Распайка и цоколевка кабелей и разъемов USB и микро USB

Еще два десятка лет назад гнездо USB было в диковинку даже для настольного персонального компьютера. Но со временем обычный стандартный разъем превратился в мини, а позже появился и микро. На сегодняшний день без интерфейса этого типа не обходится ни одно мобильное устройство. Именно по этой причине совсем не лишним будет узнать, что же собой представляют, как устроены и для чего служат порты USB и микро-USB.

Спецификация USB-интерфейса

С развитием вычислительной техники проблема оперативной передачи информации между устройствами становилась все актуальней. Существующие стандарты последовательных и параллельных портов уже не могли удовлетворить возрастающие потребности и были крайне неудобны в использовании. Перед конструкторами встала задача создания универсального и, главное, простого в использовании порта с высокой скоростью передачи. Им и стал хорошо известный сегодня каждому пользователю интерфейс USB — универсальная последовательная шина (Universal Serial Bus).

Первая версия порта — USB 1.0 — не отличалась высокой скоростью передачи данных (1.5 Мбайт/с), но обладала свойствами универсальности и простоты использования. Интерфейс отлично подходил для работы с самой различной периферией и, что особенно важно, поддерживал «горячее» подключение и режим «включай и работай». Правда, версия оказалась «сырой» и работала нестабильно, поэтому через 2 года вышла очередная спецификация — USB 1.1. В ней были исправлены ошибки версии USB 1.0.

Протокол USB 2.0 сохранил все достоинства предыдущей версии и передавал данные уже со скоростью до 48 Мбайт/с. Эта версия спецификации была уже намного полезнее своего старшего собрата. Она могла поддерживать достаточно скоростные внешние накопители и обеспечивала передачу больших объемов информации за разумное время. Эта версия до сегодняшнего дня считается основной — именно с интерфейсом USB 2.0 выпускается подавляющее большинство периферии и мобильных устройств.

Версия протокола USB 3.0, появившаяся 10 лет назад, обладает еще большей (до 600 Мбайт/с) пропускной способностью и в состоянии обслуживать по-настоящему скоростные устройства. Как и предшественники, порт удобен в использовании и имеет то же архитектурное строение, а значит, позволяет подключать внешние устройства «на лету» (горячее подключение) и самостоятельно распознает их. В настоящее время ведется разработка сверхскоростного протокола USB 3.2, который позволит устройствам обмениваться информацией на скоростях до 2.5 Гбайт/с.

Типы USB-разъемов

Одновременно с развитием спецификации разрабатывались и новые типы разъемов USB. Связано это с тем, что подобным интерфейсом начали снабжать не только ПК и периферию к ним, но и самые разнообразные гаджеты, в том числе и миниатюрные. Стандартный ЮСБ-разъем, разработанный изначально, просто не умещался в компактных корпусах мобильных устройств. На сегодняшний день существует 3 основных типа портов:

  1. USB;
  2. mini USB;
  3. micro USB.

Именно под них «заточено» большинство периферийных устройств и гаджетов.

Три основных на сегодняшний день типа USB-разъемов

Обычное USB гнездо

Устанавливается в ПК, ноутбуках и периферии к ним — принтерах, внешних накопителях, маршрутизаторах и пр. Такие же гнезда имеют и универсальные сетевые адаптеры.

Стандартные гнезда USB в ПК и сетевом зарядном устройстве

Вилкой к такому типу гнезд оснащаются периферийные устройства — мыши, клавиатуры, внешние накопители, радиомодули и пр. Такие же вилки можно увидеть и в кабелях-переходниках с одного типа разъема на другой:

Кабель USB — мicro USB

Интерфейс мini USB

Этот тип интерфейса был разработан для миниатюрных устройств, требующих передачи информации — обычное гнездо в них просто не умещается. Особо этот стандарт не прижился из-за достаточно громоздкой конструкции розетки, но и сегодня существует очень много гаджетов, использующих такой тип разъемов. Для сопряжения с другими типами, как было сказано выше, выпускаются кабели-переходники.

