Raspored pinova različitih vrsta USB priključaka: raspored kontakata micro i mini USB + nijanse lemljenja

USB sučelje popularan je oblik tehnološke komunikacije na mobilnim i drugim digitalnim uređajima. Priključci ove vrste često se pojavljuju na osobnim računalima različitih konfiguracija, perifernim računalnim sustavima, na mobilnim telefonima itd.

Značajka tradicionalnog sučelja – USB raspored pinova male površine. Za rad se koriste samo 4 pina (kontakta) + 1 uzemljivačka zaštitna linija. Međutim, novije naprednije modifikacije (USB 3.0 Powered-B ili Type-C) karakterizira povećanje broja radnih kontakata. O čemu ćemo govoriti u ovom materijalu. Također ćemo opisati strukturu sučelja i značajke spajanja kabela na kontakte priključaka.

Vrste USB priključaka

Kratica «USB» nosi skraćenu oznaku koja se u cjelovitom obliku čita kao «Universal Series Bus» – univerzalna serijska sabirnica, zahvaljujući primjeni koje se ostvaruje brza razmjena digitalnih podataka.

Univerzalnost USB sučelja ističe se:

• niskom potrošnjom energije;
• unifikacijom kabela i priključaka;
• jednostavnim protokoliranjem razmjene podataka;
• visokom razinom funkcionalnosti;
• širokom podrškom upravljačkih programa (drivera) različitih uređaja.

Kakva je struktura USB sučelja i koje vrste USB tehnoloških priključaka postoje u suvremenom svijetu elektronike? Pokušajmo shvatiti.

Tehnološka struktura sučelja USB 2.0

Priključci koji pripadaju proizvodima iz grupe specifikacija 1.x – 2.0 (stvoreni prije 2001. godine) spajaju se na četverožični električni kabel, gdje su dva vodiča napojna, a druga dva prenose podatke.

Također u specifikacijama 1.x – 2.0 spajanje servisnih USB priključaka uključuje priključivanje zaštitnog pletenog omotača – u biti, petog vodiča.

Ovako izgleda fizička izvedba normalnih USB priključaka koji pripadaju drugoj specifikaciji. Lijevo su navedene izvedbe tipa «muški», desno su navedene izvedbe tipa «ženski» i odgovarajući raspored pinova za obje varijante.

Postojeće izvedbe konektora univerzalne serijske sabirnice navedenih specifikacija predstavljene su u tri varijante:

1. Normalni – tip «A» i «B».
2. Mini – tip «A» i «B».
3. Mikro – tip «A» i «B».

Razlika svih tri vrste proizvoda leži u konstrukcijskom pristupu. Ako su normalni konektori namijenjeni za korištenje na stacionarnoj opremi, konektori «mini» i «mikro» napravljeni su za primjenu u mobilnim uređajima.

Ovako izgleda fizička izvedba konektora druge specifikacije iz serije «mini» i, sukladno tome, oznake za konektore Mini USB – tzv. raspored pinova, na temelju kojeg korisnik izvodi kabelski spoj.

Stoga se posljednje dvije vrste odlikuju minijaturnom izvedbom i nešto izmijenjenim oblikom konektora.

Tablica rasporeda pinova standardnih konektora tipa «A» i «B»

Uz izvedbe konektora tipa «mini-A» i «mini-B», te konektora tipa «mikro-A» i «mikro-B», postoje i modifikacije konektora tipa «mini-AB» i «mikro-AB».

Karakteristična značajka takvih konstrukcija je izvedba raspajanja vodiča USB na 10-pinskoj kontaktnoj pločici. Međutim, u praksi se takvi konektori rijetko koriste.

Tablica rasporeda pinova sučelja Micro USB i Mini USB konektora tipa «A» i «B»

Tehnološka struktura sučelja USB 3.x

U međuvremenu je usavršavanje digitalne opreme već do 2008. godine dovelo do moralnog zastarijevanja specifikacija 1.x – 2.0.

Ove vrste sučelja nisu omogućavale povezivanje nove opreme, na primjer, vanjskih tvrdih diskova, na način koji bi osigurao veću (više od 480 Mbit/s) brzinu prijenosa podataka.

Sukladno tome, pojavilo se potpuno drugo sučelje, označeno specifikacijom 3.0. Razvoj nove specifikacije karakterizira ne samo povećana brzina, već i povećana jačina struje – 900 mA naspram 500 mA za USB 2.0.

Jasno je da je pojava takvih konektora omogućila opsluživanje većeg broja uređaja, od kojih se dio može napajati izravno sa sučelja univerzalne serijske sabirnice.

Modifikacija USB 3.0 konektora različitih tipova: 1 – izvedba «mini» tipa «B»; 2 – standardni proizvod tipa «A»; 3 – razvoj serije «micro» tipa «B»; 4 – standardna izvedba tipa «C»

Kao što se vidi na gornjoj slici, sučelja treće specifikacije imaju više radnih kontakata (pinova) nego prethodna – druga verzija. Ipak, treća verzija potpuno je kompatibilna s «dvojkom».

Kako bi imali mogućnost prijenosa signala većom brzinom, projektanti konstrukcija treće verzije dodatno su opremili s četiri podatkovne linije i jednom linijom nulte kontaktne žice. Dodani kontaktni pinovi smješteni su u zasebnom redu.

Tablica oznaka pinova konektora treće verzije za raspinjanje USB kabela

Međutim, korištenje sučelja USB 3.0, posebno serije «A», pokazalo se ozbiljnim nedostatkom u konstrukcijskom smislu. Konektor ima asimetričan oblik, ali pritom nije konkretno navedena pozicija spajanja.

