USB (barramento serial universal- “barramento serial universal”) - uma interface serial de transferência de dados para dispositivos periféricos de média e baixa velocidade. Um cabo de 4 fios é usado para conexão, sendo dois fios usados ​​para receber e transmitir dados e 2 fios para alimentar o dispositivo periférico. Graças ao integrado Linhas de alimentação USB permite conectar dispositivos periféricos sem fonte de alimentação própria.

Noções básicas de USB

cabo USB consiste em 4 condutores de cobre - 2 condutores de potência e 2 condutores de dados em par trançado e uma trança aterrada (blindagem).Cabos USB têm dicas fisicamente diferentes “para o dispositivo” e “para o host”. É possível implementar um dispositivo USB sem cabo, com uma ponta “to-host” embutida na carcaça. Também é possível integrar permanentemente o cabo no dispositivo(por exemplo, teclado USB, câmera Web, mouse USB), embora o padrão proíba isso para dispositivos de alta velocidade e total.

Barramento USB estritamente orientado, ou seja, possui o conceito de “dispositivo principal” (host, também conhecido como controlador USB, geralmente embutido no chip ponte sul da placa-mãe) e “dispositivos periféricos”.

Os dispositivos podem receber alimentação de +5 V do barramento, mas também podem exigir uma fonte de alimentação externa. Um modo de espera também é suportado para dispositivos e divisores sob comando do barramento, removendo a energia principal enquanto mantém a energia de espera e ligando-a sob comando do barramento.

Suporte USBConexão e desconexão a quente de dispositivos. Isso é possível devido ao aumento do comprimento do condutor de contato de aterramento em relação aos de sinal. Quando conectado Conector USB são os primeiros a fechar contatos de aterramento, os potenciais dos invólucros dos dois dispositivos tornam-se iguais e a posterior conexão dos condutores de sinal não leva a sobretensões, mesmo que os dispositivos sejam alimentados por diferentes fases de uma rede de energia trifásica.

No nível lógico, um dispositivo USB suporta transações de transferência e recepção de dados. Cada pacote de cada transação contém um número ponto final no dispositivo. Quando um dispositivo é conectado, os drivers no kernel do sistema operacional leem uma lista de endpoints do dispositivo e criam estruturas de dados de controle para se comunicarem com cada endpoint no dispositivo. A coleção de endpoints e estruturas de dados no kernel do sistema operacional é chamada cano.

Pontos finais e, portanto, canais, pertencem a uma das 4 classes:

• contínuo (em massa),
• gerente (controle),
• isócrono (isoch),
• interromper.

Dispositivos de baixa velocidade, como um mouse, não podem ter canais isócronos e de fluxo.

Canal de controle projetado para troca de pacotes curtos de perguntas e respostas com o dispositivo. Qualquer dispositivo possui canal de controle 0, que permite ao software do sistema operacional ler informações breves sobre o dispositivo, incluindo códigos de fabricante e modelo usados ​​para selecionar um driver e uma lista de outros terminais.

Interromper canal permite entregar pacotes curtos em ambas as direções, sem receber resposta/confirmação, mas com garantia de tempo de entrega - o pacote será entregue no máximo em N milissegundos. Por exemplo, usado em dispositivos de entrada (teclados, mouses ou joysticks).

Canal isócrono permite entregar pacotes sem garantia de entrega e sem respostas/confirmações, mas com velocidade de entrega garantida de N pacotes por período de barramento (1 KHz para velocidade baixa e total, 8 KHz para alta velocidade). Usado para transmitir informações de áudio e vídeo.

Canal de fluxo fornece garantia de entrega de cada pacote, suporta suspensão automática da transmissão de dados devido à relutância do dispositivo (estouro ou falta de buffer), mas não garante velocidade e atraso de entrega. Usado, por exemplo, em impressoras e scanners.

Horário do ônibusé dividido em períodos, no início do período o controlador transmite o pacote de “início do período” para todo o barramento. Então, durante o período, são transmitidos pacotes de interrupção, depois isócronos na quantidade necessária; no tempo restante do período, são transmitidos pacotes de controle e, por último, pacotes de fluxo.

Lado ativo do ônibusé sempre o controlador, a transferência de um pacote de dados do dispositivo para o controlador é implementada como uma pergunta curta do controlador e uma resposta longa do dispositivo que contém os dados. O cronograma de movimentação de pacotes para cada período do barramento é criado em conjunto pelo hardware do controlador e pelo software do driver; para isso, muitos controladores utilizam DMA de acesso direto à memória (Acesso direto à memória) - modo de troca de dados entre dispositivos ou entre o dispositivo e a memória principal, sem a participação do Processador Central (CPU). Como resultado, a velocidade de transferência aumenta, uma vez que os dados não são enviados para a CPU.

O tamanho do pacote para um endpoint é uma constante incorporada na tabela de endpoints do dispositivo e não pode ser alterado. Ele é selecionado pelo desenvolvedor do dispositivo dentre aqueles suportados pelo padrão USB.

Especificações USB

Recursos, vantagens e desvantagens do USB:

• Alta velocidade de transferência (taxa de bits de sinalização de velocidade total) - 12 Mb/s;
• O comprimento máximo do cabo para alta velocidade de transferência é de 5 m;
• Taxa de bits de sinalização de baixa velocidade - 1,5 Mb/s;
• O comprimento máximo do cabo para baixa velocidade de comunicação é de 3 m;
• Máximo de dispositivos conectados (incluindo multiplicadores) - 127;
• É possível conectar dispositivos com diferentes taxas de transmissão;
• Não há necessidade de instalar elementos adicionais como terminadores;
• Tensão de alimentação para dispositivos periféricos - 5 V;
• O consumo máximo de corrente por dispositivo é de 500 mA.

