Az USB interfész a mobil és más digitális eszközökön alkalmazott technológiai kommunikáció népszerű formája. Az ilyen csatlakozók gyakran megtalálhatók különböző konfigurációjú személyi számítógépeken, perifériás számítógépes rendszereken, mobiltelefonokon stb.
A hagyományos interfész egyik jellemzője egy kis méretű USB-csatlakozó. Munkához csak 4 csapot (érintkezőket) + 1 földelő árnyékoló vezetéket használunk. Igaz, hogy a legújabb, fejlettebb módosításokat (USB 3.0 Powered-B vagy C típusú) a munkakapcsolatok számának növekedése jellemzi. Miről beszélünk ebben az anyagban. Ismertetjük a csatlakozó felületének felépítését és a kábel huzalozásának jellemzőit az összekötő csapokon.
Az USB-csatlakozók típusai
Az „USB” rövidítés olyan rövidítést hordoz, amely teljes egészében „Universal Series Bus” -ként olvasható - egy univerzális soros busz, amelynek következtében nagy sebességű digitális adatcsere zajlik.
Megjegyezzük az USB interfész sokoldalúságát:
- alacsony energia fogyasztás;
- kábelek és csatlakozók egyesítése;
- az adatcsere egyszerű rögzítése;
- magas szintű funkcionalitás;
- széles körű támogatás a különféle eszközök illesztőprogramjai számára.
Mi az USB interfész felépítése és milyen típusú USB technológiai csatlakozók léteznek az elektronika modern világában? Próbáljuk kitalálni.
Az USB 2.0 interfész technológiai felépítése
Az 1.x - 2.0 (2001 előtt létrehozott) specifikációk csoportjába tartozó termékekhez kapcsolódó csatlakozók egy négyvezetékes elektromos kábelhez vannak csatlakoztatva, ahol két vezeték van ellátva, és további két adatot továbbítanak.
Ezenkívül az 1.x - 2.0 specifikációkban a szolgáltató USB-csatlakozók huzalozása egy árnyékolózsinór - valójában az ötödik vezeték - csatlakoztatását javasolja.
Ez a normál USB-csatlakozók fizikai terve, a második specifikációhoz kapcsolódóan. A bal oldalon az "apa" típus verziói, a jobb oldalon az "anya" típus verziói és az átalakítás mindkettőnek megfelel
A megjelölt specifikációkkal rendelkező univerzális soros busz-csatlakozók meglévő verzióit három lehetőség képviseli:
- Normál - "A" és "B" típus.
- Mini - "A" és "B" típus.
- Micro - "A" és "B" típus.
A három terméktípus közötti különbség a tervezési megközelítésben rejlik. Ha a normál csatlakozókat helyhez kötött készülékeken való használatra szánják, akkor a mini és a mikro csatlakozókat mobil eszközökhöz való felhasználásra tervezték.
Ez a „mini” sorozat második specifikációjának csatlakozóinak fizikai terve, és ennek megfelelően a Mini USB csatlakozók címkéi - az úgynevezett pinout, amely alapján a felhasználó kábelcsatlakozást létesít
Ezért az utóbbi két típust miniatűr kivitel és kissé módosított csatlakozó alak jellemzi.
Pinout tábla az „A” és „B” típusú szabványos csatlakozókhoz
Kapcsolatba lépni | Leírás | Kábelvezető | Funkció |
1 | Teljesítmény + | Piros narancs) | + 5 V |
2 | Adatok - | Fehér arany) | Adatok - |
3 | Data + | Zöld | Data + |
4 | Táplálkozás - | Fekete kék) | föld |
A mini-A és mini-B csatlakozók, valamint a mikro-A és mikro-B csatlakozók végrehajtásával párhuzamosan módosulnak a mini-AV és a mikro-AV csatlakozók is.
Az ilyen struktúrák megkülönböztető jellemzője az USB vezetők vezetésének végrehajtása 10 tűs érintkezőpárnán. A gyakorlatban azonban az ilyen csatlakozókat ritkán használják.
Micro USB és Mini USB interfész-csatlakozók „A” és „B” típusú csatlakozókhoz
Kapcsolatba lépni | Leírás | Kábelvezető | Funkció |
1 | Teljesítmény + | Piros | + 5 V |
2 | Adatok - | fehér | Adatok - |
3 | Data + | Zöld | Data + |
4 | Azonosító | – | Gazdagép |
5 | Táplálkozás - | A fekete | föld |
Az USB 3.x interfészek technológiai felépítése
Eközben a digitális berendezések 2008-ig történt fejlesztése az 1.x - 2.0 specifikációk erkölcsi öregedéséhez vezetett.
Az ilyen típusú interfészek nem tették lehetővé új berendezések, például a külső merevlemezek csatlakoztatását oly módon, hogy magasabb (több mint 480 Mb / s) adatátviteli sebesség biztosított.
