ยูเอสบี (ยูนิเวอร์แซลอนุกรมบัส- “บัสอนุกรมสากล”) - อินเทอร์เฟซการถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรมสำหรับอุปกรณ์ต่อพ่วงความเร็วปานกลางและต่ำ ใช้สายเคเบิล 4 เส้นในการเชื่อมต่อ โดยมีสายไฟสองเส้นใช้ในการรับและส่งข้อมูล และสายไฟ 2 เส้นเพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ต่อพ่วง ขอบคุณที่มีในตัว สายไฟ USBช่วยให้คุณเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงโดยไม่ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟของตัวเอง

ข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับ USB

สายยูเอสบีประกอบด้วยตัวนำทองแดง 4 ตัว - ตัวนำไฟฟ้า 2 ตัวและตัวนำข้อมูล 2 ตัวในสายคู่บิดและสายดินถัก (หน้าจอ)สาย USBมีคำแนะนำที่แตกต่างกันทางกายภาพ "ไปยังอุปกรณ์" และ "ไปยังโฮสต์" คุณสามารถใช้อุปกรณ์ USB โดยไม่ต้องใช้สายเคเบิล โดยมีปลาย "to-host" อยู่ในตัวเครื่อง นอกจากนี้ยังสามารถรวมสายเคเบิลเข้ากับอุปกรณ์อย่างถาวรได้อีกด้วย(เช่น แป้นพิมพ์ USB, กล้องเว็บ, เมาส์ USB)แม้ว่ามาตรฐานจะห้ามไม่ให้ทำเช่นนี้กับอุปกรณ์ความเร็วเต็มและสูง

บัสยูเอสบีมุ่งเน้นอย่างเคร่งครัด นั่นคือ มีแนวคิดของ "อุปกรณ์หลัก" (โฮสต์หรือที่เรียกว่าตัวควบคุม USB ซึ่งโดยปกติจะติดตั้งไว้ในชิปบริดจ์ใต้บนเมนบอร์ด) และ "อุปกรณ์ต่อพ่วง"

อุปกรณ์สามารถรับพลังงาน +5 V จากบัสได้ แต่อาจต้องใช้แหล่งจ่ายไฟภายนอกด้วย โหมดสแตนด์บายยังรองรับอุปกรณ์และตัวแยกสัญญาณตามคำสั่งจากบัส โดยจะถอดแหล่งจ่ายไฟหลักออกในขณะที่ยังคงพลังงานสแตนด์บายไว้ และเปิดเครื่องตามคำสั่งจากบัส

รองรับยูเอสบีการเสียบและถอดปลั๊กอุปกรณ์แบบร้อน- สิ่งนี้เป็นไปได้เนื่องจากการเพิ่มความยาวของตัวนำหน้าสัมผัสกราวด์ที่สัมพันธ์กับสัญญาณ เมื่อเชื่อมต่อแล้ว ขั้วต่อ USBเป็นคนแรกที่จะปิด หน้าสัมผัสสายดินศักยภาพของตัวเรือนของอุปกรณ์ทั้งสองจะเท่ากัน และการเชื่อมต่อตัวนำสัญญาณเพิ่มเติมจะไม่ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเกิน แม้ว่าอุปกรณ์จะได้รับพลังงานจากเฟสที่แตกต่างกันของเครือข่ายไฟฟ้าสามเฟสก็ตาม

ในระดับลอจิคัล อุปกรณ์ USB รองรับการถ่ายโอนข้อมูลและธุรกรรมการรับ แต่ละแพ็กเก็ตของแต่ละธุรกรรมจะมีตัวเลข จุดสิ้นสุดบนอุปกรณ์ เมื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์ ไดรเวอร์ในเคอร์เนล OS จะอ่านรายการตำแหน่งข้อมูลจากอุปกรณ์ และสร้างโครงสร้างข้อมูลควบคุมเพื่อสื่อสารกับตำแหน่งข้อมูลแต่ละจุดบนอุปกรณ์ เรียกว่าการรวบรวมจุดสิ้นสุดและโครงสร้างข้อมูลในเคอร์เนลระบบปฏิบัติการ ท่อ.

จุดสิ้นสุดดังนั้น ช่องจึงอยู่ในหนึ่งใน 4 คลาส:

• ต่อเนื่อง (เป็นกลุ่ม)
• ผู้จัดการ (ควบคุม)
• isochronous (ไอโซค)
• ขัดจังหวะ.

อุปกรณ์ความเร็วต่ำเช่นเมาส์ไม่สามารถมีได้ ช่องทาง isochronous และการไหล.

ช่องควบคุมออกแบบมาเพื่อแลกเปลี่ยนแพ็คเก็ตคำถาม-คำตอบสั้น ๆ กับอุปกรณ์ อุปกรณ์ใดๆ ก็ตามมีช่องสัญญาณควบคุม 0 ซึ่งช่วยให้ซอฟต์แวร์ระบบปฏิบัติการสามารถอ่านข้อมูลโดยย่อเกี่ยวกับอุปกรณ์ รวมถึงรหัสผู้ผลิตและรุ่นที่ใช้ในการเลือกไดรเวอร์ และรายการอุปกรณ์ปลายทางอื่นๆ

รบกวนช่องช่วยให้คุณสามารถส่งแพ็กเก็ตแบบสั้นได้ทั้งสองทิศทาง โดยไม่ได้รับการตอบกลับ/การยืนยัน แต่มีการรับประกันเวลาในการจัดส่ง - แพ็กเก็ตจะถูกจัดส่งไม่เกินในหน่วย N มิลลิวินาที ตัวอย่างเช่น ใช้ในอุปกรณ์อินพุต (คีย์บอร์ด เมาส์ หรือจอยสติ๊ก)

