Распиновка USB: виды разъема и распайка по цветам кабеля

Любой цифровой гаджет, от ноутбука до флешки имеет USB разъем. Иногда это гнездо может поломаться или просто перестать работать. В данном случае встает необходимость починить прибор, но для этого требуется распиновка usb разъема.

Такой тип имеет одинаковую форму, конструкцию и напряжение (5Вольт), многие производители используют свою собственную распиновку. Международного стандарта в этом вопросе не существует. Однако есть определенные советы электронщиков, которые помогут разобраться в этом вопросе. В данной статье будут приведены самые распространённые и основные схемы распиновки разъема USB и как его можно починить в домашних условиях. В качестве бонуса, материал содержит несколько наглядных роликов по выбранной теме.

Виды разъемов USB

Аббревиатура «USB» несет сокращенное обозначение, которое в целостном виде читается как «Universal Series Bus» – универсальная последовательная шина, благодаря применению которой осуществляется высокоскоростной обмен цифровыми данными. Универсальность USB интерфейса отмечается:

• низким энергопотреблением;
• унификацией кабелей и разъемов;
• простым протоколированием обмена данных;
• высоким уровнем функциональности;
• широкой поддержкой драйверов разных устройств.

Какова же структура USB интерфейса, и какие существуют виды ЮСБ технологических разъемов в современном мире электроники? Попробуем разобраться.

Распиновка usb разъёма – расположение проводов по цветам по отношению к контактам коннектора. Неправильная распайка приведёт к выходу из строя соединяемых гаджетов.

Технологическая структура интерфейса USB 2.0

Разъемы, относящиеся к изделиям, входящим в группу спецификаций 1.х – 2.0 (созданные до 2001 года), подключаются на четырехжильный электрический кабель, где два проводника являются питающими и ещё два – передающими данные. Также в спецификациях 1.х – 2.0 распайка служебных ЮСБ разъемов предполагает подключение экранирующей оплётки – по сути, пятого проводника. Существующие исполнения соединителей универсальной последовательной шины отмеченных спецификаций представлены тремя вариантами:

1. Нормальный– тип «А» и «В».
2. Мини– тип «А» и «В».
3. Микро – тип «А» и «В».

Разница всех трёх видов изделий заключается в конструкторском подходе. Если нормальные разъемы предназначены для использования на стационарной технике, соединители «мини» и «микро» сделаны под применение в мобильных устройствах. Поэтому два последних вида характеризуются миниатюрным исполнением и несколько измененной формой разъема.

Таблица распиновки стандартных соединителей типа «А» и «В»

Наряду с исполнением разъемов типа «мини-А» и «мини-В»,  а также разъемов типа «микро-А» и «микро-В», существуют модификации соединителей типа «мини-АВ» и «микро-АВ». Отличительная черта таких конструкций – исполнение распайки проводников ЮСБ на 10-пиновой контактной площадке. Однако на практике подобные соединители применяются редко.

Таблица распиновки интерфейса Micro USB и Mini USB соединителей типа «А» и «В»

Технологическая структура интерфейсов USB 3.х

Между тем совершенствование цифровой аппаратуры уже к моменту 2008 года привело к моральному старению спецификаций 1.х – 2.0. Эти виды интерфейса не позволяли подключение новой аппаратуры, к примеру, внешних жестких дисков, с таким расчётом, чтобы обеспечивалась более высокая (больше 480 Мбит/сек) скорость передачи данных.

Соответственно, на свет появился совершенно иной интерфейс, помеченный спецификацией 3.0. Разработка новой спецификации характеризуется не только повышенной скоростью, но также дает увеличенную силу тока – 900 мА против 500 мА для USB 2/0. Понятно, что появление таких разъемов обеспечило обслуживание большего числа устройств, часть из которых может питаться напрямую от интерфейса универсальной последовательной шины.

Распиновка USB разъемов для Philips, LG, Nokia, HTC и Samsung

Устройства, выпущенные под брендами LG, Samsung, HTC, Philips и Nokia могут заряжаться только в том случае, если в гнезде ил штекер закорочены контакты Data- и Data+, помеченные на схеме цифрами 3 и 2. Это значит, что телефон можно зарядить даже через обычный дата-кабель, если закоротить соответствующие контакты в гнезде зарядного устройства самостоятельно.

Распиновка USB разъемов на штекере

Если вместо выходного гнезда на заряднике имеет только выходной шнур, то к нему нужно припаять штекер стандарта micro- или mini-USB. Для того в самом штекере необходимо и соединять между собой контакты, пронумерованные 2 и 3 (в схеме они также обозначаются зеленым и белым цветом). В таком штекере плюс припаивается к контакту 1, а минус – к 5.