Ennek megfelelően egy teljesen más felület jelent meg, amelyet a 3.0 specifikáció jellemez. Egy új specifikáció kifejlesztését nemcsak a megnövekedett sebesség jellemzi, hanem 900 mA-os megnövekedett áramszilárdságot biztosít, szemben az USB 2/0 500 mA-val.
Nyilvánvaló, hogy az ilyen csatlakozók megjelenése nagyobb számú eszköz számára nyújtott szolgáltatást, amelyek közül néhány közvetlenül az univerzális soros busz interfészről is táplálható.
Különböző típusú USB 3.0 csatlakozók módosítása: 1 - "mini" "B" típus végrehajtása; 2 - "A" típusú standard termék; 3 - "B" típusú "mikro" sorozat fejlesztése; 4 - "C" típusú szokásos végrehajtás
Amint az a fenti képen látható, a harmadik specifikáció interfészeinél több munkaérintkező (csap) van, mint az előző - második verziónál. A harmadik verzió azonban teljes mértékben kompatibilis a "deuce" -nel.
Annak érdekében, hogy a jeleket nagyobb sebességgel lehessen továbbítani, a harmadik verzió tervezőinek fejlesztőit további négy adatsorral és a zéró érintkezővezeték egy sorával láttuk el. A kibővített érintkezőcsapok külön sorban vannak elhelyezve.
Az USB-kábel huzalozására szolgáló harmadik verzió csatlakozóinak csapjaira vonatkozó táblázatok
Kapcsolatba lépni | "A" végrehajtás | "B" végrehajtás | Micro-b |
1 | Teljesítmény + | Teljesítmény + | Teljesítmény + |
2 | Adatok - | Adatok - | Adatok - |
3 | Data + | Data + | Data + |
4 | föld | föld | Azonosító |
5 | StdA_SSTX - | StdA_SSTX - | föld |
6 | StdA_sstx + | StdA_sstx + | StdA_SSTX - |
7 | GND_DRAIN | GND_DRAIN | StdA_sstx + |
8 | StdA_SSRX - | StdA_SSRX - | GND_DRAIN |
9 | StdA_SSRX + | StdA_SSRX + | StdA_SSRX - |
10 | – | – | StdA_SSRX + |
11 | Árnyékolás | Árnyékolás | Árnyékolás |
Eközben az USB 3.0 interfész, különösen az „A” sorozat használata súlyos tervezési hibát jelentett. A csatlakozó aszimmetrikus alakú, de nem jelzi pontosan a csatlakozás helyét.
A fejlesztőknek a tervezés korszerűsítésével kellett foglalkozniuk, amelynek eredményeként 2013-ban az USB-C lehetőség a felhasználók rendelkezésére állt.
Frissített USB 3.1
Az ilyen típusú csatlakozók kialakítása magában foglalja a munkavezetők másolását a dugó mindkét oldalán. A felületen több redundáns sor is található.
Az ilyen típusú csatlakozókat széles körben használják a modern mobil digitális technológiában.
Az USB-C típusú interfész csapjai (csapjai) a különféle digitális eszközök kommunikációjára tervezett csatlakozók harmadik specifikációjának sorozatához kapcsolódóan
Érdemes megemlíteni a C típusú USB tulajdonságait. Például az interfész sebességparaméterei 10 Gbit / s szintet mutatnak.
A csatlakozó kialakítása kompakt kialakítású, és szimmetrikus kapcsolatot biztosít, lehetővé téve a csatlakozó bármilyen helyzetben történő beillesztését.
A 3.1-es specifikációnak megfelelő pinout tábla (USB-C)
Kapcsolatba lépni | Kijelölés | Funkció | Kapcsolatba lépni | Kijelölés | Funkció |
A1 | GND | Földelés | B1 | GND | Földelés |
A2 | SSTXp1 | TX + | B2 | SSRXp1 | Rx + |
A3 | SSTXn1 | TX - | B3 | SSRXn1 | RX - |
A4 | Gumiabroncs + | Teljesítmény + | B4 | Gumiabroncs + | Teljesítmény + |
A5 | CC1 | CFG Channel | B5 | SBU2 | PPD |
A6 | DP1 | USB 2.0 | B6 | DN2 | USB 2.0 |
A7 | dn1 | USB 2.0 | B7 | DP2 | USB 2.0 |
A8 | SBU1 | PPD | B8 | CC2 | CFG |
A9 | Gumi | Táplálás | B9 | Gumi | Táplálás |
A10 | SSRXn2 | RX - | B10 | SSTXn2 | TX - |
A11 | SSRXp2 | Rx + | B11 | SSTXp2 | TX + |
A12 | GND | Földelés | B12 | GND | Földelés |
Az USB 3.2 specifikáció következő szintje
Eközben az univerzális soros busz fejlesztésének folyamata aktívan folytatódik. Nonprofit szinten már kidolgozták a következő specifikációs szintet - 3.2.
