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 персональных компьютеров. 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 спецификации, распиновки и других особенностях USB.
В чем заключаются преимущества универсальной последовательной шины?
Внедрение данного способа подключения сделало возможным:
- Оперативно выполнять подключение различных периферийных устройств к ПК, начиная от клавиатуры и заканчивая внешними дисковыми накопителями.
- Полноценно использовать технологию «Plug&Play», что упростило подключение и настройку периферии.
- Отказ от ряда устаревших интерфейсов, что положительно отразилось на функциональных возможностях вычислительных систем.
- Шина позволяет не только передавать данные, а и осуществлять питание подключаемых устройств, с ограничением по току нагрузки 0,5 и 0,9 А для старого и нового поколения. Это сделало возможным использовать USB для зарядки телефонов, а также подключения различных гаджетов (мини вентиляторов, подсветки и т.д.).
- Стало возможным изготовление мобильных контролеров, например, USB сетевой карты RJ-45, электронных ключей для входа и выхода из системы
Для чего необходимы?
Иногда так случается, что шнур, который шел в комплекте с устройством, утерян или поврежден. В этом случае необходимы приобрести новый кабель, который лучше купить в специализированных компьютерных магазинах. Провода для принтера делятся по типу назначения. Сетевые шнуры предназначены для питания оборудования и подключаются к электросети. С одной стороны они имеют вилку, с другой — разъем 2-pin.
USB-шнур соединяет принтер с другими устройствами для передачи информации. Современные провода USB имеют технологию Plug and Play. Благодаря интерфейсу компьютер автоматически распознает подключенный принтер, его модель и выполняет поиск необходимых драйверов для корректной работы. Всё это выполняется без участия пользователя.
Существуют LPT-провода. Такой тип шнура предназначается для передачи сигнала на скорости 12 Мбит, что вполне достаточно для многозадачной работы. Сетевой патч-корд предназначен для соединения принтера с сетью. Это может быть локальная сеть-интернет в квартире, доме или офисе.
Виды USB разъемов – основные отличия и особенности
Существует три спецификации (версии) данного типа подключения частично совместимых между собой:
- Самый первый вариант, получивший широкое распространение – v 1. Является усовершенствованной модификацией предыдущей версии (1.0), которая практически не вышла из фазы прототипа ввиду серьезных ошибок в протоколе передачи данных. Эта спецификация обладает следующими характеристиками:
- Двухрежимная передача данных на высокой и низкой скорости (12,0 и 1,50 Мбит в секунду, соответственно).
- Возможность подключения больше сотни различных устройств (с учетом хабов).
- Максимальная протяженность шнура 3,0 и 5,0 м для высокой и низкой скорости обмена, соответственно.
- Номинальное напряжение шины – 5,0 В, допустимый ток нагрузки подключаемого оборудования – 0,5 А.
Сегодня данный стандарт практически не используется в силу невысокой пропускной способности.
- Доминирующая на сегодняшний день вторая спецификация.. Этот стандарт полностью совместим с предыдущей модификацией. Отличительная особенность – наличие высокоскоростного протокола обмена данными (до 480,0 Мбит в секунду).
Наглядная демонстрация преимущества USB 2.0 над другими интерфейсами (скорость передачи 60 Мбайт в секунду, что соответствует 480 Мбит в секунду)
Благодаря полной аппаратной совместимости с младшей версией, периферийные устройства данного стандарта могут быть подключены к предыдущей модификации. Правда при этом пропускная способность уменьшиться до 35-40 раз, а в некоторых случаях и более.
Поскольку между этими версиями полная совместимость, их кабели и коннекторы идентичны.
Обратим внимание что, несмотря на указанную в спецификации пропускную способность, реальная скорость обмена данными во втором поколении несколько ниже (порядка 30-35 Мбайт в секунду). Это связано с особенностью реализации протокола, что ведет к задержкам между пакетами данных. Поскольку у современных накопителей скорость считывания вчетверо выше, чем пропускная способность второй модификации, то есть, она не стала удовлетворять текущие требования.
