USB interfeiss ir populārs tehnoloģisko sakaru veids mobilajās un citās digitālajās ierīcēs. Šāda veida savienotājus bieži atrod dažādas konfigurācijas personālajos datoros, perifērās datorsistēmās, mobilajos tālruņos utt.
Tradicionālā saskarnes iezīme ir maza izmēra USB pieslēgvieta. Darbam tiek izmantoti tikai 4 tapas (kontakti) + 1 zemējuma ekranēšanas līnija. Tiesa, pēdējās modernākās modifikācijas (USB 3.0 Powered-B vai Type C) raksturo darba kontaktu skaita palielināšanās. Par ko mēs runāsim šajā materiālā. Mēs arī aprakstam saskarnes struktūru un kabeļu vadu iezīmes uz savienotāju tapām.
USB savienotāju veidi
Saīsinājums “USB” satur saīsinājumu, kas kopumā skan kā “Universal Series Bus” - universāla seriālā kopne, kuras dēļ tiek veikta ātrdarbīga digitāla datu apmaiņa.
Tiek atzīmēta USB saskarnes daudzpusība:
- mazs enerģijas patēriņš;
- kabeļu un savienotāju apvienošana;
- datu apmaiņas vienkārša reģistrēšana;
- augsts funkcionalitātes līmenis;
- plašs atbalsts dažādu ierīču draiveriem.
Kāda ir USB saskarnes struktūra un kāda veida USB tehnoloģiju savienotāji pastāv mūsdienu elektronikas pasaulē? Mēģināsim to izdomāt.
USB 2.0 interfeisa tehnoloģiskā struktūra
Savienotāji, kas saistīti ar izstrādājumiem, kuri iekļauti specifikāciju grupā 1.x - 2.0 (izveidoti pirms 2001. gada), ir savienoti ar četrvadu elektrisko kabeli, kur tiek piegādāti divi vadītāji un vēl divi pārraida datus.
Arī 1.x – 2.0 specifikācijās apkalpojošo USB savienotāju vadi iesaka savienot ekranēšanas pinumu - faktiski piekto vadītāju.
Šis ir parasto USB savienotāju fiziskais dizains, kas saistīts ar otro specifikāciju. Kreisajā pusē ir tipa "tēvs" versijas, labajā pusē ir tipa "māte" un pinout versijas, kas atbilst abām iespējām
Esošajām marķēto specifikāciju universālo seriālo kopņu savienotāju versijām ir trīs iespējas:
- Normāli - tips "A" un "B".
- Mini - tips "A" un "B".
- Mikro - tips "A" un "B".
Atšķirība starp visiem trim produktu veidiem slēpjas dizaina pieejā. Ja parastie savienotāji ir paredzēti izmantošanai stacionārā aprīkojumā, mini un mikro savienotāji ir paredzēti izmantošanai mobilajās ierīcēs.
Tas ir “mini” sērijas otrās specifikācijas savienotāju fiziskais dizains un attiecīgi arī Mini USB savienotāju etiķetes - tā sauktais pinouts, uz kura pamata lietotājs izveido kabeļa savienojumu
Tāpēc pēdējos divus veidus raksturo miniatūra konstrukcija un nedaudz pārveidota savienotāja forma.
Piespraudes tabula “A” un “B” standarta savienotājiem
Kontaktpersona | Specifikācija | Kabeļa vadītājs | Funkcija |
1 | Jauda + | Sarkans (oranžs) | + 5 V |
2 | Dati - | Balts (zelts) | Dati - |
3 | Dati + | Zaļš | Dati + |
4 | Uzturs - | Melni zils) | Zeme |
Vienlaicīgi ar “mini-A” un “mini-B” savienotāju, kā arī “micro-A” un “micro-B” savienotāju veiktspēju, ir arī “mini-AV” un “micro-AV” savienotāju modifikācijas.
Šādu struktūru atšķirīga iezīme ir USB vadītāju vadu uzstādīšana uz 10 kontaktu kontakta paliktņa. Tomēr praksē šādus savienotājus izmanto reti.
Mikro USB un Mini USB interfeisa spraudņi “A” un “B” tipa savienotājiem
Kontaktpersona | Specifikācija | Kabeļa vadītājs | Funkcija |
1 | Jauda + | sarkans | + 5 V |
2 | Dati - | Balts | Dati - |
3 | Dati + | Zaļš | Dati + |
4 | Identifikators | – | Resursdators |
5 | Uzturs - | Melnais | Zeme |
USB 3.x saskarņu tehnoloģiskā struktūra
Tikmēr digitālā aprīkojuma uzlabojumi līdz 2008. gadam noveda pie specifikāciju 1.x - 2.0 morāles novecošanās.
Šie interfeisa veidi neļāva savienot jaunu aprīkojumu, piemēram, ārējos cietos diskus, lai nodrošinātu lielāku (vairāk nekā 480 Mb / s) datu pārsūtīšanas ātrumu.
