Natuke USB ajalugu

Universaalse jadasiini ehk USB väljatöötamist alustas 1994. aastal India-Ameerika insener Ajay Bhatt Intelist ja tema juhtivate arvutifirmade spetsialistide osakond nimega USB-IF (USB Implementers Forum, Inc). Porti arendavasse ettevõttesse kuulusid Inteli, Compaqi, Microsofti, Apple'i, LSI ja Hewlett-Packardi esindajad. Arendajate ees seisis ülesanne leiutada enamikele seadmetele universaalne, Plug&Play põhimõttel töötav port, kui seade peale arvutiga ühendamist kas kohe tööle hakkas või peale vajaliku tarkvara (draiverite) installeerimist. Uus põhimõte peaks asendama LPT- ja COM-porti ning andmeedastuskiirus peaks olema vähemalt 115 kbit/s. Lisaks pidi port olema paralleelne, et korraldada sellega mitme allika ühendamine ning võimaldada ka seadmete “kuuma” ühendamist ilma arvutit välja lülitamata või taaskäivitamata.

Esimene mittetööstuslik näidis USB-pordist, mille kodeering on 1.0 ja mis on võimeline edastama andmeid kuni 12 Mbit/s. võeti kasutusele 1995. aasta lõpus – 1996. aasta alguses. 1998. aasta keskel uuendati porti stabiilse ühenduse tagamiseks automaatse kiiruse säilitamisega ja see suutis töötada kiirusega 1,5 Mbit/s. Selle modifikatsiooniks sai USB 1.1. Alates 1997. aasta keskpaigast lasti välja esimesed selle pistikuga emaplaadid ja seadmed. 2000. aastal ilmus USB 2.0, mis toetab kiirust 480 Mbit/s. Peamine disainipõhimõte on võimalus ühendada porti vanemaid USB 1.1 seadmeid. Samal ajal ilmus selle pordi jaoks esimene 8-megabaidine välkmälu. 2008. aastat USB-kontrolleri täiustustega kiiruse ja võimsuse osas tähistas pordi 3. versiooni väljalaskmine, mis toetab andmeedastust kiirusega kuni 4,8 Gbit/s.

USB-pistikute ühendamisel kasutatavad põhimõisted ja lühendid

VCC (Voltage at the Common Collector) või Vbus– toiteallika positiivne potentsiaalne kontakt. USB-seadmete puhul on see +5 volti. Raadioelektrilistes ahelates vastab see lühend bipolaarsete NPN ja PNP transistoride toitepingele.

GND (maa) või GND_DRAIN- negatiivse võimsusega kontakt. Seadmetes (sh emaplaatidel) on see ühendatud korpusega, et kaitsta staatilise elektri ja väliste elektromagnetiliste häirete allikate eest.

D- (andmed -)- nullpotentsiaaliga infokontakt, mille suhtes toimub andmeedastus.

D+ (andmed+)– infokontakt loogilise “1-ga”, mis on vajalik andmete edastamiseks hostist (PC) seadmesse ja vastupidi. Füüsiliselt on protsess erinevate töötsüklite ja +5 V amplituudiga ristkülikukujuliste positiivsete impulsside edastamine.

Mees– USB-pistiku pistik, mida rahvasuus nimetatakse "meessoost".

Naine– USB-pistik või emane.

A-seeria, B-seeria, mini-USB, mikro-A, mikro-B, USB 3.0– USB-seadmete pistikute erinevad modifikatsioonid.

RX (vastuvõtt)- andmete vastuvõtt.

TX (edastus)- andmete ülekanne.

-StdA_SSRX- negatiivne kontakt andmete vastuvõtmiseks USB 3.0 kaudu SuperSpeed ​​​​režiimis.

+StdA_SSRX- positiivne kontakt andmete vastuvõtmiseks USB 3.0 kaudu SuperSpeed ​​​​režiimis.

-StdA_SSTX- negatiivne kontakt andmete edastamiseks USB 3.0-le SuperSpeed ​​​​režiimis.

+StdA_SSTX- positiivne kontakt andmete edastamiseks USB 3.0-le SuperSpeed ​​​​režiimis.

DPWR– lisatoitepistik USB 3.0 seadmete jaoks.

USB-pistiku pistik

Spetsifikatsioonide 1.x ja 2.0 puhul on USB-pistiku väljund identne.

Nagu jooniselt näeme, on jalgadel 1 ja 4 ühendatud seadme perifeeria jaoks toitepinge ning infoandmed edastatakse kontaktide 2 ja 3 kaudu. Kui kasutate viie kontaktiga mikro-USB-pistikut, vaadake järgmist joonist.