- Универсальная шина 3-го поколения была разработана специально для решения проблем недостаточной пропускной способности. Согласно спецификации данная модификация способно производить обмен информации на скорости 5,0 Гбит в секунду, что почти втрое превышает скорость считывания современных накопителей. Штекеры и гнезда последней модификации принято маркировать синим для облегчения идентификации принадлежности к данной спецификации.
Разъемы USB 3.0 имеют характерный синий цвет
Еще одна особенность третьего поколения – увеличение номинального тока до 0,9 А, что позволяет осуществлять питание ряда устройств и отказаться от отдельных блоков питания для них.
Что касается совместимости с предыдущей версией, то она реализована частично, подробно об этом будет расписано ниже.
Чистка после пайки
После любой пайки желательно очищать место паяльных работ. Это необходимо для 100% исключения коррозии от флюса (если бы используете не дорогой флюс). А также для красоты, чтобы место пайки было чистым.
Используемые средства
Бензин «Калоша» отлично подходит для чистки места пайки. Можно чистить как обычной щеткой, так и ватными палочками или дисками, а также обычной ватой.
Нюансы при чистке
Часто возле micro USB разъемов находятся микрофоны. Во время чистки не стоит забывать об этом так как если флюс или чистящее средство с примесями остатков флюса попадет на мембрану микрофона, то он уже не будет работать вовсе и микрофон придется менять.
Классификация и распиновка
Коннекторы принято классифицировать по типам, их всего два:
- А – это штекер, подключаемый к гнезду «маме», установленном на системной плате ПК или USB хабе. При помощи такого типа соединения производится подключение USB флешки, клавиатуры, мышки и т.д. Данные соединения полностью совместимы в между начальной версией и вторым поколением. С последней модификацией совместимость частичная, то есть устройства и кабели с ранних версий можно подключать к гнездам третьего поколения, но не наоборот.
Разъемы типа А - B – штекер для подключения к гнезду, установленному на периферийном устройстве, например, принтере. Размеры классического типа В не позволяют его использовать для подключения малогабаритных устройств (например, планшетов, мобильных телефонов, цифровых фотоаппаратов и т.д.). Чтобы исправить ситуации были приняты две стандартные уменьшенные модификации типа В: мини и микро ЮСБ.
Заметим, что такие конвекторы совместимы только между ранними модификациями.
Различные модели разъемов типа В
Помимо этого, существуют удлинители для портов данного интерфейса. На одном их конце установлен штекер тип А, а на втором гнездо под него, то есть, по сути, соединение «мама» — «папа». Такие шнуры могут быть весьма полезны, например, чтобы подключать флешку не залезая под стол к системному блоку.
Шнур-удлинитель для порта USB
Теперь рассмотрим, как производится распайка контактов для каждого из перечисленных выше типов.
Другие разновидности
Еще бывает сетевой блок питания, который используется, как правило, для струйных принтеров HP. Кроме того, некоторое распространение приобрел шнур lpt. Часто одна его сторона подключается к USB-порту персонального компьютера, а другая к параллельному порту принтера через специальный проводник. Т.е. современные варианты таких кабелей являются двунаправленными параллельными интерфейсами связи. Такой кабель обладает поддержкой скорости, которая составляет свыше 12 Мбит. Кроме того, lpt такого типа имеет поддержку многих операционных систем, включая Windows 7.
Что касается длины, то, к примеру, у кабеля DB36 IEEE-1284 данный параметр равен всего 90 см. Т.е., как сетевой шнур данный вариант не может иметь по 10 метров в длину, но в целом это не проблема, если принтер используется в домашних условиях или расстояние между девайсом и рабочим местом с компьютером в офисе не такое уж большое.
Распиновка usb 2.0 разъёма (типы A и B)
Поскольку физически штекеры и гнезда ранних версий 1.1 и 2.0 не отличаются друг от друга, мы приведем распайку последней.
Рисунок 6. Распайка штекера и гнезда разъема типа А
Обозначение:
- А – гнездо.
