Οι γενικοί δίαυλοι USB είναι μια από τις πιο δημοφιλείς διεπαφές υπολογιστών. Έκαναν το ντεμπούτο τους το 1997 και μόλις τρία χρόνια αργότερα εμφανίστηκε μια νέα τροποποίηση (2.0), η οποία επιταχύνθηκε 40 φορές σε σύγκριση με την αρχική. Ωστόσο, παρά την πρόοδο αυτή, οι κατασκευαστές συνειδητοποίησαν ότι η ταχύτητα εξακολουθεί να μην είναι αρκετή για τη χρήση εξωτερικών σκληρών δίσκων και άλλων συσκευών υψηλής ταχύτητας. Και σήμερα εμφανίστηκε μια νέα διεπαφή USB (τύπου 3.0). Το νέο πρότυπο ξεπέρασε την ταχύτητα της προηγούμενης έκδοσης (2.0) κατά 10 φορές. Αυτό το άρθρο είναι αφιερωμένο στο θέμα της καλωδίωσης μιας υποδοχής USB. Αυτές οι πληροφορίες μπορεί να είναι χρήσιμες σε ραδιοερασιτέχνες που κατασκευάζουν ανεξάρτητα τυχόν προσαρμογείς USB ή συσκευές που λαμβάνουν ρεύμα μέσω του διαύλου USB. Επιπλέον, ας δούμε ποια είναι η καλωδίωση μιας υποδοχής USB όπως micro-USB και mini-USB.

Περιγραφή

Πολλοί ραδιοερασιτέχνες αντιμετώπισαν ένα πρόβλημα όπου μια εσφαλμένα συνδεδεμένη θύρα διαύλου USB οδήγησε στην καύση μονάδων flash και περιφερειακών συσκευών. Για να αποφύγετε τέτοιες καταστάσεις, είναι απαραίτητο η υποδοχή USB να είναι σωστά καλωδιωμένη, σύμφωνα με τα αποδεκτά πρότυπα. Η υποδοχή τύπου USB 2.0 είναι μια επίπεδη υποδοχή με τέσσερις ακίδες, φέρει την ένδειξη AF (BF) - "θηλυκό" και AM (VM) - "αρσενικό". Τα Micro-USB έχουν τις ίδιες σημάνσεις, μόνο με micro πρόθεμα, και οι συσκευές μίνι, αντίστοιχα, έχουν μίνι πρόθεμα. Οι δύο τελευταίοι τύποι διαφέρουν από το πρότυπο 2.0 στο ότι αυτοί οι σύνδεσμοι χρησιμοποιούν ήδη 5 επαφές. Και τέλος, ο πιο πρόσφατος τύπος είναι το USB 3.0. Εξωτερικά, είναι παρόμοιο με τον τύπο 2.0, αλλά αυτός ο σύνδεσμος χρησιμοποιεί έως και 9 επαφές.

Pinout υποδοχών τύπου USB

Η υποδοχή USB 2.0 συνδέεται ως εξής:

Το πρώτο καλώδιο (κόκκινο), τροφοδοτείται με τάση τροφοδοσίας συνεχούς ρεύματος +5 V.

Η δεύτερη επαφή (λευκή), χρησιμοποιείται για (D-);

Το τρίτο καλώδιο (πράσινο), είναι επίσης σχεδιασμένο να μεταδίδει πληροφορίες (D+).

Η τέταρτη επαφή (μαύρο χρώμα), τροφοδοτείται με μηδενική τάση τροφοδοσίας, ονομάζεται επίσης κοινό καλώδιο.

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, οι τύποι micro και mini είναι μια υποδοχή USB πέντε ακίδων. Η καλωδίωση ενός τέτοιου συνδετήρα είναι πανομοιότυπη με τον τύπο 2.0, εκτός από την τέταρτη και την πέμπτη ακίδα. Η τέταρτη καρφίτσα (λιλά χρώμα) είναι η ταυτότητα. Σε βύσματα τύπου Β δεν χρησιμοποιείται, αλλά σε βύσματα τύπου Α συνδέεται στο κοινό καλώδιο. Η τελευταία, πέμπτη ακίδα (μαύρο) είναι η τάση τροφοδοσίας μηδέν.

τύπου 3.0

Οι πρώτες τέσσερις επαφές είναι εντελώς ίδιες με το πρότυπο 2.0, δεν θα σταθούμε σε αυτές. Η πέμπτη ακίδα (μπλε) χρησιμοποιείται για τη μετάδοση πληροφοριών με αρνητικό πρόσημο USB3 (StdA_SSTX). Η έκτη έξοδος είναι η ίδια, αλλά με σύμβολο συν (κίτρινο). Το έβδομο είναι πρόσθετη γείωση. Η όγδοη ακίδα (μωβ) είναι για λήψη δεδομένων USB3 (StdA_SSRX) με σύμβολο μείον. Και τέλος, το τελευταίο ένατο είναι ίδιο με το έβδομο, αλλά με πρόσημο συν.

