USB (Universaalne jadabuss- "universaalne jadasiin" - jadaliides keskmise kiirusega 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 toitejuhtmest ja 2 andmejuhtmest keerdpaaris ning maandatud punutisest (ekraan).USB kaablid neil on füüsiliselt erinevad näpunäited "seadmele" ja "hostile". USB-seadet on võimalik realiseerida ilma kaablita, korpusesse sisseehitatud “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 siini 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 korpuste potentsiaalid võrdseks ja signaalijuhtide 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 kasutatud 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.

Bussiaeg on jagatud perioodideks, perioodi alguses edastab kontroller kogu siinile "perioodi alguse" paketi. Seejärel edastatakse perioodi jooksul katkestuspakette, seejärel ülejäänud perioodi jooksul isokroonseid pakette, kontrollpakette ja viimasena voopakette.

Bussi aktiivne pool on alati kontroller, andmepaketi edastamine seadmest kontrollerile realiseerub kontrolleri lühikese küsimusena ja andmeid sisaldava seadme pika vastusena. Pakettide liikumise ajakava iga siiniperioodi jaoks luuakse kontrolleri riistvara ja draiveri tarkvara poolt, mida 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 madala 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

Andmed 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'i tippvõimsus on madalam 400 Mbps, mis on 80 Mbps (10 MB/s) väiksem kui USB 2.0, kuid see võimaldab tegelikult suuremat andmeedastusvõimsust kõvaketastele ja muudele salvestusseadmetele. Sellega seoses on USB 2.0 ebapiisav praktiline ribalaius juba pikka aega piiranud erinevaid mobiilseadmeid.

USB-liidest hakati laialdaselt kasutama umbes 20 aastat tagasi, täpsemalt alates 1997. aasta kevadest. Just siis rakendati universaalset jadasiini paljude personaalarvutite emaplaatide riistvaras. Praegu on seda tüüpi välisseadmete ühendamine arvutiga standardne, välja on antud versioone, mis on andmevahetuse kiirust oluliselt suurendanud, ja ilmunud on uut tüüpi pistikud. Proovime mõista USB spetsifikatsioone, pistikupesasid ja muid funktsioone.

Millised on universaalse jadasiini eelised?

Selle ühendusmeetodi kasutuselevõtt võimaldas:

• Ühendage arvutiga kiiresti erinevad välisseadmed klaviatuurist väliste kettaseadmeteni.
• Kasutage täielikult Plug&Play tehnoloogiat, mis lihtsustab välisseadmete ühendamist ja seadistamist.
• Mitmete aegunud liideste kasutamisest keeldumine, millel oli positiivne mõju arvutisüsteemide funktsionaalsusele.
• Siin ei võimalda mitte ainult andmeid edastada, vaid ka ühendatud seadmeid toiteallikaga varustada, koormusvoolupiiranguga 0,5 ja 0,9 A vana ja uue põlvkonna jaoks. See võimaldas kasutada USB-d nii telefonide laadimiseks kui ka erinevate vidinate (miniventilaatorid, valgustid jne) ühendamiseks.
• Võimalik on valmistada mobiilseid kontrollereid, näiteks USB RJ-45 võrgukaarti, elektroonilisi võtmeid süsteemi sisenemiseks ja väljumiseks

USB-pistikute tüübid - peamised erinevused ja omadused

Seda tüüpi ühendustel on kolm spetsifikatsiooni (versiooni), mis on üksteisega osaliselt ühilduvad:

1. Kõige esimene laialt levinud versioon on v 1. Tegemist on eelmise versiooni (1.0) täiustatud modifikatsiooniga, mis andmeedastusprotokolli tõsiste vigade tõttu prototüübi faasist praktiliselt ei väljunud. Sellel spetsifikatsioonil on järgmised omadused:

• Kaherežiimiline andmeedastus suurel ja madalal kiirusel (vastavalt 12,0 ja 1,50 Mbps).
• Võimalus ühendada rohkem kui sada erinevat seadet (sh jaoturid).
• Maksimaalne juhtme pikkus on vastavalt 3,0 ja 5,0 m suure ja väikese edastuskiiruse korral.
• Siini nimipinge on 5,0 V, ühendatud seadmete lubatud koormusvool on 0,5 A.

Tänapäeval seda standardit selle väikese läbilaskevõime tõttu praktiliselt ei kasutata.