ช่องทางที่ไม่ต่อเนื่องช่วยให้คุณสามารถส่งแพ็กเก็ตโดยไม่มีการรับประกันการจัดส่งและไม่มีการตอบกลับ/การยืนยัน แต่มีการรับประกันความเร็วในการส่งแพ็กเก็ต N ต่อช่วงบัส (1 KHz สำหรับความเร็วต่ำและเต็ม 8 KHz สำหรับความเร็วสูง) ใช้ในการส่งข้อมูลเสียงและวิดีโอ

ช่องทางไหลให้การรับประกันการส่งมอบแต่ละแพ็กเก็ต รองรับการระงับการส่งข้อมูลโดยอัตโนมัติเนื่องจากอุปกรณ์ไม่เต็มใจ (บัฟเฟอร์ล้นหรือน้อยเกินไป) แต่ไม่รับประกันความเร็วและความล่าช้าในการส่ง ใช้ในเครื่องพิมพ์และเครื่องสแกน เป็นต้น

เวลารถบัสแบ่งออกเป็นคาบ เมื่อเริ่มต้นคาบ ตัวควบคุมจะส่งแพ็กเก็ต "เริ่มต้นคาบ" ไปยังบัสทั้งหมด จากนั้น ในระหว่างช่วงเวลานั้น แพ็กเก็ตขัดจังหวะจะถูกส่ง จากนั้นแพ็กเก็ตแบบ isochronous ในปริมาณที่ต้องการ สำหรับเวลาที่เหลืออยู่ในช่วงเวลานั้น แพ็กเก็ตควบคุมจะถูกส่ง และสุดท้ายคือแพ็กเก็ตสตรีม

ด้านที่ใช้งานอยู่ของรถบัสจะเป็นตัวควบคุมเสมอ การถ่ายโอนแพ็กเก็ตข้อมูลจากอุปกรณ์ไปยังตัวควบคุมจะถูกนำไปใช้เป็นคำถามสั้น ๆ จากตัวควบคุมและการตอบสนองที่ยาวนานจากอุปกรณ์ที่มีข้อมูล ตารางการเคลื่อนย้ายแพ็กเก็ตสำหรับแต่ละช่วงเวลาบัสถูกสร้างขึ้นร่วมกันโดยฮาร์ดแวร์คอนโทรลเลอร์และซอฟต์แวร์ไดรเวอร์ สำหรับสิ่งนี้ คอนโทรลเลอร์จำนวนมากใช้ การเข้าถึงหน่วยความจำโดยตรง DMA (การเข้าถึงหน่วยความจำโดยตรง) - โหมดการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างอุปกรณ์หรือระหว่างอุปกรณ์กับหน่วยความจำหลักโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของโปรเซสเซอร์กลาง (ซีพียู) ส่งผลให้ความเร็วในการถ่ายโอนเพิ่มขึ้นเนื่องจากข้อมูลไม่ได้ถูกส่งกลับไปกลับมาที่ CPU

ขนาดแพ็คเก็ตสำหรับตำแหน่งข้อมูลเป็นค่าคงที่ที่มีอยู่ในตารางตำแหน่งข้อมูลของอุปกรณ์และไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ มันถูกเลือกโดยนักพัฒนาอุปกรณ์จากอุปกรณ์ที่รองรับมาตรฐาน USB

ข้อมูลจำเพาะของยูเอสบี

คุณสมบัติข้อดีและข้อเสียของ USB:

• ความเร็วการถ่ายโอนสูง (อัตราบิตการส่งสัญญาณความเร็วเต็ม) - 12 Mb/s;
• ความยาวสายเคเบิลสูงสุดสำหรับความเร็วในการถ่ายโอนสูงคือ 5 ม.
• อัตราบิตการส่งสัญญาณความเร็วต่ำ - 1.5 Mb/s;
• ความยาวสายเคเบิลสูงสุดสำหรับอัตราข้อมูลต่ำคือ 3 ม.
• อุปกรณ์เชื่อมต่อสูงสุด (รวมถึงตัวคูณ) - 127;
• สามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ที่มีอัตรารับส่งข้อมูลที่แตกต่างกันได้
• ไม่จำเป็นต้องติดตั้งองค์ประกอบเพิ่มเติม เช่น เทอร์มิเนเตอร์
• จ่ายแรงดันไฟฟ้าสำหรับอุปกรณ์ต่อพ่วง - 5 V;
• ปริมาณการใช้กระแสไฟสูงสุดต่ออุปกรณ์คือ 500 mA

สัญญาณ USB จะถูกส่งผ่านสายไฟ 4 เส้นที่มีฉนวนหุ้ม 2 เส้น

ขาออกของขั้วต่อ USB 1.0 และ USB 2.0

ประเภท ก		ประเภทบี
ส้อม (บนสายเคเบิล)	ซ็อกเก็ต (บนคอมพิวเตอร์)	ส้อม (บนสายเคเบิล)	ซ็อกเก็ต (บนอุปกรณ์ต่อพ่วง อุปกรณ์)

ชื่อและการกำหนดการทำงานของพิน USB 1.0 และ USB 2.0

ข้อเสียของ USB 2.0

อย่างน้อยที่สุด อัตราการถ่ายโอนข้อมูล USB2.0คือ 480 Mbit/s (60 MB/s) ในชีวิตจริงการบรรลุความเร็วดังกล่าวนั้นไม่สมจริง (~33.5 MB/s ในทางปฏิบัติ) นี่เป็นเพราะความล่าช้าอย่างมากบนบัส USB ระหว่างคำขอถ่ายโอนข้อมูลและการเริ่มต้นการถ่ายโอนจริง ตัวอย่างเช่น บัส FireWire แม้ว่าจะมีความเร็วสูงสุดที่ต่ำกว่าที่ 400 Mbps ซึ่งน้อยกว่า USB 2.0 ถึง 80 Mbps (10 MB/s) แต่จริงๆ แล้วช่วยให้สามารถรับส่งข้อมูลไปยังฮาร์ดไดรฟ์และอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลอื่นๆ ได้มากขึ้น ในเรื่องนี้ ไดรฟ์เคลื่อนที่ต่างๆ ถูกจำกัดมานานแล้วด้วยแบนด์วิธที่ใช้งานได้จริงของ USB 2.0 ที่ไม่เพียงพอ