Πώς να καλωδιώσετε μια υποδοχή USB για φόρτιση;

Οποιοσδήποτε φορτιστής χρησιμοποιεί μόνο δύο καλώδια από την υποδοχή USB: + 5V και μια κοινή επαφή. Επομένως, εάν πρέπει να κολλήσετε μια υποδοχή τύπου USB 2.0 ή 3.0 στη "φόρτιση", τότε θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε την πρώτη και την τέταρτη ακίδα. Εάν χρησιμοποιείτε τύπους mini ή micro, τότε πρέπει να κολλήσετε στον πρώτο και τον πέμπτο πείρο. Το πιο σημαντικό πράγμα κατά την εφαρμογή τάσης τροφοδοσίας είναι η διατήρηση της πολικότητας της συσκευής.

30 Αυγούστου 2013 στις 12:26 μ.μ

Επισκευή καλωδίου USB στο γόνατο

• Ηλεκτρονικά για αρχάριους

Ιστορικό

Λόγω σπουδών στο εξωτερικό, αναγκάστηκα να στραφώ εντελώς σε φορητό υπολογιστή. Πήρα μαζί μου το ποντίκι παιχνιδιών SS Kana. Φυσικά, ένα ενσύρματο ποντίκι δεν έχει σχεδιαστεί για συχνές κινήσεις με την πάροδο του χρόνου, το καλώδιο άρχισε να σπάει στην ίδια τη βάση και η επαφή άρχισε να εξαφανίζεται όλο και πιο συχνά. Τους τελευταίους τρεις μήνες, προσπάθησα να κρατήσω το ποντίκι να λειτουργεί, σταμάτησα ακόμη και να το πηγαίνω στα μαθήματα, αλλά ήρθε η ημέρα P και η επαφή χάθηκε εντελώς. κανένας χειρισμός δεν έφερε αποτελέσματα.
Η απληστία μου για ένα ακριβό ποντίκι και η τεμπελιά να πάω να αγοράσω ένα καινούργιο μαζεύτηκαν εναντίον μου και με ανάγκασαν να επισκευάσω την επαφή. Θα κάνω αμέσως κράτηση ότι γράφω αυτό το άρθρο εκ των υστέρων, δεν έγραψα τίποτα βήμα προς βήμα, αλλά θα σας δείξω με ένα παράδειγμα πώς γίνεται. Η ποιότητα των φωτογραφιών αφήνει πολλά περιθώρια, αλλά μπορείτε να καταλάβετε την ουσία.

Εξοπλισμός

Μαχαίρι. Ολα. Δεν έχω ηλεκτρική ταινία ή εργαλεία στο χέρι.
Ένα συνηθισμένο μαχαίρι κουζίνας. Αρκετά κοφτερό για να κόβει τη μόνωση χωρίς προβλήματα.
Η αρχική έκδοση περιελάμβανε συγκόλληση με ένα κρατικό κολλητήρι που παραλήφθηκε στο πανεπιστήμιο, αλλά λόγω κάποιων περιστάσεων, τις οποίες θα περιγράψω παρακάτω, έπρεπε να τα ξανακάνω όλα από την αρχή.

Αρχική έκδοση

Όπως είπα, το καλώδιο έσπασε στη βάση. Για να έχω λίγο χώρο, πλάνισα το βύσμα με ένα μαχαίρι και έβγαλα και τα τέσσερα καλώδια. Έστριψα την πλεξούδα του καλωδίου και την γύρισα στο πλάι και μετά πήγα στο πανεπιστήμιο για να πάρω ένα κολλητήρι. Μου έδωσαν ένα παλιό κολλητήρι, ένα καρούλι συγκόλλησης χιλιοστών και ένα βάζο flux. Έχω εμπειρία συγκόλλησης, οπότε βγήκε μια χαρά. Το μόνο μειονέκτημα είναι ότι επειδή και τα τέσσερα καλώδια είναι πολύ κοντά, βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο και δεν είχα μόνωση, αποδείχθηκε ότι ήταν ένα είδος «τριανταφυλλιού» καλωδίων που προεξέχουν σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Ωστόσο, η δοκιμαστική λειτουργία ήταν επιτυχής - το ποντίκι ήρθε στη ζωή και εγώ, περήφανος για τον εαυτό μου, επέστρεψα στον ξενώνα.
Εκεί όμως με περίμενε μια απογοήτευση. Χωρίς να μπω σε λεπτομέρειες, πιθανότατα είχα βραχυκύκλωμα στα μαύρα και κόκκινα καλώδια και ο φορητός υπολογιστής έκλεισε την υποδοχή USB. Επομένως, ό,τι κι αν έκανα μετά, το ποντίκι δεν αντέδρασε.
Προσπαθώντας να το καταλάβω, άρχισα να κατηγορώ την πλεξούδα (ότι κονταίνει τα καλώδια), την έκοψα κιόλας, αλλά τίποτα δεν βοήθησε. Στο τέλος, έκοψα εντελώς την πρίζα και αποφάσισα να τα κάνω όλα εκ νέου. Θα άξιζε να κάνετε επανεκκίνηση του υπολογιστή και να προσπαθήσετε ξανά, πιθανότατα το ποντίκι θα λειτουργούσε. Ποιός ξέρει...

