Распиновка USB разъема: схема распайки кабеля по цветам в штекере

Микро USB-разъем: что это такое

Два самых популярных в последнее время разъема — это mini и micro-USB. Названия их говорят сами за себя. Это более маленькие и практичные разработки, которые используются на малогабаритных цифровых устройствах для экономии места и, возможно, для более изящного внешнего вида. Например, разъем микро-USB для планшета почти в 4 раза меньше, чем стандартный USB 2.0., а учитывая, что и само устройство в разы меньше персонального компьютера или даже ноутбука, такой вариант просто идеален. Но есть здесь и свои нюансы.

Например, из большего никогда нельзя сделать меньшее, поэтому микро-USB разъемы нельзя будет заменить даже на mini-USB. Хотя в некоторых случаях обратный процесс допустим. Да и замена микро-USB своими руками вряд ли закончится чем-то хорошим. Уж больно ювелирная это работа, к тому же нужно точно знать как делается распиновка микро usb разъема. Кроме того, под словом “micro” кроется сразу несколько видов разъемов, и об этом нужно помнить. Особенно если вы пытаетесь купить новый провод. Микро-USB вашего планшета может оказаться несовместимым с разъемом на конце кабеля, который вы приобрели.

Функции «ножек» разъема micro USB

Напоследок стоит рассмотреть, как шнур для зарядки телефона. Это поможет при ремонте или диагностике поломок.

Начать стоит с плюсового «красного» контакта. По нему «перетекает» электричество при зарядке телефона или подключении к компьютеру. В первом случае они могут передавать до 0,5 ампер в час во втором поколении. При подключении к компьютеру их пропускная способность ограничивается 0,25 амперами в час. Поэтому зарядка происходит намного медленнее.

Минусового контакта здесь, как такового, нет. Вместо него используется земля-GND. Ломается он достаточно редко, а даже при его поломке эту функцию берет на себя корпус, так как он тоже заземлен.

Около контакта заземления расположен неактивный контакт, предназначенный для OTG. Тем не менее, при его повреждении кабель работать не будет, так как он выполняет экранирующую функцию. Причем на экране телефона может отображаться процесс зарядки, которой не происходит! Но чаще всего провод просто не заряжает устройство.

Две оставшихся контакта отведены для передачи данных. Через них USB отправляет данные. Они обозначаются Data+ и Data-. При поломке одного, не работает второй, ведь они также подчиняются закону о разности потенциалов.

На плате дорожки от них идут напрямую к микросхеме памяти, а «информационные электроны» заполняют необходимые ячейки. Работают в обе стороны: могут передавать данные на компьютер или принимать с него.

В третьем поколении был пересмотрен алгоритм передачи данных, поэтому контакты были разделены. Такое разделение способствовало:

1. Увеличению скорости. Теоретически, третье поколение может работать в 10 раз быстрее второго! Ограничение USB 2.0 ограничено 480 Мбит в секунду, а 3.0 – 4,7 Гбита.
2. Дуплексное подключение. Одновременно можно, как принимать данные, так и передавать их.

Ножка GND Drain, зачастую, никакой функции не выполняет. «Сигнальная земля» зачастую соединена напрямую с общим контактом и не разведена. В остальных случаях она выполняет функции заземлительного контакта при передаче данных.

Аналогично пропускная способность была увеличена на 0,9 ампера, что почти в 2 раза выше. Однако максимальная длина кабеля, по сравнению со второй версией, ограничена всего 3 метрами.

Виды разъёмов USB

Существует большое количество разновидностей типов разъёмов ЮСБ. Все они показаны ниже.

Тип А — активное, питающее устройство (компьютер, хост). Тип B — пассивное, подключаемое устройство (принтер, сканер)

Схема распиновки

Назначение контактов микро-USB разъема — гнезда и штекера

Разъем USB (Universal Serial Bus) – это последовательная шина универсального назначения, наиболее распространённый проводной способ подсоединения внешних устройств к компьютеру. Данный разъем позволяет организовывать обмен данными между компьютером и видеокамерой, карт-ридером, MP3 — плеером, внешним жестким диском, смартфоном.

Mini

Первая схема mini-USB содержит 4 провода. Эта схема приводилась в примере выше.

Ещё стоит отметить наличие двух видов кабелей в USB-разъемах:

• экранированный;
• неэкранированный.