บัส USB สากลเป็นหนึ่งในอินเทอร์เฟซยอดนิยมของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อแบบอนุกรมของอุปกรณ์ต่างๆ (สูงสุด 127 ยูนิต) บัส USB ยังรองรับฟังก์ชันการเชื่อมต่อและตัดการเชื่อมต่ออุปกรณ์ในขณะที่คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลกำลังทำงานอยู่ ในกรณีนี้อุปกรณ์สามารถรับพลังงานได้โดยตรงผ่านองค์ประกอบดังกล่าวซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการใช้แหล่งจ่ายไฟเพิ่มเติม ในบทความนี้เราจะดูว่า pinout USB มาตรฐานคืออะไร ข้อมูลนี้อาจมีประโยชน์เมื่อสร้างอะแดปเตอร์ USB หรืออุปกรณ์ของคุณเองที่รับพลังงานผ่านอินเทอร์เฟซที่เรากำลังพิจารณา นอกจากนี้เราจะดูว่า micro-USB และแน่นอนว่า mini-USB pinout คืออะไร

คำอธิบายและการเดินสายไฟของอินเทอร์เฟซ USB

ผู้ใช้พีซีเกือบทุกคนรู้ว่าขั้วต่อ USB มีลักษณะอย่างไร นี่คืออินเทอร์เฟซ Type A แบบสี่พิน ขั้วต่อ USB ตัวเมียมีป้ายกำกับ AF และขั้วต่อ USB ตัวผู้มีป้ายกำกับ AM พินเอาท์ USB Type A ประกอบด้วยพินสี่พิน สายแรกจะมีเครื่องหมายสีแดงและมีแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง +5 V อนุญาตให้กระแสสูงสุด 500 mA หน้าสัมผัสที่สอง - สีขาว - มีไว้สำหรับ (D-) สายที่สาม (สีเขียว) ยังใช้สำหรับการส่งข้อมูล (D+) หน้าสัมผัสสุดท้ายจะมีเครื่องหมายสีดำและมีแรงดันไฟฟ้าเป็นศูนย์ (สายสามัญ)

ขั้วต่อประเภท A ถือว่าใช้งานได้ โดยเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟของโฮสต์ ฯลฯ) ตัวเชื่อมต่อ Type B ถือเป็นตัวเชื่อมต่อแบบพาสซีฟ โดยมีการเชื่อมต่ออุปกรณ์ เช่น เครื่องพิมพ์ เครื่องสแกน ฯลฯ ขั้วต่อ Type B เป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีมุมเอียงสองมุม “แม่” มีป้ายกำกับว่า BF และ “พ่อ” มีป้ายกำกับว่า VM ขา USB ประเภท B มีสี่พินเหมือนกัน (สองตัวที่ด้านบนและอีกสองอันที่ด้านล่าง) จุดประสงค์เหมือนกับประเภท A

การเดินสายไฟของขั้วต่อชนิด micro-USB

ตัวเชื่อมต่อประเภทนี้มักใช้เพื่อเชื่อมต่อแท็บเล็ตและสมาร์ทโฟน มีขนาดเล็กกว่าอินเทอร์เฟซ USB มาตรฐานอย่างมาก คุณสมบัติอีกประการหนึ่งคือการมีผู้ติดต่อห้าราย เครื่องหมายของตัวเชื่อมต่อดังกล่าวมีดังนี้: micro-AF(BF) - "ตัวเมีย" และ micro-AM(VM) - "ตัวผู้"

ขาออกไมโคร USB:

หน้าสัมผัสแรก (สีแดง) มีวัตถุประสงค์เพื่อจ่ายแรงดันไฟ +5 V;

สายที่สองและสาม (สีขาวและสีเขียว) ใช้สำหรับการส่งข้อมูล

ไม่ได้ใช้หน้าสัมผัสที่สี่ (ID) ในตัวเชื่อมต่อประเภท B แต่ในตัวเชื่อมต่อประเภท A จะเชื่อมต่อกับสายทั่วไปเพื่อรองรับฟังก์ชัน OTG

หน้าสัมผัสสุดท้ายที่ห้า (สีดำ) คือแรงดันไฟฟ้าที่เป็นศูนย์

นอกเหนือจากที่ระบุไว้แล้ว สายเคเบิลอาจมีสายอื่นที่ใช้สำหรับ "ป้องกัน"; มันไม่ได้กำหนดหมายเลข

พินเอาท์ USB ขนาดเล็ก

ขั้วต่อ Mini-USB มีพินห้าพินด้วย ตัวเชื่อมต่อเหล่านี้มีการทำเครื่องหมายดังนี้: mini-AF (BF) - "ตัวเมีย" และ mini-AM (VM) - "ตัวผู้" pinout เหมือนกับประเภท micro-USB

บทสรุป

ข้อมูลเกี่ยวกับการเดินสายสำหรับขั้วต่อ USB มีความเกี่ยวข้องมากเนื่องจากอินเทอร์เฟซประเภทนี้ใช้ในอุปกรณ์และอุปกรณ์พกพาและเดสก์ท็อปเกือบทั้งหมด ขั้วต่อเหล่านี้ใช้สำหรับชาร์จแบตเตอรี่ในตัวและถ่ายโอนข้อมูล