Η σύνδεση είναι πολύ μικρή, δεν έχω κανονική κάμερα. Απλώς και τα τέσσερα καλώδια προεξέχουν σε ένα μάτσο από το βύσμα και ένα αντίστοιχο καλώδιο είναι κολλημένο σε καθένα. Η πλεξούδα κόβεται γιατί Νόμιζα ότι βραχυκύκλωσε τα καλώδια. Δεν έχει σημασία.

Καλώδια σύνδεσης

Το βράδυ έβγαλα το ποντίκι από το συρτάρι του γραφείου και έπιασα δουλειά. Πρώτα απ 'όλα, πήρα ένα νέο βύσμα από ένα περιττό καλώδιο mini-USB.

Τα καλώδια USB δεν διαφέρουν πολύ μεταξύ τους - τέσσερα καλώδια (μαύρο και κόκκινο για τροφοδοσία, λευκό και πράσινο για πληροφορίες) και μια πλεξούδα. Επομένως, οποιοδήποτε καλώδιο USB θα κάνει.

Κατά την επισκευή, χρησιμοποίησα τη μέθοδο που περιγράφεται. Εν ολίγοις, τα καλώδια πολλαπλών πυρήνων συνδέονται με μια «σκάλα». Έτσι, τα καλώδια δεν εφάπτονται μεταξύ τους και η σύνδεση είναι πιο λεπτή.
Χρησιμοποιώντας το παράδειγμα του υπόλοιπου κομματιού σύρματος, θα δείξω πώς γίνεται αυτό. Αρχικά, κόψτε προσεκτικά την επάνω μόνωση σε μήκος περίπου τεσσάρων έως πέντε εκατοστών.


Ξετυλίξτε την πλεξούδα και αφήστε την στην άκρη.


Στη συνέχεια, εκθέτουμε 4 καλώδια σε μια "σκάλα" - κόκκινο μόνο το άκρο για να στρίψει. το λευκό είναι λίγο πιο μακρύ, για να μην ακουμπάει το κόκκινο? μετά πράσινο. Καθαρίζουμε το μαύρο πιο μακριά. Εκθέτουμε το άλλο καλώδιο με τον ίδιο ακριβώς τρόπο, μόνο με τρόπο καθρέφτη - μόνο η άκρη είναι μαύρη, μετά πράσινο, λευκό και κόκκινο στην ίδια τη βάση. Έτσι, εξαλείφουμε το βραχυκύκλωμα των καλωδίων μεταξύ τους.


Το μόνο που μένει είναι να συνδέσουμε τα δύο καλώδια μεταξύ τους. Συνδέουμε κάθε σύρμα με μια συστροφή. Ελπίζω να μην μπερδεύετε τα χρώματα. Μετά το στρίψιμο, είναι καλύτερο να κόψετε τα πλεονάζοντα καλώδια για να αποφύγετε περιττές επαφές.


Στη δική μου εκδοχή, κάλυψα όλο το πράγμα με ένα κομμάτι μόνωσης πάνω για να αποφύγω την επαφή με την πλεξούδα. Στο μέλλον σκοπεύω είτε να πάρω ηλεκτρική ταινία κάπου, είτε να ζητήσω από τα κορίτσια άχρωμο βερνίκι για μόνωση.


Μετά τη θεραπεία με ηλεκτρική ταινία, φυσικά, όλα θα αποκτήσουν μια θεϊκή εμφάνιση, αλλά προς το παρόν η πλεξούδα θα κρέμεται με έναν τόσο περίεργο τρόπο. Η σύνδεση λειτουργεί, δεν υπάρχουν περιττές επαφές. Το ποντίκι λειτουργεί σαν καινούργιο!

Ωστόσο

Το ποντίκι αρνήθηκε αμέσως να δουλέψει. Ήμουν ήδη σε πλήρη απόγνωση όταν παρατήρησα ένα μήνυμα συστήματος σχετικά με προβλήματα με τις εισόδους USB. Όπως είπα ήδη, η αρχική έκδοση βραχυκύκλωσε τις επαφές και ο φορητός υπολογιστής έκοψε τις εισόδους USB. Μετά την επανεκκίνηση, το ποντίκι άρχισε να λειτουργεί ξανά. Φυσικά, η σύνδεση είναι βραχύβια, δεν υπάρχει τρόπος χωρίς ηλεκτρική ταινία, αλλά το ποντίκι λειτουργεί.

Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας. Ελπίζω αυτό το άρθρο να σας βοήθησε.

ΥΣΤΕΡΟΓΡΑΦΟ. Αυτό είναι το πρώτο μου άρθρο για το Habré. Ευχαριστώ για την πρόσκληση!