Плеер с мини-ЮСБ и переходной шнур для него

Разъем micro USB

На сегодняшний день этот тип разъемов является стандартным для малогабаритных устройств — им оснащаются практически все гаджеты — от телефонов и планшетов до плееров, навигаторов и камер. Несмотря на свою компактность и кажущуюся хлипкость, конструкция при соответствующем обращении достаточно прочная, надежная и долговечная. Следуя этому стандарту, такими гнездами оснащаются даже устройства, абсолютно не нуждающиеся в передаче информации — фонарики, радиоприемники, беспроводные наушники и пр. Для чего тому же фонарику интерфейс передачи данных? Верно, ни к чему. А гнездо в таких устройствах используется для подачи внешнего питания и зарядки встроенных аккумуляторов.

USB-порты в обыкновенных фонариках служат лишь для зарядки аккумуляторов

Немного странно видеть «телегу с реактивным двигателем», но, согласитесь, это удобно — тот же фонарь можно зарядить при помощи стандартного кабеля от любого ПК, повербанка или зарядного устройства с соответствующим гнездом.

Отдельно следует упомянуть интерфейс микро версии 3.0. Гнезда и вилки в нем несколько отличаются от разъемов 1.0 и 2.0:

Кабели USB 3.0 — обычный, мини и микро

Совместимость версий

Поскольку спецификации интерфейсов появлялись практически одна за другой, проблема совместимости стояла достаточно остро и конструкторы с этой задачей справились на «отлично». Все три версии спецификации полностью совместимы по протоколу «снизу вверх». То есть пользователи старых интерфейсов могли стыковать свои гаджеты с более новыми разработками. При этом распознавание самого медленного устройства в сети производится портами автоматически и не требует никаких действий от пользователя.

Что касается интерфейса (распиновка, форма гнезд и штекеров), то первая и вторая версии совместимы между собой полностью. Версия же 3.0 совместима с предыдущими лишь по типам «обычный USB» и «mini USB». Разъем микро USB третьей версии вставить в гнезда предыдущих не удастся, но наоборот – пожалуйста.

Использование порта для питания и зарядки

Кроме передачи информации, порты способны питать внешние устройства. Для этого во всех модификациях гнезд существуют два отдельных контакта (pin). Это удобно для работы с внешними устройствами, не имеющими собственного источника питания — flash-памятью, клавиатурой, радиомодулями и пр. Это же свойство интерфейса, как было сказано выше, зачастую используется в совсем уж некомпьютерных гаджетах.

Любопытно то, что в зависимости от задачи интерфейс может как подавать питание на внешние устройства, так и получать. Если вы, к примеру, подключите планшет к повербанку, то устройство начнет зарядку собственного аккумулятора. Подключите к тому же планшету флешку или мышь, и направление тока сменится — гаджет будет подавать на периферийное устройство питание. Но если переключать направление питания пользователю не нужно — все это делается автоматически — то знать нагрузочную способность портов все же надо. Какой ток может выдать то или иное гнездо?

Согласно спецификации, максимальные токи для версий 1.0, 2.0 и 3.0 соответственно равны 500, 500 и 900 мА. Тем не менее, далеко не все гаджеты в состоянии такой ток отдать, а некоторые могут дать и больше. Все будет зависеть от конкретного устройства и режима его работы. Как определить, «потянет» ли, к примеру, планшет внешний накопитель или будет ли заряжаться планшет, подключенный к ПК?

Конечно, эта информация есть в сопроводительной документации на каждое порядочное устройство, но можно использовать и «метод тыка». USB — порт универсальный и достаточно «умный». После подключения устройств они делят между собой приоритеты и разбираются, чего и сколько нужно каждому из них.

Если планшет не в состоянии обеспечить нормальный ток, скажем, внешнему дисководу, то периферийное устройство просто не включится. Если у ПК не хватит сил зарядить энергоемкий планшет полным током, а последний не хочет довольствоваться малым, то зарядка производиться не будет. Сжечь же порты, оснащенные защитой от перегрузки, переполюсовки и КЗ вам в любом случае такими экспериментами не удастся.