Attiecīgi parādījās pilnīgi atšķirīgs interfeiss, kas apzīmēts ar specifikāciju 3.0. Jaunās specifikācijas izstrādei raksturīgs ne tikai palielināts ātrums, bet arī palielināta strāvas stiprība 900 mA salīdzinājumā ar 500 mA USB 2/0.
Ir skaidrs, ka šādu savienotāju izskats nodrošināja pakalpojumu lielākam skaitam ierīču, no kurām dažas var darbināt tieši no universālās seriālās kopnes saskarnes.
Dažādu veidu USB 3.0 savienotāju modifikācija: 1 - "mini" tipa "B" izpilde; 2 - "A" tipa standarta produkts; 3 - "mikro" tipa "B" sērijas izstrāde; 4 - "C" tipa standarta izpilde
Kā redzat attēlā iepriekš, trešās specifikācijas saskarnēm ir vairāk darba kontaktu (tapu) nekā iepriekšējā - otrajā versijā. Tomēr trešā versija ir pilnībā savietojama ar "divām".
Lai varētu pārsūtīt signālus ar lielāku ātrumu, trešās versijas izstrādātāji bija aprīkoti ar papildu četrām datu līnijām un vienu nulles kontakta līnijas līniju. Paplašinātās kontakttapas ir sakārtotas atsevišķā rindā.
Apzīmējumu tabula trešās versijas savienotāju tapām, kas paredzētas USB kabeļa vadu pievienošanai
Kontaktpersona | Izpilde "A" | Izpilde "B" | Mikro-b |
1 | Jauda + | Jauda + | Jauda + |
2 | Dati - | Dati - | Dati - |
3 | Dati + | Dati + | Dati + |
4 | Zeme | Zeme | Identifikators |
5 | StdA_SSTX - | StdA_SSTX - | Zeme |
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 | Ekranēšana | Ekranēšana | Ekranēšana |
Tikmēr USB 3.0 interfeisa, jo īpaši “A” sērijas, izmantošana bija nopietns dizaina trūkums. Savienotājam ir asimetriska forma, taču tas īpaši nenorāda uz savienojuma stāvokli.
Izstrādātājiem bija jātiek galā ar dizaina modernizāciju, kā rezultātā 2013. gadā USB-C opcija parādījās lietotāju rīcībā.
Jaunināts USB 3.1
Šāda veida savienotāju projektēšana paredz darba vadītāju dublēšanu abās spraudņa pusēs. Saskarnē ir arī vairākas liekas līnijas.
Šis savienotāju tips tiek plaši izmantots mūsdienu mobilajās digitālajās tehnoloģijās.
USB-C tipa saskarnes tapu (tapu) atrašanās vieta attiecībā uz savienotāju trešās specifikācijas sērijām, kas paredzētas dažādu digitālo ierīču saziņai
Ir vērts atzīmēt C tipa USB raksturlielumus. Piemēram, šīs saskarnes ātruma parametri parāda līmeni 10 Gbit / s.
Savienotāja dizains ir izgatavots kompaktā formā un nodrošina simetrisku savienojumu, ļaujot savienotāju ievietot jebkurā pozīcijā.
Pinout tabula, kas atbilst specifikācijai 3.1 (USB-C)
Kontaktpersona | Apzīmējums | Funkcija | Kontaktpersona | Apzīmējums | Funkcija |
A1 | GND | Zemējums | B1 | GND | Zemējums |
A2 | SSTXp1 | TX + | B2 | SSRXp1 | Rx + |
A3 | SSTXn1 | TX - | B3 | SSRXn1 | RX - |
A4 | Riepa + | Jauda + | B4 | Riepa + | Jauda + |
A5 | CC1 | CFG kanāls | 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 | Riepa | Uzturs | B9 | Riepa | Uzturs |
A10 | SSRXn2 | RX - | B10 | SSTXn2 | TX - |
A11 | SSRXp2 | Rx + | B11 | SSTXp2 | TX + |
A12 | GND | Zemējums | B12 | GND | Zemējums |
Nākamais USB 3.2 specifikācijas līmenis
Tikmēr aktīvi turpinās universālās seriālās kopnes uzlabošanas process. Bezpeļņas līmenī jau ir izstrādāts šāds specifikāciju līmenis - 3.2.
Saskaņā ar pieejamo informāciju tādas saskarnes kā USB 3.2 ātruma raksturlielumi sola divreiz vairāk parametru, nekā spēj iepriekšējais dizains.
Izstrādātājiem izdevās sasniegt šādus parametrus, ieviešot daudzjoslu kanālus, caur kuriem pārraide tiek veikta ar ātrumu attiecīgi 5 un 10 Gbit / s.
