскраску: питание — красный, данные — белый и зелёный, «земля» — чёрный. Также здесь есть ещё одна «земля»,

не имеющая расцветки, использующая просто металлический провод. Высокоскоростную передачу данных осуществляют 4 провода — два на приём, два на передачу. Обычно они раскрашены в жёлтый, синий, фиолетовый и оранжевый цвет. В версиях «B» micro есть дополнительный контакт, который, по аналогии с 2.0, обозначает подключение типа хост-периферия.

Распиновка USB 3.1 тип «C» ФОТО: droidov.com

USB 3.1 для типа «C» регламентирует 24 контакта по 12 с каждой стороны, чем, собственно, и достигается зеркальность интерфейса. В центре разъёма два контакта 6 и 7 приходят из USB 2.0 – это передача и приём данных, они обозначаются белым и зелёным. Существуют для совместимости со старыми версиями устройств. Контакт №5 конфигурационный. Он нужен для определения состояния подключения (отключения), также он вычисляет необходимые для работы устройства ток и напряжение. Восьмой контакт — дополнительный канал, используется в редких случаях для передачи некоторого типа данных, например, звука. Контакты 4 и 9 — линии питания, обозначаются так же, как и в 2.0 — красным цветом. Контакты 2, 3, 10 и 11 — это и есть USB 3.1. Это каналы передачи данных на высокой скорости. Цвета жёстко стандартом не заданы, поэтому могут быть любыми. По краям, на контактах 1, 12 расположилась «земля».

Типы разъемов

Преимущества использования

Виды USB разъемов – основные отличия и особенности

Существует три спецификации (версии) данного типа подключения частично совместимых между собой:

1. Самый первый вариант, получивший широкое распространение – v 1. Является усовершенствованной модификацией предыдущей версии (1.0), которая практически не вышла из фазы прототипа ввиду серьезных ошибок в протоколе передачи данных. Эта спецификация обладает следующими характеристиками:

• Двухрежимная передача данных на высокой и низкой скорости (12,0 и 1,50 Мбит в секунду, соответственно).
• Возможность подключения больше сотни различных устройств (с учетом хабов).
• Максимальная протяженность шнура 3,0 и 5,0 м для высокой и низкой скорости обмена, соответственно.
• Номинальное напряжение шины – 5,0 В, допустимый ток нагрузки подключаемого оборудования – 0,5 А.

Сегодня данный стандарт практически не используется в силу невысокой пропускной способности.

1. Доминирующая на сегодняшний день вторая спецификация.. Этот стандарт полностью совместим с предыдущей модификацией. Отличительная особенность – наличие высокоскоростного протокола обмена данными (до 480,0 Мбит в секунду).

Наглядная демонстрация преимущества USB 2.0 над другими интерфейсами (скорость передачи 60 Мбайт в секунду, что соответствует 480 Мбит в секунду)

Благодаря полной аппаратной совместимости с младшей версией, периферийные устройства данного стандарта могут быть подключены к предыдущей модификации. Правда при этом пропускная способность уменьшиться до 35-40 раз, а в некоторых случаях и более.

Поскольку между этими версиями полная совместимость, их кабели и коннекторы идентичны.

Обратим внимание что, несмотря на указанную в спецификации пропускную способность, реальная скорость обмена данными во втором поколении несколько ниже (порядка 30-35 Мбайт в секунду). Это связано с особенностью реализации протокола, что ведет к задержкам между пакетами данных

Поскольку у современных накопителей скорость считывания вчетверо выше, чем пропускная способность второй модификации, то есть, она не стала удовлетворять текущие требования.

1. Универсальная шина 3-го поколения была разработана специально для решения проблем недостаточной пропускной способности. Согласно спецификации данная модификация способно производить обмен информации на скорости 5,0 Гбит в секунду, что почти втрое превышает скорость считывания современных накопителей. Штекеры и гнезда последней модификации принято маркировать синим для облегчения идентификации принадлежности к данной спецификации.

Разъемы USB 3.0 имеют характерный синий цвет

Еще одна особенность третьего поколения – увеличение номинального тока до 0,9 А, что позволяет осуществлять питание ряда устройств и отказаться от отдельных блоков питания для них.

Что касается совместимости с предыдущей версией, то она реализована частично, подробно об этом будет расписано ниже.