Теоретически интерфейс третьей версии смартфона Samsung рассчитан на ток в 900 мА, но, скорее всего, самому гаджету столько не выдать

Устройство интерфейсных кабелей

Ну и для того, чтобы картина по портам USB была полной, необходимо рассмотреть разводку и назначение контактов каждого из типов. Эта информация будет полезной не только программистам и «самоделкиным», ремонтирующим интерфейсные кабели и заменяющим разбитые разъемы в гаджетах, но и простым пользователям, желающим знать, что к чему.

Распиновка гнезд и штекеров

Благодаря тому, что одной из основных задач перед разработчиками стояла возможность совместимости, распиновка и расположение контактов розеток и вилок всех типов за небольшим исключением мало отличается одна от другой.

Схема распайки контактов на вилке и розетке USB 1.0, 2.0, где:

  • 1 — +5 В;
  • 2 — D-;
  • 3 — D+;
  • 4 — GND.

Расположение контактов на вилке и розетке mini и micro USB 1.0, 2.0, где:

  • 1 — +5 В;
  • 2 — D−;
  • 3 — D+;
  • 4 — GND или не используется;
  • 5 — GND.

Цоколевка USB вилки и розетки 3.0, где:

  • 1 — +5 В;
  • 2 — D−;
  • 3 — D+;
  • 4 — ID;
  • 5 — GND;
  • 6 — StdA_SSTX−;
  • 7 — StdA_SSTX+;
  • 8 — GND_DRAIN;
  • 9 — StdA_SSRX−;
  • 10 — StdA_SSRX+.

Цветовая маркировка проводников

При распайке кабелей каждому из контактов разъема присваивается свой цвет. Это помогает избежать путаницы при изготовлении и облегчает ремонт. Стандартная расцветка проводов в USB кабеле следующая:

  • 1 — красный;
  • 2 — белый;
  • 3 — зеленый;
  • 4 — черный (белый для микро 3.0);
  • 5 — черный;
  • 6 — синий;
  • 7 — желтый;
  • 8 — белый;
  • 9 — фиолетовый;
  • 10 — коричневый.

Критерии выбора кабеля

Если вам необходимо соединить два устройства по интерфейсу ЮСБ, а подходящего кабеля нет, то его придется купить. Но как выбрать из всего вышеперечисленного разнообразия то, что нужно? Критерий выбора исключительно прост — если вилки кабеля входят в гнезда устройства, то у вас в руках то, что нужно. Единственное, что стоит помнить: если вы используете кабель версии 2.0 для соединения устройств с гнездами 3.0, то эти устройства перейдут на протокол 2.0, но великолепно будут работать. И еще один момент. Если хотя бы одно из устройств не поддерживает протокол 3.0, то нет смысла покупать совсем недешевый «троечный» кабель – можно обойтись обычным для второй версии.

Ноутбук имеет гнезда версии 2.0, а это значит, что каким бы кабелем вы ни соединили эти устройства, они будут работать по протоколу 2.0

Ну и, покупая кабель, просите интерфейсный, а не для зарядки. Некоторые чересчур умные производители экономят и делают двухпроводные ЮСБ-кабели для зарядки, припаяв лишь шину питания. С виду они могут быть точно такими же, как обычные интерфейсные, но стоят намного дешевле, поскольку не имеют проводов для передачи информации.

Распайка Micro USB разъема на планшете (телефоне, ноутбуке)

В этой статье мы рассмотрим варианты распиновок USB разъёмов.

Распиновка 5-х пинового разъёма

Micro USB разъем содержит пять контактов:

1 контакт: +5 Вольт питания зарядки

2 контакт: прием сигнала (D-)

3 контакт: передача сигнала (D+)

4 контакт: не задействован. Только при подключения OTG кабеля, замыкает на корпус, что обеспечивает поиск и установку нового устройства.

