Pinout di diversi tipi di connettori USB: pinout di micro e mini USB + sfumature di pinout

L'interfaccia USB è una forma popolare di comunicazione tecnologica su dispositivi mobili e altri dispositivi digitali.Connettori di questo tipo si trovano spesso su personal computer di varie configurazioni, sistemi informatici periferici, telefoni cellulari, ecc.

Una caratteristica dell'interfaccia tradizionale è la piedinatura USB di una piccola area. Per il funzionamento vengono utilizzati solo 4 pin (contatti) + 1 linea di schermatura di terra. È vero, le ultime modifiche più avanzate (USB 3.0 Powered-B o Type-C) sono caratterizzate da un aumento del numero di contatti funzionanti. Questo è ciò di cui parleremo in questo materiale. Descriveremo inoltre la struttura dell'interfaccia e le caratteristiche del cablaggio dei cavi sui contatti del connettore.

Tipi di connettori USB

L'abbreviazione "USB" porta una designazione abbreviata, che nella sua interezza si legge come "Universal Series Bus" - un bus seriale universale, grazie al quale viene effettuato lo scambio di dati digitali ad alta velocità.

Si nota la versatilità dell'interfaccia USB:

• basso consumo energetico;
• unificazione di cavi e connettori;
• semplice registrazione dello scambio di dati;
• alto livello di funzionalità;
• Ampio supporto per driver per vari dispositivi.

Qual è la struttura dell'interfaccia USB e quali tipi di connettori tecnologici USB esistono nel moderno mondo dell'elettronica? Proviamo a capirlo.

Struttura tecnologica dell'interfaccia USB 2.0

I connettori relativi ai prodotti inclusi nel gruppo di specifiche 1.x - 2.0 (creati prima del 2001) sono collegati a un cavo elettrico a quattro conduttori, dove due conduttori sono di alimentazione e altri due trasmettono dati.

Inoltre, nelle specifiche 1.x - 2.0, il cablaggio dei connettori USB di servizio richiede il collegamento di una treccia schermante, ovvero di un quinto conduttore.

Ecco come appare la struttura fisica dei normali connettori USB appartenenti alla seconda specifica. A sinistra le versioni di tipo “maschio”, a destra le versioni di tipo “femmina” e il pinout corrispondente ad entrambe le opzioni

Le versioni esistenti dei connettori bus seriale universale delle specifiche indicate sono presentate in tre opzioni:

1. Normale - tipo “A” e “B”.
2. Mini - tipo “A” e “B”.
3. Micro - tipo “A” e “B”.

La differenza tra tutti e tre i tipi di prodotti risiede nell'approccio progettuale. Se i connettori normali sono destinati all'uso su apparecchiature fisse, i connettori "mini" e "micro" sono realizzati per l'uso nei dispositivi mobili.

Ecco come appare la struttura fisica dei connettori della seconda specifica della serie "mini" e, di conseguenza, l'etichetta per i connettori Mini USB - la cosiddetta piedinatura, in base alla quale l'utente effettua la connessione via cavo

Pertanto, gli ultimi due tipi sono caratterizzati da un design in miniatura e da una forma del connettore leggermente modificata.

Tabella di piedinatura per connettori standard di tipo “A” e “B”.

Insieme all'esecuzione dei connettori dei tipi “mini-A” e “mini-B”, nonché dei connettori dei tipi “micro-A” e “micro-B”, ci sono modifiche del tipo “mini-AB” e connettori di tipo “micro-AB”.

Una caratteristica distintiva di tali progetti è il cablaggio dei conduttori USB su un pad a 10 pin. Tuttavia, in pratica, tali connettori vengono utilizzati raramente.

Tabella di pinout dell'interfaccia Micro USB e Mini USB per connettori di tipo “A” e “B”.

Struttura tecnologica delle interfacce USB 3.x

Nel frattempo, il miglioramento delle apparecchiature digitali aveva già portato all'obsolescenza delle specifiche 1.x - 2.0 nel 2008.

Questi tipi di interfacce non consentivano il collegamento di nuove apparecchiature, ad esempio dischi rigidi esterni, in modo tale che veniva fornita una velocità di trasferimento dati più elevata (più di 480 Mbit/s).

Di conseguenza è nata un'interfaccia completamente diversa, contrassegnata con la specifica 3.0. Lo sviluppo della nuova specifica è caratterizzato non solo da una maggiore velocità, ma anche da una maggiore corrente: 900 mA contro 500 mA per USB 2/0.

È chiaro che la comparsa di tali connettori ha permesso di servire un numero maggiore di dispositivi, alcuni dei quali possono essere alimentati direttamente dall'interfaccia del bus seriale universale.

Modifica di connettori USB 3.0 di diversi tipi: 1 – versione “mini” tipo “B”; 2 – tipologia di prodotto standard “A”; 3 – sviluppo della serie “micro” di tipo “B”; 4 – versione standard tipo “C”.

Come puoi vedere nell'immagine sopra, le interfacce della terza specifica hanno più contatti funzionanti (pin) rispetto alla precedente - seconda versione. Tuttavia, la terza versione è pienamente compatibile con le “due”.

Per poter trasmettere i segnali ad una velocità maggiore, i progettisti della terza versione hanno equipaggiato altre quattro linee dati e una linea neutra. I pin di contatto aumentati si trovano in una fila separata.

Tabella di designazione dei pin per connettori della terza versione per il cablaggio di un cavo USB

Nel frattempo, l'utilizzo dell'interfaccia USB 3.0, in particolare della serie “A”, si è rivelato un grave difetto di progettazione. Il connettore ha forma asimmetrica, ma la posizione di connessione non è specificatamente indicata.

Gli sviluppatori hanno dovuto modernizzare il design, a seguito del quale nel 2013 è apparsa a disposizione degli utenti un'opzione USB-C.

Connettore USB 3.1 aggiornato

Il design di questo tipo di connettore prevede la duplicazione dei conduttori funzionanti su entrambi i lati della spina. Ci sono anche diverse linee di backup sull'interfaccia.

Questo tipo di connettore è ampiamente utilizzato nella moderna tecnologia digitale mobile.

Posizione dei contatti (pin) per l'interfaccia di tipo USB-C, che appartiene alla serie della terza specifica di connettori destinati alla comunicazione di varie apparecchiature digitali

Vale la pena notare le caratteristiche di USB Type-C. Ad esempio, i parametri di velocità per questa interfaccia mostrano un livello di 10 Gbit/s.

Il design del connettore è compatto e garantisce una connessione simmetrica, consentendo l'inserimento del connettore in qualsiasi posizione.

Tabella di piedinatura conforme alla specifica 3.1 (USB-C)

Il livello successivo delle specifiche USB 3.2

Nel frattempo, il processo di miglioramento del bus seriale universale continua attivamente. A livello non commerciale è già stato sviluppato il livello successivo di specifica: 3.2.

Secondo le informazioni disponibili, le caratteristiche di velocità dell'interfaccia USB 3.2 promettono il doppio dei parametri rispetto al modello precedente.

Gli sviluppatori sono riusciti a raggiungere tali parametri introducendo canali multibanda attraverso i quali la trasmissione avviene rispettivamente a velocità di 5 e 10 Gbit/s.

Similmente a "Thunderbolt", USB 3.2 utilizza più corsie per ottenere un throughput complessivo, anziché tentare di sincronizzare ed eseguire lo stesso canale due volte

A proposito, va notato che la compatibilità della promettente interfaccia con l'attuale USB-C è pienamente supportata, poiché il connettore "Type-C" (come già notato) è dotato di contatti di backup (pin) che forniscono multi- trasmissione del segnale in banda.

Caratteristiche del cablaggio dei cavi sui contatti del connettore

Non ci sono sfumature tecnologiche speciali associate alla saldatura dei conduttori dei cavi sulle piastre di contatto dei connettori. La cosa principale in questo processo è garantire in anticipo la corrispondenza dei colori. protetto dall'isolamento conduttori del cavo a un contatto specifico (pin).

Codificazione a colori dei conduttori all'interno del cavo assemblato utilizzato per le interfacce USB. Dall'alto verso il basso, rispettivamente, è mostrato lo schema dei colori dei conduttori dei cavi per le specifiche 2.0, 3.0 e 3.1

Inoltre, se si effettuano modifiche al cablaggio di versioni obsolete, è necessario tenere in considerazione la configurazione dei connettori, i cosiddetti “maschio” e “femmina”.

Il conduttore saldato sul contatto maschio deve corrispondere alla saldatura sul contatto femmina. Prendiamo ad esempio la possibilità di collegare il cavo ai pin USB 2.0.

I quattro conduttori funzionanti utilizzati in questa forma di realizzazione sono solitamente contrassegnati in quattro colori diversi:

• rosso;
• bianco;
• verde;
• nero.

Di conseguenza, ciascun conduttore è saldato su una piazzola contrassegnata con la specifica del connettore di colore simile. Questo approccio semplifica notevolmente il lavoro dell'ingegnere elettronico ed elimina possibili errori durante il processo di dissaldatura.

Una tecnologia di saldatura simile viene applicata ai connettori di altre serie.L'unica differenza in questi casi è il maggior numero di conduttori da saldare. Per semplificare il tuo lavoro, è conveniente utilizzare uno strumento speciale: un saldatore affidabile per saldare i fili a casa e spogliarellista per togliere l'isolamento dalle estremità dei nuclei.

Indipendentemente dalla configurazione del connettore, viene sempre utilizzata la saldatura del conduttore schermato. Questo conduttore è saldato al contatto corrispondente sul connettore, Scudo – schermo protettivo.

Sono frequenti i casi di ignoranza dello schermo protettivo, quando gli "esperti" non vedono il punto in questo conduttore. Tuttavia, la mancanza di uno schermo riduce drasticamente le prestazioni del cavo USB.

Pertanto, non sorprende che con una lunghezza significativa del cavo senza schermo l'utente riscontri problemi sotto forma di interferenze.

Cablaggio del connettore con due conduttori per organizzare una linea di alimentazione per il dispositivo donatore. Nella pratica vengono utilizzate diverse opzioni di cablaggio, in base alle esigenze tecniche.

Esistono diverse opzioni per saldare un cavo USB, a seconda della configurazione delle linee di porta su un particolare dispositivo.

Ad esempio, per collegare un dispositivo all'altro in modo da ottenere solo una tensione di alimentazione (5V), è sufficiente saldare solo due linee sui pin (contatti) corrispondenti.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Il video qui sotto spiega i punti principali della piedinatura dei connettori della serie 2.0 e altri e spiega visivamente i singoli dettagli della produzione delle procedure di saldatura.

Avendo informazioni complete sulla piedinatura dei connettori Universal Serial Bus, puoi sempre far fronte a un problema tecnico associato a difetti del conduttore. Queste informazioni torneranno utili anche se è necessario connettere alcuni dispositivi digitali in modo non standard.

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