Złącza USB: rodzaje, ich opis, zalety i wady

Niemożliwe jest wyobrazić sobie nowoczesną osobę bez urządzeń elektronicznych. Smartfony, tablety, odtwarzacze muzyki i laptopy są dziś w prawie każdej rodzinie. Każde z tych urządzeń ma swoją własną aplikację i dlatego każdy działa w swój własny, niepowtarzalny sposób. Jest jednak coś w takiej czy innej formie, która łączy je wszystkie. I to jest obecność portów USB.

W 1994 roku 7 wiodących globalnych firm technologicznych stworzyło nowy standard łączenia urządzeń peryferyjnych. W ten sposób pojawił się uniwersalny szeregowy autobus, zwany skrótem USB.

Dziś jest to naprawdę uniwersalny standard i trudno jest znaleźć urządzenie elektroniczne, które nie ma portu USB tego lub innego typu. Ale skąd wiadomo, który kabel jest odpowiedni? Ten przewodnik pomoże określić typ złącza USB i wybrać odpowiednią wtyczkę.

Różnorodność opcji

Praktycznie wszystkie nowoczesne komputery i urządzenia elektroniczne mają pewną formę połączenia USB i są dostarczane z odpowiednimi kablami. Czy ma znaczenie, które z nich jest używane i dlaczego potrzebujemy tych wszystkich różnic? Chociaż jest to naprawdę ważne, może się zmienić w przyszłości.

W połowie lat 1990. Uniwersalny autobus stał się standardem branżowym, który usprawnił połączenie z komputerowymi urządzeniami peryferyjnymi. Zastąpił on wiele wcześniejszych interfejsów i jest obecnie najpopularniejszym typem złącza w urządzeniach konsumenckich.

Jednak wciąż trudno jest poradzić sobie ze wszystkimi rodzajami USB.

Jeśli standard miałby być uniwersalny, dlaczego istnieje tak wiele różnych jego rodzajów? Każdy z nich spełnia swój cel, głównie zapewniając zgodność z wydaniem nowych urządzeń o lepszych specyfikacjach. Oto najczęściej spotykane typy złączy USB.

Wpisz-a

Większość kabli i urządzeń peryferyjnych (takich jak klawiatury, myszy i joysticki) ma złącze typu A. Komputery osobiste, laptopy i netbooki zwykle mają kilka portów tego formularza. Ponadto wiele innych urządzeń i zasilaczy wykorzystuje je do przesyłania danych i / lub ładowania. Złącze ma płaski prostokątny kształt i jest najbardziej rozpoznawalne i używane. Pinout typu USB jest następujący:

1. + 5V - napięcie +5 V.
2. D- - dane.
3. D + - dane.
4. GND jest ziemią.

Wszystkie wersje standardów USB zachowują ten sam współczynnik kształtu dla Type-A, więc są wzajemnie kompatybilne. Jednak złącza USB 3.0 zamiast 4 mają 9 pinów używanych do większej prędkości. transfer danych. Są one tak rozmieszczone, aby nie zakłócały pracy szpilek poprzednich wersji standardu.

Wpisz-b

To prawie kwadratowe złącze, które jest używane głównie do łączenia drukarek, skanerów i innych urządzeń z własnym zasilaniem z komputerami. Czasem można go znaleźć na dyskach zewnętrznych. W dzisiejszych czasach tego typu złącze jest znacznie mniej powszechne niż połączenia typu A.

Formularz połączenia w wersji 3.0 przeszedł zmianę, więc kompatybilność wsteczna nie jest obsługiwana, chociaż porty nowego typu akceptują wtyczki starych modyfikacji. Powodem tego jest to, że Type-B USB 3.0 ma 9 pinów dla szybszego transferu danych i 11 pinów dla Powered-B, z których 2 zapewniają dodatkową moc.

Podobnie jak w przypadku Type-A, fizyczna kompatybilność różnych wersji nie oznacza wsparcia dla szybkości lub funkcjonalności.

Podstawowe pojęcia

Przed próbą zrozumienia różnic między typami A i B konieczne jest zrozumienie pojęć gospodarza, receptora i portu.

Gniazdo znajdujące się z przodu lub z tyłu komputera (hosta), do którego wkładany jest jeden koniec kabla USB, nosi nazwę portu. Urządzenie elektroniczne, które należy naładować lub do którego chcesz przesłać dane (na przykład smartfon lub tablet) nazywa się receptorem.

