≡

Современный стандарт соединения электронных устройств

Сегодня невозможно себе представить, что на вопрос что такое USB, кто-то из людей ответит, что он не знает. Опрошенный, наверняка, сразу станет рассказывать, что это такой тип провода, с помощью которого можно соединить между собой компьютер и какое-нибудь другое устройство.

Отчасти так оно и есть, но мало кто знает, что это не просто тип проводов, а прежде всего стандарт передачи данных. В данной статье, мы подробно расскажем обо всем этом, и уделим особое внимание последнему типу данных проводов — микро usb кабель.

Содержание

• Возникновение стандарта USB и основные принципы функционирования
  • Что побудило создать единый стандарт
• Версии USB
• Типы USB разъемов
• Строение и обслуживание микро USB
  • Устройство кабеля
  • Ремонт микро USB
• Подведем краткий итог

Возникновение стандарта USB и основные принципы функционирования

Итак, что же такое USB?

Расшифровывается сия аббревиатура, как Universal Serial Bus, что переводится, как универсальная последовательная шина. По сути — это способ подключения и передачи данных между различными электронными устройствами, в том числе и зависимыми, такими как всевозможные манипуляторы для ПК.

USB игровой манипулятор для компьютерных игр

Что побудило создать единый стандарт

Начало данным разработкам положили такие монстры индустрии электроники и программного обеспечения, как Microsoft, Intel, Phillips, NEC, IBM и многие другие. Задумывался он, как открытый стандарт, которой могли бы использовать в своих разработках, абсолютно любые производители техники.

Универсальность стала главным принципом стандарта USB. В перспективе, разработчики предполагали, что он сможет заменить все существовавшие на то время узкопрофильные разъемы для ПК, что позволило бы устройствам быть более коммуникативными.

И что более важно, подхлестнуло производителей, создавать новые оригинальные устройства и модули:

• Немаловажным достоинством USB стало наличие линии питания в 5 Вольт. Это открывало перспективу того, что будущие устройства могли бы избавиться от подключения к внешнему источнику электропитания.
• Общий стандарт, и простота установки избавляли от необходимости написания под устройства отдельных драйверов (программного обеспечения для нормального функционирования устройства), а так же создания специфических плат.
• К следующему плюсу данного стандарта можно смело отнести новую возможность сетевого соединения устройств. Специфика подключения устроена таким образом, что один разъем может выполнять функцию хаба (разветвителя)

Совет! На пpaктике последний плюс можно использовать при подключении нескольких устройств к одному гнезду, или, например, соединить одну камеру сразу с несколькими принтерами.

Сетевой USB разветвитель

Версии USB

На сегодняшний день существует три версии USB-кабелей.

Перечислим их в порядке появления:

• Первым появился кабель USB версии 1.1. Применялся он в основном для подключения периферийных устройств. Сегодня его можно встретить лишь на старых материнских платах, так как для передачи данных он плохо подходит (пропускная способность разъема — 12 Мбит/сек), из-за чего разработчики устройств отказались от его применения.
• Далее идет USB 2.0 — несмотря на наличие более быстрого разъема, который мы рассмотрим следующим, до сих пор остается самым востребованным на рынке. Причиной тому, низкая стоимость производства и высокая скорость передачи данных (до 480 Мбит/сек). Такой скорости с лихвой хватает для большинства электронных устройств.
• Ну и последний, самый быстрый разъем — это USB 3.0. Способен обеспечить передачу данных со скоростью до 5 Гбит/сек, чего с большим запасом хватает для самых быстрых устройств. Применяется в основном для подключения внешних накопителей (переносных жестких дисков).

Обратите внимание, что пpaктически на всех современных ноутбуках и  материнских платах для десктопных компьютеров (кроме самых бюджетных, чья цена не предполагает высоких мощностей), находятся сразу оба вида USB разъемов.

Внимание! USB 2.0 применяется для подключения мыши и внешней клавиатуры, а 3.0 — уже служит для соединения при передачи информации с носителя.

Совмещение двух разъемов на одном устройстве

Совет! Помните, что скорость передачи данных зависит не только от типа разъема, но и от типа подключаемого к нему устройства. Так что, если вы устанавливаете 2.0 флэшку в разъём USB 3.0, то не ждите, что скорость вырастет. Она останется на уровне самого медленного элемента цепочки.

Сравнение скорости разъемов USB

Типы USB разъемов

Цифровое обозначение поколения USB — это не единственный критерий по которому отличаются гнезда и штекеры. Несмотря на то, что стандарт является общепринятым, в некоторых устройствах требуются отдельные виды разъемов, отличающиеся формой и размерами.

Типы USB Разъемов

Рассмотрев фото выше, можно смело возразить, что общий стандарт не такой уж и общий. Да, видов и форм достаточно много, но на самом деле это разнообразие оправдано.

Во-первых, для каждого штекера должен быть ответный разъем в виде гнезда. Во-вторых, каждый разъем обладает своим конкретным преимуществом перед остальными, что позволяет его использовать с конкретной техникой.