Os sinais USB são transmitidos por dois fios de um cabo blindado de 4 fios.

Pinagem do conector USB 1.0 e USB 2.0

Tipo A		Tipo B
Garfo (no cabo)	Soquete (no computador)	Garfo (no cabo)	Soquete (na periferia dispositivo)

Nomes e atribuições funcionais dos pinos USB 1.0 e USB 2.0

Dados 4 GND Chão (corpo)

Desvantagens do USB 2.0

Pelo menos o máximo Taxa de transferência de dados USB 2.0é 480 Mbit/s (60 MB/s), na vida real não é realista atingir tais velocidades (~33,5 MB/s na prática). Isto se deve aos grandes atrasos no barramento USB entre a solicitação de transferência de dados e o início real da transferência. Por exemplo, o FireWire, embora tenha uma taxa de transferência de pico inferior de 400 Mbps, que é 80 Mbps (10 MB/s) menor que o USB 2.0, na verdade permite maior taxa de transferência de dados para discos rígidos e outros dispositivos de armazenamento. A este respeito, várias unidades móveis têm sido limitadas há muito tempo pela largura de banda prática insuficiente do USB 2.0.

Os conectores UBS são os tipos mais comuns de conectores usados ​​para conectar vários tipos de dispositivos eletrônicos digitais.

Temos certeza que todos em casa possuem muitos cabos com esses conectores, pois eles servem para conectar dispositivos periféricos a um computador: mouses, joysticks, impressoras, scanners, discos rígidos externos e muito mais.

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Além disso, ao comprar um telefone celular, você recebe conectores incluídos para conectar o gadget a um computador e a um carregador.

Conceito de pinagem

Às vezes acontece que devido a um conector quebrado ou rompimento de cabo, ele para de funcionar. carregador dispositivo de telefone ou qualquer coisa conectada a um computador. Para quem não tem habilidade para trabalhar com ferro de soldar, isso é uma surpresa desagradável e um problema.

Mas, para quem está familiarizado com o básico da eletrônica e sabe soldar, o problema é resolvido de forma simples - um novo conector é soldado ou o antigo é soldado, e nossos dispositivos favoritos funcionam novamente.

No entanto, antes de começar a reparar, você precisa saber Pinagem do conector USB – disposição dos fios por cor em relação aos contatos do conector. A fiação incorreta levará à falha dos dispositivos conectados.

Informações gerais sobre conectores USB

USB (barramento serial universal)– um padrão de transferência de dados desenvolvido em 1994 para organizar uma interface entre um computador e dispositivos periféricos.

Agora é usado tanto para transferir dados entre dispositivos digitais quanto para carregar as baterias de um dispositivo passivo de um ativo, o chamado “host”. Um exemplo seria carregar um telefone a partir de um computador.

Os conectores são divididos em três tipos:

O primeiro tipo é usb 1.1

Foi desenvolvido como um dos primeiros a expandir a funcionalidade de um computador e possibilitou conectar dispositivos adicionais ao computador, incluindo telefones celulares para transmissão de fala em formato digital.

Devido à baixa velocidade de transferência de dados, foi substituído pelo usb 2.0. Atualmente, o usb 1.1 é considerado obsoleto e praticamente não é utilizado.

O segundo tipo é usb 2.0

O mais comum no momento e amplamente utilizado. A maioria dos dispositivos eletrônicos vendidos em lojas de eletrônicos possui conectores USB 2.0, apesar de não atenderem mais aos requisitos modernos de velocidade de transferência. Em particular, os discos rígidos podem ler informações a uma velocidade 3-4 vezes superior à velocidade fornecida por este tipo de dispositivo. Porém, continuam comuns devido ao fato dessa velocidade ser bastante adequada para o funcionamento de mouses, teclados e outros dispositivos.

O terceiro tipo é usb 3.0

É uma nova geração de dispositivos cuja velocidade de transferência satisfaz os discos rígidos mais rápidos e fornece uma reserva de velocidade para o futuro. Conectores deste tipo são especialmente marcados em azul.

Todos os conectores dos tipos considerados têm diferenças de design, que pode ser determinado pela designação:

Letras F e M na marcação usb conectores significam:

• F (fêmea) – conector tipo fêmea;
• M (macho) – conector tipo macho.

Mini-usb, e posteriormente micro-usb, foram desenvolvidos para conexão com dispositivos portáteis e móveis.

Os conectores dos tipos mini-AB e micro-AB servem como adaptadores para conectar mini A e mini B, micro-A e micro-B entre si.

Pinagem do conector

A pinagem do conector USB 2.0 é a seguinte:

• fio vermelho soldado ao pino 1 do conector: alimentação de +5V é fornecida;
• Fio branco– para contato 2: informações (D -);
• Fio verde– ao pino 3: informação (D+);
• Fio preto– ao pino 4: comum.

Os cabos mini e micro USB possuem cinco fios de cores diferentes e um conector de cinco pinos. A diferença entre a fiação desses microconectores e a fiação de um conector USB 2.0 é o seguinte:

• a fiação dos três primeiros contatos é semelhante ao USB 2.0;
• o fio lilás vai para o pino 4 - este é o ID; nos conectores A – não utilizados, nos conectores B – conectados ao corpo;
• O fio preto vai para o pino 5 – comum.