Μια μικρή ιστορία του USB

Η ανάπτυξη του Universal Serial Bus ή USB ξεκίνησε το 1994 από τον Ινδοαμερικανό μηχανικό Ajay Bhatt της Intel και το τμήμα ειδικών του από κορυφαίες εταιρείες υπολογιστών που ονομάζεται USB-IF (USB Implementers Forum, Inc). Η εταιρεία που ανέπτυξε το λιμάνι περιελάμβανε εκπροσώπους από τις Intel, Compaq, Microsoft, Apple, LSI και Hewlett-Packard. Οι προγραμματιστές αντιμετώπισαν το καθήκον να εφεύρουν μια θύρα που ήταν καθολική για τις περισσότερες συσκευές, λειτουργώντας με την αρχή Plug&Play, όταν η συσκευή, μετά τη σύνδεση στον υπολογιστή, είτε άρχισε να λειτουργεί αμέσως είτε ξεκίνησε μετά την εγκατάσταση του απαραίτητου λογισμικού (προγράμματα οδήγησης). Η νέα αρχή θα πρέπει να αντικαταστήσει τις θύρες LPT και COM και ο ρυθμός μεταφοράς δεδομένων θα πρέπει να είναι τουλάχιστον 115 kbit/s. Επιπλέον, η θύρα έπρεπε να είναι παράλληλη, να οργανώνει τη σύνδεση πολλών πηγών σε αυτήν και επίσης να επιτρέπει τη χρήση «καυτής» σύνδεσης συσκευών χωρίς απενεργοποίηση ή επανεκκίνηση του υπολογιστή.

Το πρώτο μη βιομηχανικό δείγμα θύρας USB με κωδικοποίηση 1.0 με δυνατότητα μεταφοράς δεδομένων έως 12 Mbit/s. εισήχθη στα τέλη του 1995 - αρχές του 1996. Στα μέσα του 1998, η θύρα ενημερώθηκε με αυτόματη συντήρηση ταχύτητας για σταθερή σύνδεση και μπορούσε να λειτουργήσει με ταχύτητα 1,5 Mbit/s. Η τροποποίησή του έγινε USB 1.1. Από τα μέσα του 1997, κυκλοφόρησαν οι πρώτες μητρικές πλακέτες και συσκευές με αυτόν τον σύνδεσμο. Το 2000 εμφανίστηκε το USB 2.0 που υποστηρίζει ταχύτητες 480 Mbit/s. Η κύρια αρχή σχεδιασμού είναι η δυνατότητα σύνδεσης παλαιότερων συσκευών USB 1.1 στη θύρα. Ταυτόχρονα, εμφανίστηκε η πρώτη μονάδα flash 8 megabyte για αυτήν τη θύρα. Το 2008, με βελτιώσεις στον ελεγκτή USB ως προς την ταχύτητα και την ισχύ, χαρακτηρίστηκε από την κυκλοφορία της 3ης έκδοσης της θύρας, που υποστηρίζει μεταφορά δεδομένων σε ταχύτητες έως και 4,8 Gbit/s.

Βασικές έννοιες και συντομογραφίες που χρησιμοποιούνται κατά τον εντοπισμό υποδοχών USB

VCC (Τάση στον κοινό συλλέκτη) ή Vbus– θετική δυναμική επαφή του τροφοδοτικού. Για συσκευές USB είναι +5 Volt. Στα ραδιοηλεκτρικά κυκλώματα, αυτή η συντομογραφία αντιστοιχεί στην τάση τροφοδοσίας των διπολικών τρανζίστορ NPN και PNP.

GND (Ground) ή GND_DRAIN– αρνητική επαφή ισχύος. Σε εξοπλισμό (συμπεριλαμβανομένων των μητρικών) συνδέεται με το περίβλημα για προστασία από στατικό ηλεκτρισμό και πηγές εξωτερικών ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών.

Δ- (Δεδομένα -)- επαφή πληροφοριών με μηδενικό δυναμικό, σε σχέση με το οποίο λαμβάνει χώρα η μεταφορά δεδομένων.

D+ (Δεδομένα+)– επαφή πληροφοριών με λογικό «1», απαραίτητη για τη μεταφορά δεδομένων από τον κεντρικό υπολογιστή (PC) στη συσκευή και αντίστροφα. Φυσικά, η διαδικασία είναι η μετάδοση θετικών ορθογώνιων παλμών διαφορετικών κύκλων λειτουργίας και πλάτους +5 Volt.

Αρσενικός– Βύσμα υποδοχής USB, που αναφέρεται ευρέως ως "αρσενικό".

Θηλυκός– Υποδοχή USB ή θηλυκό.

Σειρά Α, Σειρά Β, mini USB, micro-A, micro-B, USB 3.0– διάφορες τροποποιήσεις υποδοχών συσκευών USB.

RX (λήψη)– λήψη δεδομένων.

TX (μετάδοση)- μεταφορά δεδομένων.

-StdA_SSRX– αρνητική επαφή για λήψη δεδομένων σε USB 3.0 σε λειτουργία SuperSpeed.

