Как припаять micro usb разъем приклеить. Бюджетный ремонт кабеля USB — micro USB

Всем привет. Сегодня я подробно расскажу и покажу как меняю micro-USB разъёмы и иную мелочь,на коленках», т.е. в домашних условиях, не имея специального навыка и особых профессиональных дорогостоящих приблуд и веществ. Просто вооружившись вдохновением, всегда выручающим оптимизмом, смекалкой, усидчивостью, терпением и достаточным временем.

Вчера мне принесли на ремонт смартфон Lumia Denim 630 с неисправным гнездом питания, со словами: ,Зарядку показывает — а заряжать не хочет!» Смартфон выглядел монолитным, без винтов и защёлок, подумал было: ,Ну вот — запара! Сейчас придётся отогревать феном!», хотя повозившись оказалось что вскрывается легко, так как внутренности лежат в крышке- ,корытце» которое легко отделяется (на внутренних защёлках). Т.е. разработчиками Nokia всё продумано,по военному». За это им от меня смачный лайк!

Гнездо внешне оказалось в хорошем состоянии, трещин на пайке не обнаружилось, значит как часто бывает неисправность крылась в стёртых контактах внутри разъёма. Решил смело менять на новое. После ремонта разобрал старое гнездо и действительно контакты были в грязи, в,масляном войлоке» и выглядели заюзанными. Сфоткать забыл, а вообще какими бывают убитыми разъёмы, смотрите на приложенном к статье фото.

Верный признак того, что гнездо необходимо менять

Гнезда я покупал на Aли Экспресс ,кучкой» около 100 шт, 10-ти видов, что удобно.

Набор micro-usb гнезд

Подобрал подходящее, но не идентичное, которое пришлось доработать-подпилить.

Гнездо предстоит подогнать

Как оказалось впоследствии при почти внешней схожести гезда, на нём не подходили золочёные контакты по высоте, т.е,парили» над платой! Берите на заметку!

Гнездо подогнал, но не заметил несоответствие оригиналу

Пришлось по новой подбирать гнездо, снова подпиливать, подгонять, так как нужного не было.

Гнездо предстоит подогнать

При подгонке выявился лёгкий перекос гнезда, т.е. раскрытие скрепляющих замков гнезда, которые пришлось поставить на место, пропаять и слегка подогнать к крышке смарта острым ножом.

Гнездо подогнано

А всё потому что заказанные оптом гнёзда дешёвенькие, а значит попроще, из не очень прочного металла, в сравнении с родным гнёздами. Родные гнёзда как правило стоят очень дорого, сделаны добротно, надёжно, но таких на любой случай не напасёшься. Заказывать же родные в Китае и нудно ждать — проблематично. Определился разбирая старое гнездо, взвешивая все за и против, и сравнивая ценники в Али.

Для выпайки я использую специальный термофен , хотя вы можете вполне обойтись и строительным феном, проявляя при этом бдительность и внимательность, чтобы не,поджарить» УсЁ кругоОом.

Паяльный фен

Обязательно закройте все пластмассовые детали, конденсаторы, кондитерсокой фольгой или от шоколада, иначе они могут поплавиться! Тогда кирдык вашему смарту может прийти до обидного внезапно и безисходно! 🙂 Т.е. сначала круговыми движениями прогреваете всю плату, дабы её не повело,пропеллером» от разности температур, а потом уже круговыми движениями греете само гнездо (около 300 градусов, проверяете температурным датчиком мультиметра или обойдясь интуицией и пальцами). Перед прогревом желательно просто пропаять гнездо обычным припоем с флюсом или канифолью (смешать своё олово с заводским, этим облегчив выпайку), так как заводской припой на плате часто бывает безсвинцовым, что вызывает проблемы с выпаиванием гнезда.

Кстати для удобства работы я вполне обхожусь обычным кондитерским силиконовым ковриком, так как профессиональные дороги.

Мой коврик для пайки

Он держит высокие температуры и на нём ничего не скользит, т.е. вещь практичная и уместная. Так же использую специальный держатель плат с,крокодильчиками», с помощью которого удобно фиксирую плату.

Держатель плат

Коврик и держатель приобретал на Али. Вообще вы можете обойтись и без них, включая соображалку. 🙂

После выпайки использую оплётку смоченную флюсом или канифолью, прислоняя её с помощью паяльника и водя ими по дорожкам и отверстиям с оловом, так же заранее смазанных флюсом.