Некоторые производители техники всегда хотят придумать что-то новое, поэтому постоянно разрабатывают новые зарядные устройства.

Свою продукцию они могут начинить разъёмами другой конфигурации, из-за которых в дальнейшем возникают проблемы с зарядом мобильного телефона, планшета.

Мicro

Вторая схема micro-USB содержит 10 выводов:

1. Красный – +5B.
2. Белый провод – отрицательные данные.
3. Зелёный – положительные данные.
4. Без цвета – дополнительный.
5. Чёрный – заземление.
6. Синий – USB3 передача –.
7. Жёлтый – USB3 передача +.
8. Без цвета – заземление.
9. Фиолетовый – USB3 приём –.
10. Оранжевый – USB3 приём +.

И последний элемент – экран коннектора.

Type C

Третья схема – Type C. Для начала стоит выделить достоинства кабеля – это долговечность и симметричность.

Новая модель USB 3.1 была выпущена в 2014 году с целью заменить предыдущие интерфейсы.

Преимущества Type C:

• Компактность – высота гнезда не превышает 3 мм (можно использовать в более тонких гаджетах).
• Независимость от расположения штекера – можно подключать с обеих сторон.

Этой схеме следует уделить больше внимания, так как все производители используют именно его для новых моделей гаджетов.

Для начала рассмотрим разъём. Он заметно отличается от предыдущих моделей: гнездо приобрело округлую и симметричную форму. Теперь вы не увидите зацепы на штекере, так как внутрь разработчики поместили механизм фиксации.

Само гнездо может быть двух типов:

• полнофункциональное;
• поддерживающее только USB 2.0.

Теперь подробнее остановимся на внутренностях USB-разъёма. Там расположилась площадка с двумя сторонами, на которую поместили 24 контакта.

Они делятся на несколько подгрупп:

• Эти контакты отвечают за заземление и расположены друг напротив друга (A1 – B12, A12 – B1), цвета не имеют.
• Следующие имеют красный цвет, пропускают питание (A4 – B9, A9 – B4).
• Пары A6 – B7 и A7 – B6 необходимы для передачи данных по USB 2.0.
• A2 – B11, A3 – B10, A10 – B3, A11 – B2 нужны для того, чтобы на высокой скорости передавать информацию по USB 3.2 и USB 4. Все контакты синего цвета.
• A5 – B5 – расположены по диагонали и окрашены в фиолетовый цвет. Это управляющие контакты.
• A8 – B8 – это вспомогательные контакты, которые используются для передачи особых сигналов.

Сейчас на рынке можно найти штекеры трёх видов: полнофункциональный, кабель USB 2.0 и третий, предназначенный только для питания. В полнофункциональном штекере должно быть не менее 22 контактов.

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).

Цветовая маркировка проводников внутри кабельной сборки, используемой для USB интерфейсов. Сверху вниз показана, соответственно, цветовая раскраска проводников кабелей под спецификации 2.0, 3.0 и 3.1

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.

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.

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.

Распайка соединителя двумя проводниками под организацию линии питания для устройства донора. На практике используются разные варианты распаек, основываясь на технических потребностях

Распаивать кабель USB допускается разными вариантами, в зависимости от конфигурации линий порта на конкретном устройстве.

К примеру, чтобы соединить одно устройство с другим с целью получения только напряжения питания (5В), достаточно спаять на соответствующих пинах (контактах) всего две линии.

Распиновка USB кабеля по цветам

В описании к кабелям указывается его ориентация штекера по умолчание. Цоколевку определяют по внешней стороне. Если необходимо описать структуру с монтажной стороны, данный факт обязательно отмечают в технической документации. Изолирующие места помечают темно-серым цветом на разъеме и светло-серым на металлической части корпуса.

Фиолетовая маркировка применяется на проводах для зарядки и ДАТА-кабелях.

Pinout необходима для идентификации неисправной магистрали при ремонте. Она указывает на назначение того или иного компонента.

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.

Так распиновка классических А и В выглядит схематически

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

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

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

Распиновка USB разъема

На схеме представлены распиновки разных вариаций USB. Можно увидеть что на «розетке» и «вилке» USB A и В есть 4 контакта. Отметим, что расположение контактов зеркальны, но при пайке на это лучше не ориентироваться, так как очень легко ошибиться. В таком случае есть совет: посмотрите распиновку вашего USB.