5 контакт: общий (минус)

Распиновка 4-х пинового разъёма USB

Распиновка USB 3.0 стандарта А и В

Рассматриваемый выше стандарт USB 2.0 обеспечивает максимальную скорость передачи сигнала до 480 Мегабит в секунду, а стандарт USB 3.0 позволяет передавать данные со скоростью до 5 Гигабит в секунду. Скорость стандарта USB 3.0 в десять раз быстрее, чем USB 2.0.

Также добавлено ещё четыре контакта, которые предназначены для организации высокой скорости, быстрой зарядки и других преимуществ с силой тока до 1 Ампер!

Но для поддержки старых устройств новый разъём USB 3.0 имеет всё те же четыре контакта.  Пару для приема и передачи данных и вторую для питания. См. фото ниже.

Распиновка  микро-USB 3.0

Распиновка USB 3.0 на материнской плате

Используется для соединения с разъёмом на передней панели компьютера.

О том, как перепаять самому разъём USB, а также возможные неисправности и способы их устранения можете посмотреть в этой статье.

— н а в и г а т о р —

Популярность: 23 448 просм.

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ

Разъем USB появился двадцать лет тому назад и изначально был предназначен для применения в приборах бытового назначения. В настоящее время приобрел довольно большую популярность также в профессиональном оборудовании. Тем не менее, его “бытовые” корни явно проявляются в том, что этим типом разъемного соединителя снабжаются все без исключения популярные гаджеты.

Первоначальный вариант разъема отличался габаритами, не вполне подходящими для установки его розеток в переносные устройства карманного формата. Для устранения этого недостатка были созданы варианты miniUSB и microUSB, которые позволяли реализовывать основные функции соединителя и при этом выгодно отличались от прототипа заметно лучшими массогабаритными характеристиками.

Характерные черты разъема microUSB

Соединитель microUSB содержит пять контактов, к каждому из которых припаян изолированный провод. Правильная ориентация вилки при подключении к розетке задается применением характерных сглаженных скосов одной из верхних граней экранирующей юбки. Контакты вилки разъема обозначаются цифрами от 1 до 5 с естественной нумерацией справа налево так, как показано на рисунке. Распайка микро usb разъема и назначение отдельных его контактов приведены в таблице.

Распиновка микро юсб по цветам

Номер провода Назначение Цвет
1  VCC питание 5V Красный
2 Данные Белый
3 Данные Зеленый
4 Функция ID (в разъеме типа А замкнут на землю)
5 Земля Черный

Экранирующая оплетка кабеля также считается проводом. Она не выводится на отдельный контакт.

Распайка микро usb разъема для зарядки

Ремонт соединителя и изготовление кабеля

Неплохие эксплуатационные свойства кабельной и приборной части соединителя micro USB в сочетании с низкой стоимостью соединительного кабеля и его широким распространением приводят к тому, что ремонт этого аксессуара проводится сравнительно редко. Тем не менее, в случае его установки нового гнезда распайка микро usb из-за хорошо продуманной конструкции не составляет больших проблем даже несмотря на его достаточно миниатюрные размеры. Из особенностей следует обратить внимание на аккуратность и целесообразность дополнительной защиты места пайки, например, непроводящим лаком.

В наш век компьютерных технологий, смартфонов и гаджетов трудно найти такого человека, который бы не знал, что такое разъемы USB. Также практически каждый понимает и такие слова, как mini- и micro-USB разъем. Ведь подобными вещами мы пользуемся практически ежедневно, что естественно. Подобные разъемы стоят и на зарядном устройстве, и на всех периферийных устройствах компьютера.

Но что делать, если распайка отошла у основания, и нет возможности даже понять, какой цвет и на какой контакт был припаян? Вот тут уже следует применить знания, а какие, сейчас попробуем разобраться.

Распайка подобного штекера, или, иными словами, распиновка USB провода, по своей сути ничего сверхсложного в себе не несет. Разобравшись с последовательностью и цветами любой, кто может держать в руках паяльник, сможет справиться с подобной работой.