Распиновка USB разъемов для смартфонов от Apple

На iPhone контакты Data- и Data+ соединяются с GND (он обозначен номером 4) через резистор с сопротивлением 50 кОм. Они также соединены с контактом 5V через резистор с сопротивлением 75 кОм.

Распиновка на зарядниках для Samsung серии Galaxy

Смартфоны серии Galaxy от компании Самсунг заражаются через штекер micro-USB BM с установленным резистором 200 кОм между контактами 4 и 5. Между 2 (Data-) и 3 (Data+) также стоит закорачивающая перемычка.

Распиновка USB штекеров для зарядки навигаторов от Garmin

Для подзарядки и питания этих устройств используются дата-кабели специальной конструкции. Но из простого mini-USB штекера можно сделать приспособление для питания. Для этого надо перемкнуть контакты 4 и 5. Чтобы можно было заряжать навигатор Garmin от mini-USB, следует соединить эти контакты между собой через резистор с сопротивлением 18 кОм.

Схемы цоколевки для подзарядки планшетных компьютеров

Большинство планшетов требует больших показателей входного тока (почти в 2 раза), чем смартфоны. Кроме того, некоторые производители не предусматривают возможность заряда через гнезда mini- и micro-USB, потому что даже при использовании формата USB 3.0 сила тока не превысит 0,9 А. Для зарядки нужно монтировать отдельное гнездо, которое затем адаптируется под источник тока. Другой вариант предполагается спаивание переходника из штекеров USB-AM и DC plug 2.0 mm, где к DC подсоединяются контакты 1 и 4.

Распиновка для Samsung Galaxy Tab

Для обеспечения нужных параметров питания в этом случае между Data- и Data+ ставится перемычка, которая соединяется с GND через резистор 10 кОм, а с контактом +5V – через 33 кОм.

Распиновка разъемов зарядных портов

Следующие схемы показывают, как нужно расположить резисторы, чтобы получить номинальное напряжение для зарядных портов. В тех случае, где указано 200 Ом, необходим монтаж перемычки с меньшим сопротивлением.

Классификация портов:

• SDP – порт для зарядки и передачи данных с допустимым током до 0,5 А;
• CDP – порт для зарядки и передачи данных с током до 1,5 А;
• DCP – только зарядочный порт с током до 1,5А;
• ACA – порт USB-аксессуаров (мышек, клавиатур, HDD, хабов), поддерживающих, как обмен данными, так и зарядку.

Самостоятельная переделка штекера

Чтобы по указанным выше схемам сконструировать нужный штекер, необходимы лишь минимальные навыки работы с паяльником. Работа ведется только с минусовым и плюсовым контактами. Достаточно взять любой адаптер с выходом 5V, отрезать USB-коннектор, зачистить и залудить провода. Аналогичные действия проводятся с подсоединяемым USB-разъемом. Далее провода спаиваются по схеме. Сначала каждое соединение нужно замотать изолентой отдельно, а затем – обмотать провода между собой вместе, чтобы они не болтались свободно. Для этого также можно воспользоваться термоклеем.

Интересно почитать: что такое клистроны.

USB 1.1 — это первая версия устройства, используемая для передачи данных. Спецификацию применяют только для совместимости, так как 2 рабочих режима по передаче данных (Low-speed и Full-speed) обладают низкой скоростью обмена информацией. Режим Low-speed со скоростью передачи данных 10-1500 Кбит/с используется для джойстиков, мышей, клавиатур. Full-speed задействован в аудио- и видеоустройствах.

В USB 2.0 добавлен третий режим работы — High-speed для подключения устройств по хранению информации и видеоустройств более высокой организации. Разъем помечается надписью HI-SPEED на логотипе. Скорость обмена информацией в этом режиме — 480 Мбит/с, которая равняется скорости копирования в 48 Мбайт/с. На практике, из-за особенностей конструкции и реализации протокола, пропускная способность второй версии оказалась меньше заявленной и составляет 30-35 Мбайт/с. Кабеля и коннекторы спецификаций универсальной шины 1.1 и второго поколения имеют идентичную конфигурацию. Универсальная шина третьего поколения поддерживает скорость 5 Гбит/с, равняющуюся скорости копирования 500 Мбайт/с.