+StdA_SSRX– θετική επαφή για λήψη δεδομένων σε USB 3.0 σε λειτουργία SuperSpeed.

-StdA_SSTX– αρνητική επαφή για μεταφορά δεδομένων σε USB 3.0 σε λειτουργία SuperSpeed.

+StdA_SSTX– θετική επαφή για μεταφορά δεδομένων σε USB 3.0 σε λειτουργία SuperSpeed.

DPWR– πρόσθετη υποδοχή τροφοδοσίας για συσκευές USB 3.0.

Pinout υποδοχής USB

Για τις προδιαγραφές 1.x και 2.0, το pinout της υποδοχής USB είναι πανομοιότυπο.

Όπως μπορούμε να δούμε από το σχήμα, στα σκέλη 1 και 4 υπάρχει τάση τροφοδοσίας για την περιφέρεια της συνδεδεμένης συσκευής και τα δεδομένα πληροφοριών μεταδίδονται μέσω των επαφών 2 και 3. Εάν χρησιμοποιείτε υποδοχή micro-USB πέντε ακίδων, ανατρέξτε στην παρακάτω εικόνα.

Όπως μπορείτε να δείτε, η χρήση 4 ακίδων δεν προβλέπεται στις τυπικές προδιαγραφές. Ωστόσο, μερικές φορές η ακίδα 4 χρησιμοποιείται για την παροχή θετικής ισχύος στη συσκευή. Τις περισσότερες φορές, αυτοί είναι καταναλωτές έντασης ενέργειας με ρεύμα που τείνει στο μέγιστο επιτρεπτό για μια υποδοχή USB 2.0, όπως θα συζητηθεί παρακάτω. Σύμφωνα με το πρότυπο, κάθε καλώδιο έχει το δικό του χρώμα. Έτσι, η θετική επαφή ισχύος συνδέεται με ένα κόκκινο καλώδιο, η αρνητική με ένα μαύρο καλώδιο, το σήμα δεδομένων περνά κατά μήκος του λευκού και το σήμα θετικής πληροφορίας data+ περνάει από το πράσινο. Επιπλέον, για την προστασία των συσκευών από εξωτερικές επιδράσεις, τα καλώδια υψηλής ποιότητας χρησιμοποιούν θωράκιση των μεταλλικών μερών των βυσμάτων βραχυκυκλώνοντας την εξωτερική πλέξη του επιμεταλλωμένου καλωδίου στο περίβλημα. Με άλλα λόγια, η θωράκιση του καλωδίου μπορεί να συνδεθεί στην αρνητική παροχή ρεύματος του βύσματος (αλλά αυτή η προϋπόθεση δεν είναι υποχρεωτική). Η χρήση οθόνης σάς επιτρέπει να βελτιώσετε τη σταθερότητα της μετάδοσης δεδομένων, να αυξήσετε την ταχύτητα και να εφαρμόσετε μεγαλύτερο μήκος καλωδίου στη συσκευή.

Εάν χρησιμοποιείτε καλώδιο micro-USB – OTG στο tablet, η 4η αχρησιμοποίητη επαφή συνδέεται στο αρνητικό καλώδιο. Το διάγραμμα καλωδίων παρουσιάζεται ξεκάθαρα στο σχήμα από το 4pda.ru. Σε αυτή την περίπτωση, απαγορεύεται αυστηρά η παροχή θετικής ισχύος στην 4η ακίδα του βύσματος, η οποία θα έχει ως αποτέλεσμα τη βλάβη είτε του ελεγκτή της θύρας USB είτε την αστοχία του ελεγκτή OTG!

Όσον αφορά τις προδιαγραφές σύνδεσης USB 2.0, παρακάτω είναι ένας πίνακας με τα κύρια χαρακτηριστικά.

Η προδιαγραφή υποδεικνύει επίσης ότι για το φιλτράρισμα του χρήσιμου σήματος, μπορεί να χρησιμοποιηθεί η μέγιστη χωρητικότητα μεταξύ του διαύλου δεδομένων και της επαφής αρνητικής ισχύος (γείωση) με χωρητικότητα έως και 10uF (ελάχιστο 1uF). Δεν συνιστάται η χρήση υψηλότερης τιμής πυκνωτή, καθώς σε ταχύτητες κοντά στο μέγιστο, τα μέτωπα των παλμών καθυστερούν, γεγονός που οδηγεί σε απώλεια των χαρακτηριστικών ταχύτητας της θύρας USB.

Όταν συνδέετε εξωτερικές υποδοχές θυρών USB στη μητρική πλακέτα, θα πρέπει να δώσετε ιδιαίτερη προσοχή στη σωστή σύνδεση των καλωδίων, καθώς δεν είναι τόσο επικίνδυνο να συγχέετε τα σήματα πληροφοριών Data - και Data + όσο είναι επικίνδυνο να αλλάζετε τα καλώδια τροφοδοσίας. Σε αυτή την περίπτωση, από την εμπειρία της επισκευής ηλεκτρονικού εξοπλισμού, η συνδεδεμένη συσκευή συχνά καθίσταται αχρησιμοποίητη! Το διάγραμμα σύνδεσης πρέπει να εξεταστεί στις οδηγίες για τη μητρική πλακέτα.