Nagu näete, ei ole standardspetsifikatsioonis ette nähtud 4 kontakti kasutamist. Kuid mõnikord kasutatakse kontakti 4 seadme positiivseks toiteks. Enamasti on need energiamahukad tarbijad, mille vool kipub USB 2.0 pistiku jaoks maksimaalselt lubatud, nagu allpool arutatakse. Vastavalt standardile on igal juhtmel oma värv. Seega on positiivne toitekontakt ühendatud punase juhtmega, negatiivne musta juhtmega, andmesignaal läheb mööda valget ja positiivne infosignaal data+ läbib rohelise. Lisaks kasutavad kvaliteetsed kaablid seadmete kaitsmiseks välismõjude eest pistikute metallosade varjestust, lühistades välise metalliseeritud kaablipunu korpusega. Teisisõnu saab kaabli varjestuse ühendada pistiku negatiivse toiteallikaga (kuid see tingimus ei ole kohustuslik). Ekraani kasutamine võimaldab parandada andmeedastuse stabiilsust, suurendada kiirust ja rakendada seadmele pikemat kaabli pikkust.

Kui kasutate tahvelarvutiga mikro-USB-OTG-kaablit, ühendatakse 4. kasutamata kontakt miinusjuhtmega. Kaabli skeem on selgelt esitatud 4pda.ru joonisel. Sellisel juhul on rangelt keelatud anda pistiku 4. kontaktile positiivset toidet, mis põhjustab kas USB-pordi kontrolleri või OTG-kontrolleri rikke!

Mis puudutab USB 2.0 pistiku spetsifikatsiooni, siis allpool on põhiomaduste tabel.

Spetsifikatsioon näitab ka, et kasuliku signaali filtreerimiseks saab andmesiini ja negatiivse toitekontakti (maandus) vahelist maksimaalset mahtuvust kasutada mahtuvusega kuni 10uF (minimaalne 1uF). Kondensaatori suuremat väärtust ei soovitata kasutada, kuna maksimumilähedasel kiirusel hilinevad impulsside rinded, mis viib USB-pordi kiirusomaduste kadumiseni.

USB-portide väliste pistikute ühendamisel emaplaadiga peaksite pöörama erilist tähelepanu juhtmete õigele ühendamisele, kuna Data - ja Data + teabesignaalide segi ajamine pole nii ohtlik kui toitejuhtmete vahetamine. Sellisel juhul muutub elektroonikaseadmete parandamise kogemuse põhjal ühendatud seade sageli kasutuskõlbmatuks! Ühendusskeemi tuleb vaadata emaplaadi juhendist.

Jääb veel lisada, et USB 2.0 pistikuga ühendatud seadmete kaablite rakendamiseks on kinnitatud juhtme iga juhtme ristlõike standard.

AWG on Ameerika traadigabariidi märgistussüsteem.

Liigume nüüd edasi USB 3.0 pordi juurde

USB 3.0 pordi teine ​​nimi on USB Super Speed, mis on tingitud suurenenud andmeedastuskiirusest kuni 5 Gb/sek. Kiirusenäitajate suurendamiseks kasutasid insenerid nii saadetud kui ka vastuvõetud andmete täisdupleksset (kahejuhtmelist) edastamist. Tänu sellele tekkis konnektorisse 4 lisakontakti -/+ StdA_SSRX ja -/+StdA_SSTX. Lisaks nõudsid suurenenud kiirused uut tüüpi suurema voolutarbimisega kontrolleri kasutamist, mis tõi kaasa vajaduse kasutada USB 3.0 pesas (DPWR ja DGND) täiendavaid toitekontakte. Uut tüüpi pistikut hakati nimetama USB Powered B-ks. Ütleme kõrvalepõikena, et esimesed Hiina mälupulgad selle pistiku jaoks valmistati juhtudel, kui ei võetud arvesse nende kontrollerite soojuslikke omadusi ja selle tulemusel said nad väga kuum ja ebaõnnestunud.

USB 3.0 pordi praktiline teostus võimaldas saavutada andmevahetuskiiruseks 380 MB/sek. Võrdluseks, SATA II port (kõvakettaid ühendav) on võimeline edastama andmeid kiirusega 250 MB/sek. Lisavõimsuse kasutamine võimaldas kasutada seadmeid, mille pistikupesas on maksimaalne voolutarve kuni 900mA. Nii saab ühendada kas ühe seadme või kuni 6 vidinat tarbimisega 150mA. Sellisel juhul saab ühendatud seadme minimaalset tööpinget vähendada 4 V-ni. Pistiku suurenenud võimsuse tõttu pidid insenerid piirama USB 3.0 kaabli pikkust 3 m-ni, mis on selle pordi vaieldamatu puudus. Allpool pakume standardset USB 3.0 pordi spetsifikatsiooni

USB 3.0 pistiku väljund on järgmine:

Operatsioonisüsteemidel alates Windows 8, MacBook Airi ja MacBook Pro uusimatest versioonidest ning Linuxist koos tuuma versiooniga 2.6.31 on täielik tarkvara tugi USB 3.0 spetsifikatsioonile. Tänu kahe täiendava toitekontakti kasutamisele USB 3.0 Powered-B pesas on võimalik ühendada seadmeid kandevõimega kuni 1A.