Она выпускается в синем цвете, что облегчает определение принадлежности штекеров и гнезд к усовершенствованной модели. Сила тока в шине 3.0 увеличилась с 500 мА до 900 мА. Эта особенность позволяет не использовать отдельные блоки питания для периферийных устройств, а задействовать шину 3.0 для их питания. Читайте также:  Как выбрать греющий кабель для обогрева крыши и водостоков? Совместимость спецификаций 2.0 и 3.0 выполняется частично. Классификация и распиновка При описаниях и обозначениях в таблицах разъемов ЮСБ принято по умолчанию, что вид показан с внешней, рабочей стороны.

[stextbox id=’info’]Если подается вид с монтажной стороны, то это оговаривается в описании. В схеме светло-серым цветом отмечаются изолирующие элементы разъема, темно-серым цветом — металлические детали, полости обозначаются белым цветом.[/stextbox]

Несмотря на то что последовательная шина называется универсальной, она представлена 2 типами. Они выполняют разные функции и обеспечивают совместимость с устройствами, обладающими улучшенными характеристиками. К типу A относятся активные, питающие устройства (компьютер, хост), к типу B — пассивное, подключаемое оборудование (принтер, сканер). Все гнезда и штекеры шин второго поколения и версии 3.0 типа A рассчитаны на совместную работу. Разъем гнезда шины третьего поколения типа B больше, чем нужен для штекера версии 2.0 типа B, поэтому устройство с разъемом универсальной шины 2.0 тип B подключается с использованием только кабеля USB 2.0.

Подключение внешнего оборудования с разъемами модификации 3,0 тип B выполняется кабелями обоих типов. Разъемы классического типа B не подходят для подключения малогабаритного электронного оборудования. Подключение планшетов, цифровой техники, мобильных телефонов выполняется с использованием миниатюрных разъемов Mini-USB и их улучшенной модификации Micro-USB. У этих разъемов уменьшенные размеры штекера и гнезда. Последняя модификация разъемов ЮСБ — тип C. Эта конструкция имеет на обоих концах кабеля одинаковые коннекторы, отличается более скоростной передачей данных и большей мощностью. Распиновка USB 2.0 разъема типы A и B Классические разъемы содержат 4 вида контактов, в мини- и микроформатах — 5 контактов. Цвета проводов в USB-кабеле 2.0:

+5V (красный VBUS), напряжение 5 В, максимальная сила тока 0,5 А, предназначен для питания; D- (белый) Data-; D+ (зеленый) Data+; GND (черный), напряжение 0 В, используется для заземления.

Особенности распайки кабеля на контактах разъемов

Какими-то особыми технологическими нюансами пайка проводников кабеля на контактных площадках соединителей не отмечается. Главное в таком процессе – обеспечение соответствия цвета предварительно защищенных от изоляции проводников кабеля конкретному контакту (пину).

Интересно почитать: что такое конденсаторы.

Также, если осуществляется распайка модификаций устаревших версий, следует учитывать конфигурацию соединителей, так называемых – «папа» и «мама». Проводник, запаянный на контакте «папы» должен соответствовать пайке на контакте «мамы». Взять, к примеру, вариант распайки кабеля по контактам USB 2.0. Используемые в этом варианте четыре рабочих проводника, как правило, обозначены четырьмя разными цветами:

• красным;
• белым;
• зеленым;
• черным.

Соответственно, каждый проводник подпаивается на контактную площадку, отмеченную спецификацией разъема аналогичной расцветки. Такой подход существенно облегчает работу электронщика, исключает возможные ошибки в процессе распайки.

[stextbox id=’info’]Аналогичная технология пайки применяется и к разъемам других серий. Единственное отличие в таких случаях – большее число проводников, которые приходится паять. Чтобы упростить себе работу, удобно использовать специнструмент – надежный паяльник для пайки проводов в домашних условиях и стриппер для снятия изоляции с концов жил.[/stextbox]

Независимо от конфигурации соединителей, всегда используется пайка проводника экрана. Этот проводник запаивается к соответствующему контакту на разъеме, Shield – защитный экран. Нередки случаи игнорирования защитного экрана, когда «специалисты» не видят смысла в этом проводнике. Однако отсутствие экрана резко снижает характеристики кабеля USB. Поэтому неудивительно, когда при значительной длине кабеля без экрана пользователь получает проблемы в виде помех.

Заключение

Более подробно о распиновке usb разъеманапряжении рассказано в Схема распайки. Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. А также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов. Для этого приглашаем читателей подписаться и вступить в группу.

В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию во время подготовки материала:

www.sovet-ingenera.com

www.rostov-na-donu.axeum.ru

www.odinelectric.ru

www.helpadmins.ru

www.instrument.guru