Razvojni inženjeri su se morali baviti modernizacijom konstrukcije, što je rezultiralo time da je 2013. godine korisnicima na raspolaganju postala varijanta USB-C.

Modernizirana izvedba priključka USB 3.1

Konstrukcija ove vrste konektora podrazumijeva dupliciranje radnih vodiča na obje strane utikača. Također na sučelju postoji nekoliko rezervnih linija.

Ova vrsta konektora našla je široku primjenu u suvremenoj mobilnoj digitalnoj tehnici.

Raspored kontakata (pinova) za sučelje tipa USB-C, koje pripada seriji treće specifikacije konektora, namijenjenih za komunikacije različite digitalne tehnike.

Vrijedi istaknuti karakteristike USB Type-C. Na primjer, brzinski parametri za ovo sučelje pokazuju razinu – 10 Gbit/s.

Konstrukcija konektora izvedena je u kompaktnom obliku i osigurava simetričnost spajanja, dopuštajući umetanje utikača u bilo kojem položaju.

Tablica raspinjanja koja odgovara specifikaciji 3.1 (USB-C)

Sljedeća razina specifikacije USB 3.2

Međutim, proces usavršavanja univerzalne serijske sabirnice aktivno se nastavlja. Na nekomercijalnoj razini već je razvijena sljedeća razina specifikacije – 3.2.

Prema dostupnim informacijama, brzinske karakteristike sučelja tipa USB 3.2 obećavaju dvostruko veće parametre od onih koje može pružiti prethodna konstrukcija.

Postizanje takvih parametara uspjelo je razvojnim inženjerima uvođenjem višepojasnih kanala, kroz koje se odvija prijenos pri brzinama od 5 i 10 Gbit/s.

Slično 'Thunderboltu', USB 3.2 koristi više traka za postizanje ukupne propusnosti, umjesto da pokušava sinkronizirati i pokretati jedan kanal dvaput.

Uzgred, valja napomenuti da je kompatibilnost perspektivnog sučelja s već postojećim USB-C potpuno podržana, budući da je priključak 'Type-C' (kao što je već spomenuto) opremljen rezervnim kontaktima (pinovima) koji omogućuju višepojasni prijenos signala.

Značajke spajanja kabela na kontakte priključaka

Ne primjećuju se nikakve posebne tehnološke nijanse kod lemljenja vodiča kabela na kontaktnim pločicama konektora. Glavno u tom procesu je osigurati podudaranje boje prethodno ogoljenih vodiča kabela s određenim kontaktom (pinom).

Obojenje vodiča unutar kabelskog sklopa koji se koristi za USB sučelja. Od vrha do dna prikazano je obojenje vodiča kabela za specifikacije 2.0, 3.0 i 3.1.

Također, ako se raspajaju modifikacije starijih verzija, treba uzeti u obzir konfiguraciju konektora, tzv. 'muških' i 'ženskih'.

Vodič zalemljen na kontaktu 'muškog' konektora mora odgovarati lemu na kontaktu 'ženskog' konektora. Uzmimo, na primjer, varijantu raspajanja kabela na kontaktima USB 2.0.

Četiri radna vodiča koja se koriste u ovoj varijanti obično su označena s četiri različite boje:

• crvenom;
• bijelom;
• zelenom;
• crnom.

Sukladno tome, svaki se vodič lemi na kontaktnu pločicu označenu specifikacijom konektora istog obojenja. Takav pristup znatno olakšava rad elektroničara i isključuje moguće pogreške tijekom raspajanja.

Slična tehnika lemljenja primjenjuje se i na konektore drugih serija. Jedina razlika u takvim slučajevima je veći broj vodiča koje je potrebno lemiti. Kako bi si olakšali posao, prikladno je koristiti specijalni alat – pouzdano lemilo za lemljenje žica u kućnim uvjetima i striper za skidanje izolacije s krajeva žila.

Bez obzira na konfiguraciju konektora, uvijek se koristi lemljenje zaštitnog vodiča. Taj se vodič lemi na odgovarajući kontakt na konektoru, Shield – zaštitni ekran.

Nisu rijetki slučajevi ignoriranja zaštitnog ekrana, kad 'specijalisti' ne vide smisla u tom vodiču. Međutim, izostanak ekrana dramatično smanjuje karakteristike USB kabela.

Stoga ne čudi da pri značajnoj dužini kabela bez ekrana korisnik ima problema u obliku smetnji.

Raspajanje konektora s dva vodiča za organizaciju napojne linije za donorski uređaj. U praksi se koriste različite varijante raspajanja, na temelju tehničkih potreba.

Lemljenje USB kabela dopušteno je na različite načine, ovisno o konfiguraciji linija priključka na određenom uređaju.

Na primjer, za povezivanje jednog uređaja s drugim u svrhu dobivanja samo napona napajanja (5V), dovoljno je zalemiti samo dvije linije na odgovarajuće pinove (kontakte).

Zaključci i koristan video na temu

Video ispod objašnjava ključne točke pinouta konektora serije 2.0 i drugih, vizualno objašnjava pojedine detalje proizvodnje postupaka lemljenja.

Posjedujući potpune informacije o pinoutu konektora univerzalne serijske sabirnice, uvijek se možete nositi s tehničkim problemom povezanim s nedostacima vodiča. Također, ove informacije će vam sigurno trebati ako trebate nestandardno povezati neki digitalni uređaj.

Želite li dopuniti gore navedeni materijal korisnim primjedbama ili vrijednim savjetima za samostalno lemljenje? Pišite komentare u bloku ispod, dodajte, po potrebi, jedinstvene fotografske materijale.

Možda su vam ostala pitanja nakon čitanja članka? Postavite ih ovdje – naši stručnjaci i kompetentni posjetitelji stranice nastojat će razjasniti nejasne točke.