Mikro-USB-pistiku pistik— tehnoloogiline protsess ei seisa paigal. Erinevate digitaalseadmete kaasaegsed mudelid erinevad silmatorkavalt nende vanematest mudelitest. Muutunud pole mitte ainult nende välimus ja sisemine varustus, vaid ka arvutite ja laadijatega ühendamise viisid. Kui veel 5-7 aastat tagasi paljudel telefonidel ja isegi kaameratel see võimalus puudus. Kuid hetkel saab absoluutselt iga digiseadme ühendada personaalarvuti või sülearvutiga. Telefon, pleier, nutitelefon, tahvelarvuti, videokaamera, pleier või kaamera – need kõik on varustatud pistikutega, mis võimaldavad neid teiste seadmetega ühendada.

Micro USB pistikud. USB-pistikute tüübid, nende omadused

Kuid nagu näete kergesti, on pistik erinev. Ja millegipärast ei saa telefoniga kaasa ostetud juhet lemmikpleieriga kasutada. Selle tulemusena koguneb hunnik kaableid, sa lähed neis pidevalt segadusse ega saa aru, miks oli võimatu üht juhet kõigi seadmete ühendamiseks sobivaks teha. Kuid nagu me teame, seda ei juhtu. Kuigi nüüd on olemas enam-vähem tavaline pistik, vähemalt nutitelefonide, telefonide ja tahvelarvutite jaoks. Ja selle nimi on mikro-USB. Mis see ime on ja kuidas see töötab, kuidas seda tehakse mikro-usb-pistiku pistik, räägime teile allpool.

Mikro-USB-pistik: mis see on?

Viimasel ajal on kaks kõige populaarsemat pistikut mini ja mikro-USB. Nende nimed räägivad enda eest. Need on väiksemad ja praktilisemad kujundused, mida kasutatakse väiksemates digiseadmetes, et säästa ruumi ja luua ehk elegantsem välimus. Näiteks tahvelarvuti mikro-USB-pistik on peaaegu 4 korda väiksem kui tavaline USB 2.0 ja arvestades, et seade ise on mitu korda väiksem kui personaalarvuti või isegi sülearvuti, on see valik lihtsalt ideaalne. Kuid siin on ka mõned nüansid.

Näiteks ei saa enam kunagi vähemaks teha, nii et mikro-USB-pistikuid ei saa isegi mini-USB-ga asendada. Kuigi mõnel juhul on vastuvõetav vastupidine protsess. Ja tõenäoliselt ei lõppe mikro-USB oma kätega asendamine millegi heaga. See on nii hea töö ja pealegi peate täpselt teadma, kuidas seda tehakse. mikro-usb-pistiku pistik. Lisaks hõlmab sõna "mikro" mitut tüüpi pistikuid ja peate seda meeles pidama. Eriti kui proovite uut traati osta. Teie tahvelarvuti mikro-USB ei pruugi ühilduda ostetud kaabli otsas oleva pistikuga.

Sordid

Mikro-USB-pistikud võivad olla kahte täiesti erinevat tüüpi. Neil on erinevad kasutusvaldkonnad ja vastavalt sellele näevad nad välja erinevad. Esimest tüüpi nimetatakse mikro-USB 2.0-ks. tüüp B - seda kasutatakse seadmetes vaikimisi ja see on nutitelefonide ja tahvelarvutite uusimate mudelite jaoks ütlemata standard, seetõttu on see väga levinud ja peaaegu igal inimesel kodus on vähemalt üks mikro-USB 2.0 kaabel. tüüp B.

Teine tüüp on mikro-USB 3.0 - neid pistikuid ei installita tahvelarvutitesse, kuid neid võib leida mõne kaubamärgi nutitelefonides ja telefonides. Enamasti kasutatakse neid väliste kõvaketaste varustamiseks.

Eelised

Tahvelarvutite mikro-USB-pistikute peamised eelised on pistiku tihedus ja töökindlus. Kuid see asjaolu ei välista probleemide võimalust nende konkreetsete komponentidega, eriti asjatundmatute paranduste ja mikro-USB-pistiku ühendamise katsete korral. Kõige sagedamini on rikke põhjuseks digiseadmete omanike endi hoolimatus. Äkilised liigutused, põrandale või isegi asfaldile kukkunud tahvelarvutid ja telefonid, eriti sellel küljel, kus pistik ise asub, üritavad midagi oma kätega ilma vastavate teadmisteta parandada – need on peamised põhjused, miks isegi kõige vastupidavamad osad USB-pordid ei tööta. Kuid juhtub, et see juhtub seadme kulumise, ebaõige kasutamise või tootmisdefektide tõttu.