У USB B необычный расположение контактов необычное — контакты находятся либо на стенках, либо в середине.

У USB Mini уже 5 контактов (5 обозначен x).

Распиновка micro USB разъема для зарядки колонки

micro USB — самый популярный вид разъема в наши дни. Современнее и меньше чем Mini, что позволило получить ему большее признание.

Распиновка micro USB разъема для зарядки колонки аналогична телефону, но здесь нет перемычек и резисторов. На изображении распиновки показано, что отсчет начинается слева направо, имеется 5 контактов. Как правило, USB на некоторых видах колонок не предназначено для передачи информации. Его основная функция — заряжать. Здесь представлена самая обычная модель колонки, используемая в машинах. У нее имеется 3 вывода: microUSB, аудиоштерек и USB (AM) на 4 контакта.

Красный контакт (+5V) micro USB подключается к красному контакту USB AM, проделываем тоже самое с черным контактом (GND).

Контакты белый (D-), зеленый (D+) и фиолетовый (может обозначаться по-разному, ID) присоединяется с аудиоштекеру.

Распиновка USB на материнской плате

USB на материнской плате позволяет внешним источниками производить подключение и обмен данными между собой.

Проблема здесь заключается в том, что нет определенной схемы разъемов, так как на каждой материнской плате все индивидуально в этом плане.

На материнской плате может использоваться как спецификация USB 2.0, так и 3.0. Последняя более усовершенствована и встречается в более новых материнках.

USB 2.0 считается более доступным, поэтому он всегда будет находиться на материнской плате.

Чуть дальше мы рассмотрим распиновки USB 2.0 и 3.0 отдельно.

USB 2.0 возможно преобразовать в 3.0. На схеме видно, чтобы совершить данную идею, надо правильно соединить контакты. Красные контакты (+5V) 2.0 подсоединяем в таком порядке:

1. 1 (USB 2.0) -> 17 (USB 3.0);
2. 2 (USB 2.0) -> 20 (USB 3.0).

Подсоединение белого контакта (D-):

1. 3 (USB 2.0) -> 6 (USB 3.0);
2. 4 (USB 2.0) -> 4 (USB 3.0).

Подсоединение зеленого контакта (D+):

1. 5 (USB 2.0) -> 1 (USB 3.0);
2. 6 (USB 2.0) -> 3 (USB 3.0).

Последние черного контакта (GND):

1. 7 (USB 2.0) -> 5 (USB 3.0);
2. 8 (USB 2.0) -> 8 (USB 3.0).

Также нужно соединить контакты 10 и 12 на USB 3.0 и сделать перемычку 3, 6 и 8 на USB 2.0.

Распиновка mini USB

Mini USB позволяет передавать данные на ПК, а также заряжать устройства. На данный момент сложно найти этот вид разъема у современных гаджетов, но он все же применяется в съемочной аппаратуре (камеры и т.д.). Скорость передачи информации составляет до 480 Мбит/с.

У него присутствует 5 контактов (+5V, D-, D+, GND, ID). Контакты при “маме” находятся сверху (отсчет справа налево), а при “папе” — снизу (отсчет слева направо), как и во всех других USB.

Общая цоколевка USB разъема

Рассмотрим провод, который идет от разъема USB, потому как он полностью репрезентирует его цоколевку. Провод состоит из четырех контактов: плюс и минус питания (красный и черный), плюс и минус шины данных (белый и зелёный). Эти контакты можно соединять с другими.

Неправильная распиновка микро usb разъема или некорректная его замена — последствия

Некорректно припаяв микро-USB, владельцы чаще всего сталкиваются со следующими проблемами:

1. Короткие замыкания блока питания, если они припаяли перевернутый тип.
2. Планшет определяет зарядный шнур, но аккумулятор (АКБ) не заряжает.
3. Аккумулятор планшета прекрасно заряжается, но при этом не синхронизируется с ноутбуком или компьютером.
4. Планшет работает исправно, но иногда »напоминает», что вам следовало бы отнести его в мастерскую, ане паять самостоятельно (например, зарядка начинается не сразу после включения или же иногда шнур нужно вытащить и вставить снова несколько раз перед тем, как начинается зарядка).

Как вам статья?