1. Tänapäeval domineeriv teine ​​spetsifikatsioon... See standard ühildub täielikult eelmise modifikatsiooniga. Eripäraks on kiire andmevahetusprotokolli olemasolu (kuni 480,0 Mbit sekundis).

Täieliku riistvara ühilduvuse tõttu noorema versiooniga saab selle standardi välisseadmeid ühendada eelmise modifikatsiooniga. Tõsi, läbilaskevõime väheneb kuni 35-40 korda ja mõnel juhul rohkemgi.

Kuna need versioonid on täielikult ühilduvad, on nende kaablid ja pistikud identsed.

Pange tähele, et vaatamata spetsifikatsioonis määratud ribalaiusele on teise põlvkonna tegelik andmevahetuskiirus mõnevõrra väiksem (umbes 30-35 MB sekundis). Selle põhjuseks on protokolli rakendamine, mis põhjustab andmepakettide vahelisi viivitusi. Kuna tänapäevaste draivide lugemiskiirus on neli korda suurem kui teise modifikatsiooni läbilaskevõime, see tähendab, et see ei vasta praegustele nõuetele.

1. 3. põlvkonna universaalsiin on välja töötatud spetsiaalselt ebapiisava ribalaiusega seotud probleemide lahendamiseks. Spetsifikatsiooni järgi on see modifikatsioon võimeline infot vahetama kiirusega 5,0 Gbit/s, mis on ligi kolm korda suurem kui tänapäevaste draivide lugemiskiirus. Viimase modifikatsiooni pistikud ja pistikupesad on tavaliselt tähistatud sinisega, et hõlbustada selle spetsifikatsiooni alla kuulumise tuvastamist.

Kolmanda põlvkonna teine ​​omadus on nimivoolu suurendamine 0,9 A-ni, mis võimaldab toita mitmeid seadmeid ja välistada vajaduse nende jaoks eraldi toiteallikate järele.

Mis puudutab ühilduvust eelmise versiooniga, siis seda käsitletakse üksikasjalikult allpool.

Klassifikatsioon ja pinout

Ühendused liigitatakse tavaliselt tüübi järgi, neid on ainult kaks:

Pange tähele, et sellised konvektorid ühilduvad ainult varasemate modifikatsioonidega.

Lisaks on selle liidese portide jaoks olemas pikenduskaablid. Ühes otsas on A-tüüpi pistik ja teises selle jaoks pistikupesa ehk siis tegelikult “ema” – “isa” ühendus. Sellised juhtmed võivad olla väga kasulikud näiteks välkmäluseadme ühendamiseks ilma laua alla roomamata süsteemiüksusega.

Nüüd vaatame, kuidas iga ülaltoodud tüüpi kontaktid on ühendatud.

USB 2.0 pistiku pistikupesa (tüübid A ja B)

Kuna varasemate versioonide 1.1 ja 2.0 füüsilised pistikud ja pistikupesad üksteisest ei erine, siis tutvustame viimaste juhtmestikku.

Joonis 6. A-tüüpi pistiku pistiku ja pistikupesa ühendamine

Määramine:

• A - pesa.
• B – pistik.
• 1 – toide +5,0 V.
• 2 ja 3 signaalijuhet.
• 4 – mass.

Joonisel on kontaktide värvus näidatud vastavalt traadi värvidele ja vastab aktsepteeritud spetsifikatsioonile.

Nüüd vaatame klassikalise pistikupesa B juhtmestikku.

Määramine:

• A – välisseadmete pistikupessa ühendatud pistik.
• B – välisseadme pesa.
• 1 – toitekontakt (+5 V).
• 2 ja 3 – signaalkontaktid.
• 4 – maandusjuhtme kontakt.

Kontaktide värvid vastavad juhtmes olevate juhtmete aktsepteeritud värvidele.

USB 3.0 pistikupesa (tüübid A ja B)

Kolmandas põlvkonnas ühendatakse välisseadmed 10 (varjestuspunutise puudumisel 9) juhtme kaudu, suurendatakse ka kontaktide arvu. Kuid need asuvad nii, et on võimalik ühendada varasemate põlvkondade seadmeid. See tähendab, et +5,0 V kontaktid, GND, D+ ja D-, asuvad samamoodi nagu eelmises versioonis. A-tüüpi pistikupesa juhtmestik on näidatud alloleval joonisel.