Pinagem do conector USB 3.0é feito da seguinte forma:

• A fiação dos primeiros 4 contatos é idêntica à fiação do conector USB 2.0;
• o fio azul vai para o pino 5 – transferência de informações com sinal de mais;
• fio amarelo – ao pino 6 – transferência de informações com sinal menos;
• alojamento adicional - para o pino 7;
• fio roxo – para pino 8 – transferência de informações com sinal menos;
• fio laranja - para o pino 9 - transferência de informações com sinal de mais.

Micro e mini USB para celulares

Todos os telemóveis modernos são carregados através de mini e micro conectores de próprio carregador. Discutimos a pinagem dos mini e micro conectores acima.

Agora vamos falar sobre por que o carregador parece adequado em termos de seus parâmetros (tensão e corrente de carga), e o conector do seu telefone se encaixa bem nele, mas o carregador não é “nativo” - e o carregamento não ocorrer. Por que?

A questão está em algumas diferenças na pinagem dos mini e micro conectores dos telefones inseridos no carregador.

Por exemplo, aparelhos como HTC, Philips, Samsung, bem como Nokia e LG reconhecem o carregador como seu se Os pinos 2 e 3 do conector estão em curto. Ao conectar esses contatos no conector AF do carregador, é perfeitamente possível utilizá-lo para carregar esses tipos de telefones.

Os dispositivos Motorola “exigirão” a instalação de um resistor com valor nominal de 200 quiloOhms entre os pinos 4 e 5. Sem ele O dispositivo carrega muito lentamente.

Resumindo o que foi dito, podemos concluir que ao consertar cabos de seus gadgets favoritos, é importante conhecer a pinagem dos conectores para conectar corretamente os fios do cabo, e então seus “amigos” eletrônicos irão atendê-lo por muito tempo tempo.

O processo tecnológico não pára. Os modelos modernos de vários dispositivos digitais são muito diferentes dos seus homólogos mais antigos. Não apenas a aparência e o equipamento interno mudaram, mas também os métodos de conexão a computadores e carregadores. Se apenas 5 a 7 anos atrás, muitos telefones e até câmeras não tivessem esse recurso. Mas, no momento, absolutamente todos os dispositivos digitais podem ser conectados a um computador pessoal ou laptop. Telefone, player, smartphone, tablet, câmera de vídeo, player ou câmera - todos estão equipados com conectores que permitem conectá-los a outros dispositivos.

Mas, como você pode ver facilmente, o conector é diferente. E por algum motivo o cabo adquirido com o telefone não pode ser usado com seu player favorito. Como resultado, um monte de cabos se acumula, você fica constantemente confuso com eles e não consegue entender por que era impossível fazer um fio adequado para conectar todos os dispositivos. Mas, como sabemos, isso não acontece. Embora agora exista um conector mais ou menos padrão, pelo menos para smartphones, telefones e tablets. E seu nome é micro-USB. Que tipo de milagre é esse e como funciona, contaremos a seguir.

Conector micro USB: o que é?

Os dois conectores mais populares ultimamente são mini e micro-USB. Seus nomes falam por si. São designs menores e mais práticos usados ​​em dispositivos digitais menores para economizar espaço e talvez criar uma aparência mais elegante. Por exemplo, um conector micro-USB para um tablet é quase 4 vezes menor que um USB 2.0 padrão e, considerando que o dispositivo em si é várias vezes menor que um computador pessoal ou mesmo um laptop, esta opção é simplesmente ideal. Mas também existem algumas nuances aqui. Por exemplo, mais nunca pode ser transformado em menos, então os conectores micro-USB não podem nem mesmo ser substituídos por mini-USB. Embora em alguns casos o processo inverso seja aceitável. E é improvável que substituir um micro-USB com suas próprias mãos acabe em algo bom. Este é um trabalho de joalheria. Além disso, a palavra “micro” abrange vários tipos de conectores e você precisa se lembrar disso. Especialmente se você estiver tentando comprar um fio novo. O micro USB do seu tablet pode não ser compatível com o conector na extremidade do cabo que você adquiriu.

Variedades

Os conectores micro-USB podem ser de dois tipos completamente diferentes. Eles têm áreas de aplicação diferentes e, portanto, têm aparência diferente. O primeiro tipo é denominado micro-USB 2.0. tipo B - é usado em dispositivos por padrão e é um padrão tácito para os modelos mais recentes de smartphones e tablets, por isso é muito comum e quase todas as pessoas em casa possuem pelo menos um cabo micro-USB 2.0. tipo B.

O segundo tipo é o micro-USB 3.0 - esses conectores não são instalados em tablets, mas podem ser encontrados em smartphones e telefones de algumas marcas. Na maioria das vezes eles são usados ​​​​para equipar discos rígidos externos.

Vantagens

As principais vantagens dos conectores micro-USB para tablets incluem maior densidade e confiabilidade do plugue. Mas este fato não exclui a possibilidade de problemas com estes componentes. Na maioria das vezes, a causa do colapso é o descuido dos próprios proprietários de dispositivos digitais. Movimentos bruscos, tablets e telefones caindo no chão ou mesmo asfalto, principalmente na lateral onde está localizado o próprio conector, tentativas de corrigir algo com as próprias mãos sem o conhecimento adequado - esses são os principais motivos pelos quais até as peças mais duráveis ​​de As portas USB falham fora de serviço. Mas acontece que isso acontece por desgaste do aparelho, mau funcionamento ou defeitos de fabricação.

Na maioria das vezes, a causa do mau funcionamento são os próprios conectores micro-USB ou as peças adjacentes a eles e conectadas a eles em um circuito. Para qualquer artesão experiente, substituí-lo é questão de minutos, mas nem todos conseguem fazer isso em casa. Se você ainda está interessado em como consertar um conector micro-USB sozinho, a pinagem (ou, em outras palavras, a dessoldagem) não é o processo mais longo ou complicado se você abordar isso com sabedoria e primeiro ler as informações relevantes. Algumas dicas serão dadas a seguir.

Conector micro USB: pinagem

Como você sabe, com portas e conectores comuns tudo é simples - você só precisa tirar uma imagem da parte frontal do conector, mas em uma imagem espelhada, e soldá-la. Com os tipos USB mini e micro, tudo é um pouco diferente. Seus conectores contêm 5 contatos, mas nos conectores do tipo B o contato número 4 não é utilizado e no tipo A é fechado para GND, que ocupa o quinto lugar.

Funções das “pernas” do conector micro-USB

Como a maioria dos tablets modernos possui micro-USB, que serve não só para carregar, mas também para sincronização, problemas surgem com mais frequência devido ao uso mais frequente do conector.

Portanto, como mencionado acima, um conector micro-USB normal possui cinco “pernas”. Um é positivo, a cinco volts, e o outro é negativo. Eles estão localizados em lados diferentes do conector e, portanto, sofrem menos quando separados da placa-mãe. Apenas uma “perna” do conector, que é puxada para fora da almofada de contato com mais frequência do que outras, está sujeita a maior desgaste. Ele está localizado mais próximo da “perna” negativa. Se este contato estiver danificado, o dispositivo não poderá ser carregado. Ou seja, o sistema poderá ver a fonte de alimentação, mas o processo de carregamento não ocorrerá.

As duas “pernas” restantes são responsáveis ​​​​pela sincronização, ou seja, pela capacidade de fazer upload e download de fotos, músicas, etc. Eles fazem isso ao mesmo tempo, então a separação de um implicará na cessação do trabalho do segundo.

Conhecendo as funções das “pernas”, você poderá determinar quais contatos estão causando problemas e quais deles você precisará soldar para que seu tablet volte a funcionar.

Consequências da substituição incorreta do conector

Depois de soldar o micro-USB incorretamente, os proprietários geralmente encontram os seguintes problemas:

1. Curto-circuitos da fonte de alimentação se forem soldadas do tipo invertido.
2. O tablet detecta o cabo de carregamento, mas a bateria não carrega.
3. A bateria do tablet carrega perfeitamente, mas não sincroniza com um laptop ou computador.
4. O tablet funciona bem, mas às vezes “lembra” que você deve levá-lo a uma oficina em vez de soldá-lo sozinho (por exemplo, o carregamento não começa imediatamente após ligá-lo ou às vezes o cabo precisa ser puxado e reinserido várias vezes antes de iniciar o carregamento).

O futuro do Micro USB

Como essas são algumas das portas mais populares atualmente, se você aprender como alterá-las uma vez, essa habilidade o ajudará com frequência no futuro. E que não sejam aceites como “padrão ouro” no desenvolvimento de telefones e outros dispositivos digitais. E ainda precisamos de toda uma coleção de fios especificamente para um laptop Acer, para um telefone Samsung, para um iPad da Apple e uma câmera Nikon, mas o uso ativo de microconectores nos dá esperança de que em breve, em vez de um “buquê” teremos em nossa prateleira um cabo micro-USB adequado para pelo menos 90% dos equipamentos da casa.

Que tipos de conectores e plugues USB existem?

Devido ao fato de existirem muitos conectores USB, muitas vezes há confusão entre eles. Às vezes, depois de comprar um cabo, surge uma onda de decepção, pois pode acontecer que o plugue do fio adquirido não sirva no aparelho. Portanto, neste artigo tentarei dizer quais tipos de conectores os cabos USB possuem.

Apesar de haver muita informação sobre este tema na Internet, ela geralmente aborda questões de desenvolvimento, fornece datas de aprovação e comissionamento, características de design e pinagens. Em geral, são fornecidas mais informações básicas, que normalmente não são de particular interesse para o usuário final. Tentarei considerar os conectores do ponto de vista doméstico - onde são usados, suas vantagens e desvantagens, diferenças e características.

Versões USB. Qual é a diferença entre USB 2.0 e USB 3.0

Primeiro, uma rápida visão geral: os dispositivos USB vêm em três versões - 1.1, 2.0 e 3.0. O primeiro quase nunca é usado, pois fornece velocidade de transferência de dados muito baixa (12 Mbit - aproximadamente 1,2 MB/s) e pode ser usado exclusivamente para compatibilidade com hardware exigente. A segunda versão ocupa agora uma posição dominante. A maioria dos dispositivos vendidos nas lojas e atualmente em uso suportam a segunda versão. Ele fornece uma taxa de transferência de 480 Mbit/s, ou seja, a velocidade de cópia deveria teoricamente estar no nível de 48 MB/s. No entanto, devido aos recursos de design e à implementação abaixo do ideal na prática, a velocidade raramente excede 30-33 MB/s. A maioria dos discos rígidos externos pode ler em velocidades 3 a 4 vezes mais rápidas. Ou seja, esse conector é um gargalo que retarda o funcionamento dos drives modernos. Para mouses, teclados, etc., a velocidade não importa.

A terceira versão é de cor azul, indicando que pertence à última geração. A largura de banda é de 5 Gbps, o que pode dar 500 MB/s. Os discos rígidos modernos têm uma velocidade de cerca de 150-170 MB/s, ou seja, a terceira versão do USB poderá fornecer uma grande reserva de velocidade para os próximos anos.

Compatível com diferentes versões USB.

Algumas palavras sobre compatibilidade. As versões 1.1 e 2.0 são estruturalmente totalmente compatíveis entre si. Se um dos lados conectados for de uma versão mais antiga, o trabalho será realizado em velocidade reduzida e o sistema operacional exibirá a mensagem “O dispositivo pode funcionar mais rápido”, o que significa que há uma porta USB 2.0 rápida ligada. o computador, mas o dispositivo conectado a ele é lento - versão 1.1.

Mas com a compatibilidade das versões USB 2.0 e 3.0, nem tudo é tão simples. Qualquer dispositivo ou cabo USB 2.0 pode ser conectado à porta azul da versão 3. Mas o oposto não pode ser feito. Cabos e dispositivos modernos com USB 3.0 diferem dos conectores usuais por possuírem contatos adicionais que aumentam a largura de banda da interface, portanto você não poderá conectá-los à porta antiga (a única exceção é o tipo A).

Alimentação USB

Qualquer conector USB fornece uma tensão de 5 Volts e a corrente não pode exceder 0,5 Amperes (para USB 3.0 - 0,9 Amperes). Na prática, isso significa que a potência máxima do dispositivo conectado não pode ser superior a 2,5 Watts (4,5 para USB 3.0). Portanto, não haverá problemas ao conectar dispositivos portáteis e de baixo consumo de energia - players, telefones, pen drives e cartões de memória. Mas todos os equipamentos de grande porte e massivos possuem alimentação externa da rede.

Agora vamos passar para os tipos de conectores. Não considerarei opções completamente exóticas, mas falarei apenas sobre os plugues mais populares e usados. A afiliação a uma versão USB específica será indicada entre colchetes.

USB tipo A (USB 2.0)

Este é o conector mais comum e mais reconhecível existente atualmente. A maioria dos dispositivos conectados via USB o possui. Mouses, pen drives, teclados, câmeras e muito mais – todos possuem USB Tipo A, que remonta aos anos 90. Uma das vantagens mais importantes desta porta é a confiabilidade. Ele pode sobreviver a um número bastante grande de conexões, não desmorona e realmente mereceu se tornar o meio mais comum de conectar tudo o que é possível. Apesar do formato retangular, não pode ser colado no verso, há “proteção contra tolos”. Porém, não é adequado para dispositivos portáteis, pois possui dimensões bastante grandes, o que acabou levando ao aparecimento de modificações menores.

USB tipo B (USB 2.0)

O segundo tipo de USB ganhou muito menos fama que seu parente. Ao contrário dos plugues tipo A, que possuem formato retangular, todas as modificações do tipo B (incluindo Mini e Micro - veja abaixo) geralmente têm formato quadrado ou trapezoidal. O tipo B regular e em tamanho real é o único representante que possui formato quadrado. É bastante grande e por isso é utilizado em diversos periféricos e grandes dispositivos estacionários - impressoras, scanners e, às vezes, modems ADSL. Curiosamente, os fabricantes de impressoras raramente incluem esse cabo em seus produtos, portanto, o cabo para o dispositivo de impressão ou MFP deve ser adquirido separadamente.

MiniUSB Tipo B (USB 2.0)

O surgimento de um grande número de dispositivos em miniatura levou ao surgimento de minúsculos conectores USB. E o Mini USB tipo B realmente se difundiu com o advento dos discos rígidos portáteis, nos quais é amplamente utilizado. O conector possui cinco contatos, e não 4 como “plugues adultos”, embora um deles não seja utilizado. Infelizmente, a miniaturização teve um impacto negativo na confiabilidade. Apesar de sua longa vida útil, depois de um tempo o Mini USB se solta e começa a balançar, embora não caia da porta. Atualmente, continua a ser usado ativamente em players, discos rígidos portáteis, leitores de cartões e outros equipamentos de pequeno porte. É interessante que a segunda modificação (tipo A) quase nunca é usada, dificilmente você encontrará tal cabo à venda. Ele está gradualmente começando a ser substituído por uma modificação mais avançada do Micro USB.

Micro USB tipo B (USB 2.0)

Uma versão modificada do conector anterior. Possui dimensões muito diminutas, pelo que é utilizado pelos fabricantes na tecnologia moderna, que se caracteriza pela sua pequena espessura. Além disso, a fixação foi melhorada: o plugue fica bem apertado e não cai. Em 2011, este conector foi aprovado como padrão unificado para carregar telefones, smartphones, tablets, players e outros eletrônicos portáteis. Portanto, com apenas um cabo, você pode alimentar todo o “zoológico eletrônico”. O padrão continua ganhando força, pode-se esperar que em um ou dois anos quase todos os novos dispositivos sejam equipados com um único conector. Como no caso anterior, o tipo A quase nunca é utilizado.

USB tipo A (USB 3.0)

Novo padrão USB com largura de banda significativamente maior. O aparecimento de contatos adicionais levou a uma mudança na aparência de quase todos os plugues USB 3.0. Apesar disso, o tipo A permaneceu inalterado na aparência, apenas a cor azul do núcleo indica que se trata de um recém-chegado. Isso significa que a compatibilidade com versões anteriores é mantida. Um dispositivo USB 3.0 pode ser conectado a uma porta USB 2.0 antiga e vice-versa. Esta é a principal diferença em relação a outros conectores USB 3.0. Essas portas podem ser encontradas em computadores ou laptops modernos.

USB tipo B (USB 3.0)

Por analogia com a versão anterior, este tipo é utilizado em periféricos e dispositivos de médio e grande porte que exigem alto desempenho - NAS, discos rígidos estacionários. O conector foi fortemente modificado e não pode ser conectado ao USB 2.0. Você também raramente vê esses cabos à venda (ao contrário do anterior). Conectar esse conector a um USB 2.0 tipo B não funcionará mais - a parte superior atrapalhará.

Micro USB (USB 3.0)

Este conector continua as tradições do Micro USB “clássico”. Possui as mesmas qualidades - compacidade, confiabilidade, boa conexão, mas ao mesmo tempo possui alta velocidade de transferência de dados. Portanto, é usado principalmente em novos discos rígidos externos ultrarrápidos e SSDs. Está se tornando cada vez mais popular, então para não carregar cabo com disco rígido externo, você pode comprar um cabo adicional em qualquer loja. A parte principal do conector copia completamente o Micro USB da segunda revisão

O principal é não confundir - a diferença entre Micro USB e Mini USB.

A principal confusão que surge entre os usuários é entre Mini USB e Micro USB, que de fato são um pouco parecidos. O primeiro é um pouco maior e o segundo possui travas especiais na parte traseira. É pelas travas que você sempre consegue distinguir esses dois conectores. Caso contrário, eles são idênticos. E como existem muitos dispositivos com ambos, é melhor ter os dois cabos - então não haverá problemas para conectar qualquer equipamento portátil moderno.

Mini USB à esquerda, Micro USB à direita.
Mini USB é muito mais grosso, o que impossibilita o uso
em dispositivos compactos e finos.
Micro USB é fácil de reconhecer pelos seus dois entalhes,
segurando o plugue firmemente ao conectar.

Três irmãos da mesma família.
Mini USB e Micro USB são muito mais finos que o normal.
Por outro lado, as “migalhas” perdem
na confiabilidade de um camarada mais velho.

A interface USB começou a ser amplamente utilizada há cerca de 20 anos, para ser mais preciso, desde a primavera de 1997. Foi então que o barramento serial universal foi implementado no hardware de muitas placas-mãe de computadores pessoais. Atualmente, esse tipo de conexão de periféricos a um PC é um padrão, foram lançadas versões que aumentaram significativamente a velocidade de troca de dados e surgiram novos tipos de conectores. Vamos tentar entender as especificações, pinagens e outros recursos do USB.

Quais são as vantagens do Universal Serial Bus?

A introdução deste método de conexão tornou possível:

• Conecte rapidamente vários dispositivos periféricos ao seu PC, desde o teclado até unidades de disco externas.
• Aproveite ao máximo a tecnologia Plug&Play, que simplifica a conexão e configuração de periféricos.
• Recusa de uma série de interfaces desatualizadas, que tiveram um impacto positivo na funcionalidade dos sistemas informáticos.
• O barramento permite não só transferir dados, mas também fornecer energia aos dispositivos conectados, com limite de corrente de carga de 0,5 e 0,9 A para as antigas e novas gerações. Isso possibilitou o uso de USB para carregar telefones, bem como conectar diversos gadgets (miniventiladores, luzes, etc.).
• Tornou-se possível fabricar controladores móveis, por exemplo, placa de rede USB RJ-45, chaves eletrônicas para entrada e saída do sistema

Tipos de conectores USB - principais diferenças e características

Existem três especificações (versões) deste tipo de conexão parcialmente compatíveis entre si:

1. A primeira versão que se difundiu foi a v 1. É uma modificação aprimorada da versão anterior (1.0), que praticamente não saiu da fase de protótipo devido a graves erros no protocolo de transferência de dados. Esta especificação possui as seguintes características:

• Transferência de dados em modo duplo em alta e baixa velocidade (12,0 e 1,50 Mbps, respectivamente).
• Possibilidade de conectar mais de uma centena de dispositivos diferentes (incluindo hubs).
• O comprimento máximo do cabo é de 3,0 e 5,0 m para velocidades de transferência altas e baixas, respectivamente.
• A tensão nominal do barramento é de 5,0 V, a corrente de carga permitida do equipamento conectado é de 0,5 A.

Hoje esse padrão praticamente não é utilizado devido ao seu baixo rendimento.

1. A segunda especificação dominante hoje... Este padrão é totalmente compatível com a modificação anterior. Uma característica distintiva é a presença de um protocolo de troca de dados em alta velocidade (até 480,0 Mbit por segundo).

Devido à total compatibilidade de hardware com a versão mais jovem, dispositivos periféricos deste padrão podem ser conectados à modificação anterior. É verdade que o rendimento diminuirá de 35 a 40 vezes e, em alguns casos, mais.

Como essas versões são totalmente compatíveis, seus cabos e conectores são idênticos.

Observe que, apesar da largura de banda especificada na especificação, a velocidade real de troca de dados na segunda geração é um pouco menor (cerca de 30-35 MB por segundo). Isto se deve à implementação do protocolo, que leva a atrasos entre os pacotes de dados. Como os drives modernos têm velocidade de leitura quatro vezes maior que o rendimento da segunda modificação, ou seja, não atendem aos requisitos atuais.

1. O barramento universal de 3ª geração foi desenvolvido especificamente para solucionar problemas de largura de banda insuficiente. De acordo com a especificação, essa modificação é capaz de trocar informações a uma velocidade de 5,0 Gbit por segundo, quase três vezes a velocidade de leitura dos drives modernos. Os plugues e tomadas da última modificação são geralmente marcados em azul para facilitar a identificação de pertencer a esta especificação.

Outra característica da terceira geração é o aumento da corrente nominal para 0,9 A, o que permite alimentar diversos dispositivos e eliminar a necessidade de fontes de alimentação separadas para eles.

Quanto à compatibilidade com a versão anterior, ela está parcialmente implementada; isso será discutido em detalhes a seguir.