- В – штекер.
- 1 – питание +5,0 В.
- 2 и 3 сигнальные провода.
- 4 – масса.
На рисунке раскраска контактов приведена по цветам провода, и соответствует принятой спецификации.
Теперь рассмотрим распайку классического гнезда В.
Распайка штекера и гнезда типа В
Обозначение:
- А – штекер, подключаемый к гнезду на периферийных устройствах.
- В – гнездо на периферийном устройстве.
- 1 – контакт питания (+5 В).
- 2 и 3 – сигнальные контакты.
- 4 – контакт провода «масса».
Цвета контактов соответствует принятой раскраске проводов в шнуре.
Первый этап
- Подключите один конец обжатого провода в принтер, а другой непосредственно в системный блок компьютера. После этого нажмите на оргтехнике кнопку, которая отвечает за печать конфигурации устройства. Благодаря этому вы получите распечатанный на листе бумаги IP-адрес.
- Далее вам нужно будет открыть меню «Пуск» и перейти в «Панель управления». Там откройте раздел с устройствами и принтерами, которые подключены к компьютеру.
- На верхней панели нажмите на «Добавление устройства», после чего перед вами откроется окно мастера установки принтера. В нем вам следует выбрать первый пункт, т.е. «Добавить локальный принтер», рядом с которым написано, что использовать данный параметр можно только в том случае, если отсутствует USB-принтер. Кликните на «Далее».
- Теперь перед вами должно открыться окошко с предложением выбора порта для принтера. Вам следует отметить второй пункт, т.е. «Создать новый порт». В раскрывающемся списке выберите данный вариант: «Standart TCP/IP Port». Решив данную задачу, нажмите «Далее». В появившемся запросе вам нужно ввести IP-адрес, после чего кликнуть на «Ок».
- Затем появится окно с предложением установки драйвера оргтехники. Укажите откуда брать его, нажав на кнопку «Обзор». При необходимости нажмите на «Центр обновления Windows», благодаря чему система сама загрузит соответствующее программное обеспечение для подключенного к компьютеру принтера. Но учтите, что интернет-соединение в этом случае должно находиться в активном состоянии.
- Кроме того, желательно изменить IP с автоматического на ручной. Для этого вам потребуется войти в веб-интерфейс своего принтера, предварительно открыв любой веб-браузер и вписав туда текущий IP-адресу устройства, к примеру, «https://192.168.1.2/». Затем вам следует перейти в настройке («Printer Settings») и найти вкладку с соответствующим пунктом и строкой. Но учтите, что сам IP-адрес менять уже не стоит, главное, произведите смену значения «автоматический» на «ручной».
- Откройте свойства своего девайса и перейдите во вкладку доступ. Там вам следует отметить пункт, подразумевающий предоставление общего доступа к данному устройству.
Распиновка usb 3.0 (типы A и B)
В третьем поколении подключение периферийных устройств осуществляется по 10 (9, если нет экранирующей оплетки) проводам, соответственно, число контактов также увеличено. Но они расположены таким образом, чтобы имелась возможность подключения устройств ранних поколений. То есть, контакты +5,0 В, GND, D+ и D-, располагаются также, как в предыдущей версии. Распайка гнезда типа А представлена на рисунке ниже.
Рисунок 8. Распиновка разъема Тип А в USB 3.0
Обозначение:
- А – штекер.
- В – гнездо.
- 1, 2, 3, 4 – коннекторы полностью соответствуют распиновки штекера для версии 2.0 (см. В на рис. 6), цвета проводов также совпадают.
- 5 (SS_TХ-) и 6 (SS_ТХ+) коннекторы проводов передачи данных по протоколу SUPER_SPEED.
- 7 – масса (GND) для сигнальных проводов.
- 8 (SS_RX-) и 9(SS_RX+) коннекторы проводов приема данных по протоколу SUPER_SPEED.
Цвета на рисунке соответствуют общепринятым для данного стандарта.