Joonis 8. A-tüüpi pistiku väljund USB 3.0-s

Määramine:

• A – pistik.
• B – pesa.
• 1, 2, 3, 4 – pistikud vastavad täielikult versiooni 2.0 pistiku väljundile (vt B joonisel 6), ka juhtmete värvid ühtivad.
• 5 (SS_TX-) ja 6 (SS_TX+) pistikut andmeedastusjuhtmete jaoks protokolli SUPER_SPEED kaudu.
• 7 – signaalijuhtmete maandus (GND).
• 8 (SS_RX-) ja 9 (SS_RX+) pistikut andmete vastuvõtmise juhtmete jaoks, kasutades protokolli SUPER_SPEED.

Joonisel olevad värvid vastavad selle standardi jaoks üldiselt aktsepteeritud värvidele.

Nagu eespool mainitud, saab selle pordi pesasse vastavalt sisestada ka varasema mudeli pistiku, läbilaskevõime väheneb. Mis puutub universaalse siini kolmanda põlvkonna pistikusse, siis seda on võimatu sisestada varajase väljalaske pesadesse.

Vaatame nüüd B-tüüpi pistikupesa väljundit Erinevalt eelmisest tüübist ei ühildu selline pistikupesa ühegi varasemate versioonide pistikuga.

Nimetused:

A ja B on vastavalt pistik ja pistikupesa.

Kontaktide digitaalallkirjad vastavad joonisel 8 olevale kirjeldusele.

Värv on võimalikult lähedane juhtmes olevate juhtmete värvimärgistele.

Mikro-USB-pistiku pistik

Alustuseks esitame selle spetsifikatsiooni juhtmestiku.

Nagu jooniselt näha, on nii pistikul (A) kui ka pistikul (B) neli kontakti. Nende otstarve ning digitaalne ja värviline tähistus vastavad ülaltoodud aktsepteeritud standardile.

Versiooni 3.0 mikro-USB-pistiku kirjeldus.

Selle ühenduse jaoks kasutatakse iseloomuliku kujuga 10 kontaktiga pistikut. Tegelikult koosneb see kahest osast, millest igaüks koosneb 5 tihvtist ja üks neist vastab täielikult liidese eelmisele versioonile. See teostus on mõnevõrra segane, eriti kui arvestada nende tüüpide kokkusobimatust. Tõenäoliselt plaanisid arendajad võimaldada töötada varasemate modifikatsioonide pistikutega, kuid hiljem loobusid sellest ideest või pole seda veel rakendanud.

Joonisel on kujutatud pistiku väljund (A) ja mikro-USB-pesa (B) välimus.

Kontaktid 1 kuni 5 vastavad täielikult teise põlvkonna mikropistikule, teiste kontaktide otstarve on järgmine:

• 6 ja 7 – andmeedastus kiire protokolli kaudu (vastavalt SS_TX- ja SS_TX+).
• 8 – mass kiirete infokanalite jaoks.
• 9 ja 10 – andmete vastuvõtt kiire protokolli kaudu (vastavalt SS_RX- ja SS_RX+).

Mini USB pistik

Seda ühendusvalikut kasutatakse ainult liidese varasemates versioonides, seda tüüpi kolmandas põlvkonnas ei kasutata.

Nagu näete, on pistiku ja pistiku juhtmestik peaaegu identne vastavalt mikro-USB-ga, juhtmete värvilahendus ja kontaktnumbrid on samuti samad. Tegelikult on erinevused ainult kujus ja suuruses.

Selles artiklis oleme tutvustanud ainult standardseid ühendusi, kus paljud digiseadmete tootjad tutvustavad seal oma standardeid. See toob kaasa teatud raskusi, eriti kui tekib küsimus mobiiltelefonile laadija leidmisest. Samuti tuleb märkida, et selliste "eksklusiivsete" toodete tootjad ei kiirusta rääkima, kuidas sellistes kontaktorites USB-pistik tehakse. Kuid reeglina on seda teavet temaatilistest foorumitest lihtne leida.

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 toimib, 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, seega ei saa mikro-USB-pistikuid 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, 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 (näiteks ei hakka laadimine 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.

Üks levinumaid viise välisseadmete ühendamiseks arvuti või sülearvutiga on USB-pistiku kasutamine. Sellisel ühendusel on vananenud analoogidega võrreldes märkimisväärsed eelised ja selle pinouti lihtsus võimaldab isegi algajatel seda käsitsi teha.

Mis on USB?