Виды портов ЮСБ: какие они есть

Сегодня этот интерфейс используют почти все производители компьютерной и мобильной техники и бытовой электроники. Почти, так как у компании Apple традиционно свой особый путь, а поэтому с 2012 года во всех гаджетах используются фирменные порты Lightning.

Причина прагматична: в неравной борьбе за недополученную прибыль бренд предпочитает, чтобы клиенты не пользовались расходниками других производителей, а покупали только фирменные аксессуары, которые продаются по неадекватно завышенным ценам.

Что, впрочем, не помешало предприимчивым китайцам наладить выпуск «паленых» зарядных устройств и дата-кабелей. Какая неожиданность, не так ли?

Существуют порты USB разного типа, которые совместимы между собой. Если коннектор физически не подходит к гнезду, использование переходника позволяет обменяться данными между разными устройствами. Также выпускаются кабели с коннекторами разных типов на концах.

Итак, типы ЮСБ коннекторов:

Type A. Самый распространенный традиционный штекер. Он имеет прямоугольную форму и язычок с одной стороны внутри металлической рамки, на котором расположено несколько контактных дорожек. Такой порт можно увидеть в любом компьютере, в ноутбуке, смарт-телевизоре, игровой консоли, музыкальном центре, портативной колонке, автомагнитоле. С помощью такого порта обычно подключается вся периферия — мышка, клавиатура, геймпад ‚джойстик, игровой руль, вентилятор, лампа, некоторые микрофоны и гарнитуры, а также флешки и внешние винчестеры.

Type B. Порт, который традиционно используется для подключения принтера, сканера или МФУ. Меньше размерами по сравнению с предыдущим. Обычно такой порт только в самом принтере — на обратной стороне кабеля находится штекер предыдущего типа.

Mini A и Mini B. Устаревшие штекеры, которые использовались до появления более компактной модификации.Micro A. Не очень распространенный формат, который почему-то не прижился. Штекер прямоугольной вытянутой формы с углублением внутри рамки с одной стороны, где расположены контакты(картинку не удалось найти).

Micro B. Похож на предыдущий, но кромки скошены с одной стороны, так что штекер имеет форму трапеции. Сегодня самый популярный слот у производителей смартфонов и планшетов — большинство таких девайсов оборудовано именно им.Type C. Самый новый тип из миниатюрных. Кроме более высокой скорости передачи данных по сравнению с предыдущими типами, такой коннектор обладает еще одним неоспоримым преимуществом

Он имеет не только симметричную форму, но и симметричную распиновку контактов, поэтому вообще неважно, как именно вставлять его в гнездо — по-нормальному или вверх ногами

Как переделать штекер своими руками

Что такое USB-A?

Как делается распайка USB-разъема для зарядки?

Схема коннекторов для USB 2.0

На схеме можно увидеть несколько коннекторов, различающихся между собой по определенному признаку. К примеру, активное (питающее) устройство обозначается буквой А, а пассивное (подключаемое) устройство – буквой В. К активным относятся компьютеры и хосты, а пассивные составляют принтеры, сканеры и другие приборы. Принято также разделять коннекторы по полу: M (male) или «папа» представляет из себя штекер, а F(female) или «мама» – гнездо разъема. По размеру бывают форматы: mini, micro и без маркировки. К примеру, если встретится обозначение «USB micro-ВМ», то это значит, что штекер предназначен для подключения к пассивному устройству по формату micro.

Для распиновки гнезд и штекеров понадобятся знания о назначении проводов в USB-кабеле:

1. по красному VBUS («плюс») проходит постоянное напряжение 5 Вольт относительно GND. Минимальное значение силы электрического тока для него равно 500 mА;
2. белый провод подсоединяют к «минусу» (D-);
3. зеленый провод крепится к «плюсу» (D+);
4. черный цвет провода означает, что напряжение в нем 0 Вольт,  он несет минусовой заряд и используется для заземления.

В mini и micro форматах разъемы содержат по пять контактов: красный, черный, белый и зеленый провода, а также ID (который в разъемах типа А замкнут на GND, а в разъемах В – не задействован совсем).

Иногда в кабеле USB можно встретить и оголенный провод Shield. Этот провод не имеет номера.

Если в работе использовать таблицу, то разъем в ней показан с внешней (рабочей) стороны. Светло-серый цвет имеют изолирующие детали разъема, темно-серый цвет у металлических частей, а полости обозначены белым.