Как уже упоминалось выше в гнездо данного порта можно вставить штекер более раннего образца, соответственно, пропускная способность при этом уменьшится. Что касается штекера третьего поколения универсальной шины, то всунуть его в гнезда раннего выпуска невозможно.
Теперь рассмотрим распайку контактов для гнезда типа В. В отличие от предыдущего вида, такое гнездо несовместимо ни с каким штекером ранних версий.
Распайка USB 3.0 тип В
Обозначения:
А и В – штекер и гнездо, соответственно.
Цифровые подписи к контактам соответствуют описанию к рисунку 8.
Цвет максимально приближен к цветовой маркировки проводов в шнуре.
Второй этап
- Скорее всего, вам наверняка потребуется наладка ПК, с которого вы и будете вести печать. Т.е. если до этого вы установили локальный принтер и создали новый порт, то теперь в панели «Устройства и принтеры» в добавлении устройства вам нужно нажать на пункт «Добавить сетевой, беспроводной…». Т.е. теперь вы подключаете сетевое устройство.
- В следующем окне система попытается произвести поиск необходимого оборудования по сети, но вы можете не ждать завершения данной процедуры и назначить его вручную.
- ОС спросит у вас о том, каким образом нужно искать новый принтер. Вам же нужно просто нажать на «Обзор» и выбрать среди списка устройств, входящих в настроенную сеть (в вашем случае будет лишь один девайс) и выбрать тот, который подключен физически к вашему ПК.
- Открыв нужный компьютер, вы увидите необходимую печатающую оргтехнику. Если Windows сама сможет найти соответствующие драйвера, то больше никаких вопросов возникать не будет и перед вами появится сообщение о том, что процесс подошел к концу.
После произведенных настроек попробуйте подключиться. В целом девайс, подсоединенный к компьютеру посредством сетевого кабеля должен быть виден операционной системе и при этом находиться в полностью работоспособном состоянии.
Распиновка микро usb разъёма
Для начала приведем распайку для данной спецификации.
Распайка разъема микро USB v 2.0
Как видно из рисунка, это соединение на 5 pin, как в штекере (А), так и гнезде (В) задействованы четыре контакта. Их назначение и цифровое и цветовое обозначение соответствует принятому стандарту, который приводился выше.
Описание разъема микро ЮСБ для версии 3.0.
Для данного соединения используется коннектор характерной формы на 10 pin. По сути, он представляет собой две части по 5 pin каждая, причем одна из них полностью соответствует предыдущей версии интерфейса. Такая реализация несколько непонятна, особенно принимая во внимание несовместимость этих типов. Вероятно, разработчики планировали сделать возможность работы с разъемами ранних модификаций, но впоследствии отказала от этой идеи или пока не осуществили ее.
Разводка разъема микроUSB для версии 3.0
На рисунке представлена распиновка штекера (А) и внешний вид гнезда (В) микро ЮСБ.
Контакты с 1-го по 5-й полностью соответствуют микро коннектору второго поколения, назначение других контактов следующее:
- 6 и 7 – передача данных по скоростному протоколу (SS_ТХ- и SS_ТХ+, соответственно).
- 8 – масса для высокоскоростных информационных каналов.
- 9 и 10 – прием данных по скоростному протоколу (SS_RX- и SS_RX+, соответственно).
Распиновка мини USB
Данный вариант подключения применяется только в ранних версиях интерфейса, в третьем поколении такой тип не используется.
Распиновка разъема мини USB
Как видите, распайка штекера и гнезда практически идентична микро ЮСБ, соответственно, цветовая схема проводов и номера контактов также совпадают. Собственно, различия заключаются только в форме и размерах.
В данной статье мы привели только стандартные типы соединений, многие производители цифровой техники практикуют внедрение своих стандартов, там можно встретить разъемы на 7 pin, 8 pin и т.д. Это вносит определенные сложности, особенно когда встает вопрос поиска зарядника для мобильного телефона. Также необходимо заметить, что продукции не спешат рассказывать, как выполнена распиновка USB в таких контакторах. Но, как правило, эту информацию несложно найти на тематических форумах.
