Dažādu USB savienotāju veidu pinout: micro un mini USB kontaktu izvietojums + lodēšanas nianses

USB interfeiss ir populārs tehnoloģiskās komunikācijas veids mobilajās un citās digitālajās ierīcēs. Šāda veida savienotāji bieži sastopami dažādas konfigurācijas personālajos datoros, perifērijas datorsistēmās, mobilajos tālruņos utt.

Tradicionālā interfeisa īpatnība – USB pinējums ar mazu laukumu. Darbam tiek izmantoti tikai 4 pini (kontakti) + 1 zemējuma ekranēšanas līnija. Tiesa, pēdējām modernākajām modifikācijām (USB 3.0 Powered-B vai Type-C) ir raksturīgs darba kontaktu skaita pieaugums. Par to mēs runāsim šajā materiālā. Tāpat aprakstīsim interfeisa struktūru un kabeļa pielodēšanas īpatnības uz savienotāju kontaktiem.

USB savienotāju veidi

Abreviatūra «USB» nes saīsinātu apzīmējumu, kas pilnā veidā lasāms kā «Universal Series Bus» – universālā secīgā kopne, kuras pielietošanas dēļ tiek veikta ātrgaitas digitālo datu apmaiņa.

USB interfeisa universālums tiek atzīmēts:

• zems enerģijas patēriņš;
• kabeļu un savienotāju unifikācija;
• vienkārša datu apmaiņas protokolēšana;
• augsts funkcionalitātes līmenis;
• plašs dažādu ierīču draiveru atbalsts.

Kāda ir USB interfeisa struktūra, un kādi ir USB tehnoloģisko savienotāju veidi mūsdienu elektronikas pasaulē? Mēģināsim izprast.

USB 2.0 interfeisa tehnoloģiskā struktūra

Savienotāji, kas pieder pie specifikāciju grupas 1.x – 2.0 (izveidoti līdz 2001. gadam), tiek pievienoti četrdzīslu elektriskajam kabelim, kur divi vadi ir barošanas un vēl divi – datu pārraides.

Arī specifikācijās 1.x – 2.0 dienesta USB savienotāju pielodēšana paredz ekranējošās pinuma pievienošanu – būtībā piektā vada.

Tā izskatās normālo USB savienotāju fiziskais izpildījums, kas pieder pie otrās specifikācijas. Kreisajā pusē norādīti «tēva» tipa izpildījumi, labajā pusē norādīti «mātes» tipa izpildījumi un abiem variantiem atbilstošais pinējums.

Atzīmēto specifikāciju universālās secīgās kopnes savienotāju esošie izpildījumi ir pārstāvēti ar trim variantiem:

1. Normāls – tips «A» un «B».
2. Mini – tips «A» un «B».
3. Mikro – tips «A» un «B».

Visu trīs izstrādājumu veidu atšķirība ir konstruktīvajā pieejā. Ja parastie savienotāji ir paredzēti lietošanai stacionārā tehnikā, «mini» un «micro» savienotāji ir izgatavoti lietošanai mobilajās ierīcēs.

Šādi izskatās otrās specifikācijas savienotāju fiziskais izpildījums no «mini» sērijas un attiecīgi Mini USB savienotāju marķējumi – tā sauktā kontaktu izvietojuma shēma, uz kuru balstoties, lietotājs veic kabeļa savienojumu.

Tāpēc pēdējie divi veidi raksturojas ar miniatūru izpildījumu un nedaudz izmainītu savienotāja formu.

Standarta «A» un «B» tipa savienotāju kontaktu izvietojuma tabula

Līdzās «mini-A» un «mini-B» tipa savienotāju izpildījumam, kā arī «micro-A» un «micro-B» tipa savienotājiem, pastāv «mini-AB» un «micro-AB» tipa savienotāju modifikācijas.

Šādu konstrukciju atšķirīgā iezīme ir USB vadu pievadu izpildījums uz 10-pinu kontaktu laukuma. Tomēr praksē šādus savienotājus izmanto reti.

Micro USB un Mini USB interfeisa savienotāju kontaktu izvietojuma tabula «A» un «B» tipam

USB 3.x interfeisu tehnoloģiskā struktūra

Tikmēr digitālās aparatūras pilnveide jau līdz 2008. gadam noveda pie 1.x – 2.0 specifikāciju morālas novecošanas.