Seda ühendusvormingut hakati laialdaselt kasutama suhteliselt hiljuti, kuigi see töötati välja 90ndatel. Selle viivituse põhjuseks oli arvukate analoogide olemasolu, mis ületasid nii andmeedastuskiiruse kui ka mitmete muude parameetrite poolest sarnase ühenduse standardi.

Tänapäeval on selleks ühenduseks spetsiaalne jadasiin, mille lai kasutusala muudab selle tõeliselt universaalseks. See formaat on edukalt asendanud paljud teised varem kasutatud ühendusvõimalused. Nende hulka kuuluvad jada- ja paralleelpordid, Gameport ja PS/2.

Selle erinevus seisneb võimaluses kasutada ühte ühendust mitme kolmanda osapoole seadme jaoks. Nende hulgas on:

Selle vormingu üks peamisi eeliseid analoogidega võrreldes on võimalus kasutada ühendatud seadet lühikese aja pärast, ilma et oleks vaja arvutit või sülearvutit taaskäivitada. Lisaks saab seda kasutada seadme toiteks või laadimiseks. Selle kasutamisel pole vaja draivereid käsitsi installida, mis lihtsustab oluliselt vidina kasutamiseks ettevalmistamist.

Kuidas ühendus toimib?

Arvestades mis tahes seadme ühendamine arvutiga teostatakse USB-kaabli abil, on mitu tööetappi. Esiteks saab jaotur andmeliini kaudu kõrge taseme, mis annab märku ühendatud seadmete tuvastamisest.

Siis on see ühenduse töös lubatud tõsta esile mitu etappi:

• Jaotur teavitab arvutit uue seadme ühendamisest;
• Arvuti küsib jaoturilt ühenduse loomiseks kasutatava pordi kohta;
• Arvuti aktiveerib kasutatava pordi ja teostab siini lähtestamise;
• Jaotur saadab lähtestussignaali, mille kestus on 10 ms.

Väljundil jõuab toiteallikaks mõeldud vool 100 mA-ni, pärast mida on seade täielikult kasutusvalmis. Samuti muutub iga USB-ga ühendatud seade kiiresti kasutatavaks, ilma taaskäivitamise või märkimisväärse ootamiseta.

USB tüübid

Kõigi olemasolevate USB-ühenduste hulgas, on kolm peamist versiooni. USB 1.1 oli loodud töötama aeglaste seadmetega, mille andmeedastuskiirus oli umbes 1,5 MB/s. Kiire ühenduse jaoks oli sellise vormingu kasutamine ebapraktiline, kuna oli palju produktiivsemaid analooge, näiteks FireWire.

Aastal 2000 ilmus uus versioon - USB 2.0, mida eristas selle võime töötada kiirete seadmetega, samuti üldine ühilduvus aeglasemate analoogidega, mille tõttu see sai laialt levinud. USB 2.0 pinout toimub standardse algoritmi järgi.

Kolmas põlvkond USB töötati välja 2008. aastal, kuid masskasutus algas alles 2010. Peamine erinevus seisnes selles, et pinouti jaoks kasutati 9 juhtmest standardse nelja asemel, mis võimaldas liidesel 10 korda kiiremaks muutuda. Samas kasutatakse andmeedastuseks endiselt nelja juhtmest ning liides ise jääb eelmise 2.0 põlvkonnaga ühilduvaks. USB 3.0 pistik on sarnane versiooniga 2.0.

Pistiku pistik

Standardne pistik on neli kontakti, mis erinevad omavahel ühendatavate juhtmete värvi poolest. Seadme toiteallikaks on mis tahes ühendusvõimalus. Pistikuga seotud juhtmete hulgas:

• +5 volti - punane;
• -andmed – valge;
• +andmed - roheline;
• Üldine - must.

Kui asetate pistiku enda suhtes ja iseloomulik USB-märk on ülaosas, asuvad need vastupidises järjekorras, alustades mustaga vasakult paremale. Kui teil on vaja pinoutida mini- usb või mikro-usb pistikud, siis on korraga viis kontakti (kaks tavalist juhet - must ja lilla). Teine ühine juhe on ühendatud enne viimast, must.

Kui kasutate Mini-AF tüüpi pistikut, siis asetage see nii, et konnektor kitseneb ülespoole, jootke kontaktid vasakult paremale, alustades mustast ühisest juhtmest. USB Mini-AM eeldab vastupidist väljundi valikut, alustades punasest juhtmest.