บัส USB สากลเป็นหนึ่งในอินเทอร์เฟซคอมพิวเตอร์ยอดนิยม พวกเขาเปิดตัวครั้งแรกในปี 1997 และเพียงสามปีต่อมามีการดัดแปลงใหม่ (2.0) ปรากฏขึ้น ซึ่งเร่งความเร็วได้ 40 เท่าเมื่อเทียบกับรุ่นดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม แม้จะมีความก้าวหน้าดังกล่าว แต่ผู้ผลิตก็ตระหนักว่าความเร็วยังไม่เพียงพอที่จะใช้ฮาร์ดไดรฟ์ภายนอกและอุปกรณ์ความเร็วสูงอื่นๆ และวันนี้อินเทอร์เฟซ USB ใหม่ (ประเภท 3.0) ก็ปรากฏขึ้น มาตรฐานใหม่เกินความเร็วของเวอร์ชันก่อนหน้า (2.0) ถึง 10 เท่า บทความนี้เกี่ยวข้องกับปัญหาการเดินสายขั้วต่อ USB ข้อมูลนี้อาจเป็นประโยชน์สำหรับนักวิทยุสมัครเล่นที่ผลิตอะแดปเตอร์ USB หรืออุปกรณ์ใดๆ ที่ได้รับพลังงานผ่านบัส USB อย่างอิสระ นอกจากนี้ เรามาดูกันว่าสายไฟของขั้วต่อ USB เช่น micro-USB และ mini-USB คืออะไร

คำอธิบาย

นักวิทยุสมัครเล่นหลายคนประสบปัญหาเมื่อพอร์ตบัส USB ที่เชื่อมต่อไม่ถูกต้องทำให้เกิดการเบิร์นแฟลชไดรฟ์และอุปกรณ์ต่อพ่วง เพื่อหลีกเลี่ยงสถานการณ์ดังกล่าว จำเป็นต้องต่อสายขั้วต่อ USB อย่างถูกต้องตามมาตรฐานที่ยอมรับ ขั้วต่อประเภท USB 2.0 เป็นขั้วต่อแบบแบนที่มีสี่พินโดยมีเครื่องหมาย AF (BF) - "เพศหญิง" และ AM (VM) - "ชาย" Micro-USB มีเครื่องหมายเหมือนกัน เฉพาะส่วนนำหน้าแบบ micro และอุปกรณ์ประเภท mini ตามลำดับจะมีส่วนนำหน้าแบบ mini สองประเภทสุดท้ายแตกต่างจากมาตรฐาน 2.0 เนื่องจากตัวเชื่อมต่อเหล่านี้ใช้ผู้ติดต่อ 5 รายแล้ว และสุดท้ายชนิดใหม่ล่าสุดคือ USB 3.0 ภายนอกจะคล้ายกับประเภท 2.0 แต่ตัวเชื่อมต่อนี้ใช้ผู้ติดต่อได้มากถึง 9 ราย

Pinout ของตัวเชื่อมต่อชนิด USB

ขั้วต่อ USB 2.0 มีสายดังนี้:

สายแรก (สีแดง) มาพร้อมกับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ +5 V;

หน้าสัมผัสที่สอง (สีขาว) ใช้สำหรับ (D-);

สายที่สาม (สีเขียว) ได้รับการออกแบบมาเพื่อส่งข้อมูล (D+);

หน้าสัมผัสที่สี่ (สีดำ) จ่ายแรงดันไฟฟ้าเป็นศูนย์หรือเรียกอีกอย่างว่าสายสามัญ

ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น ประเภทไมโครและมินิเป็นขั้วต่อ USB ห้าพิน การเดินสายของขั้วต่อดังกล่าวเหมือนกับแบบ 2.0 ยกเว้นพินที่สี่และห้า พินที่สี่ (สีม่วง) คือ ID ในตัวเชื่อมต่อประเภท B จะไม่ถูกใช้ แต่ในตัวเชื่อมต่อประเภท A จะเชื่อมต่อกับสายทั่วไป พินสุดท้ายที่ห้า (สีดำ) คือแรงดันไฟฟ้าที่เป็นศูนย์

ประเภท 3.0

ผู้ติดต่อสี่คนแรกนั้นเหมือนกับมาตรฐาน 2.0 โดยสิ้นเชิง เราจะไม่อยู่กับพวกเขา พินที่ห้า (สีน้ำเงิน) ใช้เพื่อส่งข้อมูลด้วยเครื่องหมายลบของ USB3 (StdA_SSTX) เอาต์พุตที่หกเหมือนกัน แต่มีเครื่องหมายบวก (สีเหลือง) ที่เจ็ดคือการต่อสายดินเพิ่มเติม พินที่แปด (สีม่วง) ใช้สำหรับรับข้อมูล USB3 (StdA_SSRX) พร้อมเครื่องหมายลบ และสุดท้าย เก้าตัวสุดท้ายก็เหมือนกับตัวที่เจ็ด แต่มีเครื่องหมายบวก

จะต่อสายขั้วต่อ USB เพื่อชาร์จได้อย่างไร?

เครื่องชาร์จใด ๆ ใช้สายไฟเพียงสองเส้นจากขั้วต่อ USB: + 5V และหน้าสัมผัสทั่วไป ดังนั้นหากคุณต้องการบัดกรีขั้วต่อประเภท USB 2.0 หรือ 3.0 เข้ากับ "การชาร์จ" คุณควรใช้พินตัวแรกและตัวที่สี่ หากคุณใช้แบบมินิหรือไมโคร คุณจะต้องบัดกรีเข้ากับพินตัวแรกและตัวที่ห้า สิ่งที่สำคัญที่สุดในการใช้แรงดันไฟฟ้าคือการรักษาขั้วของอุปกรณ์

ปัญหาในการชาร์จอุปกรณ์ต่างๆ ผ่าน USB มักเกิดขึ้นเมื่อใช้เครื่องชาร์จที่ไม่ได้มาตรฐาน ในเวลาเดียวกันการชาร์จเกิดขึ้นค่อนข้างช้าและไม่สมบูรณ์หรือขาดหายไปโดยสิ้นเชิง

ควรกล่าวด้วยว่าการชาร์จผ่าน USB ไม่สามารถทำได้กับอุปกรณ์มือถือทั้งหมด มีพอร์ตนี้สำหรับการถ่ายโอนข้อมูลเท่านั้น และใช้ซ็อกเก็ตทรงกลมแยกต่างหากสำหรับการชาร์จ