Šie saskarņu veidi neļāva pieslēgt jaunu aparatūru, piemēram, ārējos cietos diskus, tā, lai nodrošinātu augstāku (vairāk nekā 480 Mbit/s) datu pārraides ātrumu.

Attiecīgi pasaulē parādījās pilnīgi cits interfeiss, kas apzīmēts ar specifikāciju 3.0. Jaunās specifikācijas izstrādi raksturo ne tikai palielināts ātrums, bet arī palielināta strāvas stiprums – 900 mA pret 500 mA USB 2.0.

Skaidrs, ka šādu savienotāju parādīšanās nodrošināja lielāka skaita ierīču apkalpošanu, no kurām daļa var tikt barota tieši no universālās seriālās kopnes interfeisa.

Dažādu tipu USB 3.0 savienotāju modifikācijas: 1 – «mini» tipa «B» izpildījums; 2 – «A» tipa standarta izstrādājums; 3 – «micro» sērijas «B» tipa izstrāde; 4 – «C» tipa standarta izpildījums

Kā redzams attēlā augstāk, trešās specifikācijas saskarnēm ir vairāk darba kontaktu (pinu) nekā iepriekšējai – otrajai versijai. Tomēr trešā versija ir pilnībā saderīga ar «divnieku».

Lai varētu pārraidīt signālus ar lielāku ātrumu, trešās versijas konstrukciju izstrādātāji papildus aprīkoja ar četrām datu līnijām un vienu nulles kontakta vada līniju. Papildinātie kontaktu pini atrodas atsevišķā rindā.

Trešās versijas savienotāju spraudņu apzīmējumu tabula USB kabeļa pieslēgšanai

Tikmēr USB 3.0 saskarnes, jo īpaši «A» sērijas, izmantošana atklāja nopietnu dizaina trūkumu. Savienotājam ir asimetriska forma, bet konkrētā pievienošanas pozīcija netiek norādīta.

Izstrādātājiem bija jāmodernizē konstrukcija, kā rezultātā 2013. gadā lietotājiem bija pieejams USB-C variants.

USB 3.1 savienotāja modernizētais izpildījums

Šāda veida savienotāja konstrukcija paredz darba vadītāju dublēšanu abās spraudņa pusēs. Saskarnē ir arī vairākas rezerves līnijas.

Šis savienotāja veids ir plaši izmantots mūsdienu mobilajā digitālajā tehnikā.

Kontaktu (spraudņu) izvietojums USB-C tipa saskarnei, kas pieder trešās specifikācijas savienotāju sērijai, kas paredzēta dažādas digitālās tehnikas komunikācijām.

Ir vērts atzīmēt USB Type-C raksturlielumus. Piemēram, šīs saskarnes ātruma parametri parāda līmeni – 10 Gbit/s.

Savienotāja konstrukcija ir veidota kompaktā izpildījumā un nodrošina savienojuma simetriju, ļaujot ievietot spraudni jebkurā pozīcijā.

Pinēšanas tabula, kas atbilst 3.1 specifikācijai (USB-C)

USB 3.2 specifikācijas nākamais līmenis

Tikmēr universālās secīgās kopnes uzlabošanas process aktīvi turpinās. Nekomerciālā līmenī jau ir izstrādāts nākamais specifikācijas līmenis – 3.2.

Saskaņā ar pieejamo informāciju, USB 3.2 saskarnes ātruma parametri solās būt divreiz lielāki nekā iepriekšējā konstrukcija spēj nodrošināt.

Šādus parametrus izstrādātājiem izdevās sasniegt, ieviešot daudzjoslu kanālus, caur kuriem tiek veikta pārraide attiecīgi ar ātrumu 5 un 10 Gbit/s.

Līdzīgi «Thunderbolt», USB 3.2 izmanto vairākas joslas, lai sasniegtu kopējo caurlaidspēju, nevis mēģina sinhronizēt un darbināt vienu kanālu divreiz.

Starp citu, jāatzīmē, ka perspektīvā interfeisa saderība ar jau esošo USB-C tiek pilnībā atbalstīta, jo «Type-C» savienotājs (kā jau minēts) ir aprīkots ar rezerves kontaktiem (tapām), kas nodrošina daudzjoslu signālu pārraidi.