Mini-BF on positsioneeritud kitsendusega ülespoole ja joodetud vastavalt Mini - AF põhimõttele ning Mini-BM puhul kasutab see Mini-Am pinout meetodit. Kõige sagedamini kasutatakse AF-pistikuid Samsungi tahvelarvutite laadimiseks.

Sarnase mustriga on ka mikro-USB juhtmestik: Micro-AF ja Micro-BF puhul ühendatakse kontaktid alustades +5 V juhtmest (punane) ning Micro-AM ja Micro-BM (kasutatakse Samsung Galaxy seadmetes laadimiseks). ) on joodetud vastupidises järjekorras, alustades mustast ühisest traadist. Tööde tegemisel on tungivalt soovitatav kasutada illustratsioone, et vältida juhuslikke vigu.

USB-liides on populaarne tehnoloogilise suhtluse vorm mobiilseadmetes ja muudes digitaalseadmetes. Selliseid pistikuid leidub sageli erineva konfiguratsiooniga personaalarvutites, välisseadmetes, mobiiltelefonides jne.

Traditsioonilise liidese eripäraks on väikese ala USB-pistik. Töötamiseks kasutatakse ainult 4 tihvti (kontakte) + 1 maanduskilbi liini. Tõsi, uusimaid täiustatud modifikatsioone (USB 3.0 Powered-B või Type-C) iseloomustab töötavate kontaktide arvu suurenemine.

Lühend "USB" kannab lühendatud tähistust, mis tervikuna on "Universal Series Bus" - universaalne jadasiin, tänu mille kasutamisele toimub kiire digitaalne andmevahetus.

Märgitakse USB-liidese mitmekülgsust:

• madal energiatarve;
• kaablite ja pistikute ühendamine;
• lihtne andmevahetuse logimine;
• kõrge funktsionaalsuse tase;
• Lai tugi erinevate seadmete draiveritele.

Milline on USB-liidese struktuur ja mis tüüpi USB-tehnoloogia pistikud on tänapäevases elektroonikamaailmas? Proovime selle välja mõelda.

USB 2.0 liidese tehnoloogiline struktuur

Spetsifikatsioonigruppi 1.x - 2.0 (loodud enne 2001. aastat) kuuluvate toodetega seotud pistikud on ühendatud neljasoonelise elektrikaabliga, kus kaks juhet on toiteallikaks ja veel kaks edastavad andmeid.

Samuti nõuab spetsifikatsioonides 1.x - 2.0 teenindus-USB-pistikute ühendamine varjestuspunutise ühendamist - tegelikult viienda juhtmega.

Selline näeb välja teise spetsifikatsiooni kuuluvate tavaliste USB-pistikute füüsiline disain. Vasakul on "mees" tüüpi versioonid, paremal on "naise" tüüpi versioonid ja mõlemale valikule vastav pinout

Märgitud spetsifikatsioonidega universaalsete jadasiinide pistikute olemasolevad versioonid on esitatud kolmes valikus:

1. Tavaline– tüüp “A” ja “B”.
2. Mini– tüüp “A” ja “B”.
3. Mikro– tüüp “A” ja “B”.

Erinevus kõigi kolme tootetüübi vahel seisneb disaini lähenemises. Kui tavalised pistikud on ette nähtud kasutamiseks statsionaarsetes seadmetes, on „mini” ja „mikro” pistikud mõeldud kasutamiseks mobiilseadmetes.

Selline näeb välja mini-seeria teise spetsifikatsiooni pistikute füüsiline disain ja vastavalt ka Mini USB-pistikute silt - nn pinout, mille põhjal kasutaja kaabliühenduse teeb

Seetõttu iseloomustab kahte viimast tüüpi miniatuurne disain ja veidi muudetud pistiku kuju.

Pinout-tabel standardtüüpi “A” ja “B” pistikutele

Koos "mini-A" ja "mini-B" tüüpi pistikute, samuti "mikro-A" ja "mikro-B" tüüpi pistikute teostamisega on "mini-AB" modifikatsioonid. ja "micro-AB" tüüpi pistikud.

Selliste konstruktsioonide eripäraks on USB-juhtmete juhtmestik 10-kontaktilisel padjal. Kuid praktikas kasutatakse selliseid pistikuid harva.

Mikro-USB ja Mini-USB liidese väljastustabel A- ja B-tüüpi pistikutele

USB 3.x liideste tehnoloogiline struktuur

Vahepeal oli digiseadmete täiustamine juba 2008. aastaks kaasa toonud spetsifikatsioonide 1.x - 2.0 vananemise.