оплетка для удаления припоя

В результате оплётка вбирает в себя весь мешающий припой, оставляя всё вокруг чистым (круто придумано!). Единственное имейте ввиду, не сдерите дорожки и контактные пятаки оплёткой! Такое тоже имеет место быть! Будьте внимательны и не торопитесь!

Забыл сказать что выпаять гнездо паяльником проблематично и рискованно. Конечно при хорошем опыте можно выпаять и изощрённо — с помощью одной бООльшой капли припоя, накрыв ею всё гнездо и смотря на то чтобы не,ушатать» и не прилепить соседние детальки к вашей мега-капле и т.д. Но всё же это мастерски делают люди с набитой рукой и опытом. Ещё как вариант, в мастерских ранее (когда не было фенов, при СССР) изготавливали (покупали) специальные насадки-жала под необходимые разъёмы и гнёзда, которые позволяли подвести тепло ко всем требуемым участкам за раз и легко выпаять. Это был экскурс, но для вас всё же проще термофеном.

Специальные жала

В идеале для пайки мелких деталей в мастерских с успехом используют специальный микроскоп. Я же использую очки-лупа, так как хороший микроскоп мне пока не по карману, а дешёвый брать — только деньги на ветер.

Очки-лупа с подсветкой

Так же для разборки и сборки использую набор часовых отвёрток, их же с удовольствием использую и как удобные мелкие чистилки (от канифоли на плате), ковырялки, толкалки, поддевалки ножек элементов и т.д. Приобрёл в ближайшем строительном магазине, за символическую сумму.

Набор дешёвых часовых отверток

Здорово помогают разновидности пинцетов, приобретённых мной в Али и в,Фикс-прайсе». В важем же случае может пригодится женский косметический пинцет. 🙂

Жало вашего семейного сорокаватного паяльника нужно будет заточить под острым углом и со слегка закруглённым концом, чтобы аккуратно и эффективно подлезать к ножкам гнезда и безболезненно для соседних радиоэлементов.

Заточка жала паяльника

Или просто намотать медную проволоку на жало и использовать её в качестве тонкого жала, в простонародье: ,Минипаяльник на скорую руку»!

Мини паяльник

Желательно купить дешёвый регулятор мощности для светильников, которым вы будете регулировать температуру жала, чтобы канифоль на жале быстро не превращалась в нагар, чтобы не перегреть токопроводящие дорожки и чтобы они не отлетели.

Регулятор мощности светильника

Можно конечно и без регулятора мощности, но тогда придётся паять кратковременными прикосновениями, чтобы не перегреть дорожки и занудно часто чистя жало от чёрных канифольных окислов. И опять же — и это искусство возможного, на грани риска. Решайте сами.

Продолжаем. Перед впаиванием, смыл с платы использованый флюс зубной щёткой смоченной в спирте (можно и водкой, но она не совсем подходит из-за масел), шебурша ею в направлении за края платы, чтобы старый флюс не размазался по плате, улетел с платы и не привёл к корозии соседних медных дорожек. Вообще это по большому счёту касается почти всех флюсов, безотмывных и нейтральных, касается и канифоли, так все они в той или иной степени агрессивны и в той или иной степени испарения оных вредны для здоровья (проветривайте комнату!). Поэтому желательно смывать спиртом, отмывками и т.д., а канифоль соскабливать и промывать спиртом (под канифолью тоже бывает разъедает дорожки!). Далее посмотрел чистые ли и пропаяны ли контактные площадки (много припоя не должно быть, т.е. без горок, просто пропайка, чтобы гнездо ровно легло и припаялось) смазал места паек флюсом (флюс см. на фото), положил его,прицелившись» аккурат на посадочные места, чтобы гнездо потом совпало с задней крышкой и припаял, периодически пополняя жало припоем. Ну или если у вас припой в виде тоненькой проволочки, подносите его к месту пайки с жалом. Если у вас только канифоль то просто набираете жалом припой, потом мокаете его в канифоль и быстренько пока канифоль на жале не превратился в мерзкую чёрную массу из-за перегрева, припаиваете необходимые контактные пятаки к гнезду.