A rendelkezésre álló információk szerint egy olyan interfész, mint például az USB 3.2, sebességjellemzői kétszer annyi paramétert ígérnek, mint amennyit az előző kialakítás képes.
A fejlesztőknek sikerült elérniük ezeket a paramétereket több sávú csatornák bevezetésével, amelyeken az átvitel 5, illetve 10 Gbit / s sebességgel zajlik.
A Thunderbolthoz hasonlóan az USB 3.2 több sávot is használ a teljes sávszélesség eléréséhez, ahelyett, hogy egy csatornát kétszer szinkronizálna és futtasson
Mellesleg, meg kell jegyezni, hogy egy ígéretes interfész kompatibilitása a meglévő USB-C-vel teljes mértékben támogatott, mivel a C-típusú csatlakozót (amint már említettük) redundáns érintkezőkkel (csapokkal) látják el, amelyek több sávú jelátvitelt biztosítanak.
A kábel huzalozásának jellemzői az összekötő csapokon
Néhány speciális technológiai árnyalattal a kábelvezetők forrasztását a csatlakozók érintkező párnáin nem veszik figyelembe. Egy ilyen eljárás során a legfontosabb annak biztosítása, hogy a kábelvezetők színe megegyezzen a korábban egy adott érintkezővel (tűvel) a szigeteléstől.
Az USB interfészekhez használt kábelszerelvényen belüli vezetők színkódolása. Fentről lefelé, illetve a 2.0, 3.0 és 3.1 specifikációhoz a kábelvezetők színsémája látható.
Továbbá, ha az elavult verziók módosításait forrasztja, akkor a csatlakozók konfigurációját is figyelembe kell vennie, az úgynevezett „apa” és „anya”.
Az „apa” érintkezésével forrasztott vezetőnek meg kell egyeznie az „anya” érintkezésével történő forrasztással. Vegyük például azt a lehetőséget, hogy a kábelt az USB 2.0 érintkezőkhez forrasztjuk.
Az ebben a kiviteli alakban alkalmazott négy munkavezetőt általában négy különböző szín jelzi:
- pirosban;
- fehér
- zöld
- feketében.
Ennek megfelelően mindegyik vezetéket meg van forrasztva egy érintkezőpadhoz, amely azonos színű csatlakozó specifikációjával van megjelölve. Ez a megközelítés nagyban megkönnyíti az elektronikai mérnök munkáját, kiküszöböli az esetleges hibákat a huzalozási folyamatban.
Hasonló forrasztási technológia vonatkozik más sorozatú csatlakozókra is. Az egyetlen különbség ezekben az esetekben a nagyobb kábelek száma, amelyeket meg kell forrasztani. A munka egyszerűsítése érdekében kényelmes egy speciális szerszám használata - megbízható forrasztópáka a vezetékek otthon forrasztására és egy sztriptíz a vezetékek végének lecsiszolására.
A csatlakozók konfigurációjától függetlenül a képernyővezető forrasztását mindig használják. Ezt a vezetőt a csatlakozó megfelelő tűjéhez forrasztják, Pajzs - védő képernyő.
Gyakran előfordul, hogy a védőképernyőt figyelmen kívül hagyják, amikor a „szakemberek” nem látják a pontot ebben az útmutatóban. A képernyő hiánya azonban drasztikusan csökkenti az USB-kábel teljesítményét.
Ezért nem meglepő, amikor képernyő nélkül jelentős kábelhosszon a felhasználó zavarok formájában kap problémákat.
A csatlakozó két vezetékkel történő vezetékezése a donor eszköz tápvezetékének megszervezéséhez. A gyakorlatban a huzalozás különböző lehetőségeit használják, a műszaki igények alapján.
Az USB-kábel forrasztása különféle módon lehetséges, attól függően, hogy egy adott port portvonalait konfigurál-e.
Például, ha az egyik eszközt a másikhoz csatlakoztatja, hogy csak a tápfeszültséget (5 V) kapja, elegendő, ha csak két vezetéket forraszt a megfelelő csapokra (érintkezőkre).
Az alábbi videó bemutatja a 2,0-es sorozatú csatlakozók és más csatlakozók főbb pontjait, szemlélteti a forrasztási eljárások egyes részleteit.
Ha teljes körű információval rendelkezik az univerzális soros buszcsatlakozók kiviteléről, akkor mindig megbirkózhat a vezetékhibákkal járó technikai problémákkal. Ez az információ hasznos is, ha nem szabványos digitális eszközöket kell csatlakoztatnia.
Kiegészíteni szeretné a fenti anyagot hasznos megjegyzésekkel vagy értékes önvezetési tippekkel? Írjon megjegyzéseket az alábbi blokkba, ha szükséges, adjon hozzá egyedi fotóanyagokat.
Talán még kérdései vannak a cikk elolvasása után? Kérdezd meg őket itt - szakértőink és kompetens webhely látogatóink megpróbálják tisztázni az érthetetlen pontokat.