Seda tüüpi liidesed ei võimaldanud uute seadmete, näiteks väliste kõvaketaste ühendamist nii, et tagati suurem (üle 480 Mbit/s) andmeedastuskiirus.

Sellest lähtuvalt sündis täiesti erinev liides, mis on tähistatud spetsifikatsiooniga 3.0. Uue spetsifikatsiooni väljatöötamist iseloomustab mitte ainult suurenenud kiirus, vaid ka suurenenud vool - 900 mA versus 500 mA USB 2/0 jaoks.

On selge, et selliste pistikute välimus on võimaldanud teenindada suuremat hulka seadmeid, millest mõnda saab toita otse universaalsest jadaliidesest.

Erinevat tüüpi USB 3.0 pistikute modifitseerimine: 1 – “mini” tüüpi “B” versioon; 2 – standardtoote tüüp “A”; 3 – “B” tüüpi “mikro” seeria arendamine; 4 – standardtüüp “C”

Nagu näete ülaloleval pildil, on kolmanda spetsifikatsiooni liidestel rohkem töökontakte (tihvte) kui eelmisel - teisel versioonil. Kolmas versioon ühildub aga täielikult "kahega".

Et signaale oleks võimalik suuremal kiirusel edastada, varustasid kolmanda versiooni disainerid lisaks neli andmeliini ja ühe nulljuhtmeliini. Laiendatud kontakttihvtid asuvad eraldi reas.

Pin-tähistuste tabel kolmanda versiooni pistikute jaoks USB-kaabli ühendamiseks

Võtke ühendust	Teostus "A"	Teostus "B"	Micro-B
1	Võimsus +	Võimsus +	Võimsus +
2	Andmed -	Andmed -	Andmed -
3	Andmed +	Andmed +	Andmed +
4	Maa	Maa	Identifikaator
5	StdA_SSTX –	StdA_SSTX –	Maa
6	StdA_SSTX+	StdA_SSTX+	StdA_SSTX –
7	GND_DRAIN	GND_DRAIN	StdA_SSTX+
8	StdA_SSRX –	StdA_SSRX –	GND_DRAIN
9	StdA_SSRX +	StdA_SSRX +	StdA_SSRX –
10	–	–	StdA_SSRX +
11	Varjestus	Varjestus	Varjestus

Vahepeal osutus USB 3.0 liidese, eriti A-seeria kasutamine tõsiseks disainiveaks. Ühendus on asümmeetrilise kujuga, kuid ühenduse asukohta pole konkreetselt näidatud.

Arendajad pidid disaini moderniseerima, mille tulemusena ilmus 2013. aastal kasutajate käsutusse USB-C võimalus.

Täiustatud USB 3.1 pistik

Seda tüüpi pistiku konstruktsioon hõlmab pistiku mõlemal küljel töötavate juhtide dubleerimist. Liidesel on ka mitu varuliini.

Seda tüüpi pistikut kasutatakse laialdaselt kaasaegses mobiilses digitaaltehnoloogias.

USB-C tüüpi liidese kontaktide (tihvtide) asukoht, mis kuulub erinevate digitaalseadmete sidepidamiseks mõeldud pistikute kolmanda spetsifikatsiooni seeriasse

Tasub tähelepanu pöörata USB Type-C omadustele. Näiteks näitavad selle liidese kiiruse parameetrid taset 10 Gbit/s.

Pistiku disain on kompaktne ja tagab sümmeetrilise ühenduse, võimaldades pistiku sisestamist igas asendis.

Pinout-laud, mis ühildub spetsifikatsiooniga 3.1 (USB-C)

Võtke ühendust	Määramine	Funktsioon	Võtke ühendust	Määramine	Funktsioon
A1	GND	Maandus	B1	GND	Maandus
A2	SSTXp1	TX+	B2	SSRXp1	RX+
A3	SSTXn1	TX –	B3	SSRXn1	RX-
A4	Rehv +	Võimsus +	B4	Rehv +	Võimsus +
A5	CC1	CFG kanal	B5	SBU2	PPD
A6	Dp1	USB 2.0	B6	Dn2	USB 2.0
A7	Dn1	USB 2.0	B7	Dp2	USB 2.0
A8	SBU1	PPD	B8	CC2	CFG
A9	Rehv	Toitumine	B9	Rehv	Toitumine
A10	SSRXn2	RX-	B10	SSTXn2	TX –
A11	SSRXp2	RX+	B11	SSTXp2	TX+
A12	GND	Maandus	B12	GND	Maandus

USB 3.2 spetsifikatsiooni järgmine tase

Samal ajal jätkub aktiivselt universaalse jadasiini täiustamise protsess. Mitteärilisel tasemel on juba välja töötatud järgmine spetsifikatsiooni tase - 3.2.