После обязательно проверьте как вы припаяли, всё ли красиво выглядит, не выпирает ли чего, нет ли т.н. ,соплей» между контактными площадками, так как это может вызвать короткое замыкание и чревато более серъёзной поломкой аппарата. Используйте немного оплётку, если жалом соплю убрать не удаётся, она отберёт лишний припой, а под ножкой гнезда олово отсавит. Если всё же чуток останется, тогда смажьте место канифолью и лёгкими движениями посрывайте жалом остатки олова между контактами. Но не переусердствуйте, припой должен быть в виде достаточной капельки, покрывающей контакт, для крепости контакта. Не жалейте флюса (канифоля) чтобы пайка была электропроводящей (а не т.н. ,холодная» или,сухая» пайка, не проводящая ток).

Теперь частично, без винтов, собираем смартфон, подключаем шлейфы, включаем, проверяем на работоспособность, если всё хорошо, зарядка идёт, батарея показывает что накапливает заряд, тогда окончательно собираем привинчивая и закрывая заднюю декоративную крышку.

Для ясности процесса замены гнезда, нарезал вам gif-ки из видео работы профессионала. Смотрите и внимайте.

Разрабатывалась еще с 1994 года, при этом в команде разработчиков состояли инженеры из передовых компаний в сфере IT-технологий - Microsoft, Apple, Intel и других. В процессе проведения исследований преследовалась одна задача - найти универсальный порт, который мог бы использоваться для большинства устройств.

Таким образом, пользователям был предоставлен разъем USB, который практически сразу был поддержан различными разработчиками и начал активно использоваться в самых разных устройствах, начиная от персональных компьютеров и заканчивая мобильными гаджетами. Однако случилось так, что кабели с такими разъемами могли использоваться далеко не везде, да и сами по себе они были разными, в связи с чем некоторым требуется распайка мини-USB-разъема для того, чтобы сделать соответствующий переходник.

При этом мало кто знает о том, как правильно должна осуществляться данная процедура.

Понятия, которые нужно знать

Распайка USB-разъема начинается с изучения основных понятий:

VCC - контакт положительного потенциала Для современных USB-кабелей показатель данного контакта составляет +5 Вольт, при этом стоит отметить, что в радиоэлектрических схемах такая аббревиатура полностью соответствует напряжению питания PNP, а также NPN-транзисторов.
GND - контакт отрицательного потенциала источника питания. В современной аппаратуре, включая также различные модели материнских плат, данное устройство соединяется корпусом для того, чтобы обеспечить эффективную его защиту от статического электричества или же каких-либо внешних источников электромагнитных помех.
D- - информационный контакт, имеющий нулевой потенциал, относительно которого осуществляется транслирование информации.
D+ - информационный контакт, имеющий логическую единицу. Данный контакт используется для транслирования информации от хоста к устройству или же наоборот. На физическом уровне данный процесс представляет собой передачу прямоугольных импульсов с положительным зарядом, при этом импульсы имеют разную амплитуду и скважность.
Male - штекер данного разъема, который среди современных пользователей, которыми осуществляется распайка USB-разъема для мыши и других устройств, часто называется «папа».
Female - гнездо, в которое вставляется штекер. Пользователями называется «мама».
RX - прием информации.
TX - передача информации.

USB-OTG

OTG представляет собой способ соединения через кабель USB двух периферийных устройств без необходимости использования компьютера. Также такая распайка микро-USB-разъема в профессиональных кругах часто называется USB-host. Другими словами, флешка или же какой-нибудь жесткий диск таким образом могут непосредственно подключаться к планшету или же мобильному телефону точно так же, как к полноценному персональному компьютеру.

Помимо этого, к гаджетам можно подключать мышки или же клавиатуры, если они поддерживают возможность их использования. Нередко таким образом соединяют фотоаппараты и другие гаджеты с принтерами.

Какие у него есть ограничения?

Ограничения, которые имеет такая распайка микро-USB-разъема, являются следующими:

К примеру, если речь идет о подключении к телефону какой-нибудь USB-флешки, то в таком случае чаще всего применяется переходник «USB_AF-USB_AM_micro». В данном случае в разъем вставляется флешка, в то время как штекер подключается к мобильному телефону.

Особенность кабеля

Главная особенность, которой отличается распайка USB-разъема в формат OTG, - то, что в штекере контакт 4 в обязательном порядке должен замыкаться с контактом 5. В стандартном дата-кабеле к данному контакту вообще ничего не припаяно, а называется данный штекер USB-BM micro. Именно по этой причине нужно добраться до четвертого контакта, после чего при помощи перемычки присоединить его к проводу GND. После такой процедуру штекер будет переименован в USB-AM micro. Именно наличие перемычки между этими контактами в штекере позволяет аппарату определить, что к нему собираются подсоединить какое-то периферийное устройство. В том случае, если этой перемычки аппарат не будет видеть, им будет выполняться роль пассивного устройства, а любые подключенные к нему флешки просто-напросто будут полностью проигнорированы.