Kõige sagedamini on rikke põhjuseks kas mikro-USB-pistikud ise või nendega külgnevad ja nendega vooluringis ühendatud osad. Iga kogenud käsitöölise jaoks on selle väljavahetamine mõne minuti küsimus, kuid mitte igaüks ei saa seda kodus teha. Kui olete endiselt huvitatud sellest, kuidas saate mikro-USB-pistikut ise parandada ja kuidas seda tehakse mikro-usb-pistiku pistik(või teisisõnu lahtijootmine). Siis peate mõistma, et see protsess, ehkki mitte kõige pikem ja raskem, kui läheneda sellele targalt ja asjakohast teavet eelnevalt lugedes. Mõned näpunäited antakse allpool.

Mikro-USB-pistik: mikro-usb-pistiku väljund

Nagu teate, on tavaliste portide ja pistikutega kõik lihtne - peate lihtsalt pildistama nende pistiku esiosa, kuid peegelpildis, ja jootma selle. USB mini- ja mikrotüüpidega on kõik veidi erinev. Nende pistikud sisaldavad 5 kontakti, kuid B-tüüpi pistikutel kontaktnumbrit 4 ei kasutata ja tüübil A on see suletud GND-le, mis on viiendal kohal.

Mikro-USB-pistiku “jalgade” funktsioonid

Kuna enamikul kaasaegsetel tahvelarvutitel on mikro-USB, mis ei toimi mitte ainult laadimiseks, vaid ka sünkroonimiseks, tekivad sellega probleeme sagedamini pistiku sagedasema kasutamise tõttu.

Niisiis, nagu eespool mainitud, on tavalisel mikro-USB-pistikul viis “jalga”. Üks on positiivne, viie voldi juures, ja üks on negatiivne. Need asuvad pistiku erinevatel külgedel ja kannatavad vastavalt emaplaadist eraldamisel vähem. Ainult üks pistiku „jalg”, mis on sagedamini kui teised kontaktpadjalt välja tõmmatud, on rohkem kulunud. See asub miinusjalale lähemal. Kui see kontakt on kahjustatud, ei saa seadet laadida. See tähendab, et süsteem näeb toiteallikat, kuid laadimisprotsessi ei toimu.

Ülejäänud kaks “jalga” vastutavad sünkroonimise eest, st fotode, muusika jms üles- ja allalaadimise eest. Nad teevad seda samal ajal, nii et ühe eraldamine toob kaasa teise töö lõpetamise.

Teades "jalgade" funktsioone, saate kindlaks teha, millised kontaktid põhjustavad teil probleeme ja milliseid neist peate tahvelarvuti uuesti tööle panemiseks jootma.

Mikro-USB-pistiku vale pistik või selle vale asendamine - tagajärjed

Kui mikro-USB on valesti joodetud, seisavad omanikud enamasti silmitsi järgmiste probleemidega:

1. Toiteallika lühised, kui need on ümberpööratud tüüpi joodetud.
2. Tahvelarvuti tuvastab laadimisjuhtme, kuid aku (aku) ei lae.
3. Tahvelarvuti aku laeb ideaalselt, kuid see ei sünkrooni sülearvuti ega arvutiga.
4. Tahvelarvuti töötab kenasti, aga vahel “tuletab” meelde, et ise jootmise asemel tuleks see töökotta viia (nt laadimine ei alga kohe peale sisselülitamist või vahel tuleb juhe välja tõmmata ja uuesti sisestada mitu korda enne laadimise algust).

Micro USB tulevik

Kuna need on tänapäeval ühed populaarseimad pordid, siis kui õpite, kuidas neid üks kord muuta ja kuidas seda teha mikro-usb-pistiku pistik, aitab see oskus teid edaspidi väga sageli hädast välja. Ja ärge võtke neid telefonide ja muude digiseadmete arendamisel "kuldstandardina". Ja meil peab olema veel terve kollektsioon juhtmeid spetsiaalselt Aceri sülearvutile, Samsungi telefonile, Apple iPadile ja Nikoni kaamerale, kuid aktiivne mikropistikute kasutamine annab lootust, et peagi “buketi” asemel Meil on riiulil üks mikro-USB-kaabel, mis sobib vähemalt 90% maja seadmetest.

Mis tüüpi USB-pistikud ja -pistikud on olemas?

Mini USB vasakul, Micro USB paremal.
Mini-USB on palju paksem, mis muudab selle kasutamise võimatuks
seda kompaktsetes õhukestes seadmetes.
Mikro-USB-d on selle kahe sälgu järgi lihtne ära tunda,
hoidke ühendamisel pistikust kindlalt kinni.

Kolm venda ühest perest.
Mini USB ja Micro USB on palju õhemad kui tavaliselt.
Teisest küljest kaotavad “purud”.
vanema kamraadi usaldusväärsuses.

Seda on arendatud alates 1994. aastast ning arendusmeeskonda kuulusid IT-tehnoloogia valdkonna juhtivate ettevõtete - Microsoft, Apple, Intel jt - insenerid. Uurimisprotsessi käigus püüti taotleda üht eesmärki – leida universaalne port, mida saaks kasutada enamiku seadmete jaoks.

