Pinbelegung verschiedener Arten von USB-Anschlüssen: Pinbelegung von Mikro- und Mini-USB-Kontakten + Entlötungsnuancen

Die USB-Schnittstelle ist eine beliebte Form der technologischen Kommunikation auf mobilen und anderen digitalen Geräten. Anschlüsse dieser Art finden sich häufig auf PCs verschiedener Konfigurationen, peripheren Computersystemen, auf Mobiltelefonen usw.

Ein Merkmal der herkömmlichen Schnittstelle ist eine kleine USB-Pinbelegung. Für Arbeiten werden nur 4 Stifte (Kontakte) + 1 Erdungsabschirmungsleitung verwendet. Die neuesten erweiterten Modifikationen (USB 3.0 Powered-B oder Typ C) sind zwar durch eine Zunahme der Anzahl der Arbeitskontakte gekennzeichnet. Worüber wir in diesem Material sprechen werden. Wir beschreiben auch die Struktur der Schnittstelle und die Merkmale der Kabelverdrahtung an den Anschlussstiften.

Arten von USB-Anschlüssen

Die Abkürzung "USB" trägt eine Abkürzung, die in ihrer Gesamtheit als "Universal Series Bus" lautet - ein universeller serieller Bus, aufgrund dessen ein digitaler Hochgeschwindigkeitsdatenaustausch durchgeführt wird.

Die Vielseitigkeit der USB-Schnittstelle wird festgestellt:

• geringer Stromverbrauch;
• Vereinheitlichung von Kabeln und Steckern;
• einfache Protokollierung des Datenaustauschs;
• hohes Maß an Funktionalität;
• breite Unterstützung für Treiber verschiedener Geräte.

Wie ist die USB-Schnittstelle aufgebaut und welche Arten von USB-Technologie-Anschlüssen gibt es in der modernen Welt der Elektronik? Versuchen wir es herauszufinden.

Technologischer Aufbau der USB 2.0-Schnittstelle

Die Steckverbinder für Produkte der Spezifikationsgruppe 1.x - 2.0 (erstellt vor 2001) werden an ein vieradriges Elektrokabel angeschlossen, bei dem zwei Leiter die Stromversorgung und zwei weitere Daten übertragen.

In den Spezifikationen 1.x - 2.0 schlägt die Verkabelung der Service-USB-Anschlüsse vor, ein Abschirmgeflecht anzuschließen - tatsächlich den fünften Leiter.

Dies ist das physische Design der normalen USB-Anschlüsse in Bezug auf die zweite Spezifikation. Links sind die Versionen des Typs "Vater", rechts die Versionen des Typs "Mutter" und die Pinbelegung für beide Optionen

Bestehende Versionen von universellen seriellen Busanschlüssen mit den gekennzeichneten Spezifikationen werden durch drei Optionen dargestellt:

1. Normal - Geben Sie "A" und "B" ein.
2. Mini - Geben Sie "A" und "B" ein.
3. Micro - Geben Sie "A" und "B" ein.

Der Unterschied zwischen allen drei Produkttypen liegt im Designansatz. Wenn normale Steckverbinder für die Verwendung an stationären Geräten vorgesehen sind, werden Mini-Steckverbinder und Mikrosteckverbinder für die Verwendung in mobilen Geräten hergestellt.

Dies ist das physikalische Design der Steckverbinder der zweiten Spezifikation aus der „Mini“ -Serie und dementsprechend die Etiketten für die Mini-USB-Steckverbinder - die sogenannte Pinbelegung, auf deren Grundlage der Benutzer eine Kabelverbindung herstellt

Daher zeichnen sich die letzten beiden Typen durch ein Miniaturdesign und eine leicht modifizierte Steckerform aus.

Pinbelegungstabelle der Standardstecker vom Typ "A" und "B"

Neben der Ausführung von Mini-A- und Mini-B-Anschlüssen sowie Micro-A- und Micro-B-Anschlüssen gibt es Modifikationen von Mini-AV- und Micro-AV-Anschlüssen.

Ein charakteristisches Merkmal solcher Strukturen ist die Ausführung der Verdrahtung von USB-Leitern auf einem 10-poligen Kontaktfeld. In der Praxis werden solche Verbinder jedoch selten verwendet.