Как определяются устройства?

Многие считают, что при соединении в режиме OTG оба устройства полностью автоматически определяют, кто из них будет представлять собой хост, а кто будет находиться в подчинении. В действительности же в данном случае только пользователь определяет то, кто именно в данном случае будет мастером, так как в какое устройство будет воткнут штекер, оснащенный перемычкой между 4 и 5 контактами, то из них и будет являться хостом.

Как его сделать?

Через полупрозрачную изоляцию вы сможете рассмотреть несколько разноцветных проводов. Вам нужно будет подплавить изоляцию около черного провода, после чего один конец перемычки подпаять к контакту GND. С противоположной стороны можно увидеть белый провод, а также неиспользуемый контакт. В данном случае нам нужно подплавить изоляцию около незадействованного контакта, после чего к нему подпаять второй конец перемычки.

Стоит отметить, что схема распайки USB-разъема формата micro является гораздо более простой.

Развороченный штекер, который вы оснастили перемычкой, нужно будет изолировать, для чего используется специализированная термоусадочная трубка. После этого вам нужно будет просто взять «маму» от удлинителя и припаять ее к нашему штекеру цвет в цвет. Если кабели являются экранированными, то в таком случае вам нужно будет также, помимо прочего, соединить и экраны.

Можно ли заряжать?

Если к устройству подключается периферия через OTG, то в таком случае оно должно будет ее питать, что значительно может снизить общую длительность работы устройства от встроенного в него аккумулятора. В связи с этим многие задумываются, можно ли через внешний источник подзаряжать такое устройство. Это возможно, но для этого нужна поддержка специального режима в устройства, а также отдельная распайка USB-разъема для зарядки.

На самом деле режим зарядки чаще всего предусматривается современными разработчиками гаджетов, однако далеко не все позволяют проводить такую процедуру. При этом следует отметить тот факт, что для перехода в такой режим зарядки должна быть использована отдельная схема распайки USB-разъема, в которой контакты замыкаются через отдельный резистор.

Содержание:

В каждом компьютере и других аналогичных устройствах наиболее популярным является USB-разъем. С помощью юсб провода стало возможно подключать более 100 единиц последовательно соединенных устройств. Эти шины позволяют подключать и отключать любые приборы даже в процессе работы персонального компьютера. Практически все устройства могут заряжаться через данный разъем, поэтому нет необходимости применять дополнительные блоки питания. Распиновка USB по цветам помогает точно определить, к какому типу устройств относится та или иная шина.

Устройство и назначение USB

Первые порты этого типа появились еще в девяностых годах прошлого века. Через некоторое время эти разъемы обновились до модели USB 2.0. Скорость их работы возросла более чем в 40 раз. В настоящее время в компьютерах появился новый интерфейс USB 3.0 со скоростью, в 10 раз превышающей предыдущий вариант.

Существуют и другие виды разъемов этого типа, известные, как micro и mini USB, применяющиеся в современных телефонах, смартфонах, планшетах. Каждая шина имеет собственную или распиновку. Она может потребоваться при необходимости изготовления своими руками переходника с одного вида разъема на другой. Зная все тонкости расположения проводов, можно сделать даже зарядное устройство для мобильного телефона. Однако следует помнить, что в случае неправильного подключения устройство может быть повреждено.

Разъем USB 2.0 выполнен в виде плоского коннектора, в котором установлено четыре контакта. В зависимости от назначения он маркируется как AF (BF) и AM (BM), что соответствует обиходному названию «мама» и «папа». В мини- и микро- устройствах имеется такая же маркировка. От обычных шин они отличаются пятью контактами. Устройство USB 3.0 внешне напоминает модель 2.0, за исключением внутренней конструкции, имеющей уже девять контактов.

Распиновка-распайка разъемов USB 2.0 и 3.0

Распайка проводов в модели USB 2.0 располагается в следующем порядке:

Проводник красного цвета, к которому осуществляется подача питающ его напряжения постоянного тока со значением +5V.
Проводник белого цвета, применяемый для передачи информационных данных. Он обозначается маркировкой «D-».
Проводник окрашен в зеленый цвет. С его помощью также передается информация. Он маркируется как «D+».
Проводник черного цвета. На н его производится подача нуля питающ его напряжения. Он носит название общ его провода и обозначается собственной меткой в виде перевернутого Т.