Nii said kasutajad USB-pistiku, mida erinevad arendajad peaaegu kohe toetasid ja mida hakati aktiivselt kasutama mitmesugustes seadmetes, alates personaalarvutitest kuni mobiilsete vidinateni. Juhtus aga nii, et selliste pistikutega kaableid ei saanud igal pool kasutada ja need olid ise erinevad ning seetõttu on mõnel vaja mini-USB-pistiku lahtijootmist vastava adapteri tegemiseks.

Kuid vähesed inimesed teavad, kuidas seda protseduuri õigesti läbi viia.

Mõisted, mida peate teadma

USB-pistiku ühendamine algab põhimõistete õppimisega:

• VCC - positiivne potentsiaalne kontakt Kaasaegsete USB-kaablite puhul on selle kontakti indikaator +5 volti, väärib märkimist, et raadioelektrilistes ahelates vastab see lühend täielikult PNP ja NPN-transistoride toitepingele.
• GND - toiteallika negatiivne potentsiaalne kontakt. Kaasaegsetes seadmetes, sealhulgas mitmesugustes emaplaatide mudelites, on see seade ühendatud korpusega, et pakkuda tõhusat kaitset staatilise elektri või väliste elektromagnetiliste häirete eest.
• D- - nullpotentsiaaliga infokontakt, mille kohta teavet edastatakse.
• D+ on teabekontakt, millel on loogiline üksus. Seda kontakti kasutatakse teabe edastamiseks hostist seadmesse või vastupidi. Füüsilisel tasandil esindab see protsess positiivse laenguga ristkülikukujuliste impulsside edastamist, samal ajal kui impulssidel on erinevad amplituudid ja töötsüklid.
• Isane on selle pistiku pistik, mida tänapäeva kasutajad, kes ühendavad hiire ja muude seadmete USB-pistiku, kutsuvad sageli "meessoost".
• Naine - pistikupesa, millesse pistik sisestatakse. Kasutajaid nimetatakse "emaks".
• RX - teabe vastuvõtmine.
• TX - teabe edastamine.

USB-OTG

OTG on meetod kahe välisseadme ühendamiseks USB-kaabli abil ilma arvutita. Samuti nimetatakse sellist mikro-USB-pistikupesa professionaalsetes ringkondades sageli USB-hostiks. Ehk siis mälupulga või mingi kõvaketta saab seega otse ühendada tahvelarvuti või mobiiltelefoniga samamoodi nagu täisväärtusliku personaalarvutiga.

Lisaks saate vidinatega ühendada hiiri või klaviatuure, kui need toetavad nende kasutamist. Kaamerad ja muud vidinad on sageli printeritega niimoodi ühendatud.

Millised piirangud sellel on?

Seda tüüpi mikro-USB-pistiku piirangud on järgmised:

Näiteks kui me räägime mingisuguse USB-mälupulga ühendamisest telefoniga, siis sel juhul kasutatakse kõige sagedamini adapterit “USB_AF-USB_AM_micro”. Sel juhul sisestatakse pistikupessa välkmälupulk, samal ajal kui pistik on mobiiltelefoniga ühendatud.

Kaabli funktsioon

Peamine omadus, mis OTG-vormingus USB-pistiku juhtmestikku eristab, on see, et pistikus peab tihvt 4 olema ühendatud viiguga 5. Tavalises andmekaablis pole selle kontakti külge üldse midagi joodetud, vaid see pistik on nn. USB-BM mikro. Sel põhjusel peate jõudma neljanda kontaktini ja seejärel kasutama selle ühendamiseks GND-juhtmega hüppajat. Pärast seda protseduuri nimetatakse pistikule ümber USB-AM mikro. Just nende pistiku kontaktide vahelise hüppaja olemasolu võimaldab seadmel kindlaks teha, et sellega ühendatakse mõni välisseade. Kui seade seda hüppajat ei näe, toimib see passiivse seadmena ja kõiki sellega ühendatud välkmäluseadmeid lihtsalt ignoreeritakse.

Kuidas seadmeid tuvastatakse?

Paljud inimesed usuvad, et OTG-režiimis ühenduse loomisel määravad mõlemad seadmed täielikult automaatselt kindlaks, milline neist on host ja milline ori. Tegelikult määrab sel juhul ainult kasutaja, kes täpselt sel juhul on peremees, kuna millisesse seadmesse sisestatakse 4–5 kontakti vahelise hüppajaga pistik, siis on neist host.

Kuidas seda teha?

Läbi poolläbipaistva isolatsiooni näete mitut mitmevärvilist traati. Peate sulatama musta traadi lähedal oleva isolatsiooni, seejärel jootma hüppaja ühe otsa GND-tihvti. Vastasküljel näete valget traati, samuti kasutamata tihvti. Sel juhul peame sulatama isolatsiooni kasutamata kontakti lähedal ja seejärel jootma selle külge hüppaja teise otsa.

Väärib märkimist, et mikro-USB-pistiku juhtmestiku skeem on palju lihtsam.