Но для начала необходимо понять, что представляет собой USB штекер.


Виды USB-штекеров

Что такое разъем USB?

По своей сути это коннектор со множеством возможностей, начиная от USB питания до передачи сложных информационных данных. Подобный кабель заменил ранее использовавшиеся варианты соединения с компьютером (порты PS/2 и т.п.). Применяется он на сегодняшний день для всех устройств, подключаемых к персональному компьютеру, будь то мышь, флешки, принтер, камера или модем, джойстик или клавиатура — кабели USB стали действительно универсальными.

Различают три вида подобных разъемов:

  • 1.1 — его предназначение — устаревшие уже периферийные устройства с возможностью передачи информации лишь в полтора мегабита в секунду. Конечно, после небольшой доработки производителем скорость передачи поднялась до 12 Мбит/сек, но с более высокоскоростными вариантами все же конкуренции он не выдержал. Еще бы, когда у компании Apple уже был разъем, поддерживающий 400 Мбит/сек. Сейчас такие виды тоже есть, но их очень мало, так как давно появились более быстрые USB провода, мини USB, да и вообще, скорость USB в жизни человека занимает особое место. Все куда-то торопятся, спешат жить, есть люди, которые практически не спят, а потому, чем быстрее скачивается информация, тем предпочтительнее коннектор, не так ли?
  • 2.0. В конце прошлого века в свет вышло второе поколение подобных разъемов. Вот тут уже производитель постарался — скорость передачи выросла почти до 500 Мбит/сек. А предназначался он, в основном, для усложненных гаджетов, вроде цифровой видеокамеры.
  • 3.0 — вот это уже действительно высокие технологии. Предельная скорость передачи данных в 5 Гбит/сек обеспечила этому USB разъему спрос, который практически свел на ноль первую и вторую версию. В третьей серии увеличено количество проводов до девяти против четырех. Однако сам коннектор не видоизменен, а потому с ним можно по-прежнему использовать виды первой и второй серий.

Обозначения при распиновке

Рассматривая схему распиновки, необходимо понимать все обозначения, которые на ней присутствуют. Обычно указываются:


Варианты USB-распиновки

  • Вид соединителя — он может быть активным (А) и пассивным (В). Пассивным называют соединение принтера, сканера и т.п. В общем разъем, который работает только на принятие информации. Через активный возможен и прием и передача данных.
  • Форма соединителя — «мама», то есть гнездо (F), и «папа» — штекер (M).
  • Размеры соединителя — обычный, mini и micro.

К примеру USB AM, то есть активный штекер USB.

Располагаться провода по цветам должны следующим образом (слева направо):

  • Провод красного цвета — плюсовой, постоянного напряжения в 5В. с максимальным током 500 миллиампер.
  • Провод белого цвета — data-
  • Провод зеленого цвета — data+
  • Провод черного цвета — этот провод является общим, «землей», «минусом». Напряжения на нем нет.

А вот mini и micro разъем включают в себя 5 проводов с таким расположением:

  • Провода красного, белого и зеленого цветов — расположены аналогично первому варианту.
  • ID — этот провод в коннекторах «В» свободен. В «А» его необходимо замкнуть на провод черного цвета.


Распайка контактов в «маме» USB 3.0

Иногда в разъеме может присутствовать отдельный провод без изоляции — это так называемая «масса», которая припаивается к корпусу.

По представленным схемам — здесь видна внешняя сторона. Для того, чтобы самостоятельно спаять штекер необходимо взять зеркальное отображение рисунка, и как наверное стало понятно, microUSB-распиновка нисколько не сложнее, чем у обычных USB-разъемов.

Кстати, если испорченные части кабеля предполагается использовать только для зарядки мобильных, удобнее будет, посмотрев на цвета проводов, припаять только черный и красный. Такого разъема вполне достаточно для телефона, заряжать его он будет. Что делать с остальными проводами? С ними не нужно производить никаких действий.

Вахидов Евгений
Электромонтер, 4 разряд