กระแสไฟขาออกใน USB ของคอมพิวเตอร์ไม่เกินครึ่งแอมแปร์สำหรับ USB 2.0 และสำหรับ USB 3.0 – 0.9 A สำหรับอุปกรณ์จำนวนหนึ่ง อาจไม่เพียงพอสำหรับการชาร์จปกติ

มันเกิดขึ้นว่าคุณมีที่ชาร์จอยู่ในมือ แต่ไม่ได้ชาร์จอุปกรณ์ของคุณ (ซึ่งอาจระบุด้วยข้อความบนหน้าจอหรือจะไม่มีข้อบ่งชี้การชาร์จ) อุปกรณ์ของคุณไม่รองรับอุปกรณ์ชาร์จดังกล่าว และอาจเกิดจากการที่อุปกรณ์จำนวนหนึ่งสแกนหาแรงดันไฟฟ้าที่แน่นอนบนพิน 2 และ 3 ก่อนที่จะเริ่มกระบวนการชาร์จ สำหรับอุปกรณ์อื่น ๆ จะมี จัมเปอร์ระหว่างพินเหล่านี้รวมถึงศักยภาพของพินเหล่านี้อาจมีความสำคัญ

ดังนั้นหากอุปกรณ์ไม่รองรับประเภทเครื่องชาร์จที่เสนอ กระบวนการชาร์จจะไม่เริ่มต้นขึ้น

เพื่อให้อุปกรณ์เริ่มชาร์จจากอุปกรณ์ชาร์จที่ให้มานั้น จำเป็นต้องจัดเตรียมแรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นบนพิน USB ตัวที่ 2 และ 3 แรงดันไฟฟ้าเหล่านี้อาจแตกต่างกันไปตามอุปกรณ์ต่างๆ

อุปกรณ์จำนวนมากต้องการให้พิน 2 และ 3 มีจัมเปอร์หรือส่วนประกอบต้านทานซึ่งมีค่าไม่เกิน 200 โอห์ม การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวสามารถทำได้ในซ็อกเก็ต USB_AF ซึ่งอยู่ในหน่วยความจำของคุณ จากนั้นจะสามารถชาร์จโดยใช้สายดาต้ามาตรฐานได้

อุปกรณ์ Freelander Typhoon PD10 ต้องใช้วงจรเชื่อมต่อเดียวกัน แต่แรงดันไฟชาร์จจะต้องอยู่ที่ 5.3 V

หากอุปกรณ์ชาร์จไม่มีช่องเสียบ USB_AF และสายไฟหลุดออกมาจากกล่องอุปกรณ์ชาร์จโดยตรง คุณสามารถบัดกรีปลั๊ก mini-USB หรือ micro-USB เข้ากับสายเคเบิลได้ ต้องทำการเชื่อมต่อตามที่แสดงในภาพต่อไปนี้:

ผลิตภัณฑ์ต่างๆ ของ Apple มีตัวเลือกการเชื่อมต่อดังนี้:

หากไม่มีองค์ประกอบความต้านทาน 200 kOhm บนพิน 4 และ 5 อุปกรณ์ Motorola จะไม่สามารถชาร์จเต็มได้

ในการชาร์จ Samsung Galaxy คุณต้องมีจัมเปอร์ที่พิน 2 และ 3 รวมถึงส่วนประกอบตัวต้านทาน 200 kOhm บนพิน 4 และ 5

ขอแนะนำให้ชาร์จ Samsung Galaxy Tab ให้เต็มในโหมดอ่อนโยนโดยใช้ตัวต้านทานสองตัวที่มีค่าเล็กน้อย 33 kOhm และ 10 kOhm ดังที่แสดงในภาพด้านล่าง:

อุปกรณ์เช่น E-ten สามารถชาร์จด้วยอุปกรณ์ชาร์จใดก็ได้ แต่เฉพาะในสภาพที่พิน 4 และ 5 เชื่อมต่อด้วยจัมเปอร์เท่านั้น

โครงร่างนี้ใช้กับสาย USB-OTG แต่ในกรณีนี้ คุณต้องใช้อะแดปเตอร์ USB แบบตัวผู้เป็นตัวผู้เพิ่มเติม

ที่ชาร์จอเนกประสงค์ Ginzzu GR-4415U และอุปกรณ์อื่นๆ ที่คล้ายกันมีช่องเสียบที่มีการเชื่อมต่อตัวต้านทานที่แตกต่างกันสำหรับชาร์จ iPhone/Apple และอุปกรณ์ Samsung/HTC pinout ของพอร์ตเหล่านี้มีลักษณะดังนี้:

ในการชาร์จเครื่องนำทาง Garmin คุณต้องใช้สายเคเบิลเส้นเดียวกันกับจัมเปอร์ที่พิน 4 และ 5 แต่ในกรณีนี้ อุปกรณ์จะไม่สามารถชาร์จได้ขณะใช้งาน เพื่อที่จะชาร์จเครื่องนำทางได้จำเป็นต้องเปลี่ยนจัมเปอร์ด้วยตัวต้านทานที่มีพิกัด 18 kOhm

โดยทั่วไปแท็บเล็ตจะต้องใช้กระแสไฟ 1-1.5A ในการชาร์จ แต่ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น พอร์ต USB จะไม่สามารถชาร์จได้อย่างถูกต้อง เนื่องจาก USB 3.0 จะจ่ายไฟสูงสุดเพียง 900mA เท่านั้น

แท็บเล็ตบางรุ่นมีช่องเสียบโคแอกเชียลทรงกลมสำหรับชาร์จ ในกรณีนี้ พินขั้วบวกของช่องเสียบ mini-USB/micro-USB จะไม่เชื่อมต่อกับตัวควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่ ตามที่ผู้ใช้แท็บเล็ตบางรายระบุว่าหากคุณเชื่อมต่อขั้วบวกจากซ็อกเก็ต USB เข้ากับขั้วบวกของซ็อกเก็ตโคแอกเซียลด้วยจัมเปอร์ การชาร์จสามารถทำได้ผ่าน USB