Pinbelegung der Micro-USB- und Mini-USB-Schnittstelle für Anschlüsse vom Typ „A“ und „B“

Technologische Struktur von USB 3.x-Schnittstellen

In der Zwischenzeit führte die Verbesserung der digitalen Ausrüstung zum Zeitpunkt 2008 zu einer moralischen Alterung der Spezifikationen 1.x - 2.0.

Diese Arten von Schnittstellen ermöglichten nicht den Anschluss neuer Geräte, z. B. externer Festplatten, so, dass eine höhere Datenübertragungsrate (mehr als 480 Mbit / s) erzielt wurde.

Dementsprechend erschien eine völlig andere Schnittstelle, gekennzeichnet mit Spezifikation 3.0. Die Entwicklung einer neuen Spezifikation zeichnet sich nicht nur durch eine erhöhte Geschwindigkeit aus, sondern ergibt auch eine erhöhte Stromstärke von 900 mA gegenüber 500 mA für USB 2/0.

Es ist klar, dass das Erscheinungsbild solcher Steckverbinder eine größere Anzahl von Geräten bediente, von denen einige direkt über die universelle serielle Busschnittstelle mit Strom versorgt werden können.

Modifikation von USB 3.0-Anschlüssen verschiedener Typen: 1 - Ausführung von "Mini" Typ "B"; 2 - Standardprodukt vom Typ "A"; 3 - Entwicklung einer Reihe von "Mikro" Typ "B"; 4 - Standardausführung vom Typ "C"

Wie Sie im obigen Bild sehen können, haben Schnittstellen der dritten Spezifikation mehr Arbeitskontakte (Pins) als die vorherige - zweite Version. Die dritte Version ist jedoch voll kompatibel mit den "zwei".

Um Signale mit einer höheren Geschwindigkeit übertragen zu können, wurden die Entwickler der Entwürfe der dritten Version mit zusätzlichen vier Datenleitungen und einer Leitung des Nullkontaktdrahtes ausgestattet. Erweiterte Kontaktstifte sind in einer separaten Reihe angeordnet.

Bezeichnungstabelle der Steckerstifte der dritten Version zur Verdrahtung des USB-Kabels

In der Zwischenzeit war die Verwendung der USB 3.0-Schnittstelle, insbesondere der A-Serie, ein schwerwiegender Konstruktionsfehler. Der Stecker hat eine asymmetrische Form, gibt jedoch nicht speziell die Verbindungsposition an.

Die Entwickler mussten sich mit der Modernisierung des Designs befassen, weshalb den Benutzern 2013 die USB-C-Option zur Verfügung stand.

Aktualisiertes USB 3.1

Bei der Konstruktion dieses Steckertyps werden die Arbeitsleiter auf beiden Seiten des Steckers dupliziert. Auch auf der Schnittstelle gibt es mehrere redundante Leitungen.

Diese Art von Steckverbinder ist in der modernen mobilen digitalen Technologie weit verbreitet.

Die Position der Pins (Pins) für die USB-C-Schnittstelle bezieht sich auf die Serie der dritten Spezifikation von Steckverbindern, die für die Kommunikation verschiedener digitaler Geräte ausgelegt sind

Es ist erwähnenswert, die Eigenschaften von USB Typ C zu beachten. Beispielsweise zeigen die Geschwindigkeitsparameter für diese Schnittstelle einen Pegel von 10 Gbit / s.

Das Design des Steckverbinders ist kompakt und bietet eine symmetrische Verbindung, die das Einstecken des Steckverbinders in jede Position ermöglicht.

Pinbelegung gemäß Spezifikation 3.1 (USB-C)

Die nächste Stufe der USB 3.2-Spezifikation

In der Zwischenzeit wird der Prozess der Verbesserung des universellen seriellen Busses aktiv fortgesetzt. Auf der Ebene der gemeinnützigen Organisationen wurde bereits die folgende Spezifikationsstufe entwickelt: 3.2.

Nach den verfügbaren Informationen versprechen die Geschwindigkeitseigenschaften einer Schnittstelle wie USB 3.2 doppelt so viele Parameter wie das vorherige Design.

Den Entwicklern gelang es, solche Parameter durch die Einführung von Multiband-Kanälen zu erreichen, über die die Übertragung mit einer Geschwindigkeit von 5 bzw. 10 Gbit / s erfolgt.