Olemasoleva teabe kohaselt lubavad USB 3.2 liidese kiirusomadused kaks korda suuremaid parameetreid, kui eelmine disain suudab.

Arendajatel õnnestus sellised parameetrid saavutada, võttes kasutusele mitmeribalised kanalid, mille kaudu toimub edastamine vastavalt kiirustel 5 ja 10 Gbit/s.

Sarnaselt "Thunderboltiga" kasutab USB 3.2 üldise läbilaskevõime saavutamiseks mitut rada, selle asemel, et proovida sama kanalit kaks korda sünkroonida ja käivitada

Muide, tuleb märkida, et paljutõotava liidese ühilduvus olemasoleva USB-C-ga on täielikult toetatud, kuna C-tüüpi pistik (nagu juba märgitud) on varustatud varukontaktidega (tihvtidega), mis pakuvad mitut ribasignaali edastamine.

Kaabli juhtmestiku omadused pistiku kontaktidel

Pistikute kontaktipadjakestel pole kaablijuhtmete jootmisega seotud erilisi tehnoloogilisi nüansse. Selle protsessi peamine asi on tagada, et kaablijuhtmete värv vastaks konkreetsele kontaktile (tihvtile).

USB-liideste jaoks kasutatavate kaablikoostu sees olevate juhtmete värvikoodid. Ülalt alla on näidatud vastavalt spetsifikatsioonide 2.0, 3.0 ja 3.1 kaablijuhtmete värviskeem

Samuti, kui ühendate vananenud versioonide modifikatsioone, peaksite arvestama pistikute konfiguratsiooniga, nn "meessoost" ja "naissoost".

Isaskontaktile joodetud juht peab ühtima emaskontakti jootmisega. Võtke näiteks võimalus ühendada kaabel USB 2.0 kontaktidega.

Selles teostuses kasutatud neli töötavat juhti on tavaliselt tähistatud nelja erineva värviga:

• punane;
• valge;
• roheline;
• must.

Vastavalt joodetakse iga juht plaadile, millele on märgitud sarnast värvi pistiku spetsifikatsioon. Selline lähenemine lihtsustab oluliselt elektroonikainseneri tööd ja välistab võimalikud vead mahajootmise käigus.

Sarnast jootmistehnoloogiat rakendatakse ka teiste seeriate pistikute puhul. Ainus erinevus sellistel juhtudel on suurem arv juhtmeid, mida tuleb jootma.

Olenemata pistiku konfiguratsioonist kasutatakse alati ekraanijuhi jootmist. See juht on joodetud pistiku vastava kontakti külge, Varjestus – kaitseekraan.

Sageli esineb kaitseekraani ignoreerimise juhtumeid, kui "eksperdid" ei näe sellel juhil mõtet. Ekraani puudumine vähendab aga järsult USB-kaabli jõudlust.

Seetõttu pole üllatav, kui märkimisväärse pikkusega kaabliga ilma ekraanita kogeb kasutaja probleeme häirete kujul.

Ühendage pistik kahe juhiga, et korraldada doonorseadme elektriliin. Praktikas kasutatakse erinevaid juhtmestiku võimalusi, lähtudes tehnilistest vajadustest.

USB-kaabli jootmiseks on erinevaid võimalusi, olenevalt konkreetse seadme pordiliinide konfiguratsioonist.

Näiteks ühe seadme ühendamiseks teisega, et saada ainult toitepinget (5V), piisab ainult kahe liini jootmisest vastavatele tihvtidele (kontaktidele).

Järeldused ja kasulik video teemal

Allolev video selgitab 2.0-seeria ja teiste pistikute ühendamise peamisi punkte ning visuaalselt selgitab jootmisprotseduuride valmistamise üksikasju.

Omades täielikku teavet universaalsete jadasiinide pistikute kohta, saate alati toime tulla juhtide defektidega seotud tehniliste probleemidega. Samuti tuleb see teave kindlasti kasuks, kui teil on vaja mõnda digiseadet mittestandardsel viisil ühendada.