คุณสามารถสร้างอะแดปเตอร์สำหรับเชื่อมต่อกับซ็อกเก็ตโคแอกเซียลได้ดังแสดงในรูปด้านล่าง:

ต่อไปนี้เป็นแผนภาพจัมเปอร์ที่ระบุค่าแรงดันไฟฟ้าและตัวต้านทาน:

ด้วยเหตุนี้ในการชาร์จอุปกรณ์ต่างๆ จากเครื่องชาร์จที่ไม่ใช่เจ้าของภาษา คุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าการชาร์จนั้นสร้างแรงดันไฟฟ้า 5 V และกระแสไฟฟ้าอย่างน้อย 500 mA และทำการเปลี่ยนแปลงช่องเสียบ USB หรือปลั๊กตาม ความต้องการของอุปกรณ์ของคุณ

จัดเก็บส่วนประกอบวิทยุได้สะดวก

อินเทอร์เฟซ USB เป็นรูปแบบการสื่อสารทางเทคโนโลยียอดนิยมบนมือถือและอุปกรณ์ดิจิทัลอื่นๆ ขั้วต่อชนิดนี้มักพบในคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลที่มีการกำหนดค่าต่างๆ ระบบคอมพิวเตอร์ต่อพ่วง โทรศัพท์มือถือ ฯลฯ

คุณลักษณะของอินเทอร์เฟซแบบเดิมคือช่องต่อ USB ของพื้นที่ขนาดเล็ก สำหรับการใช้งานจะใช้เพียง 4 พิน (หน้าสัมผัส) + 1 สายกราวด์กราวด์ จริงอยู่ การปรับเปลี่ยนขั้นสูงล่าสุด (USB 3.0 Powered-B หรือ Type-C) มีลักษณะเฉพาะด้วยการเพิ่มจำนวนผู้ติดต่อที่ทำงาน

ตัวย่อ "USB" มีการกำหนดแบบย่อซึ่งอ่านทั้งหมดว่า "Universal Series Bus" - บัสอนุกรมสากลด้วยการใช้การแลกเปลี่ยนข้อมูลดิจิทัลความเร็วสูง

มีการสังเกตความเก่งกาจของอินเทอร์เฟซ USB:

• การใช้พลังงานต่ำ
• การรวมสายเคเบิลและตัวเชื่อมต่อ
• การบันทึกการแลกเปลี่ยนข้อมูลอย่างง่าย
• ฟังก์ชั่นระดับสูง
• รองรับไดรเวอร์สำหรับอุปกรณ์ต่าง ๆ อย่างกว้างขวาง

โครงสร้างของอินเทอร์เฟซ USB คืออะไร และตัวเชื่อมต่อเทคโนโลยี USB ประเภทใดที่มีอยู่ในโลกอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ ลองคิดดูสิ

โครงสร้างทางเทคโนโลยีของอินเทอร์เฟซ USB 2.0

ตัวเชื่อมต่อที่เกี่ยวข้องกับผลิตภัณฑ์ที่รวมอยู่ในกลุ่มข้อมูลจำเพาะ 1.x - 2.0 (สร้างก่อนปี 2544) เชื่อมต่อกับสายไฟฟ้าแบบสี่คอร์ โดยมีตัวนำสองตัวเป็นกำลังและอีกสองตัวกำลังส่งข้อมูล

นอกจากนี้ในข้อกำหนด 1.x - 2.0 การเดินสายไฟของขั้วต่อ USB การบริการจำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อแบบถักเปียแบบป้องกัน - อันที่จริงเป็นตัวนำที่ห้า

นี่คือลักษณะการออกแบบทางกายภาพของตัวเชื่อมต่อ USB ปกติที่เป็นของข้อกำหนดที่สอง ทางด้านซ้ายคือรุ่นประเภท "ชาย" ทางด้านขวาคือรุ่นประเภท "หญิง" และ pinout ที่สอดคล้องกับทั้งสองตัวเลือก

เวอร์ชันที่มีอยู่ของตัวเชื่อมต่อ Universal Serial Bus ของข้อกำหนดเฉพาะที่ระบุไว้มีสามตัวเลือก:

1. ปกติ– พิมพ์ “A” และ “B”
2. มินิ– พิมพ์ “A” และ “B”
3. ไมโคร– พิมพ์ “A” และ “B”

ความแตกต่างระหว่างผลิตภัณฑ์ทั้งสามประเภทอยู่ที่แนวทางการออกแบบ ถ้าขั้วต่อปกติมีจุดประสงค์เพื่อใช้กับอุปกรณ์ที่อยู่กับที่ ขั้วต่อ "มินิ" และ "ไมโคร" จะถูกสร้างขึ้นเพื่อใช้ในอุปกรณ์เคลื่อนที่

นี่คือลักษณะการออกแบบทางกายภาพของตัวเชื่อมต่อของข้อกำหนดที่สองจากซีรีส์ "มินิ" และตามฉลากสำหรับตัวเชื่อมต่อ Mini USB - ที่เรียกว่า pinout ขึ้นอยู่กับการที่ผู้ใช้ทำการเชื่อมต่อสายเคเบิล

ดังนั้นสองประเภทสุดท้ายจึงโดดเด่นด้วยการออกแบบขนาดเล็กและรูปร่างของตัวเชื่อมต่อที่ปรับเปลี่ยนเล็กน้อย

ตาราง Pinout สำหรับขั้วต่อมาตรฐาน "A" และ "B"

นอกเหนือจากการใช้คอนเนคเตอร์ประเภท "mini-A" และ "mini-B" รวมถึงคอนเนคเตอร์ประเภท "micro-A" และ "micro-B" แล้ว ยังมีการดัดแปลง "mini-AB" และขั้วต่อชนิด "micro-AB"