Расположение проводов в модели 3.0 выполнено совершенно по-другому. Четыре первых контактирующих провода полностью соответствуют разъему USB 2.0.

Основное отличие USB 3.0 заключается в следующих проводах:

Проводник № 5 имеет синий цвет. По нему передается информация с отрицательным значением.
Проводник № 6 желтого цвета, так же как и предыдущий контакт предназначен для передачи информации, имеющей положительное значение.
Проводник № 7 применяется в качестве дополнительного заземления.
Проводник № 8 фиолетового цвета и проводник № 9 оранжевого цвета. Они выполняют функцию приема данных, соответственно, с отрицательным и положительным значением.

Распайка-распиновка коннекторов микро- и мини-USB

Коннекторы микро-USB наиболее часто применяются в планшетах и смартфонах. От стандартных шин распиновка micro usb отличаются значительно меньшими размерами и наличием пяти контактов. Они маркируются как micro-AF(BF) и micro-AM(BM), что соответствует «маме» и «папе».

Распайка микро-USB производится в следующем порядке:

Контакт № 1 красного цвета. Через н его подается напряжение.
Контакты №№ 2 и 3 белого и зеленого цвета применяются для передачи.
Контакт № 4 сиреневого цвета выполняет специальные функции в отдельных моделях шин.
Контакт № 5 черного цвета является нулевым проводом.

Распиновка мини USB разъема по цветам выполняется, так же как и в микро-юсб коннекторах.

Распиновка USB-кабеля означает описание внутреннего устройства универсальной последовательной шины. Это устройство применяется для передачи данных и зарядки аккумуляторов любых электронных приборов: мобильных телефонов, плееров, ноутбуков, планшетных компьютеров, магнитофонов и других гаджетов.

Проведение качественной распиновки требует знаний и умения читать схемы, ориентирования в типах и видах соединений, нужно знать классификацию проводов, их цвета и назначение. Длительная и бесперебойная работа кабеля обеспечивается правильным соединением проводами 2 коннекторов USB и mini-USB.

Виды USB-разъемов, основные отличия и особенности

Универсальная последовательная шина представлена 3 версиями – USB 1.1, USB 2.0 и USB 3.0. Первые две спецификации полностью совмещаются между собой, шина 3.0 имеет частичное совмещение.

USB 1.1 – это первая версия устройства, используемая для передачи данных. Спецификацию применяют только для совместимости, так как 2 рабочих режима по передаче данных (Low-speed и Full-speed) обладают низкой скоростью обмена информацией. Режим Low-speed со скоростью передачи данных 10-1500 Кбит/с используется для джойстиков, мышей, клавиатур. Full-speed задействован в аудио- и видеоустройствах.

В USB 2.0 добавлен третий режим работы – High-speed для подключения устройств по хранению информации и видеоустройств более высокой организации. Разъем помечается надписью HI-SPEED на логотипе. Скорость обмена информацией в этом режиме – 480 Мбит/с, которая равняется скорости копирования в 48 Мбайт/с.

На практике, из-за особенностей конструкции и реализации протокола, пропускная способность второй версии оказалась меньше заявленной и составляет 30-35 Мбайт/с. Кабеля и коннекторы спецификаций универсальной шины 1.1 и второго поколения имеют идентичную конфигурацию.

Универсальная шина третьего поколения поддерживает скорость 5 Гбит/с, равняющуюся скорости копирования 500 Мбайт/с. Она выпускается в синем цвете, что облегчает определение принадлежности штекеров и гнезд к усовершенствованной модели. Сила тока в шине 3.0 увеличилась с 500 мА до 900 мА. Эта особенность позволяет не использовать отдельные блоки питания для периферийных устройств, а задействовать шину 3.0 для их питания.

Совместимость спецификаций 2.0 и 3.0 выполняется частично.

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

Классические разъемы содержат 4 вида контактов, в мини- и микроформатах – 5 контактов. Цвета проводов в USB-кабеле 2.0:

+5V (красный VBUS), напряжение 5 В, максимальная сила тока 0,5 А, предназначен для питания;
D- (белый) Data-;
D+ (зеленый) Data+;
GND (черный), напряжение 0 В, используется для заземления.