Μένει να προσθέσουμε ότι για την υλοποίηση καλωδίων για συνδεδεμένες συσκευές του βύσματος USB 2.0, έχει εγκριθεί ένα πρότυπο για τη διατομή κάθε καλωδίου στο καλώδιο.

Το AWG είναι το αμερικανικό σύστημα σήμανσης μετρητή καλωδίων.

Τώρα ας προχωρήσουμε στη θύρα USB 3.0

Το δεύτερο όνομα για μια θύρα USB 3.0 είναι USB Super Speed, λόγω της αυξημένης ταχύτητας μεταφοράς δεδομένων έως και 5 Gb/sec. Για να αυξήσουν τους δείκτες ταχύτητας, οι μηχανικοί χρησιμοποίησαν μετάδοση full-duplex (δύο καλωδίων) τόσο των απεσταλμένων όσο και των ληφθέντων δεδομένων. Λόγω αυτού, εμφανίστηκαν 4 επιπλέον επαφές στην υποδοχή -/+ StdA_SSRX και -/+StdA_SSTX. Επιπλέον, οι αυξημένες ταχύτητες απαιτούσαν τη χρήση ενός νέου τύπου ελεγκτή με υψηλότερη κατανάλωση ενέργειας, γεγονός που οδήγησε στην ανάγκη χρήσης πρόσθετων ακίδων τροφοδοσίας στην υποδοχή USB 3.0 (DPWR και DGND). Ο νέος τύπος υποδοχής άρχισε να ονομάζεται USB Powered B. Σε μια παρέκβαση, ας πούμε ότι οι πρώτες κινεζικές μονάδες flash για αυτήν την υποδοχή κατασκευάστηκαν σε περιπτώσεις χωρίς να ληφθούν υπόψη τα θερμικά χαρακτηριστικά των ελεγκτών τους και, ως αποτέλεσμα, πήραν πολύ ζεστό και αποτυχημένο.

Η πρακτική εφαρμογή της θύρας USB 3.0 κατέστησε δυνατή την επίτευξη ταχύτητας ανταλλαγής δεδομένων 380 MB/sec. Για σύγκριση, η θύρα SATA II (σύνδεση σκληρών δίσκων) είναι ικανή να μεταφέρει δεδομένα με ταχύτητα 250 MB/sec. Η χρήση πρόσθετης ισχύος επέτρεψε τη χρήση συσκευών με μέγιστη κατανάλωση ρεύματος έως και 900 mA στην πρίζα. Με αυτόν τον τρόπο, μπορεί να συνδεθεί είτε μία συσκευή είτε έως και 6 gadget με κατανάλωση 150 mA. Σε αυτήν την περίπτωση, η ελάχιστη τάση λειτουργίας της συνδεδεμένης συσκευής μπορεί να μειωθεί στα 4 V. Λόγω της αυξημένης ισχύος του βύσματος, οι μηχανικοί έπρεπε να περιορίσουν το μήκος του καλωδίου USB 3.0 στα 3 μέτρα, γεγονός που είναι ένα αναμφισβήτητο μειονέκτημα αυτής της θύρας. Παρακάτω παρέχουμε τις τυπικές προδιαγραφές θύρας USB 3.0

Το pinout της υποδοχής USB 3.0 έχει ως εξής:

Τα λειτουργικά συστήματα που ξεκινούν με τις τελευταίες εκδόσεις Windows 8, MacBook Air και MacBook Pro και το Linux με την έκδοση πυρήνα 2.6.31 διαθέτουν πλήρη υποστήριξη λογισμικού για την προδιαγραφή USB 3.0. Λόγω της χρήσης δύο πρόσθετων επαφών τροφοδοσίας στην υποδοχή USB 3.0 Powered-B, είναι δυνατή η σύνδεση συσκευών με χωρητικότητα φορτίου έως και 1A.

Διάγραμμα καλωδίωσης Universal Serial Bus (USB).

Διάγραμμα καλωδίωσης υποδοχής USB

Διάγραμμα καλωδίωσης υποδοχής USB (καλώδιο και συσκευή)

Διάγραμμα καλωδίωσης υποδοχής USB (καλώδιο και συσκευή)

Τα σήματα USB μεταδίδονται μέσω δύο καλωδίων (συνεστραμμένου ζεύγους) ενός θωρακισμένου καλωδίου τεσσάρων πυρήνων.

VBUS – τάση +5 Volt του κυκλώματος ισχύος, GND – επαφή για τη σύνδεση του «περιβλήματος» του κυκλώματος ισχύος. Το μέγιστο ρεύμα που καταναλώνεται από τη συσκευή μέσω των γραμμών τροφοδοσίας διαύλου USB δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 500 mA. Τα δεδομένα μεταδίδονται μέσω των ακροδεκτών D- και D+ της υποδοχής USB. Η διαφορική μέθοδος μεταφοράς δεδομένων είναι η κύρια για USB.