Давайте их и перечислим:

• USB 2.0 типа «А» — это самый популярный компьютерный разъем, разработанный еще в середине 90-х годов. Имеет весьма прочную конструкцию, которая позволяет выполнять большое количество подключений и отключений, без риска выхода из строя как гнезда, так и штекера. Именно поэтому, до сих пор, он является эталоном для подключения компьютерной периферии, такой как: мышки, клавиатуры, веб-камеры, флэшки и прочее.
• USB 2.0 типа «В» — это первый миниатюрный вариант для данного стандарта, который в отличие от остальных имеет квадратную форму. Несмотря на уменьшенный размер, он остается по-прежнему достаточно большим, что весьма ограничило сферу его применения. Наибольшее распространение данный разъем получил в крупногабаритной офисной технике (принтеры, сканеры и прочее).
• Мини USB 2.0 В — постоянное уменьшение размера электроники, потребовало от рынка внедрения новых, более компактных разъемов. В результате тип «В» получил новый виток развития, и предстал в новом, уменьшенном варианте. Благодаря повсеместному распространению внешних жестких дисков и карманных компьютеров, данный разъем смог завоевать свою нишу. Но спустя короткое время, из-за низкой надежности, производители стали от него отказываться.

Существует еще и мини USB 2.0 А — данный разъем имеет такие же хаpaктеристики, как и предыдущий, а вся разница кроется в форме штекеров. Сегодня, пpaктически нигде не применяется.

Внешнее отличие: микро кабель USB и мини USB

Отказ от мини USB совершенно не означал возврат к собственным стандартам, так как на его место пришел новый разъем. Кабель micro USB 2.0 В — данный разъем, по сути мало чем отличается от предыдущего, но он получил еще меньший размер, и более прочную конструкцию.

Новое модернизированное крепление штекера, предотвращает его разбалтывание и выпадение из гнезда. Всё это сделало кабель usb micro, идеальным решением для установки в любые современные гаджеты.

Распиновка для usb кабель микро

В начале 2011 года, usb микро кабель принят за универсальный вариант зарядного устройства для абсолютного большинства мобильных телефонов, планшетов и других компактных устройств. Как уже говорилось выше, после 2.0 вышел более скоростной вариант USB — 3.0. Он также получил изменения, адаптирующие его под миниатюрную технику.

Типы кабеля «А», благодаря крупным размерам, не получили внешние изменения, за исключением цвета сердечника, как гнезда, так и штекера — он стал синим вместо черного. Благодаря этому, удалось достичь полной совместимости с предыдущим поколением.

Переходник микро USB B — A

Остальные же варианты пришлось размещать в новые корпуса, которые, однако, сохранили похожие черты. То есть, несмотря на внешнюю схожесть, данные типы разъемов не совместимы друг с другом, но у вас всегда есть возможность приобрести переходники под любой из разъемов.

USB micro кабель типа «В» и USB типа «А»

Микро USB 3.0  в основном применяется в высокоскоростных SSD накопителях и внешних жестких дисках. Скорость передачи данных подобного соединения позволяет полностью раскрыть их возможности.

Всё бы хорошо, но все-таки, ширина данного разъема пpaктически равна типу «А», что не могло устроить многих производителей, особенно дорогой, мощной техники. В результате с недавнего времени пользователи увидели новы тип соединения — «С».

Микро USB 3.0 С

По сути, это всё тот же стандарт USB, но с новой распиновкой. По своему размеру он приближен к микро USB, но имеет при этом овальную форму.

Строение и обслуживание микро USB

Нам хотелось бы уделить больше внимания наиболее распространенному варианту данного разъема. Давайте рассмотрим все вариации данного устройства, и узнаем все его свойства.

Устройство кабеля

Стандартный USB 2.0 кабель имеет внутри четыре провода. Все основное различие кроется в устройстве концевиков провода, которые могут варьироваться в зависимости от назначения конкретной модели и её производителя.

Разнообразие штекеров

Изготовитель может заложить в особенности конструкции определенную длину провода, его толщину, наличие экранирующей оплетки, ферритовых фильтров, дополнительных жил и тип материала оплетки. В основном, именно из этих факторов и определяется стоимость того, или иного кабеля.

Кабель микро USB в армированной оплетке

На таких кабелях возможно сочетание абсолютно любых концевиков. Чаще встречаются модели, на которых микро USB типа «В», имеет обратный выход на USB 2.0 А, который используется для соединения гаджетов с персональным компьютером.

Так же часто встречаются переходы на концевики типа USB 2.0 А OTG (то есть — мама), которые фактически являются переходниками с одного типа носителей на другой. С его помощью можно легко подключить обычную USB флэшку к смартфону.

Весьма редко можно встретить вариации кабеля, предназначенные для передачи питания и определенных данных.