Tāpat kā Thunderbolt, arī USB 3.2 izmanto vairākas joslas, lai sasniegtu kopējo joslas platumu, nevis mēģina sinhronizēt un palaist vienu kanālu divreiz
Starp citu, jāatzīmē, ka daudzsološa interfeisa savietojamība ar esošo USB-C tiek pilnībā atbalstīta, jo C tipa savienotājs (kā jau tika minēts) ir apveltīts ar liekiem kontaktiem (tapām), kas nodrošina daudzjoslu signāla pārraidi.
Kabeļu vadu iezīmes uz savienotāju tapām
Ar dažām īpašām tehnoloģiskām niansēm kabeļu vadītāju lodēšana uz savienotāju kontaktu spilventiņiem netiek atzīmēta. Galvenais šādā procesā ir nodrošināt, lai kabeļu vadītāju krāsa, kas iepriekš bija aizsargāta no izolācijas ar noteiktu kontaktu (tapu), sakristu.
Krāsu kodēšana vadītājiem, kas atrodas kabeļa komplektā, ko izmanto USB saskarnēm. Attiecīgi no augšas uz leju ir parādīta kabeļu vadītāju krāsu shēma specifikācijām 2.0, 3.0 un 3.1.
Turklāt, ja jūs lodējat novecojušu versiju modifikācijas, jums jāņem vērā savienotāju, tā saukto “tēva” un “mātes”, konfigurācija.
Diriģentam, kas pielodēts pie “tēva” kontakta, jāatbilst lodēšanai uz “mātes” kontakta. Piemēram, izmantojiet kabeli lodēšanas iespēju pie USB 2.0 kontaktiem.
Četrus šajā variantā izmantotos darba vadītājus parasti apzīmē ar četrām dažādām krāsām:
- sarkanā krāsā;
- balts
- zaļš
- melnā krāsā.
Attiecīgi katrs diriģents ir pielodēts kontakta spilventiņā, kas apzīmēts ar līdzīgas krāsas savienotāja specifikāciju. Šī pieeja ievērojami atvieglo elektronikas inženiera darbu, novērš iespējamās kļūdas elektroinstalācijas procesā.
Līdzīga lodēšanas tehnoloģija attiecas uz citu sēriju savienotājiem. Vienīgā atšķirība šādos gadījumos ir lielāks vadītāju skaits, kuri ir jāpielodē. Lai vienkāršotu darbu, ir ērti izmantot īpašu instrumentu - uzticamu lodāmuru stiepļu lodēšanai mājās un noņēmēju, lai noņemtu vadu galus.
Neatkarīgi no savienotāju konfigurācijas, vienmēr tiek izmantota ekrāna vadītāja lodēšana. Šis diriģents ir pielodēts līdz attiecīgajam savienotāja kontaktam, Vairogs - aizsargājošs ekrāns.
Bieži ir gadījumi, kad tiek ignorēts aizsargājošais ekrāns, kad “speciālisti” neredz punktu šajā rokasgrāmatā. Tomēr ekrāna trūkums dramatiski samazina USB kabeļa veiktspēju.
Tāpēc nav pārsteidzoši, kad ar ievērojamu kabeļa garumu bez ekrāna lietotājs saņem problēmas traucējumu veidā.
Savienotāja vadīšana ar diviem vadītājiem donora ierīces elektropārvades līnijas organizēšanai. Praksē tiek izmantotas dažādas elektroinstalācijas iespējas, pamatojoties uz tehniskajām vajadzībām.
USB kabeļa lodēšana ir iespējama dažādos veidos, atkarībā no ostas līniju konfigurācijas noteiktā ierīcē.
Piemēram, lai savienotu vienu ierīci ar citu, lai iegūtu tikai barošanas spriegumu (5 V), pietiek ar to, lai attiecīgajām tapām (kontaktiem) pielodētu tikai divas līnijas.
Zemāk esošajā videoklipā ir parādīti galvenie 2.0 sērijas savienotāju un citu elementu uzlikšanas punkti, vizuāli izskaidrotas atsevišķas lodēšanas procedūru detaļas.
Ņemot pilnīgu informāciju par universālo seriālo kopņu savienotāju izvietojumu, jūs vienmēr varat tikt galā ar tehniskām problēmām, kas saistītas ar vadītāju defektiem. Arī šī informācija būs noderīga, ja būs jāpievieno nestandarta digitālās ierīces.
Vai vēlaties papildināt iepriekš minēto materiālu ar noderīgiem komentāriem vai vērtīgiem padomiem par pašinstalāciju? Rakstiet komentārus zemāk esošajā blokā, ja nepieciešams, pievienojiet unikālus foto materiālus.
Varbūt jums joprojām ir jautājumi pēc raksta lasīšanas? Pajautājiet viņiem šeit - mūsu eksperti un kompetenti vietņu apmeklētāji centīsies noskaidrot nesaprotamos punktus.