Υποδοχές καλωδίων USB

Για το καλώδιο USB, χρησιμοποιούνται ειδικοί σύνδεσμοι USB. Το καλώδιο USB είναι κατευθυντικό, επομένως, για σωστή σύνδεση, οι υποδοχές USB έχουν διαφορετικές διαμορφώσεις. Υπάρχουν δύο τύποι υποδοχών USB: Τύπος Α (βλ. Εικ. 7. και Εικ. 8.) και Τύπος Β (βλ. Εικ. 9., Εικ. 10. και Εικ. 11).

Εικ.7. Κανονική υποδοχή καλωδίου USB Τύπου Α

Σύμφωνα με την προδιαγραφή 1.0, οι υποδοχές USB Type A χρησιμοποιούνται για σύνδεση "στον κεντρικό υπολογιστή", π.χ. εγκατεστημένο στην πλευρά του ελεγκτή ή του διανομέα USB.

Εικ.8. "Ιδιόκτητη" υποδοχή καλωδίου USB Τύπου Α

Σύμφωνα με την προδιαγραφή 1.0, οι υποδοχές USB Type B χρησιμοποιούνται για σύνδεση "με τη συσκευή", π.χ. για τη σύνδεση περιφερειακών συσκευών.

Εικ.9. Κανονική υποδοχή καλωδίου USB Τύπου Β. Αυτή η υποδοχή είναι κατάλληλη, για παράδειγμα,
για να συνδέσετε έναν εκτυπωτή

Εικ. 10. Κανονική υποδοχή καλωδίου USB mini τύπου Β

Εικ. 11. Υποδοχή καλωδίου Micro USB Τύπου Β. Στην εικόνα, κάτω από το σύμβολο USB, η ονομασία Τύπου Β είναι ευδιάκριτη

Στο Σχ.12. και Εικ.13. Εμφανίζονται τα καλώδια USB. Αυτά τα καλώδια USB είναι εξοπλισμένα με μια κανονική υποδοχή καλωδίου USB τύπου Α και μια υποδοχή καλωδίου USB τύπου Β μίνι.

Εικ. 12. Τα καλώδια USB είναι εξοπλισμένα με μια κανονική υποδοχή καλωδίου USB τύπου Α (στην εικόνα στα αριστερά) και μια υποδοχή καλωδίου USB τύπου Β mini (στην εικόνα στα δεξιά). Ο τύπος Β χαρακτηρίζεται ως σι

Εικ. 13. Τα καλώδια USB είναι εξοπλισμένα με μια κανονική υποδοχή καλωδίου USB τύπου Α (στην εικόνα στα αριστερά) και μια υποδοχή καλωδίου USB τύπου Β mini (στην εικόνα στα δεξιά). Ο τύπος Β χαρακτηρίζεται ως σι

Εικ. 14. Καλώδιο USB εξοπλισμένο με μια μινιατούρα υποδοχή που ονομάζεται micro USB

Το USB υποστηρίζει τροφοδοσία και αποσύνδεση συσκευών. Αυτό επιτυγχάνεται αυξάνοντας το μήκος της επαφής γείωσης του βύσματος σε σχέση με τις επαφές σήματος, βλ. Εικ. 15. Όταν συνδέεται μια υποδοχή USB, οι επαφές γείωσης κλείνουν πρώτα, τα δυναμικά των σωμάτων των δύο συσκευών εξισορροπούνται και η περαιτέρω σύνδεση των αγωγών σήματος δεν οδηγεί σε υπερτάσεις, ακόμη και αν οι συσκευές τροφοδοτούνται από διαφορετικές φάσεις ενός τριφασικό δίκτυο ηλεκτροδότησης.

Εικ. 15. Το μήκος της επαφής γείωσης (στο σχήμα, ακροδέκτης 4 GND στο επάνω μέρος) του βύσματος αυξάνεται σε σχέση με τις επαφές σήματος (στο σχήμα, ακίδα 3 D+ στο κάτω μέρος). Η επάνω επαφή είναι μεγαλύτερη από την κάτω. Αυτό σας επιτρέπει να συνδέετε και να αποσυνδέετε συσκευές χωρίς να απενεργοποιείτε την τροφοδοσία (το λεγόμενο "hot φις και αποσύνδεση")

Εικ.15.α. Το μήκος των επαφών τροφοδοσίας της υποδοχής USB της κάρτας flash (εξωτερικές επαφές στο σχήμα) αυξάνεται σε σχέση με τις επαφές σήματος (μεσαίες επαφές στο σχήμα). Αυτό σας επιτρέπει να συνδέετε και να αποσυνδέετε συσκευές χωρίς να απενεργοποιείτε την τροφοδοσία (το λεγόμενο "hot φις και αποσύνδεση")

Τα ταιριαστά μέρη των υποδοχών USB βρίσκονται σε περιφερειακές συσκευές συνδεδεμένες μέσω USB, βλ. Εικ. 16. και Εικ.17.