Итак, USB провода имеют четыре токонесущие жилы, но не все концевики имеют такое же количество ножек. Так, например, USB 2.0 А имеет 4 контакта, а микро и мини USB обладают пятью контактами, один из  которых не задействован, или завязан на землю (GND). Сделано это для того чтобы обеспечить возможность работы с OTG.

Полная таблица с распиновкой всех типов USB

Такое количество проводов и контактов обусловлено еще и тем, что USB кабели, помимо зарядных функций, служат еще и для синхронизации мобильной техники.

Давайте рассмотрим название всех проводов и их назначение. Чтобы лучше ориентироваться можете сверяться с приведенной выше схемой, и не забывайте внимательно следить за расположением контактов относительно корпуса.

• Red (красный) VBUS — плюсовая клемма, +5 Вольт постоянного тока, относительно GND;
• White (белый) D-(Data-) и Green (зеленый) D+ (Data+) — это два провода предназначенные для передачи данных между подключенными устройствами;
• ID — не задействован в «В» разъемах или закорочен с землей;
• Black (черный) — это земля (GND)

Внимание! Некоторые модели кабелей содержат оголенный провод или экран. Данные элементы провода на схеме не маркируются.

Ремонт микро USB

Конечно, более компактная техника стала гораздо легче, но из-за маленьких габаритов сильно усложнилось её обслуживание. По сути, при каждой поломке, пользователь вынужден обращаться в специализированный сервисный центр, не имея возможности произвести ремонт самостоятельно.

Последствия самостоятельного ремонта

Вот какова человеческая натура, которая иногда стремится лишний раз сэкономить. Не пытайтесь выполнить ремонт мелкой электроники своими руками, так как без наличия соответствующего инструмента и опыта, у вас навряд ли что-то получится. Не спасет в этом случае даже подробная инструкция, поэтому, если вы не хотите довести любимый телефон или планшет до состояния, как на фото выше, оставьте данную заботу профессионалам.

Но если вы из тех людей, кто не сдается никогда, и готовы рискнуть, то вот вам несколько советов, которые могут пригодиться во время диагностики и ремонта.

• Меньше всего подвержены износу клеммы питания, которые разнесены по краям разъема.
• Ножка которая вырывается с контактной площадки чаще остальных, расположена рядом с минусом. Это тот контакт, который не задействован.
• В случае такой поломки заряд на устройство идти не будет, хотя система вполне может определять, что блок питания подключен.
• Оставшиеся центральные контакты отвечают за передачу данных, и работают в связке одновременно. Поэтому, при выходе из строя хотя бы одной из них, синхронизация будет невозможна.

Теперь, зная функции каждой ножки, вы легко сможете определить какая из них сломана, и где искать проблему. Всё что от вас требуется — это восстановить контакт путем спаивания. Но если повреждение контакта находится внутри самого коннектора, а не в месте соединения с платой, то вам однозначно потребуется замена всего разъема на новый, аналогичного типа.

А вот тут уже кроется другая сложность. Несмотря на то, что само гнездо имеет один стандарт, его обратная часть, которая припаивается к плате, может отличаться даже не у конкретного производителя техники, а от модели к модели разных устройств. Поэтому очень важно найти именно такой, какой был установлен у вас ранее, иначе починить технику не удастся.

Филигранная работа с паяльником

Какие опасности таит в себе самостоятельный ремонт, если мастер перепутал контакты, или неаккуратно выполнил пайку элементов:

• Самое страшная неприятность, возникнет, если спутать контакты питания. По причине того, что через данный кабель протекает постоянный ток, случится короткое замыкание, из-за чего, устройство может полностью выйти из строя.
• Устройство будет видеть шнур, но питание проходить по нему не будет.
• Соответственно, наоборот — питание поступает, а синхронизация невозможна.
• В случаях перегрева платы паяльником, может выйти из строя контроллер питания, из-за чего планшет будет заряжаться только в выключенном состоянии.
• Периодические сбои в процессе зарядки или передачи данных, требующие повторного соединения для корректной работы.
• Ну, и наконец, холодная пайка, когда припой расплавлен не достаточно разогретым паяльником, из-за чего проблема быстро возвратится.

На этом вроде бы все, но кто знает, что может случиться в процессе работы. Поэтому повторимся,  и скажем, что если вы еще хотите пользоваться своим гаджетом, не рискуйте, и отнесите его к  специалисту. К тому же, такой незначительный ремонт, как замена гнезда USB, обойдется вам гораздо дешевле, чем замена всего устройства, в случае неудачной работы.

Подведем краткий итог

Несмотря на то, что кабель микро USB принят в качестве стандарта многими производителями компактной электроники, по-прежнему остаются компании, не желающие присоединяться к данной тенденции. К таким фирмам относятся Apple, Samsung (некоторые смартфоны), Nikon, Acer и другие, что, в первую очередь, создает неудобства для обладателей данной техники.

Мы же выражаем своё желание, чтобы в скором времени все подобные производители одумались, и количество проводов у потребителей серьезно сократится.