คุณสมบัติที่โดดเด่นของการออกแบบดังกล่าวคือการต่อสายไฟของตัวนำ USB บนแพด 10 พิน อย่างไรก็ตามในทางปฏิบัติตัวเชื่อมต่อดังกล่าวไม่ค่อยได้ใช้

ตาราง pinout ของอินเทอร์เฟซ Micro USB และ Mini USB สำหรับขั้วต่อประเภท "A" และ "B"

โครงสร้างทางเทคโนโลยีของอินเทอร์เฟซ USB 3.x

ในขณะเดียวกัน การปรับปรุงอุปกรณ์ดิจิทัลได้นำไปสู่ความล้าสมัยของข้อกำหนด 1.x - 2.0 ภายในปี 2551

อินเทอร์เฟซประเภทนี้ไม่อนุญาตให้มีการเชื่อมต่ออุปกรณ์ใหม่ เช่น ฮาร์ดไดรฟ์ภายนอก ในลักษณะที่ให้อัตราการถ่ายโอนข้อมูลที่สูงกว่า (มากกว่า 480 Mbit/s)

ดังนั้นจึงเกิดอินเทอร์เฟซที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงโดยมีข้อกำหนด 3.0 การพัฒนาข้อกำหนดใหม่ไม่เพียงโดดเด่นด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้นเท่านั้น แต่ยังรวมถึงกระแสที่เพิ่มขึ้น - 900 mA เทียบกับ 500 mA สำหรับ USB 2/0

เป็นที่ชัดเจนว่ารูปลักษณ์ของตัวเชื่อมต่อดังกล่าวทำให้สามารถให้บริการอุปกรณ์จำนวนมากขึ้นได้ ซึ่งบางส่วนสามารถจ่ายไฟได้โดยตรงจากอินเทอร์เฟซบัสอนุกรมสากล

การดัดแปลงขั้วต่อ USB 3.0 ประเภทต่างๆ: 1 – เวอร์ชัน “mini” ประเภท “B”; 2 – ประเภทผลิตภัณฑ์มาตรฐาน “A”; 3 – การพัฒนาซีรีส์ "ไมโคร" ประเภท "B"; 4 – ประเภทมาตรฐาน “C”

ดังที่คุณเห็นในภาพด้านบนอินเทอร์เฟซของข้อกำหนดที่สามมีหน้าสัมผัส (พิน) ที่ใช้งานได้มากกว่ารุ่นก่อนหน้า - รุ่นที่สอง อย่างไรก็ตาม เวอร์ชันที่สามเข้ากันได้กับ "สอง" อย่างสมบูรณ์

เพื่อให้สามารถส่งสัญญาณด้วยความเร็วสูงขึ้น ผู้ออกแบบเวอร์ชันที่สามจึงได้ติดตั้งสายข้อมูลเพิ่มเติมสี่เส้นและสายกลางหนึ่งเส้น หมุดสัมผัสเสริมจะอยู่ในแถวแยกกัน

ตารางการกำหนดพินสำหรับขั้วต่อรุ่นที่สามสำหรับการเดินสายสาย USB

ในขณะเดียวกัน การใช้อินเทอร์เฟซ USB 3.0 โดยเฉพาะซีรีส์ "A" กลายเป็นข้อบกพร่องด้านการออกแบบที่ร้ายแรง ขั้วต่อมีรูปทรงไม่สมมาตร แต่ตำแหน่งการเชื่อมต่อไม่ได้ระบุไว้โดยเฉพาะ

นักพัฒนาต้องปรับปรุงการออกแบบให้ทันสมัยซึ่งส่งผลให้ผู้ใช้มีตัวเลือก USB-C พร้อมใช้งานในปี 2556

ขั้วต่อ USB 3.1 ที่ได้รับการอัพเกรด

การออกแบบตัวเชื่อมต่อประเภทนี้เกี่ยวข้องกับการทำซ้ำตัวนำการทำงานทั้งสองด้านของปลั๊ก นอกจากนี้ยังมีบรรทัดสำรองหลายบรรทัดบนอินเทอร์เฟซ

ตัวเชื่อมต่อประเภทนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีดิจิทัลบนมือถือสมัยใหม่

ตำแหน่งของหน้าสัมผัส (พิน) สำหรับอินเทอร์เฟซประเภท USB-C ซึ่งอยู่ในชุดข้อกำหนดคุณสมบัติที่สามของตัวเชื่อมต่อที่มีไว้สำหรับการสื่อสารของอุปกรณ์ดิจิทัลต่างๆ

เป็นที่น่าสังเกตถึงคุณสมบัติของ USB Type-C ตัวอย่างเช่น พารามิเตอร์ความเร็วสำหรับอินเทอร์เฟซนี้แสดงระดับ 10 Gbit/วินาที

การออกแบบขั้วต่อมีขนาดกะทัดรัดและให้การเชื่อมต่อแบบสมมาตร ทำให้สามารถเสียบขั้วต่อในตำแหน่งใดก็ได้

ตาราง Pinout เป็นไปตามข้อกำหนด 3.1 (USB-C)

อีกระดับของข้อกำหนด USB 3.2

ในขณะเดียวกัน กระบวนการปรับปรุงบัสอนุกรมสากลยังคงดำเนินไปอย่างต่อเนื่อง ในระดับที่ไม่ใช่เชิงพาณิชย์ข้อกำหนดระดับต่อไปได้รับการพัฒนาแล้ว - 3.2

จากข้อมูลที่มีอยู่ คุณลักษณะความเร็วของอินเทอร์เฟซ USB 3.2 ให้คำมั่นสัญญาว่าพารามิเตอร์จะมากกว่าการออกแบบก่อนหน้านี้ถึงสองเท่า