Lahtiharutatud pistik, mille varustasite hüppajaga, tuleb isoleerida, selleks kasutatakse spetsiaalset termokahanevat toru. Pärast seda peate lihtsalt pikendusjuhtme küljest võtma "ema" ja jootma selle meie värviga sobivasse pistikusse. Kui kaablid on varjestatud, siis tuleb muuhulgas ka varjestused ühendada.

Kas seda saab laadida?

Kui välisseadmed on seadmega ühendatud OTG kaudu, peab see seda toitma, mis võib oluliselt vähendada seadme üldist tööaega sisseehitatud aku kaudu. Sellega seoses mõtlevad paljud inimesed, kas sellist seadet on võimalik välise allika kaudu laadida. See on võimalik, kuid selleks on vaja seadme erirežiimi tuge, samuti USB-pistiku eraldi juhtmestikku laadimiseks.

Tegelikult pakuvad laadimisrežiimi kõige sagedamini kaasaegsed vidinate arendajad, kuid mitte kõik ei luba sellist protseduuri. Tuleb märkida, et sellele laadimisrežiimile üleminekuks tuleb kasutada eraldi USB-pistiku juhtmestiku skeemi, milles kontaktid on suletud läbi eraldi takisti.

30. august 2013, kell 12:26

USB-kaabli parandamine põlves

• Elektroonika algajatele

Taust

Välismaal õppimise tõttu pidin täielikult sülearvutile üle minema. Võtsin kaasa oma mänguhiire SS Kana. Muidugi pole juhtmega hiir mõeldud sagedaseks liikumiseks, aja jooksul hakkas juhe juba põhjast katkema ja kontakt hakkas üha sagedamini kaduma. Viimase kolme kuu jooksul püüdsin hiirt töös hoida, lõpetasin isegi tundidesse viimise, aga tuli P-päev ja kontakt kadus täielikult; ükski manipuleerimine ei andnud tulemusi.
Minu ahnus kalli hiire järele ja laiskus uut ostma läksid mulle vastu ja sundisid mind kontakti parandama. Teen kohe reservatsiooni, et kirjutan seda artiklit tagantjärele, ma ei kirjutanud midagi samm-sammult kirja, vaid näitan teile näitega, kuidas see on tehtud. Fotode kvaliteet jätab soovida, kuid sisu saate aru.

Varustus

Nuga. Kõik. Mul pole käepärast elektrilinti ega mingeid tööriistu.
Tavaline kööginuga. Piisavalt terav, et isolatsiooni probleemideta lõigata.
Esialgne versioon sisaldas ülikoolis saadud valitsuse jootekolbiga jootmist, kuid teatud asjaolude tõttu, mida allpool kirjeldan, pidin kõik uuesti tegema.

Esialgne versioon

Nagu ma juba ütlesin, läks kaabel katki päris alusest. Ruumi saamiseks hööveldasin pistiku noaga ja eemaldasin kõik neli juhet. Keerasin kaablipunutise ja keerasin külili, misjärel läksin ülikooli jootekolbi tooma. Nad kinkisid mulle vana jootekolvi, pooli millimeetri joodist ja purgi räbusti. Mul on jootmise kogemus, nii et see tuli hästi välja. Ainus puudus on see, et kuna kõik neli juhtmest on väga lühikesed, asuvad samal tasemel ja mul polnud isolatsiooni, osutus see omamoodi eri suundades välja paistvate juhtmete "roosiks". Proovisõit õnnestus aga edukalt – hiir ärkas ellu ja mina, enda üle uhke, naasin hostelisse.
Seal ootas mind aga pettumus. Detailidesse laskumata oli mul tõenäoliselt mustas ja punases juhtmes lühis ning sülearvuti blokeeris USB-pesa. Seetõttu, hoolimata sellest, mida ma järgmiseks tegin, hiir ei reageerinud.
Proovides seda välja mõelda, hakkasin süüdistama punutist (et see lühendab juhtmeid), lõikasin isegi ära, kuid miski ei aidanud. Lõpuks lõikasin pistiku täiesti ära ja otsustasin kõik uuesti teha. Tasuks arvuti taaskäivitada ja uuesti proovida, suure tõenäosusega hiir töötaks. Kes teab...

Ühendus on väga väike, mul pole tavalist kaamerat. Lihtsalt kõik neli juhet torkavad pistikust välja ja igaühe külge on joodetud vastav juhe. Pats on ära lõigatud, sest Arvasin, et ta lühistab juhtmed. Vahet pole.

Ühenduskaablid

Õhtul võtsin lauasahtlist hiire välja ja asusin tööle. Kõigepealt võtsin mittevajalikust mini-USB kaablist uue pistiku.

USB-kaablid ei erine üksteisest palju - neli juhet (must ja punane toite, valge ja roheline teabe jaoks) ja palmik. Seetõttu sobib iga USB-kaabel.