Εικ. 16. Υποδοχή καλωδίου USB. Το σύμβολο USB είναι καθαρά ορατό

Εικ. 17. Υποδοχή καλωδίου USB mini Type B

Εικ. 18. Σύγκριση μεγεθών υποδοχής USB. Μια κανονική υποδοχή καλωδίου USB Τύπου Α (στην εικόνα στα αριστερά), μια υποδοχή mini καλωδίου USB Τύπου Β (στην εικόνα στο κέντρο) και μια υποδοχή μικρού καλωδίου USB Τύπου Β (στην εικόνα στα δεξιά). Ο τύπος Β χαρακτηρίζεται ως σι

Η υποδοχή USB είναι ένας γενικός σειριακός δίαυλος. Σήμερα, αυτός ο σύνδεσμος σε διάφορες μορφές υπάρχει σχεδόν σε οποιοδήποτε ηλεκτρονικό gadget ή συσκευή. Ωστόσο, λόγω μακροχρόνιας λειτουργίας, μπορεί να προκύψει μια αρνητική κατάσταση - ο σύνδεσμος είτε σπάει είτε δεν έχει συγκολληθεί (λαμβάνοντας υπόψη την παρουσία υψηλών θερμοκρασιών).

Διαβάστε περισσότερα σχετικά με τον τρόπο αντικατάστασης της υποδοχής στο παρακάτω άρθρο. Θα πρέπει να θυμάστε ότι εάν χρησιμοποιείτε όλες τις δεδομένες μεθόδους, τότε μόνο με δικό σας κίνδυνο και κίνδυνο! Κατά κανόνα, όταν ένας μη επαγγελματίας προσπαθεί να επισκευάσει μόνος του πολύπλοκα ηλεκτρονικά, όλα τελειώνουν εξαιρετικά άσχημα.

Εάν συμβεί η κατάσταση που περιγράφεται παραπάνω, πολλοί επαγγελματίες συμβουλεύουν να αγοράσετε μια νέα υποδοχή. Για την τιμή κοστίζει απλές δεκάρες. Πωλείται σε οποιοδήποτε κατάστημα ηλεκτρονικών υπολογιστών.

Για να μην μπερδέψετε το βύσμα με τίποτα, καλύτερα να πάτε για ψώνια με τον παλιό σύνδεσμο (που έπεσε). Πρέπει να αγοράσετε ακριβώς το ίδιο. Ακολουθεί ένα σύνολο εργαλείων που θα χρειαστείτε οπωσδήποτε για να αντικαταστήσετε τον σύνδεσμο:

• ροή συγκόλλησης?
• συγκολλητικό σίδερο με λεπτή άκρη.
• κολοφώνιο;
• κόλλα μετάλλων.

Η τυπική υποδοχή UBS έχει πολλές ακίδες. Είναι εξαιρετικά σημαντικό αυτές οι ακίδες να ταιριάζουν στις διόδους που προορίζονται για αυτές. Αλλά πριν τοποθετήσετε το βύσμα στην πλακέτα, συνιστάται να καθαρίσετε τις επαφές.

Αυτό γίνεται χρησιμοποιώντας μια συνηθισμένη λαστιχένια γόμα, η οποία χρησιμοποιείται για την αφαίρεση ενός απλού μολυβιού από το χαρτί. Αυτό θα εξαλείψει την πιθανότητα κακής επαφής μετά τη συγκόλληση.

Θα πρέπει να σημειωθεί αμέσως ότι συνιστάται η συγκόλληση των καλωδίων με τέτοιο τρόπο ώστε να μην προεξέχει περίσσεια συγκόλλησης. Άλλωστε, άγει ηλεκτρισμό, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να βραχυκυκλώσει στη γείωση εάν η πλακέτα έχει εγκατασταθεί λανθασμένα σε φορητό υπολογιστή (ή σε οποιαδήποτε άλλη συσκευή).

Προκειμένου ένας μη επαγγελματίας να εκτελέσει σωστά τη συγκόλληση, συνιστάται η χρήση flux ή κολοφώνιο. Αυτό θα αποτρέψει τη συγκόλληση στο άκρο του συγκολλητικού σιδήρου.

Ως αποτέλεσμα, η συγκόλληση θα είναι τακτοποιημένη και ανθεκτική.

Είναι εξαιρετικά σημαντικό να μην υπερθερμανθεί η ίδια η σανίδα κατά τη διάρκεια της συγκόλλησης. Άλλωστε, υπάρχουν μονοπάτια σε αυτό. Εάν υπερθερμανθούν, μπορεί να ανέβουν, γεγονός που θα διαταράξει ολόκληρη τη λειτουργία της συσκευής.

Το βίντεο θα δείξει πώς μπορείτε να αντικαταστήσετε μόνοι σας την υποδοχή USB σε φορητό υπολογιστή: