Распиновка и виды USB разъемов 2
Распиновка и виды USB разъемов 2.0 и 3.0 (микро, мини)
- Классификация
- Распиновка USB 2.0 разъёма
- Распиновка USB 3.0
- Распиновка микро USB
- Описание микро USB 3.0
- Распиновка мини USB
- Видео
Интерфейс USB начали широко применять около 20-ти лет назад, если быть точным, с весны 1997 года. Именно тогда универсальная последовательная шина была аппаратно реализована во многих системных платах ПК.
На текущий момент данный тип подключения периферии к ПК является стандартом. Вышли версии, позволившие существенно увеличить скорость обмена данных, появились новые типы коннекторов. Попробуем разобраться в распиновке стандартных типов соединений.
- Читайте также обзор интерфейса RS-232 и его преобразователей
Распиновка разъёмов USB 2.0
Распайка разъёмов USB, miniUSB и microUSB pinout
USB (Universal Serial Bus — Универсальная Последовательная Шина)
Всё многообразие коннекторов USB версии 2.0 отражено на картинке ▼
▲ Изолирующие детали разъёма отмечены тёмно-серым цветом, металлические части — светло-серым.
Фиолетовые контакты ID не используются в зарядных и дата-кабелях. Они нужны только в кабеле OTG.
▼ Название того или иного коннектора снабжается буквенными индексами.
Тип коннектора:
- А — активное, питающее устройство (компьютер, хост)
- B — пассивное, подключаемое устройство (принтер, сканер)
«Пол» коннектора:
- M (male) — штекер, «папа»
- F (female) — гнездо, «мама»
Размер коннектора:
- без индекса
- mini
- micro
Например: USB micro-BM— штекер (M) для подключения к пассивному устройству (B); размер micro.
Назначение контактов USB 2.0
- Красный VBUS (+5V, Vcc — Voltage Collector Collector) +5 Вольт постоянного напряжения относительно GND. Для USB 2.0 максимальный ток — 500 mA.
- Белый D- (-Data)
- Зелёный D+ (+Data)
- Чёрный GND — общий провод, «земля», «минус», 0 Вольт
Разъёмы mini и micro содержат 5 контактов:
- Красный VBUS
- Белый D-
- Зелёный D+
- ID — в разъёмах «B» не задействован; в разъёмах «A» замкнут с GND для поддержки функции «OTG»
- Чёрный GND
Кроме прочего, в кабеле содержится (правда, не всегда) оголённый провод Shield — корпус, экран, оплётка. Этому проводу номер не присваивается.
Распиновка шнура мыши и клавиатуры
У некоторых мышей и клавиатур в кабеле встречаются нестандартные цвета проводов.
Прочтите также про подключение мышей и клавиатур к порту PS/2.
Пайка разъёмов USB 2.0
⚠ Обратите внимание, как расположены на колодке рабочие и «паятельные» контакты относительно друг друга! От этого зависит распайка разъёма.
В большинстве случаев рабочие контакты расположены с обратной стороны колодки относительно контактов для пайки ▼
Но встречаются разъёмы, у которых обе группы контактов расположены с одной стороны колодки. В этом случае распайка будет иной ▼
Смежные материалы:
- USB-OTG (USB-host) — подключение периферии к мобильным устройствам
- USB 3.0
- USB 3.1 type C
- Зарядка гаджетов через USB
Здраствуйте, разъем отвалился от зарядки литокала, по следам похоже было GND и ID-один контакт, D- и VBUS-второй контакт D+ похоже не был припаян. Так может быть?
Это была бы очень странная распайка. Впрочем, я не знаю, что такое литокал?
Здравствуйте!
Подскажите, в какой программе сделаны все эти изображения разъемов и соединений?
В редакторе векторной графики Inkscape.
Спаял по схеме «Пайка вилки USB» — спалил регулятор напряжения. Ориентировался по замку на корпусе, а замок тут неправильно нарисован. Он должен быть с обратной стороны.
Исправьте эту ошибку!
Тут дело в различных модификациях вилок. У одних вилок рабочие контакты и выводы под пайку расположены с одной стороны (как на картинке), у других — с противоположных сторон (как у вас). Моё упущение в том, что я не изобразил второй — самой распространённый вариант. Спасибо, что указали на недоработку!
У меня есть 5 жильный юсб-кабель, мне нужно запаять его на место 2-жильного, так как 2-х жильный родной очень тонкий. Каким образом мне их спаивать?
Это у вас кабель чисто для зарядки двухжильный? Тогда и пятижильный будет работать. Если же 5-жильный у вас без разъёмов, то распаяйте разъёмы так, как показано на схемах в этой статье — получится дата-кабель, который годится и для зарядки. Если вам нужен чисто зарядный кабель, то паяйте только первый (красный) и последний (чёрный) контакты. Можно на каждый контакт запаять по 2 жилы.
⚠ Внимательно осмотрите контакты разъёмов старого кабеля со стороны пайки — нет ли там резимтора или перемычки? Их надо сохранить.
Здравствуйте. Припаял к вилке USB-AM четырёх-жильный провод, на другом конце припаял вилку MicroUSB-BM, получился обычный провод MicroUSB, каких на рынке немерено. Припаял все четыре контакта на обоих вилках в соответствии с вашими памятками, подключаю к компьютеру через этот провод адаптер Trust CR-1200, «USB устройство не опознанно». Подключаю другие устройства с MicroUSB разъёмом, тоже не канает. Через купленный провод MicroUSB, всё работает. В чём магия?
Магия в проводе. Жилы D− и D+ должны быть повиты между собой. Длина шнура не должна превышать 5 метров. Жилы не должны быть слишком тонкими (сейчас не смогу назвать минимальное сечение). И весьма желательно, чтоб шнур был в оплётке, и оплётка припаяна к металлическим корпусам штекеров.
Имеется шнур 2.0 от фотоаппарата
Nikon. Хочу сделать из него шнур для магнитной зарядки Sony Xperia Z-серии. Т.е. обычная USB-зарядка, но на конце вместо папы Type B будут контакты (уже выдрал из старого разбитого корпуса Xperia Z2 эти контакты, к ним и подпаяюсь). И работать будет только на зарядку без обмена данными.
Вопрос — + Data и — Data как я понял тут и есть + и — соответственно, а вот куда паять два других, то есть красный Vcc и чёрный землю. Буду благодарен за подсказку.
Вообще, Vcc это плюс зарядки, а Gnd — минус. А Data — это передача данных. По этим же проводам происходит «согласование» тока зарядки. Или напряжения, если это быстрая зарядка.
В общем, нужны все 4 провода, иначе смартфон будет заряжаться дольше положенного или вообще откажется заряжаться.
То есть с Vcc паять вместе Data +, а с землёй — Data -?
Нет, это должны быть 4 отдельных контакта. Если манитных контактов всего 2, используйте только Vcc и Gnd.
Характеристики USB
Параметры USB улучшались с ростом популярности у пользователей. Вместе с увеличением производительности компьютерной техники постепенно повышались и требования к качеству передачи информации. Для удовлетворения возрастающих потребностей разрабатывались обновленные спецификации USB от версии 1.1 до 3.2 Gen2x2.
USB1.1
USB1.1 массово использовался для оснащения компьютерных устройств до апреля 2000 г. Его базовые свойства приводили в восторг многих пользователей. Рассмотрим их поподробнее, для одного подключаемого устройства (если не указано иного):
- поддержка двух скоростей обмена информацией: высокая (до 12 Мбит/с) и низкая (до 1,5 Мбит/с);
- длинна кабеля: 3 м (неэкранированный), 5 м (экранированный);
- число периферийных устройств на одно подключение — до 127;
- напряжение питания – до +5 В;
- максимальный потребляемый ток – до 500 мА;
- одновременное использование двух скоростей передачи данных на одной шине – возможно.
В режиме низкой скорости обычно подключали: компьютерные мышки, клавиатуры, модемы, джойстики, в высокоскоростном: автоматические телефонные станции, лазерные и струйные принтеры, внешние жесткие диски, видеокамеры.
USB2.0
Наиболее распространенным, в настоящее время, из-за своей простоты и дешевизны является высокоскоростной 2.0. В этот стандарт, по сравнению с предшественником, был добавлен новый параметр «High-Speed». С ним скорость обмена данными увеличивалась до 480 Мбит/с, при этом другие характеристики не изменились. Для выделения этой особенности был придуман специальный логотип «Hi-Speed».
USB3.0
В 2008 году разработчики представили миру новую спецификацию — USB3.0. Скоростной режим у неё значительно вырос и составил 5 Гбит/с (SuperSpeed). Максимальный потребляемый ток для устройств повысился до 900 мА. Для повышения производительности в этот стандарт добавлено еще 5 контактов, которые размещены в разъеме отдельно. В последующем (с 31 июля 2013 г.) создали новые USB3.1: до 5 Гбит/с (SuperSpeed); 3.2 до 10 Гбит/с (SuperSpeed+).
На базе архитектуры USB3.0 в 2013 г. появились в продаже оптические кабели, способные передавать данные на скорости до 1 ГБ/с и расстоянии до 100 м. Однако подача питания до оконечных устройств по ним невозможна.
22 сентября 2017 г. на рынок выведена USB3.2 с заявленной пропускной способностью ( с использованием двухполосной передачи через разъем Type-C) до 10 Гбит/с (SuperSpeed) и 20 Гбит/с (SuperSpeed+) . Она стала последней версией в спецификации 3.x. Первые коммерческие продукты, с её применением, должны появиться в России уже в начале 2020 г.
USB3.2 только начинают встречаться в продаже. Несмотря на это, уже 29 августа 2019 г. в сети интернет можно найти данные о спецификации нового интерфейса USB4. Для него заявленный предельный скоростным режимом составляет 40 Гбит/с.
Три версии USB
USB 1.1
Версия USB 1.1 предназначен был для обслуживания медленных периферийных устройств (Low-Speed) со скоростью передачи данных 1,5 Мбит/с и быстрых устройств (Full-Speed) со скоростью передачи данных 12 Мбит/с. USB 1.1, однако, был не в состоянии конкурировать с высокоскоростным интерфейсом, например. FireWire (IEEE 1394) от компании Apple со скоростью передачи данных до 400 Мбит/с.
USB 2.0
В 1999 году стали задумываться о втором поколении USB, который был бы применим и для более сложных устройств (например, цифровых видеокамер). Эта новая версия, обозначаемая как USB 2.0 была выпущена 2000 году и обеспечивала максимальную скорость до 480 Мбит/с в режиме Hi-Speed и сохранила обратную совместимость с USB 1.1 (тип передачи данных: Full-Speed , Low-Speed).
USB 3.0
Третья версия (обозначаемая также как Super-speed USB) была спроектирована в ноябре 2008 года, но, вероятно, из-за финансового кризиса ее массовое распространение было отложено вплоть до 2010. USB 3.0 имеет более чем в 10 раз большую скорость по сравнению с USB 2.0 (до 5 Гбит/с). Новая разработка имеет 9 проводов вместо первоначальных 4 (шина данных уже состоит из 4 проводов), тем не менее, этот стандарт по-прежнему поддерживает и USB 2.0 и обеспечивает пониженное энергопотребление. Благодаря этому можно использовать любую комбинацию устройств и портов USB 2.0 и USB 3.0.
USB разъем имеет 4 контакта. К контактам DATA+ и DATA- подключается витая пара (скрученные между собой два провода), а к выводам VCC (+5 В) и GND подключаются обычные провода. Затем весь кабель (все 4 провода) экранируется алюминиевой фольгой.
Ниже представлена распиновка (распайка) всех видов USB разъемов.
Распиновка usb на материнской плате
Распиновка usb на материнской плате — для того, чтобы пользоваться USB-входами установленными спереди системного корпуса, вначале их нужно подсоединить к системной плате персонального компьютера. В данной публикации речь пойдет о том, как правильно организовать и выполнить такое соединение.
Современные материнские платы сейчас в основном выпускаются с четырьмя, шестью или восемью USB-коннекторами. Но устанавливаются непосредственно в системную плату, как правило всего лишь два или четыре разъема с тыльной стороны. В связи с этим, в большинстве случаев мы имеем пару портов USB оставшихся на системной плате. Эти коннекторы обычно выполнены в девяти или десяти-пиновом разъеме.
Распиновка usb на материнской плате
Одна из наиболее существенных проблем состоит в том, что мировые производители не используют общий стандарт материнских плат при их изготовлении. Поэтому, назначение каждого пина в разъемах от различных изготовителей плат, могут отличаться по функциональности от системных плат от другого бренда. По этой причине, для любого провода USB-коннектора на фронтальной панели корпуса системника применяют персональные разъемы.
Распайка коннектора USB 2.0 на материнской плате
На каждом корпусе разъема имеются специальные обозначения вот такого вида: + 5V, D+, D- и GND (корпус), но значения могут и немного по другому указываться, хотя суть одна и та же.
| № pin | Цвет проводов | Название | Описание |
|---|---|---|---|
| 1 | Красный | 5V,VCC,Power | Питание |
| 2 | Красный | 5V,VCC,Power | Питание |
| 3 | Белый | D- | Данные- |
| 4 | Белый | D- | Данные- |
| 5 | Зелёный | D+ | Данные+ |
| 6 | Зелёный | D+ | Данные+ |
| 7 | Черный | GND | Земля |
| 8 | Черный | GND | Земля |
| 9 | — | Key(Нет пина) | Ключ |
| 10 | Серый | GND | Земля |
Все, что вам нужно сделать, это установить каждый из проводов (+ 5V, D +, D- и GND) в правильные места, как показано выше.
Распайка коннектора USB 3.0 на материнской плате
| № pin | Название | Описание | № pin | Название | Описание |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | IntA_P2_D+ | Данные+ | 2 | ID | Идентификатор |
| 3 | IntA_P2_D- | Данные- | 4 | IntA_P1_D+ | Данные+ |
| 5 | GND | Земля | 6 | IntA_P1_D- | Данные- |
| 7 | IntA_P2_SSTX+ | Данные+ | 8 | GND | Земля |
| 9 | IntA_P2_SSTX- | Данные- | 10 | IntA_P1_SSTX+ | Данные+ |
| 11 | GND | Земля | 12 | IntA_P1_SSTX- | Данные- |
| 13 | IntA_P2_SSRX+ | Данные+ | 14 | GND | Земля |
| 15 | IntA_P2_SSRX- | Данные- | 16 | IntA_P1_SSRX+ | Данные+ |
| 17 | Vbus | Питание | 18 | IntA_P1_SSRX- | Данные- |
| 19 | Key(Нет пина) | Ключ | 20 | Vbus | Питание |
Как подключить переднюю панель к материнской плате
Распайка USB кабеля по цветам
Так как спецификаций имеется много, а тип разъёма накладывает свои ограничения на размещение контактов, то и распиновка отличается от версии к версии. Стало быть, и разбирать их надо по отдельности.
Распиновка USB 2.0
«Классика» разъёмов USB 2.0 предусматривает 4 контакта, а мини и микроверсии — 5. В любом случае, данные передаются по двум из них. Обычно их отмечают на схемах как D- и D+. Им соответствуют зелёный и белый цвета кабелей. В стандартных A и B может быть золотой, который на деле выглядит просто жёлтым. Два контакта отвечают за питание. По одному проводится напряжение в 5 В. Цвета кабелей — красный и оранжевый.
Второй может называться «минус» или просто «земля». Он имеет традиционный цвет — чёрный или синий. На схемах отмечается как GND. Для микро и мини версий USB пятый контакт нужен для поддержки стандарта OTG – подключения к мобильным устройствам периферии. Он не используется в типе B и замыкается на землю в типе А именно для поддержки OTG.
Расположение контактов на всех видах USB 2.0
ФОТО: ru.wikipedia.org
Распиновка USB 3.0
Спецификация 3.0 была полностью сформирована в 2008 году. При изготовлении устройств и кабелей принято использовать синий пластик для цветового оформления штекеров и разъёмов. Реже — красный. С помощью новых алгоритмов передачи данных была увеличена скорость передачи информации, сила тока и добавлено 5 контактов. Таким образом, всего контактов на USB 3.0 – 9, в отличие от USB 2.0, где их 4. При этом, оба стандарта полностью совместимы — просто лишние контакты становятся неактивными. Также для USB были частично переработаны формы разъёмов. Внешне тип А остался таким же, но добавились контакты. Тип B, а также версии mini и micro конструктивно изменились. Новый симметричный разъём типа C поддерживает USB 3.0 полностью.
4 контакта в типах A и B перешли от версии 2.0. Это «земля», +5 В и два для передачи данных. Они и определяют обратную совместимость. Новые 5 включают в себя два для приёма данных по SuperSpeed, два для передачи по SuperSpeed и ещё один — «земля».
Размещение контактов в стандарте USB 3.0 в типах A и B
ФОТО: ru.wikipedia.org
Коренным образом поменялось расположение контактов на разъёме типа C. Всего в нём 24 контакта. Для симметричности, 12 дублируют другие 12. То есть, как ни воткни, работать устройство всё равно будет. Два центральных контакта из 12 повторяют контакты USB 2.0 для передачи данных. Собственно, USB 2.0 также может быть реализован в типе C. Однако, это редкость. Два крайних контакта проводят «землю». 4 отведено для высокоскоростной передачи и приёма данных. Ещё два нужны для питания. Оставшиеся два контакта являются конфигурационным и дополнительным каналом.
Размещение контактов USB 3.0 в типах C
ФОТО: ru.wikipedia.org
Уменьшенные порты — пятиконтактные. Микро — стандарт для большинства гаджетов. Они отличаются миниатюрными габаритами, мини — как уже говорилось выше, устаревает. Оба варианта имеют одинаковую распиновку, которая представлена в таблице ниже.
На заметку. Обозначение таких портов выглядит следующим образом: «мама» — micro-AF(BF), а «папа» — micro-АМ(ВМ).
Дополнительный коннектор для экранирования встречается не везде, и потому не имеет номера.
Примечание: контакт №4 в В типе не задействуют.
Функции «ножек» разъема micro-USB
Разъем micro-USB применяют для зарядки небольших и портативных энергозависимых устройств и синхронизации данных между ПК и гаджетами. Он состоит из пяти «ножек». Две «ноги» разведены по разные стороны корпуса: одна является плюсовой номиналом 5V, вторая – минусовой. Такое расположение снижает вероятность поломки.
Близко к минусовой «ножке» размещен еще один контакт, который при неосторожном подключении к порту легко ломается. При повреждении этой «ноги» кабель выходит из строя. На значке батареи может отображаться процесс подключения, но фактическая зарядка невозможна. Чаще всего данное повреждение приводит к тому, что гаджет не реагирует на подсоединение штекера.
Две оставшихся «ножки» применяются для обмена данными и синхронизации между устройствами. С помощью них возможна выгрузка и загрузка файлов с гаджета на ПК и назад, перенос видео и фото, аудио. Работа осуществляется синхронно. При повреждении только одного контакта прекращается работа второго. Знание распиновки по цвету позволяет припаять правильно провода и возобновить работу штекера.
Распиновка разъемов USB 2.0 и USB 3.0 на материнской плате
К сожалению, нет единого обозначения всех ножек и контактов разъемов, поскольку технология их производства не является стандартизированной. Вследствие этого на каждой модели материнской платы соотношение может быть разным. На изображении ниже вы видите схематическую распиновку USB-штекера с цветным обозначением каждого контакта. Именно от этих условных знаков мы и будем отталкиваться при дальнейшем разборе разъемов на материнке.
USB 2.0
Начнем с более распространенного USB 2.0. Еще не все производители комплектующих устанавливают в свои платы новые разъемы USB 3.0 или 3.1, однако несколько входов старой версии 2.0 на борту обязательно имеется. Распиновка выглядит несложно, ведь состоит элемент всего из десяти проводков или металлических ножек. Обратите внимание на иллюстрацию ниже. Там находится условное обозначение всех этих контактов.
Теперь давайте по очереди разберемся с каждым из них, чтобы у начинающих пользователей не возникло трудностей с пониманием обозначений:
- 1 и 2. Обозначаются красным цветом и имеют названия 5V,VCC или Power. Отвечают за подачу питания;
- 3 и 4. Выделены белым цветом и практически везде указываются как D- — контакты для передачи данных с негативным зарядом;
- 5 и 6. Зеленый цвет, символическое название D+ — контакты передачи данных с положительным зарядом;
- 7, 8 и 10. Обычно черным цветом выделяется земля, а название на контакте соответствует GND.
Вы могли заметить отсутствие девятого контакта. Его нет, поскольку это место выполняет роль ключа для понятия правильного подключения проводов к разъему.
После ознакомления с соответствием всех контактов вам остается только подключить к ним провода, учитывая все показанные маркировки. При этом обязательно следует соблюдать полярность, ведь не зря она тоже указывается в схематических рисунках.
USB 3.0
Тип разъемов USB 3.0 современнее, и все более-менее новые материнские платы имеют несколько таких встроенных портов, которые тоже подключаются через специально отведенные для этого контакты. Строение этого порта более сложное, поскольку версия 3.0 обладает более совершенными техническими характеристиками и поддерживает новые технологии.
Выше вы увидели схематическую распиновку разъема 3.0, осталось только разобрать все контакты в текстовом варианте:
- 2. Новый контакт, отвечающий за идентификацию, обычно показывается серым цветом и имеет символическое название ID;
- 1 и 4. IntA_P2_D+ и IntA_P1_D+ соответственно. Уже знакомые пины для передачи данных с положительным зарядом;
- 3 и 6. IntA_P2_D- и IntA_P1_D-. Выделенные белым цветом провода передачи данных с негативным зарядом;
- 5 и 8. Земля, как обычно, обозначается серым цветом и пишется GND;
- 7 и 10. Еще одни контакты со знаком «плюс» для передачи данных через TX. 7 имеет название IntA_P2_SSTX+, а номер 10 — IntA_P1_SSTX+;
- 9 и 12. То же самое, но со знаком «минус» и обозначениями IntA_P2_SSTX- и IntA_P1_SSTX-;
- 11 и 14. Земля;
- 13 и 16. Получение данных RX с положительным зарядом и названием IntA_P2_SSRX+ и IntA_P1_SSRX+;
- 15 и 18. RX cо знаком «минус». Названия — IntA_P2_SSRX- и IntA_P1_SSRX-;
- 17 и 20. Отмечены красным цветом и отвечают за подачу питания. Имеют символическое обозначение Vbus.
Как и в случае с предыдущим разъемом, один контакт отсутствует, и это пустое место выступает в роли ключа. В данном варианте нет номера девятнадцать. Кроме этого, вы могли заметить добавление новых контактов на передачу данных RX и TX. Данная пара используется при вывода и вводе информации по последовательному интерфейсу и сейчас является стандартом в подобных схемах.
Переходник с USB 2.0 на 3.0
Выше вы были ознакомлены с распиновкой всех контактов и детальным описанием каждого из них. Теперь мы хотим представить небольшую схематическую иллюстрацию тем пользователям, кто заинтересован в подключении или создании переходника с USB 2.0 на 3.0. Мы не будем детально расписывать принцип создания такой цепи, поскольку это является темой отдельной статьи однако указанное ниже изображение станет наглядным пособием и поможет опытным электрикам в создании новой схемы соединения.
В рамках этого материала мы детально рассмотрели распиновку разъема USB на материнской плате. Если же вы заинтересованы в подобном разборе других компьютерных составляющих, советуем прочитать отдельные наши статьи по следующим ссылкам.