Для формата мини: mini-USB и micro-USB:

Красный VBUS (+), напряжение 5 В, сила тока 0,5 А.
Белый (-), D-.
Зеленый (+), D+.
ID – для типа А замыкают на GND, для поддержания функции OTG, а для типа B не задействуют.
Черный GND, напряжение 0 В, используется для заземления.

В большинстве кабелей имеется провод Shield, он не имеет изоляции, используется в роли экрана. Он не маркируется, и ему не присваивается номер. Универсальная шина имеет 2 вида соединителя. Они имеют обозначение M (male) и F (female). Коннектор М (папа) называют штекером, его вставляют, разъем F (мама) называется гнездо, в него вставляют.

Распиновка USB 3.0 типы A и B

Шина версии 3.0 имеет подключение по 10 или 9 проводам. 9 контактов используется, если отсутствует провод Shield. Расположение контактов выполняется таким образом, чтобы можно было подключать устройства ранних модификаций.

Распайка USB 3.0:

A – штекер;
B – гнездо;
1, 2, 3, 4 – контакты, совпадающие с распиновкой контактов в спецификации 2.0, имеют ту же цветовую гамму;
5, 6 контакты для передачи данных по протоколу SUPER_SPEED, имеют обозначение SS_TX- и SS_TX+ соответственно;
7 – заземление GND;
8, 9 – контактные площадки проводов для приема данных по протоколу SUPER_SPEED, обозначение контактов: SS_RX- и SS_RX+.

Распиновка Micro-USB-разъема

Кабель Micro-USB имеет соединители с 5 контактными площадками. К ним подводится отдельный монтажный провод в изоляции нужного цвета. Чтобы штекер точно и плотно садился в гнездо, верхняя экранирующая часть имеет специальную фаску. Контакты микро-USB пронумерованы цифрами от 1 до 5 и читаются справа налево.

Распиновки коннекторов микро- и мини-USB идентичны, представлены в таблице:

Экранирующий провод не припаивается ни к одному контакту.

Распиновка Mini-USB

Разъемы Mini-A и Mini-B появились на рынке в 2000 году, использовали стандарт USB 2.0. К сегодняшнему дню мало используются из-за появления более совершенных модификаций. Им на смену пришли микросоединители и модели ЮСБ типа C. В разъемах мини используется 4 экранированных провода и ID-функция. 2 провода используют для питания: питающий +5 В и заземление GND. 2 провода для приема и отправки дифференциальных сигналов данных, обозначаются D+ и D-pin. Data+ и Data- сигналы передаются по витой паре. D+ и D-работают всегда вместе, они не являются отдельными симплексными соединениями.

В USB-разъемах используется 2 вида кабелей:

экранированный, 28 AWG витая, мощность 28 AWG или 20 AWG без скрутки;
неэкранированный, 28 AWG без скрутки, мощность 28 AWG или 20 AWG без скрутки.

Длина кабеля зависит от мощности:

28 – 0,81 м;
26 – 1,31 м;
24 – 2,08 м;
22 – 3,33 м;
20 – 5 м.

Многие производители цифровой техники разрабатывают и комплектуют свою продукцию разъемами другой конфигурации. Это может вызвать сложности с зарядкой мобильного телефона или других аппаратов.

Интерфейс USB начали широко применять около 20-ти лет назад, если быть точным, с весны 1997 года. Именно тогда универсальная последовательная шина была аппаратно реализована во многих системных платах персональных компьютеров. На текущий момент данный тип подключения периферии к ПК является стандартом, вышли версии, позволившие существенно увеличить скорость обмена данных, появились новые типы коннекторов. Попробуем разобраться в спецификации, распиновки и других особенностях USB.

В чем заключаются преимущества универсальной последовательной шины?

Внедрение данного способа подключения сделало возможным:

Оперативно выполнять подключение различных периферийных устройств к ПК, начиная от клавиатуры и заканчивая внешними дисковыми накопителями.
Полноценно использовать технологию «Plug&Play», что упростило подключение и настройку периферии.
Отказ от ряда устаревших интерфейсов, что положительно отразилось на функциональных возможностях вычислительных систем.
Шина позволяет не только передавать данные, а и осуществлять питание подключаемых устройств, с ограничением по току нагрузки 0,5 и 0,9 А для старого и нового поколения. Это сделало возможным использовать USB для зарядки телефонов, а также подключения различных гаджетов (мини вентиляторов, подсветки и т.д.).
Стало возможным изготовление мобильных контролеров, например, USB сетевой карты RJ-45, электронных ключей для входа и выхода из системы

Виды USB разъемов – основные отличия и особенности

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

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.