Classificação e pinagem

Os conectores geralmente são classificados por tipo, existem apenas dois deles:

Observe que tais convectores são compatíveis apenas entre modificações anteriores.

Além disso, existem cabos de extensão para as portas desta interface. Em uma extremidade há um plugue tipo A e na outra há uma tomada para ele, ou seja, uma conexão “fêmea” - “macho”. Esses cabos podem ser muito úteis, por exemplo, para conectar uma unidade flash à unidade de sistema sem rastejar por baixo da mesa.

Agora vamos ver como os contatos são conectados para cada um dos tipos listados acima.

Pinagem do conector USB 2.0 (tipos A e B)

Como os plugues e soquetes físicos das primeiras versões 1.1 e 2.0 não diferem entre si, apresentaremos a fiação desta última.

Figura 6. Fiação do plugue e soquete do conector tipo A

Designação:

• Um ninho.
• B – plugue.
• 1 – fonte de alimentação +5,0 V.
• 2 e 3 fios de sinal.
• 4 – massa.

Na figura a coloração dos contatos é mostrada de acordo com as cores do fio, e corresponde à especificação aceita.

Agora vamos dar uma olhada na fiação do soquete B clássico.

Designação:

• A – plugue conectado à tomada de dispositivos periféricos.
• B – tomada em um dispositivo periférico.
• 1 – contato de potência (+5 V).
• 2 e 3 – contatos de sinalização.
• 4 – contato do fio terra.

As cores dos contatos correspondem às cores aceitas dos fios do cabo.

Pinagem USB 3.0 (tipos A e B)

Na terceira geração, os dispositivos periféricos são conectados através de 10 (9 se não houver trança de blindagem) fios; consequentemente, o número de contatos também é aumentado. Mas eles estão localizados de forma que seja possível conectar dispositivos de gerações anteriores. Ou seja, os contatos de +5,0 V, GND, D+ e D-, estão localizados da mesma forma que na versão anterior. A fiação do soquete Tipo A é mostrada na figura abaixo.

Figura 8. Pinagem do conector Tipo A em USB 3.0

Designação:

• Um plugue.
• B – ninho.
• 1, 2, 3, 4 – os conectores correspondem totalmente à pinagem do plugue para a versão 2.0 (ver B na Fig. 6), as cores dos fios também coincidem.
• Conectores 5 (SS_TX-) e 6 (SS_TX+) para fios de transmissão de dados via protocolo SUPER_SPEED.
• 7 – terra (GND) para fios de sinal.
• Conectores 8 (SS_RX-) e 9 (SS_RX+) para fios de recepção de dados utilizando o protocolo SUPER_SPEED.

As cores da figura correspondem às geralmente aceitas para esta norma.

Como mencionado acima, um plugue de um modelo anterior pode ser inserido no soquete desta porta; conseqüentemente, o rendimento diminuirá. Quanto ao plugue de barramento universal de terceira geração, é impossível inseri-lo nas tomadas de lançamento anterior.

Agora vamos dar uma olhada na pinagem do soquete tipo B. Ao contrário do tipo anterior, esse soquete é incompatível com qualquer plugue de versões anteriores.

Designações:

A e B são plugue e tomada, respectivamente.

As assinaturas digitais dos contatos correspondem à descrição da Figura 8.

A cor é o mais próxima possível das marcações coloridas dos fios do cabo.

Pinagem do conector micro USB

Para começar, apresentamos a fiação para esta especificação.

Como pode ser visto na figura, esta é uma conexão de 5 pinos; tanto o plugue (A) quanto o soquete (B) possuem quatro contatos. Sua finalidade e designação digital e de cores correspondem ao padrão aceito, fornecido acima.

Descrição do conector micro USB para versão 3.0.

Para esta conexão, é utilizado um conector de 10 pinos com formato característico. Na verdade, consiste em duas partes de 5 pinos cada, e uma delas corresponde totalmente à versão anterior da interface. Esta implementação é um tanto confusa, principalmente considerando a incompatibilidade desses tipos. Provavelmente, os desenvolvedores planejaram possibilitar o trabalho com conectores de modificações anteriores, mas posteriormente abandonaram essa ideia ou ainda não a implementaram.

A figura mostra a pinagem do plugue (A) e a aparência do soquete micro USB (B).

Os contatos 1 a 5 correspondem totalmente ao microconector de segunda geração, a finalidade dos demais contatos é a seguinte:

• 6 e 7 – transmissão de dados via protocolo de alta velocidade (SS_TX- e SS_TX+, respectivamente).
• 8 – massa para canais de informação de alta velocidade.
• 9 e 10 – recepção de dados via protocolo de alta velocidade (SS_RX- e SS_RX+, respectivamente).

Pinagem mini USB

Esta opção de conexão é usada apenas nas versões anteriores da interface; na terceira geração esse tipo não é usado.

Como você pode ver, a fiação do plugue e da tomada é quase idêntica à do micro USB, respectivamente, o esquema de cores dos fios e os números dos contatos também são os mesmos. Na verdade, as diferenças estão apenas na forma e no tamanho.

Neste artigo apresentamos apenas tipos de conexões padrão; muitos fabricantes de equipamentos digitais praticam a introdução de seus próprios padrões; lá você pode encontrar conectores para 7 pinos, 8 pinos, etc. Isto introduz certas dificuldades, especialmente quando surge a questão de encontrar um carregador para um telemóvel. Deve-se notar também que os fabricantes desses produtos “exclusivos” não têm pressa em informar como é feita a pinagem USB nesses contatores. Mas, via de regra, essas informações são fáceis de encontrar em fóruns temáticos.