Wie Thunderbolt verwendet USB 3.2 mehrere Bänder, um die Gesamtbandbreite zu erreichen, anstatt zu versuchen, einen Kanal zweimal zu synchronisieren und auszuführen

Übrigens ist zu beachten, dass die Kompatibilität einer vielversprechenden Schnittstelle mit einem vorhandenen USB-C vollständig unterstützt wird, da der Typ-C-Anschluss (wie bereits erwähnt) mit redundanten Kontakten (Pins) ausgestattet ist, die eine Multibandsignalübertragung ermöglichen.

Merkmale der Kabelverdrahtung an den Anschlussstiften

Durch einige spezielle technologische Nuancen wird das Löten von Kabelleitern auf den Kontaktflächen der Steckverbinder nicht bemerkt. Die Hauptsache bei einem solchen Prozess ist es, vorher die Farbanpassung sicherzustellen. isoliert Kabelleiter zu einem bestimmten Kontakt (Pin).

Farbcodierung der Leiter in der Kabelbaugruppe für USB-Schnittstellen. Von oben nach unten wird das Farbschema der Kabelleiter für die Spezifikationen 2.0, 3.0 und 3.1 angezeigt.

Wenn Sie Modifikationen veralteter Versionen löten, sollten Sie auch die Konfiguration der Steckverbinder berücksichtigen, die sogenannten „Vater“ und „Mutter“.

Der auf den Kontakt des „Vaters“ gelötete Leiter sollte dem auf den Kontakt der „Mutter“ gelöteten Leiter entsprechen. Nehmen Sie zum Beispiel die Möglichkeit, das Kabel an die USB 2.0-Kontakte anzulöten.

Die vier in dieser Ausführungsform verwendeten Arbeitsleiter sind üblicherweise durch vier verschiedene Farben gekennzeichnet:

• in rot;
• weiß
• grün
• in schwarz.

Dementsprechend ist jeder Leiter mit einem Kontaktfeld verlötet, das mit einer Spezifikation eines Verbinders einer ähnlichen Farbe gekennzeichnet ist. Dieser Ansatz erleichtert die Arbeit des Elektronikingenieurs erheblich und eliminiert mögliche Fehler im Verdrahtungsprozess.

Eine ähnliche Löttechnologie gilt für Steckverbinder anderer Serien. Der einzige Unterschied in solchen Fällen ist die größere Anzahl von Leitern, die gelötet werden müssen. Um Ihre Arbeit zu vereinfachen, können Sie bequem ein Spezialwerkzeug verwenden - einen zuverlässigen Lötkolben zum Löten von Drähten zu Hause und Stripper Isolierung von den Enden der Kerne zu entfernen.

Unabhängig von der Konfiguration der Steckverbinder wird immer das Löten des Schirmleiters verwendet. Dieser Leiter ist mit dem entsprechenden Stift am Stecker verlötet. Schild - Schutzschirm.

Es gibt häufige Fälle, in denen der Schutzschirm ignoriert wird, wenn „Spezialisten“ den Punkt in diesem Handbuch nicht verstehen. Das Fehlen eines Bildschirms verringert jedoch die Leistung des USB-Kabels erheblich.

Daher ist es nicht überraschend, wenn der Benutzer bei einer signifikanten Kabellänge ohne Bildschirm Probleme in Form von Interferenzen erhält.

Verdrahtung des Steckers mit zwei Leitern zur Organisation der Stromleitung für das Spendergerät. In der Praxis werden je nach technischen Anforderungen unterschiedliche Verdrahtungsoptionen verwendet.

Das Löten eines USB-Kabels ist je nach Konfiguration der Anschlussleitungen eines bestimmten Geräts auf unterschiedliche Weise möglich.

Um beispielsweise ein Gerät mit einem anderen zu verbinden, um nur die Versorgungsspannung (5 V) zu erhalten, müssen nur zwei Leitungen an die entsprechenden Stifte (Kontakte) gelötet werden.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Das folgende Video zeigt die wichtigsten Pinbelegungspunkte der Steckverbinder der Serie 2.0 und anderer Anschlüsse und erläutert visuell die einzelnen Details der Lötvorgänge.

Mit vollständigen Informationen zur Pinbelegung von universellen seriellen Bussteckern können Sie immer das technische Problem bewältigen, das mit Leiterdefekten verbunden ist. Diese Informationen sind auch nützlich, wenn Sie nicht standardmäßige digitale Geräte anschließen müssen.

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