Распайка кабеля usb тип с

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

USB – A, B, C и D: распиновка, скорость и особенности подключения

Уже давно на сайте 2 Схемы была опубликована статья про виды USB коннекторов, но так как вопросы продолжают поступать в редакцию, решено было написать более подробное продолжение. Интерфейс USB имеет тип разъема, определенный в соответствующем стандарте, описывающем его. Но с развитием технологий и развитием USB-соединения появились другие типы разъемов. Они также имеют отношение к направлению передачи данных в интерфейсе. Чтобы полностью понять особенности типов A, B и C, надо сначала взглянуть на различные версии стандарта USB. Тип разъема “USB” относится только к физической форме и разводке портов разъемов, в то время как буквенная версия означает, среди прочего, скорость и функциональность, предлагаемые интерфейсом.

USB версии разъёмов

USB версии в настоящее время включают 1.1, 2.0, 3.0, 3.1 и 3.2.

1. Тип USB 1.1 был первой версией стандарта USB, выпущенной ещё в 1998 году, и имеет максимальную скорость передачи 12 Мбит / с. Однако во многих случаях USB 1.1 работает только на скорости 1,2 Мбит / с. Сегодня он давно устарел и выведен из употребления.
2. Стандарт USB 2.0, введенный в 2000 году, имеет максимальную скорость 480 Мбит / с в режиме Hi-Speed или 12 Мбит / с в обычном режиме работы. Он обратно совместим с USB 1.1. Как и версия 1.1, она имеет линии питания 5 В с током до 500 мА, что дает мощность 2,5 Вт.
3. USB 3.0 был представлен в 2008 году и имеет самую высокую скорость передачи данных – 5 Гбит / с в режиме SuperSpeed. USB 3.0 коннекторы обычно синие. Этот интерфейс обратно совместим, но имеет повышенный выходной ток до 900 мА, что дает мощность 4,5 Вт.
4. Следующая версия USB 3.1, которая была официально представлена на рынке в 2013 году. Он удваивает скорость интерфейса до 10 Гбит / с, передавая данные так же быстро, как и оригинальный стандарт Thunderbolt. Он обратно совместим с USB 3.0 и USB 2.0. USB 3.1 имеет три профиля питания и позволяет более крупным устройствам получать питание от хоста: до 2 А при 5 В (при потребляемой мощности до 10 Вт) и до 5 А при 12 В (60 Вт) или 20 В (100 Вт) – это так называемая технология USB Power Delivery (USB-PD), определяемая отдельно от самого стандарта USB.
5. Последней версией интерфейса является USB 3.2. Он был представлен в 2017 году. Этот интерфейс сохраняет существующие режимы данных USB 3.1 – SuperSpeed и SuperSpeed+, с 5 Гбит / с и 10 Гбит / с соответственно, но также вводит два новых режима передачи данных, предлагающих скорости передачи 10 и 20 Гбит / с, однако они требуют USB-С. USB 3.2 также является первой версией интерфейса, в котором разъем USB-C является единственным доступным и приемлемым стандартом разъема.

Благодаря плоской и прямоугольной форме USB тип A был оригинальным дизайном для первого стандарта USB. В традиционном USB-кабеле разъем типа A, также известный как штекерный разъем A, подключается к хосту, к его USB-порту также относится тип A, который является гнездом типа A. Порты типа A обычно находятся в хост-устройствах, таких как настольные компьютеры. ноутбуки, игровые приставки и т. д. Кроме того, штекерные разъемы типа A можно найти на популярных девайсах, подключенных к вышеупомянутым устройствам – клавиатурам, мышам, и т. д.

Все USB 1.1, 2.0 и 3.0 имеют одинаковую конструкцию разъема типа A, это означает, что он всегда совместим с портом типа A, даже если устройство и хост используют разные версии USB. Они отличаются только тем, что в версиях 3.0 и 3.1 добавлены дополнительные линии для дополнительных сигналов, необходимых для использования режимов SuperSpeed и SuperSpeed+.

По сути, разъем B является конечной частью стандартного USB-кабеля, который подключается к периферийному устройству, например, принтеру, телефону или внешнему жесткому диску, и также известен как штыревой тип B. Поскольку периферийные устройства бывают разных форм и размеров, разъем B и его порт также доступны в нескольких различных версиях. В настоящее время доступно 5 популярных моделей USB-разъемов и разъемов типа B: оригинальный стандарт B, Mini-B, Micro-B, Micro-B USB 3.0 и стандартный разъем USB B типа 3.0. Они отличаются в основном размерами, что позволяет размещать разъемы типа B в очень маленьких устройствах.

В настоящее время кабели USB типа B практически забыты. Это потому, что принтеры и другие крупные устройства уже используют беспроводные WiFi каналы.

Конструкция стандартного разъема типа B используется для подключения больших периферийных устройств, таких как принтеры или сканеры, к компьютеру и была разработана для USB 1.1. Значительно меньшие порты Mini-B можно найти в старых портативных устройствах, таких как цифровые камеры и старые портативные накопители. Этот формат соединителя теперь устарел. Micro-B USB немного меньше, чем Mini-B, и является наиболее распространенным типом разъема USB для современных смартфонов и планшетов. Micro-USB 3.0 является самой массовой конструкцией и в основном используется для портативных накопителей USB 3.0. Интерфейсные разъемы USB 3.0 и выше, как правило, синего цвета для упрощения интуитивного подключения к компьютерам, где порты USB 3.x также синего цвета.

При размере 8,3 x 2,5 мм порт и разъем USB Type-C примерно такого же размера, что и порт USB Micro-B, что делает его достаточно маленьким для работы даже с самыми малогабаритными периферийными устройствами. Оба конца кабеля идентичны, что позволяет переворачивать кабель в произвольном виде. Кроме того, благодаря симметрии штекера, проблема вставки его вверх ногами устранена – он подходит для обеих ориентаций.

USB-C и USB 3.1 имеют обратную совместимость с USB 3.0 и 2.0. В чистом соединении USB Type-C порты и разъемы Type-A больше не включены, но для совместимости существуют кабели Type-C – Type-C, например, для подключения современных мобильных устройств к компьютерам. Существуют также адаптеры, которые позволяют хостам и устройствам С-типа работать с USB-устройствами. Хотя в настоящее время это может усложнить подключение, поскольку требуются разные USB-адаптеры, это будет временным явлением, поскольку в будущем будет использоваться только порт C.

Есть в продаже переходники USB Micro C, советуем на запас купить несколько штук, так как будет появляться всё больше оборудования USB-C. Такие адаптеры будут полезны в ситуации, когда у всех вокруг есть только зарядные устройства с «обычным» Micro-USB.

USB 2.0 A и B всё ещё будут на рынке в течение долгого времени, потому что есть миллиарды устройств с этим портом, и это дешево, также потому что это механически самый сильный USB-разъем, если разъемы хорошего качества и платы не тонкие, то эти разъемы действительно надёжны. Это подтверждает их применение в сценическом оборудовании, где они являются стандартными и могут работать на сценах и студиях в течение многих лет без сбоев. Такое же дело стоит в оборудовании: осциллографы, цифровые БП, ЧПУ, автоматизация.

В ожидании USB-D

USB 3 C разъем хотя и лучше, чем mini и micro, но очень слабый по сравнению с A и B. Это подтверждается практикой. Так что будем ждать очередного стандарта (может USB-D?), который при высокой скорости также окажется достаточно надёжным.

Источник

Распиновка разъёмов USB 2.0

Распайка разъёмов USB, miniUSB и microUSB pinout

USB (Universal Serial Bus — Универсальная Последовательная Шина)
Всё многообразие коннекторов USB версии 2.0 отражено на картинке ▼

▲ Изолирующие детали разъёма отмечены тёмно-серым цветом, металлические части — светло-серым.
Фиолетовые контакты ID не используются в зарядных и дата-кабелях. Они нужны только в кабеле OTG.

▼ Название того или иного коннектора снабжается буквенными индексами.

Тип коннектора:

• А — активное, питающее устройство (компьютер, хост)
• B — пассивное, подключаемое устройство (принтер, сканер)

«Пол» коннектора:

• M (male) — штекер, «папа»
• F (female) — гнездо, «мама»

Размер коннектора:

Например: USB micro-BM— штекер (M) для подключения к пассивному устройству (B); размер micro.

Назначение контактов USB 2.0

1. Красный V_BUS (+5V, Vcc — Voltage Collector Collector) +5 Вольт постоянного напряжения относительно GND. Для USB 2.0 максимальный ток — 500 mA.
2. Белый D- (-Data)
3. Зелёный D+ (+Data)
4. Чёрный GND — общий провод, «земля», «минус», 0 Вольт

Разъёмы mini и micro содержат 5 контактов:

1. Красный V_BUS
2. Белый D-
3. Зелёный D+
4. ID — в разъёмах «B» не задействован; в разъёмах «A» замкнут с GND для поддержки функции «OTG»
5. Чёрный GND

Кроме прочего, в кабеле содержится (правда, не всегда) оголённый провод Shield — корпус, экран, оплётка. Этому проводу номер не присваивается.

Распиновка шнура мыши и клавиатуры

У некоторых мышей и клавиатур в кабеле встречаются нестандартные цвета проводов.
Прочтите также про подключение мышей и клавиатур к порту PS/2.

Пайка разъёмов USB 2.0

⚠ Обратите внимание, как расположены на колодке рабочие и «паятельные» контакты относительно друг друга! От этого зависит распайка разъёма.

В большинстве случаев рабочие контакты расположены с обратной стороны колодки относительно контактов для пайки ▼

Но встречаются разъёмы, у которых обе группы контактов расположены с одной стороны колодки. В этом случае распайка будет иной ▼

Источник

USB 3.1 Type-C. Коротко, ясно, детально

• назначение контактов
• распиновка
• питание и заряд
• схемы переходников

Достоинства порта USB 3.1:
★ быстрый
★ мощный
★ универсальный

Достоинства разъёма Type-C:
★ долговечный
★ симметричный
Теперь гарантированно можно подключить USB кабель к устройству с первого раза.

⚠ Следует различать понятия «порт» и «разъём». Разъём (гнездо) Type-C можно припаять хоть к старому телефону (вместо micro-USB), но порт так и останется старым USB 2.0 — скорости заряда и передачи данных это не прибавит. Из удобств появится лишь симметричность и надёжность разъёма.

⚠ Таким образом наличие Type-C ещё ни о чём не говорит. Продаются модели смартфонов с новым разъёмом, но со старым портом. Перечисленные в этой статье достоинства к таким смартфонам не относятся.

Назначение контактов

Контакты разъёмов на схемах показаны с внешней (рабочей) стороны, если обратное не оговаривается особо.

Порт содержит 24 контакта (12 контактов на каждой стороне). «Верхняя» линейка нумеруется A1…A12, «нижняя» — B1…B12. По большей части линейки идентичны друг другу, что и делает этот порт равнодушным к ориентации штекера. Контакты каждой линейки можно разбить на 6 групп: USB 2.0 , USB 3.1 , Питание , Земля , Согласующий канал и Дополнительный канал . А теперь рассмотрим подробнее.

• Собственно, USB 3.1. Линии высокоскоростной передачи данных: TX+, TX-, RX+, RX- (контакты 2, 3, 10, 11). Скорость до 10 Гб/с. В кабеле эти пары перекроссированы, и что для одного устройства является RX, другому представляется как TX. И наоборот. По особому распоряжению эти пары могут переквалифицироваться под другие задачи, например — под передачу видео.

• Старый добрый USB 2.0. Линии низкоскоростной передачи данных: D+/D- (контакты 6, 7). Этот раритет включили в порт ради совместимости со старыми тихоходными устройствами до 480 Мб/с.

• Плюс питания — Vbus (контакты 4, 9). Стандартное напряжение 5 вольт. Ток выставляется в зависимости от потребностей периферии: 0,5А; 0,9А; 1,5А; 3А. Вообще, спецификация порта подразумевает передаваемую мощность до 100Вт, и «в случае войны» порт способен питать монитор или заряжать ноутбук напряжением 20 вольт!

• GND — «Земля»-матушка (контакты 1, 12). Минус всего и вся.

• Согласующий канал (или конфигурирующий) — СС (контакт 5). Это главная фишка USB type-C! Благодаря этому каналу система может определить:

— Факт подключения/отключения периферийного устройства;
— Ориентацию подключенного штекера. Как это ни странно, но разъём не абсолютно симметричен, и в некоторых случаях устройству хочется знать его ориентацию;
— Ток и напряжение, которое следует предоставить периферии для питания или заряда;
— Необходимость работы в альтернативном режиме, например, для передачи аудио-видео потока.
— Кроме функций мониторинга этот канал в случае необходимости подаёт питание на активный кабель.

• Дополнительный канал — SBU (контакт 8). Дополнительный канал обычно не используется и предусмотрен лишь для некоторых экзотических случаев. Например, при передаче по кабелю видео, по SBU идёт аудиоканал.

Распиновка USB 3.1 Type-C

«Полосатым цветом» здесь изображены контакты неизолированного провода.

Странным решением было отмаркировать провода D+ и D- не как в USB 2.0, а наоборот: D+ белый, D- зелёный.

Серой обводкой помечены провода, чей цвет по словам Википедии не регламентирован стандартом. Автор вообще не нашёл каких-либо указаний на цвета проводов в официальной документации.

Распайка коннекторов Type-C ▼

Схема типового кабеля USB-C «вилка-вилка»▼

Технология питания/заряда USB PD Rev.2 ( USB Power Delivery)

У кабеля USB-C нет таких понятий как «коннектор-A» или «коннектор-B» — коннекторы теперь во всех случаях одинаковы.

Роли устройства обозначены новыми терминами:

DFP — активное, питающее устройство (как бы порт USB-A)
UFP — пассивное, приёмное устройство (как бы порт USB-B)
DRP — «двуличное», динамически изменяющее свой статус устройство.
Кроме того, заряжающее устройство называется Power Provider, заряжаемое — Power Consumer.

Распределение ролей осуществляется установкой на контакте CC определённого потенциала с помощью того или иного резистора:

▶Активное устройство (DFP) определяется по резистору между контактами CC и V_bus.
Номинал резистора сообщает потребителю, на какой ток он может рассчитывать:
56±20% кОм — 500 или 900 мА
22±5% кОм — 1,5 А
10±5% кОм — 3 А

▲ Переходники с USB 2.0 (3.0) на USB-C, служащие для подключения новых смартфонов к старым ПК или ЗУ распаяны по схеме DFP, то есть, показывают себя смартфону как активное устройство

▶Пассивное устройство (UFP) определяется по резистору между контактами CC и GND.
Номинал резистора: 5,1 кОм

▲ Переходники с USB-C на USB-OTG распаяны именно по схеме UFP, то есть, имитируют потребляющее устройство.

⚠ Технологию USB PD Rev2 в которой по контакту CC согласуются ток и напряжение заряда не следует путать с технологией Quick Charge (QC), где по контактам D− и D+ согласуется только напряжение заряда. USB PD Rev2 поддерживается только в USB 3.1.
QC поддерживается без привязки к версии порта.

Переходник USB-micro—USB-C

Переходник micro-USB 2.0 на USB type-C служит для подключения гаджета с гнездом Type-C к стандартному дата-кабелю USB 2.0 для заряда и синхронизации с ПК. В переходнике установлен резистор 56 кОм между контактами CC и V_bus.

Этот резистор как бы говорит смартфону: «К тебе подключили активное устройство − заряжайся. Больше 0,9 ампер не дам».

То есть, даже от мощного зарядного устройства (скажем, на 3 ампера) через такой переходник мы не возьмём больше 0,9 ампер. Чтобы смартфон не стеснялся и взял 3 ампера, нужно заменить резистор на 10 кОм ▼

Внешний вид платы ▼

Универсальный переходник USB-micro—USB-C с поддержкой OTG

Наш читатель Сергей выслал схему универсального переходника micro-USB-BF to USB type-C (Тип 51125 Z22) − через него можно подключить как Data-кабель так и OTG-кабель USB 2.0. В зависимости от кабеля смартфон либо заряжается, либо работает с периферией.

В идеале вместо 55 кОм стоило бы использовать 51 (как в аналогичном переходнике от Huawei), чтобы в цепи V_cc-CC получались каноничные 56 кОм. Но спецификация не требует такой точности. Номинал сопротивления V_cc-CC допускается в диапазоне 45…67 кОм.

Внешний вид платы ▼

Вариант универсального переходника

Наш читатель Кирилл поделился схемой занятного переходника, подобного предыдущему▲. Ключевое отличие — в гнезде micro-USB не задействован контакт ID (№5), и оба резистора (и DFP, и UFP) подключены постоянно.

Устройство, к которому подключен этот переходник через Type-C, определяет свою роль по наличию или отсутствию напряжения на контакте V_bus. Если сперва подключить к переходнику зарядное устройство через гнездо micro-USB, а потом подключить переходник к смартфону, то порт смартфона обнаружит напряжение заряда и переведёт смартфон в режим потребления. Если же просто подключить переходник, то смартфон входит в режим OTG и подаёт напряжение сам.
Переходник испытывался на смартфоне Samsung Galaxy S8.

Переходник USB-C—USB-AF

Чтобы подключить USB-периферию к устройству с портом USB-C, в переходнике необходим резистор 5,1 кОм между контактами CC и GND.
Этот резистор сообщает смартфону: «К тебе подключено пассивное устройство. Подай питание».

Рассмотрим схему переходника OTG type-C на примере Type-C USB 3.1 To USB 3.0 OTG Adapter. Это переходник для подключения периферии USB 3.0 (2.0) к ПК или к смартфону Type-C.
Цвета проводов Data, TX и RX в этой модели несколько отличаются от каноничных, прошу обратить на это внимание! ▼

Ещё одна важная деталь — во всех переходниках типа USBtype-C—type-C или USBtype-C—USB3.0 (не обязательно OTG!) между контактами V_bus и Gnd необходим конденсатор для защиты контактов разъёма от искр при подключении. Например, для переходников на USB 3.0 требуется номинал конденсатора — 10нФ±20%×30В. Переходники на USB 3.1 требуют конденсатор большей ёмкости, а переходники на USB 2.0 не требуют конденсатора вовсе. Подробнее читайте в англоязычной статье «VBUS Bypass Capacitor».

Распайка платы переходника Type-C to USB 3.0 OTG с разных сторон ▼

Аналоговый звук через Type-C

Стандартом предусмотрена возможность передачи аналогового звука через цифровой порт. Эта возможность реализована в смартфонах HTC серии U, HTC 10 Evo, Xiaomi Mi, LeTV. Автор будет признателен, если читатель пополнит этот список.

Режим называется «Audio Adapter Accessory Mode». За подробностями обращайтесь к статье «Аналоговый звук через USB-C».

Для работы в этом режиме служат аналоговые гарнитуры с вилкой Type-C. Для подключения классической гарнитуры со штекером «джек» предусмотрены переходники.

Аналоговый звук передаётся по каналам Data−, Data+, SBU1 и SBU2. Смартфон переходит в этот режим, если в вилке гарнитуры или переходника между контактами A1—A5 и B1—B5 установлено сопротивление менее 0,8…1,2 кОм. Вместо резистора доводилось видеть просто перемычку.

Видео через USB-C

Для передачи видео через USB 3.1 разработан режим «DisplayPort Alternate Mode».
См. перечень устройств, поддерживающих этот режим.
В режиме «Display Port» назначение контактов порта меняется — две пары TX2/RX2 превращаются в видеоканал, а звуком занимается SBU1/2 ▼

Единственное, что не сказано в статье это как вывести цифровой аудиосигнал на каоксиал. Сейчас многие аудио плееры заявляют выход usb-c на каоксиал, но провод не кладут в коробку. Как быть? Где брать схему? По каким проводам идёт сигнал?

Если использовать переходник типа Переходник Baseus с USB Type C на 3,5 мм для наушников OTG или 32 бит/384 кГц 2 в 1 переходник usb-c на разъем 3,5 мм Hifi DAC Aux аудио разветвитель, то звук на наушники со смартфона
Samsung Galaxy S10 и планшета Samsung Galaxy Tab S7 выводиться на УРА! А вот если подключить USB C-концентратор Baseus на USB 3,0, HDMI-совместимый USB-концентратор, то выводить можно и видео по HDMI. У последних двух есть возможность и подзарядки смартфона и планшета. Вот только от сети работать не советую: при появлении импульса помехи по питанию переходник переключается на воспроизведение на внутрении динамики устройства.

Подскажите к каким контактам припаять два провода для цифрового сигнала на коаксиал.

Почему только два? Там должно быть как минимум 6.

Источник