Remondi tegemisel kasutasin kirjeldatud meetodit. Lühidalt öeldes on mitmesoonelised kaablid ühendatud “redeli” abil. Seega ei puutu juhtmed omavahel kokku ja ühendus on õhem.
Ülejäänud traaditüki näitel näitan, kuidas seda tehakse. Kõigepealt lõigake ülemine isolatsioon ettevaatlikult umbes nelja kuni viie sentimeetri pikkuseks.


Harutage palmik lahti ja võtke see kõrvale.


Seejärel paljastame "redelil" 4 juhet - punane on ainult keeratav ots; valge on veidi pikem, et mitte punast puudutada; siis roheline. Musta puhastame kõige kaugemal. Teise kaabli paljastame täpselt samamoodi, ainult peegelpildis - ainult ots on must, siis roheline, valge ja punane päris põhjas. Seega kõrvaldame juhtmete lühise üksteisega.


Jääb vaid kaks kaablit omavahel ühendada. Me ühendame iga traadi keerdkäiguga. Loodan, et te ei aja värve segamini. Pärast keeramist on parem üleliigsed juhtmed ära lõigata, et vältida tarbetuid kontakte.


Oma variandis katsin kogu asja ka pealissoojustustükiga, et vältida punutisega kokkupuudet. Tulevikus plaanin kas kuskilt elektriteipi hankida või küsida tüdrukutelt isolatsiooniks värvitut lakki.


Peale elektriteibiga töötlemist võtab see kõik muidugi jumaliku välimuse, aga praegu jääb palmik nii veidralt rippuma. Ühendus toimib, tarbetuid kontakte pole. Hiir töötab nagu uus!

Kuid

Hiir keeldus kohe töötamast. Olin juba täielikus meeleheites, kui märkasin süsteemiteadet USB-sisendite probleemide kohta. Nagu ma juba ütlesin, siis esialgne versioon lühistas kontaktid ja sülearvuti katkestas USB-sisendid. Pärast taaskäivitamist hakkas hiir uuesti tööle. Ühendus on muidugi lühiajaline, ilma elektrilindita ei saa kuidagi, aga hiir töötab.

Tänan tähelepanu eest. Loodan, et see artikkel aitas teid.

P.S. See on minu esimene artikkel Habré kohta. Aitäh kutse eest!

USB (Universaalne jadabuss- "universaalne jadasiin" - jadaliides keskmise ja väikese kiirusega välisseadmete jaoks. Ühendamiseks kasutatakse 4-juhtmelist kaablit, millest kaks juhet kasutatakse andmete vastuvõtmiseks ja edastamiseks ning 2 juhtmest välisseadme toiteks. Tänu sisseehitatud USB elektriliinid võimaldab ühendada välisseadmeid ilma oma toiteallikata.

USB põhitõed

USB-kaabel koosneb 4 vaskjuhist - 2 toitejuhist ja 2 andmejuhtmest keerdpaaris ning maandatud punutisest (ekraan).USB kaablid on füüsiliselt erinevad näpunäited "seadmele" ja "hostile". USB-seadet on võimalik realiseerida ilma kaablita, korpusesse sisse ehitatud “to-host” otsaga. Samuti on võimalik kaabel püsivalt seadmesse integreerida(näiteks USB-klaviatuur, veebikaamera, USB-hiir), kuigi standard keelab selle täis- ja suure kiirusega seadmete puhul.

USB siin rangelt orienteeritud, st sellel on mõiste "põhiseade" (host, tuntud ka kui USB-kontroller, tavaliselt emaplaadi lõunasilla kiibi sisse ehitatud) ja "välisseadmed".

Seadmed saavad siinilt +5 V voolu, kuid võivad vajada ka välist toiteallikat. Ooterežiimi toetatakse ka seadmete ja jaoturite jaoks siini käsul, eemaldades põhitoite, säilitades samal ajal ooterežiimi toite ja lülitades selle sisse siinist käsu peale.

USB toetabSeadmete kuumalt ühendamine ja lahtiühendamine. See on võimalik tänu maanduskontakti juhtme pikkuse suurenemisele signaaliga võrreldes. Kui ühendatud USB-pistik on esimesed, kes sulgevad maanduskontaktid, muutuvad kahe seadme korpuse potentsiaalid võrdseks ja signaalijuhtmete edasine ühendamine ei too kaasa liigpingeid, isegi kui seadmed saavad toite kolmefaasilise elektrivõrgu erinevatest faasidest.

Loogilisel tasandil toetab USB-seade andmeedastus- ja vastuvõtutehinguid. Iga tehingu iga pakett sisaldab numbrit lõpp-punkt seadmes. Kui seade on ühendatud, loevad OS-i kerneli draiverid seadmest lõpp-punktide loendit ja loovad juhtandmestruktuurid, et suhelda seadme iga lõpp-punktiga. Lõpp-punktide ja andmestruktuuride kogumist OS-i tuumas nimetatakse toru.

Lõpp-punktid, ja seega kanalid, kuuluvad ühte neljast klassist:

• pidev (hulk),
• juht (kontroll),
• isokroonne (isoch),
• vahele segama.