Os cabos USB têm extremidades físicas diferentes. Depende de qual dispositivo ele está conectado. Existem conexões com o próprio dispositivo e com o host. Além disso, o USB pode ser com ou sem cabo. Outra opção é possível: o cabo está embutido no próprio dispositivo. O cabo é necessário para formar uma interface entre o dispositivo e o host.

Mas depois de algum tempo, os desenvolvedores de uma interface de computador como USB ainda tinha baixa velocidade para utilizar discos rígidos externos e outros dispositivos cuja velocidade fosse muito maior. Portanto, os criadores do USB tiveram que trocar o aparelho para que um novo modelo fosse obtido. Agora a velocidade do terceiro tipo de USB tornou-se dez vezes mais rápida. Claro, isso também afetou o carregamento.

Informações gerais sobre USB

O cabo USB consiste em quatro condutores de cobre. São dois condutores destinados à alimentação de energia, sendo os demais condutores em par trançado. Este kit também inclui uma trança aterrada.

Vamos agora dar uma olhada no host. Atua como um controlador especial, que é programado e controlado. Sua tarefa: garantir o funcionamento da interface. A propósito, o controlador geralmente pode ser encontrado em um microcircuito. É necessário um hub para conectar o controlador a outros dispositivos.

Mas para conectar dispositivos externos ao hub, são utilizadas portas, nas extremidades das quais existem conectores. Os cabos ajudam os dispositivos USB a se conectar às portas. O dispositivo pode ser alimentado de forma diferente: do barramento ou de algum tipo de fonte de alimentação externa.

Leva apenas alguns minutos para começar e você pode começar. Inicialmente o sinal para iniciar o trabalho é enviado ao hub do cabo, que informa ainda que o equipamento está pronto para operação.

Mas vale lembrar uma regra. Sempre que você começar a pinagem de um dispositivo, primeiro determine qual é a pinagem do seu cabo. O conector USB ajuda você a conectar todos os dispositivos externos ao seu computador. Este método de conexão moderno substitui todos os métodos que estavam disponíveis anteriormente. Tal conector fornece opções adicionais: Ao operar equipamentos de informática, qualquer dispositivo pode ser conectado e imediatamente colocado em operação. Também pode afetar a operação de carregamento.

Especificação USB

Surgiram as primeiras versões preliminares do USB, que começaram a ser lançadas em novembro de 1994. Isso durou um ano. E depois disso novos modelos USB começaram a sair que ainda estão em uso hoje.

Hoje podemos falar dos seguintes modelos:

1. USB 1.0. Este modelo foi lançado em janeiro de 1996.
2. USB 1.1. Esta especificação foi lançada em setembro de 1998.
3. USB 2.0. Este modelo foi lançado em 2000.

Características técnicas de cada modelo

O primeiro modelo é USB 1.0. Esta especificação distingue dois modos de operação:

1. Baixa largura de banda.
2. Com alto rendimento.

O comprimento máximo do cabo permitido neste modelo para o primeiro modo de operação é de três metros, e para o segundo modo de operação chega a cinco metros. Se quiser conectar vários dispositivos, você pode conectar até 127 deles.

As características técnicas do modelo USB 1.1 correspondem às primeiras, mas todos os problemas e erros que surgiram durante a sua utilização foram corrigidos. Aliás, este é o primeiro modelo que ganhou grande popularidade e se espalhar rapidamente.

O terceiro modelo é USB 2.0. Existem três modos de operação para ele, onde podem ser usados ​​​​mouses, joystick, gamepads e teclado, além de dispositivos de vídeo e dispositivos que armazenam informações.

Cabos e conectores USB

Atualmente, ocorreram muitas mudanças diferentes no mundo da informática. Por exemplo, uma nova interface apareceu com uma modificação do USB 3.0, sua velocidade é dez vezes mais rápida que a do modelo anterior. Mas Existem outros tipos de conectores, conhecido como micro e mini-USB. Aliás, eles podem ser encontrados hoje em dia, por exemplo, em tablets, telefones, smartphones e nos mais diversos outros produtos de informática.

Cada um desses barramentos, é claro, também possui sua própria fiação ou pinagem. É necessário para então fazer em casa um adaptador que permita passar de um tipo de conector para outro. Mas isso requer conhecimento. Por exemplo, certo conhecimento sobre como os condutores estão localizados. Por exemplo, você pode carregar qualquer telefone dessa forma. Se este trabalho com os conectores for feito incorretamente, o próprio dispositivo será danificado.

Há uma diferença no design dos dispositivos mini e macro. Então, agora eles já têm cinco contatos. E em um dispositivo USB 2.0 você pode contar nove pinos. Portanto, a fiação dos conectores USB neste modelo será um pouco diferente. A mesma pinagem dos conectores USB estará na modificação 3.0.

A fiação ocorrerá de acordo com o seguinte esquema: primeiro, o condutor vermelho, que é responsável por fornecer a tensão que alimenta a corrente. Depois vem o condutor branco e verde, cuja função é transmitir informações. Então você deve ir até o condutor preto, que recebe a alimentação de tensão zero que é fornecida.

No design USB 3.0, os fios são dispostos de maneira completamente diferente. Os primeiros quatro deles são semelhantes em seu conector ao dispositivo modelo 2.0. Mas, a partir do quinto condutor, os conectores começam a diferir. O quinto fio azul transmite a informação que tem valor negativo. O condutor amarelo transmite informações positivas.

Você também pode pinar o dispositivo de acordo com as cores adequadas aos conectores de todos os dispositivos. A vantagem de tais conectores é que ao usá-los não há necessidade de reiniciar o computador ou até mesmo tentar instalar manualmente todos os drivers necessários.