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).

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.

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.

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.

Классификация и распиновка

Коннекторы принято классифицировать по типам, их всего два:

Заметим, что такие конвекторы совместимы только между ранними модификациями.

Помимо этого, существуют удлинители для портов данного интерфейса. На одном их конце установлен штекер тип А, а на втором гнездо под него, то есть, по сути, соединение «мама» – «папа». Такие шнуры могут быть весьма полезны, например, чтобы подключать флешку не залезая под стол к системному блоку.

Теперь рассмотрим, как производится распайка контактов для каждого из перечисленных выше типов.

Распиновка usb 2.0 разъёма (типы A и B)

Поскольку физически штекеры и гнезда ранних версий 1.1 и 2.0 не отличаются друг от друга, мы приведем распайку последней.

Рисунок 6. Распайка штекера и гнезда разъема типа А

Обозначение:

А – гнездо.
В – штекер.
1 – питание +5,0 В.
2 и 3 сигнальные провода.
4 – масса.

На рисунке раскраска контактов приведена по цветам провода, и соответствует принятой спецификации.

Теперь рассмотрим распайку классического гнезда В.

Обозначение:

А – штекер, подключаемый к гнезду на периферийных устройствах.
В – гнездо на периферийном устройстве.
1 – контакт питания (+5 В).
2 и 3 – сигнальные контакты.
4 – контакт провода «масса».

Цвета контактов соответствует принятой раскраске проводов в шнуре.

Распиновка usb 3.0 (типы A и B)

В третьем поколении подключение периферийных устройств осуществляется по 10 (9, если нет экранирующей оплетки) проводам, соответственно, число контактов также увеличено. Но 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.

Рисунок 8. Распиновка разъема Тип А в USB 3.0

Обозначение:

А – штекер.
В – гнездо.
1, 2, 3, 4 – коннекторы полностью соответствуют распиновки штекера для версии 2.0 (см. В на рис. 6), 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.

Теперь рассмотрим распайку контактов для гнезда 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 к рисунку 8.

Цвет максимально приближен к цветовой маркировки проводов в шнуре.

Распиновка микро usb разъёма

Для начала приведем распайку для данной спецификации.

Как видно из рисунка, это соединение на 5 pin, как в штекере (А), так и гнезде (В) задействованы четыре контакта. Их назначение и цифровое и цветовое обозначение соответствует принятому стандарту, который приводился выше.

Описание разъема микро ЮСБ для версии 3.0.

Для данного соединения используется коннектор характерной формы на 10 pin. По сути, он представляет собой две части по 5 pin каждая, причем одна из них полностью соответствует предыдущей версии интерфейса. Такая реализация несколько непонятна, особенно принимая во внимание несовместимость этих типов. Вероятно, разработчики планировали сделать возможность работы с разъемами ранних модификаций, но впоследствии отказала от этой идеи или пока не осуществили ее.

На рисунке представлена распиновка штекера (А) и внешний вид гнезда (В) микро ЮСБ.

Контакты с 1-го по 5-й полностью соответствуют микро коннектору второго поколения, назначение других контактов следующее:

6 и 7 – передача данных по скоростному протоколу (SS_ТХ- и SS_ТХ+, соответственно).
8 – масса для высокоскоростных информационных каналов.
9 и 10 – прием данных по скоростному протоколу (SS_RX- и SS_RX+, соответственно).

Распиновка мини USB

Данный вариант подключения применяется только в ранних версиях интерфейса, в третьем поколении такой тип не используется.

Как видите, распайка штекера и гнезда практически идентична микро ЮСБ, соответственно, цветовая схема проводов и номера контактов также совпадают. Собственно, различия заключаются только в форме и размерах.

В данной статье мы привели только стандартные типы соединений, многие производители цифровой техники практикуют внедрение своих стандартов, там можно встретить разъемы на 7 pin, 8 pin и т.д. Это вносит определенные сложности, особенно когда встает вопрос поиска зарядника для мобильного телефона. Также необходимо заметить, что производители такой «эксклюзивной» продукции не спешат рассказывать, как выполнена распиновка USB в таких контакторах. Но, как правило, эту информацию несложно найти на тематических форумах.