Madala kiirusega seadmetel, näiteks hiirel, ei saa olla isokroonsed ja voolukanalid.

Juhtimiskanal mõeldud lühikeste küsimuste-vastuste pakettide vahetamiseks seadmega. Igal seadmel on juhtimiskanal 0, mis võimaldab OS-i tarkvaral lugeda seadme kohta lühiteavet, sealhulgas draiveri valimiseks kasutatavaid tootja- ja mudelikoode ning muude lõpp-punktide loendit.

Katkesta kanal võimaldab edastada lühikesi pakette mõlemas suunas, ilma vastust/kinnitust saamata, kuid tarneaja garantiiga - pakett toimetatakse kohale hiljemalt N millisekundi jooksul. Näiteks kasutatakse sisendseadmetes (klaviatuurid, hiired või juhtkangid).

Isokroonne kanal võimaldab tarnida pakette ilma kohaletoimetamise garantiita ja ilma vastuste/kinnitusteta, kuid garanteeritud tarnekiirusega N paketti siiniperioodi kohta (1 KHz madalal ja täiskiirusel, 8 KHz suurel kiirusel). Kasutatakse heli- ja videoteabe edastamiseks.

Voolu kanal tagab iga paketi kohaletoimetamise garantii, toetab andmeedastuse automaatset peatamist seadme vastumeelsuse tõttu (puhvri üle- või allajooks), kuid ei garanteeri kohaletoimetamise kiirust ja viivitust. Kasutatakse näiteks printerites ja skannerites.

Bussi aeg on jagatud perioodideks, perioodi alguses edastab kontroller kogu siinile "perioodi alguse" paketi. Seejärel edastatakse perioodi jooksul katkestuspakette, seejärel vajalikus koguses isokroonseid, ülejäänud aja jooksul edastatakse kontrollpakette ja viimasena voopakette.

Bussi aktiivne pool on alati kontroller, andmepaketi edastamine seadmest kontrollerile realiseerub kontrolleri lühikese küsimusena ja andmeid sisaldava seadme pika vastusena. Iga siiniperioodi pakettide liikumise ajakava loovad kontrolleri riistvara ja draiveri tarkvara ühiselt, selleks kasutavad paljud kontrollerid Otsene juurdepääs mälule DMA (Otsene juurdepääs mälule) - andmevahetuse režiim seadmete vahel või seadme ja põhimälu vahel ilma keskprotsessori osaluseta (PROTSESSOR). Selle tulemusena suureneb edastuskiirus, kuna andmeid ei saadeta CPU-sse edasi-tagasi.

Lõpp-punkti paketi suurus on seadme lõpp-punkti tabelisse sisse ehitatud konstant ja seda ei saa muuta. Seadme arendaja valib selle USB-standardi toetatud seadmete hulgast.

USB spetsifikatsioonid

USB omadused, eelised ja puudused:

• Suur edastuskiirus (täiskiirusega signaalimise bitikiirus) - 12 Mb/s;
• Maksimaalne kaabli pikkus suure edastuskiiruse korral on 5 m;
• Madala kiirusega signaalimise bitikiirus - 1,5 Mb/s;
• Maksimaalne kaabli pikkus väikese sidekiiruse korral on 3 m;
• Maksimaalne ühendatud seadmete arv (kaasa arvatud kordajad) - 127;
• Võimalik on ühendada erineva andmeedastuskiirusega seadmeid;
• Pole vaja paigaldada täiendavaid elemente, näiteks terminaatoreid;
• Välisseadmete toitepinge - 5 V;
• Maksimaalne voolutarve seadme kohta on 500 mA.

USB-signaale edastatakse kahe varjestatud 4-juhtmelise kaabli juhtme kaudu.

USB 1.0 ja USB 2.0 pistiku pistikupesa

Tüüp A		Tüüp B
Kahvel (kaablil)	Pistikupesa (arvutis)	Kahvel (kaablil)	Pistikupesa (välisseadmetes seade)

USB 1.0 ja USB 2.0 kontaktide nimed ja funktsionaalsed määrangud

4 GND Maapind (kere)

USB 2.0 puudused

Vähemalt maksimum USB 2.0 andmeedastuskiirus on 480 Mbit/s (60 MB/s), reaalses elus on selliste kiiruste saavutamine ebareaalne (praktikas ~33,5 MB/s). Selle põhjuseks on suured viivitused USB siinil andmeedastuse taotluse ja edastuse tegeliku alguse vahel. Näiteks FireWire, kuigi selle tippvõimsus on madalam 400 Mbps, mis on 80 Mbps (10 MB/s) väiksem kui USB 2.0, võimaldab tegelikult suuremat andmeedastusvõimsust kõvaketastele ja muudele salvestusseadmetele. Sellega seoses on USB 2.0 ebapiisav praktiline ribalaius pikka aega piiranud erinevaid mobiilseadmeid.