นักพัฒนาจัดการเพื่อให้บรรลุพารามิเตอร์ดังกล่าวโดยการแนะนำช่องสัญญาณหลายแบนด์ซึ่งดำเนินการส่งข้อมูลด้วยความเร็ว 5 และ 10 Gbit/s ตามลำดับ

เช่นเดียวกับ "Thunderbolt" USB 3.2 ใช้หลายเลนเพื่อให้ได้ปริมาณงานโดยรวม แทนที่จะพยายามซิงค์และเรียกใช้ช่องสัญญาณเดียวกันสองครั้ง

อย่างไรก็ตามควรสังเกตว่าความเข้ากันได้ของอินเทอร์เฟซที่มีแนวโน้มกับ USB-C ที่มีอยู่นั้นได้รับการสนับสนุนอย่างสมบูรณ์เนื่องจากตัวเชื่อมต่อ "Type-C" (ตามที่ระบุไว้แล้ว) มีการติดตั้งหน้าสัมผัสสำรอง (พิน) ที่ให้หลาย การส่งสัญญาณแบนด์

คุณสมบัติของการเดินสายเคเบิลบนหน้าสัมผัสขั้วต่อ

ไม่มีความแตกต่างทางเทคโนโลยีพิเศษที่เกี่ยวข้องกับตัวนำสายเคเบิลบัดกรีบนแผ่นสัมผัสของตัวเชื่อมต่อ สิ่งสำคัญในกระบวนการนี้คือเพื่อให้แน่ใจว่าสีของตัวนำสายเคเบิลตรงกับหน้าสัมผัส (พิน) เฉพาะ

รหัสสีของตัวนำภายในชุดสายเคเบิลที่ใช้สำหรับอินเทอร์เฟซ USB แสดงจากบนลงล่างตามลำดับคือโทนสีของตัวนำสายเคเบิลสำหรับข้อกำหนด 2.0, 3.0 และ 3.1

นอกจากนี้ หากคุณกำลังแก้ไขการเดินสายไฟของรุ่นที่ล้าสมัย คุณควรคำนึงถึงการกำหนดค่าของตัวเชื่อมต่อที่เรียกว่า "ตัวผู้" และ "ตัวเมีย"

ตัวนำที่บัดกรีบนหน้าสัมผัสตัวผู้จะต้องตรงกับการบัดกรีบนหน้าสัมผัสตัวเมีย ยกตัวอย่างเช่น ตัวเลือกในการต่อสายเคเบิลเข้ากับพิน USB 2.0

ตัวนำการทำงานสี่ตัวที่ใช้ในรูปลักษณ์นี้มักจะมีการทำเครื่องหมายด้วยสีที่ต่างกันสี่สี:

• สีแดง;
• สีขาว;
• สีเขียว;
• สีดำ.

ดังนั้น ตัวนำแต่ละตัวจะถูกบัดกรีบนแผ่นอิเล็กโทรดที่มีเครื่องหมายข้อมูลจำเพาะของขั้วต่อที่มีสีคล้ายกัน วิธีการนี้ทำให้การทำงานของวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ง่ายขึ้นอย่างมาก และกำจัดข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการถอดบัดกรี

เทคโนโลยีการบัดกรีที่คล้ายกันนี้ใช้กับขั้วต่อของซีรีย์อื่น ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวในกรณีเช่นนี้คือจำนวนตัวนำที่ต้องบัดกรีมากขึ้น

โดยไม่คำนึงถึงการกำหนดค่าตัวเชื่อมต่อ จะใช้การบัดกรีตัวนำหน้าจอเสมอ ตัวนำนี้ถูกบัดกรีเข้ากับหน้าสัมผัสที่เกี่ยวข้องบนตัวเชื่อมต่อ โล่ - หน้าจอป้องกัน.

มีหลายกรณีที่ละเลยหน้าจอป้องกันเมื่อ "ผู้เชี่ยวชาญ" ไม่เห็นประเด็นในตัวนำนี้ อย่างไรก็ตาม การไม่มีหน้าจอจะลดประสิทธิภาพของสาย USB ลงอย่างมาก

ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจเมื่อผู้ใช้ประสบปัญหาในรูปแบบของการรบกวนด้วยสายเคเบิลที่มีความยาวมากโดยไม่มีหน้าจอ

การเดินสายไฟขั้วต่อด้วยตัวนำสองตัวเพื่อจัดระเบียบสายไฟสำหรับอุปกรณ์ผู้บริจาค ในทางปฏิบัติ มีการใช้ตัวเลือกการเดินสายที่แตกต่างกัน ตามความต้องการทางเทคนิค

มีตัวเลือกต่าง ๆ สำหรับการบัดกรีสาย USB ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าของสายพอร์ตบนอุปกรณ์เฉพาะ

ตัวอย่างเช่นในการเชื่อมต่ออุปกรณ์หนึ่งกับอุปกรณ์อื่นเพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้า (5V) เท่านั้นก็เพียงพอที่จะบัดกรีเพียงสองบรรทัดบนพิน (หน้าสัมผัส) ที่เกี่ยวข้อง

บทสรุปและวิดีโอที่เป็นประโยชน์ในหัวข้อ

วิดีโอด้านล่างอธิบายประเด็นหลักของ pinout ของตัวเชื่อมต่อของซีรีส์ 2.0 และอื่น ๆ และอธิบายรายละเอียดส่วนบุคคลของการผลิตขั้นตอนการบัดกรีด้วยภาพ

การมีข้อมูลที่ครบถ้วนเกี่ยวกับ pinout ของตัวเชื่อมต่อ Universal Serial Bus คุณสามารถรับมือกับปัญหาทางเทคนิคที่เกี่ยวข้องกับข้อบกพร่องของตัวนำได้ตลอดเวลา ข้อมูลนี้จะมีประโยชน์เช่นกันหากคุณต้องการเชื่อมต่ออุปกรณ์ดิจิทัลบางอย่างด้วยวิธีที่ไม่ได้มาตรฐาน