Для того, чтобы провести правильную распайку USB, нужно зеркально отобразить изображение лицевой части коннектора.

Разъемы у форматов mini и micro на USB состоят из пяти контактов. Поэтому  четвертый контакт в разъемах типа В в работе использовать не придется. Этот контакт в разъемах типа А замыкается с GND, а для самого GND используют – пятый.

В результате не хитрых манипуляций можно самостоятельно сделать распиновку для портов USB разного формата.

Usb распайка версии 3.0 отличается добавлением четырех цветных проводов и дополнительного заземления. За счет этого кабель USB 3.0 заметно толще своего младшего собрата.

Схемы подключения USB девайсов друг к другу и распайка штекеров устройств:

Классификация портов Charger

• SDP (Standard Downstream Ports) – обмен данными и зарядка, допускает ток до 0,5 A.
• CDP (Charging Downstream Ports) – обмен данными и зарядка, допускает ток до 1,5 A; аппаратное опознавание типа порта (enumeration) производится до подключения гаджетом линий данных (D- и D+) к своему USB-приемопередатчику.
• DCP (Dedicated Charging Ports) – только зарядка, допускает ток до 1,5 A.
• ACA (Accessory Charger Adapter) – декларируется работа PD-OTG в режиме Host (с подключением к PD периферии – USB-Hub, мышка, клавиатура, HDD и с возможностью дополнительного питания), для некоторых устройств – с возможностью зарядки PD во время OTG-сессии.

Версии USB

В настоящее время создано 3 стандарта этого интерфейса. Основные отличия между ними заключаются не в распиновке разъема USB, а d скорости обмена информацией. При этом обеспечивается совместимость новых версий с предыдущими, что значительно облегчило жизнь пользователям.

Тип 1.1

Этот стандарт способен обеспечить скорость передачи информации до 12 Мб/с. Во время его создания это был хороший показатель, но все же существовал более скоростной интерфейс- IEEE 1394 или FireWire (до 400 Мб/с), разработанный компанией Apple. Однако ЮСБ 1.1 получил довольно широкое распространение и применялся на протяжении нескольких лет.

Среди основных характеристик данной спецификации следует отметить:

• Возможность подключения более 100 устройств, в том числе и хабы.
• Максимальная длина шнура 3 м.
• Показатель напряжения шины составляет 5 В, а ток нагрузки — 0,5 А.

Тип 2.0

С появление сложных девайсов, например, цифровых фотокамер, возникла необходимость в более быстром интерфейсе. В результате появилась версия USB 2.0, который обеспечил скорость передачи информации до 480 Мб/с. Наличие аппаратной совместимости со стандартом 1.1 позволяет использовать старые устройства, но пропускная способность шины в такой ситуации резко снижается.

Следует учесть тот факт, что реальная пропускная способность ЮСБ 2.0 значительно отличалась от указанной в спецификации. Связано это с реализацией работы протокола, допускающего задержки в передаче пакетов данных. За последние годы появилась масса девайсов, для нормальной работы которых требовалась большая пропускная способность шина.

Тип 3.0

Это новый стандарт, массовое распространение которого началось в 2010 году. Он позволяет передавать информацию со скоростью до 5 Гб/с. Хотя распиновка ЮСБ разъема 3.0 и имеет некоторые отличия от 2-й версии, они полностью совместимы. Чтобы различать коннекторы этих стандартов, гнезда и штекера USB 3.0 маркируются синим цветом.

Также существуют определенные несоответствия в распайке разъемов. Показатель номинального тока увеличен до 0.9 А. В результате увеличилось количество периферийных устройств, для работы которых уже не требуется отдельный источник питания. Имеют собственную классификацию и коннекторы ЮСБ:

• Тип A предназначен для подключения к гнезду, установленному на материнской плате компьютера или хабе.
• Тип B используется в периферийных устройствах (принтерах).

Коннекторы второго типа имеют довольно большие размеры и не могут быть установлены на портативные гаджеты. Для исправления ситуации были созданы стандарты micro- и мини ЮСБ.

Разновидности USB

Среди всех существующих USB -соединений

В 2000 году в свет вышла новая версия — USB 2.0, которая отличалась возможностью работы с высокоскоростными девайсами, а также общей совместимостью с более медленными аналогами, благодаря чему, получила широкое распространение. Распиновка USB 2.0 проводится по стандартному алгоритму.