Kabeļa pielodēšanas īpatnības uz savienotāju kontaktiem

Ar kādiem īpašiem tehnoloģiskiem aspektiem kabeļa vadu lodēšana uz savienotāju kontaktu laukumiem neizceļas. Galvenais šajā procesā ir nodrošināt atbilstību starp iepriekš no izolācijas atbrīvoto kabeļa vadu krāsu un konkrēto kontaktu (tapu).

Krāsu marķējums vadiem kabeļa komplektā, kas tiek izmantots USB interfeisiem. No augšas uz leju attiecīgi parādīts kabeļu vadu krāsojums atbilstoši specifikācijām 2.0, 3.0 un 3.1

Tāpat, ja tiek veikta novecojušu versiju modifikāciju atlodēšana, jāņem vērā savienotāju konfigurācija, tā saukto – «tēviņš» un «mātīte».

Vads, kas pielodēts pie «tēviņa» kontakta, jāatbilst lodējumam uz «mātītes» kontakta. Ņemiet, piemēram, kabeļa atlodēšanas variantu pēc USB 2.0 kontaktiem.

Šajā variantā izmantotie četri darba vadi parasti ir apzīmēti ar četrām dažādām krāsām:

• sarkanu;
• baltu;
• zaļu;
• melnu.

Attiecīgi katrs vads tiek pielodēts pie kontaktu laukuma, kas atzīmēts ar līdzīgas krāsas savienotāja specifikāciju. Šāda pieeja ievērojami atvieglo elektroniķa darbu un novērš iespējamās kļūdas atlodēšanas procesā.

Līdzīga lodēšanas tehnoloģija tiek piemērota arī citu sēriju savienotājiem. Vienīgā atšķirība šādos gadījumos ir lielāks vadu skaits, kas jālodē. Lai atvieglotu darbu, ir ērti izmantot speciālu instrumentu – uzticamu lodāmuru vadu lodēšanai mājas apstākļos un stripēšanas instrumentu izolācijas noņemšanai no dzīslu galiem.

Neatkarīgi no savienotāju konfigurācijas, vienmēr tiek izmantota ekrāna vada lodēšana. Šis vads tiek pielodēts pie atbilstošā kontakta uz savienotāja, Shield – aizsargekrāns.

Nav reti gadījumi, kad «speciālisti» ignorē aizsargekrānu, neredzot jēgu šajā vadā. Tomēr ekrāna trūkums krasi samazina USB kabeļa raksturlielumus.

Tāpēc nav pārsteidzoši, ka, ja kabelis bez ekrāna ir ievērojama garuma, lietotājs saskaras ar problēmām traucējumu veidā.

Savienotāja atlodēšana ar diviem vadiem barošanas līnijas organizēšanai donora ierīcei. Praksē tiek izmantoti dažādi atlodēšanas varianti, pamatojoties uz tehniskajām vajadzībām.

USB kabeli ir atļauts lodēt dažādos veidos, atkarībā no porta līniju konfigurācijas konkrētajā ierīcē.

Piemēram, lai savienotu vienu ierīci ar otru tikai barošanas sprieguma (5V) iegūšanai, ir pietiekami pielodēt pie atbilstošajiem tapām (kontaktiem) tikai divas līnijas.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Zemāk redzamais videoklips izskaidro galvenos 2.0 sērijas un citu savienotāju pinouta aspektus, vizuāli parādot atsevišķas lodēšanas procedūru detaļas.

Ja Jums ir pilnīga informācija par universālās seriālās kopnes savienotāju pinoutu, Jūs vienmēr varat tikt galā ar tehnisku problēmu, kas saistīta ar vadītāju defektiem. Šī informācija noteikti noderēs arī tad, ja nepieciešams nestandarta veidā savienot kādas digitālās ierīces.

Vai Jūs vēlaties papildināt iepriekš minēto materiālu ar noderīgiem komentāriem vai vērtīgiem padomiem par paša veiktu lodēšanu? Rakstiet komentārus zemāk esošajā blokā, pievienojiet, ja nepieciešams, unikālus foto materiālus.

Varbūt Jums pēc raksta izlasīšanas vēl ir palikuši jautājumi? Uzdodiet tos šeit – mūsu eksperti un kompetentie vietnes apmeklētāji centīsies noskaidrot neskaidros momentus.