Третье поколение USB было разработано в 2008, однако массовое применение, началось только с 2010. Главным отличием стало то, что при распиновке было использовано 9 проводов, вместо стандартных четырех, что позволило интерфейсу стать в 10 раз быстрее. При этом, для передачи данных используется по-прежнему четыре провода, а сам интерфейс остался совместимым с предыдущим 2.0 поколением. Распиновка usb 3.0 проводится аналогично 2.0 версии.

Как его сделать?

OTG – переходник своими руками

Распиновка USB Type C

Классификация и распиновка

При описаниях и обозначениях в таблицах разъемов ЮСБ принято по умолчанию, что вид показан с внешней, рабочей стороны. Если подается вид с монтажной стороны, то это оговаривается в описании. В схеме светло-серым цветом отмечаются изолирующие элементы разъема, темно-серым цветом — металлические детали, полости обозначаются белым цветом.

Несмотря на то что последовательная шина называется универсальной, она представлена 2 типами. Они выполняют разные функции и обеспечивают совместимость с устройствами, обладающими улучшенными характеристиками.

К типу A относятся активные, питающие устройства (компьютер, хост), к типу B — пассивное, подключаемое оборудование (принтер, сканер). Все гнезда и штекеры шин второго поколения и версии 3.0 типа A рассчитаны на совместную работу. Разъем гнезда шины третьего поколения типа B больше, чем нужен для штекера версии 2.0 типа B, поэтому устройство с разъемом универсальной шины 2.0 тип B подключается с использованием только кабеля USB 2.0. Подключение внешнего оборудования с разъемами модификации 3,0 тип B выполняется кабелями обоих типов.

Разъемы классического типа B не подходят для подключения малогабаритного электронного оборудования. Подключение планшетов, цифровой техники, мобильных телефонов выполняется с использованием миниатюрных разъемов Mini-USB и их улучшенной модификации Micro-USB. У этих разъемов уменьшенные размеры штекера и гнезда.

Последняя модификация разъемов ЮСБ — тип C. Эта конструкция имеет на обоих концах кабеля одинаковые коннекторы, отличается более скоростной передачей данных и большей мощностью.

Распиновка USB 2.0 разъема типы A и B

Особенности распиновки

USB 3.0

В 3й ветви (этот кабель AM/Type-C принадлежит к такому) коннекторов 9, иногда 10. Все зависит от наличия или отсутствия экранирующей оплетки. Естественно, увеличилось и число контактов, но размещены они в шахматном порядке. Это нужно для совместимости с более старыми версиями.

Распиновка ЮСБ 3.0 по цветам
Вывод	Название	Цвет провода	Описание
1	VCC	Красный	+5В
2	D-	Белый	Данные —
3	D+	Зеленый	Данные +
4	GND	Черный	Земля
5	SS TX	Синий	коннекторы обмена данными по протоколу Super Speed
6	SS TX+	Желтый
7	Масса или GND	—	дополнительное заземление для сигнальных проводов
8	SS RX-	Фиолетовый	для приема данных USB3 (StdA_SSRX)
9	SS RX+	Оранжевый	для приема данных USB3 (StdA_SSRX)

Выводы питания и земли

Контакты VBUS и GND являются путями питания и обратными путями для сигналов. Напряжение VBUS по умолчанию составляет 5 В, но стандарт позволяет устройствам согласовывать и выбирать напряжение VBUS, отличное от значения по умолчанию. Протокол USB Power Delivery допускает на VBUS напряжение до 20 В. Максимальный ток также может быть увеличен до 5 А. Следовательно, USB Type-C может пропускать максимальную мощность 100 Вт.

Передача высокой мощности может быть полезна при зарядке большого устройства, такого как ноутбук. На рисунке 4 показан пример от RICHTEK, где используется повышающий преобразователь для создания соответствующего напряжения, запрошенного ноутбуком.

Рисунок 4 – Пример организации питания через USB Type-C

Обратите внимание, что технология подачи питания делает USB Type-C более универсальным, чем более старые стандарты, потому что делает уровень мощности адаптируемым к потребностям нагрузки. Вы можете заряжать как смартфон, так и ноутбук, используя один и тот же кабель

Выводы CC1 и CC2