Najpopularniejszym standardem USB jest typ A, który dziś można zobaczyć na końcu prawie każdego kabla USB umieszczonego w gnieździe hosta. Najczęściej porty Type-A są wyposażone w komputery stacjonarne, konsole do gier i odtwarzacze multimedialne.

Złącza typu B znajdują się na końcu zwykłego kabla USB, który łączy się z urządzeniem peryferyjnym, takim jak smartfon, drukarka lub dysk twardy.

Zalety USB

Standard upraszcza instalację i wymianę sprzętu, redukując całą komunikację do szeregowej transmisji danych poprzez skrętkę i identyfikację podłączonego urządzenia. Jeśli dodasz uziemienie i moc, otrzymasz najprostszy kabel 4-żyłowy, niedrogi i łatwy w produkcji.

Standard określa, w jaki sposób urządzenie peryferyjne współdziała z hostem. Jeśli nie korzystasz z USB On the Go (OTG), który pozwala ci ograniczyć możliwości hosta, jesteś bezpośrednio podłączony. Urządzenie USB nie może zainicjować komunikacji, tylko host może to zrobić, więc nawet jeśli jest kabel z odpowiednimi złączami bez niego, połączenie nie będzie działać. Ponadto, ponieważ zarówno energia elektryczna, jak i dane są przesyłane przewodowo, połączenie dwóch hostów bez urządzenia pośredniego może mieć katastrofalne skutki, powodując silne prądy, zwarcia, a nawet pożary.

Mini

Złącze było standardowe dla urządzeń mobilnych przed pojawieniem się micro USB. Jak sama nazwa wskazuje, mini-USB jest mniejszy niż zwykle i nadal jest używany w niektórych aparatach. Złącze ma 5 pinów, z których 1 służy jako identyfikator do obsługi OTG, umożliwiając działanie urządzeń mobilnych i innych urządzeń peryferyjnych jako hosta. Pinout USB USB wygląda następująco:

1. + 5V - napięcie +5 V.
2. D- - dane.
3. D + - dane.
4. ID - identyfikator hosta / receptora.
5. GND jest ziemią.

Micro

To jest obecny standard złącz dla urządzeń mobilnych i przenośnych. Został przyjęty przez prawie każdego producenta, z wyjątkiem Apple. Jego fizyczne wymiary są mniejsze niż Mini-USB, ale obsługiwane są wysokie prędkości przesyłu danych (do 480 Mb / s) i OTG. Kształt jest łatwo rozpoznawalny dzięki kompaktowej konstrukcji 5-pinowej.

Lightning Connector nie jest standardem USB, ale jest zastrzeżonym połączeniem Apple'a dla iPada i iPhone'a. Jest podobny do micro USB i jest kompatybilny ze wszystkimi urządzeniami Apple wyprodukowanymi po wrześniu 2012 roku. Starsze modele używają innego i znacznie większego złącza marki.

Wpisz-c

Jest to odwracalne złącze, które zapewnia szybszy transfer danych i większą moc niż poprzednie typy. Jest coraz częściej używany jako standard dla laptopów, a nawet niektórych telefonów i tabletów, został zatwierdzony przez Apple for Thunderbolt 3.

Typ C to nowe rozwiązanie, które obiecuje być wszystkim dla każdego. Jest mniejszy, szybszy i może odbierać i przesyłać znacznie więcej mocy niż poprzednie wersje.

Apple wstrząsnęło światem, gdy wprowadzono nowy MacBook z pojedynczym portem USB-C. Najprawdopodobniej będzie to początek trendu.

Możesz przeczytać więcej na temat USB-C na końcu tego artykułu.

Niuanse micro USB

Ci z was, którzy mają telefon lub tablet na platformie Android, zdecydowanie mają kabel micro USB. Nawet najbardziej nieugięci fani Apple nie mogą ich uniknąć, ponieważ jest to najczęstszy rodzaj złącza wykorzystywanego w takich urządzeniach jak zewnętrzne zasilacze, głośniki itp.

Właściciele wielu gadżetów mogą odkryć, że z upływem czasu kable te stają się liczne, a ponieważ są one zwykle zamienne, nigdy nie musisz ich kupować osobno, jeśli nie zostaną utracone lub zawiodą w tym samym czasie.

Kupując kabel micro USB, możesz ulec pokusie, by wybrać najtańszą opcję, ale jak to często bywa, jest to zły pomysł. Przewody i wtyczki niskiej jakości mogą się łatwo złamać i stać się bezużyteczne. Dlatego lepiej jest uratować się od przyszłych problemów, kupując wysokiej jakości produkt od uznanego producenta, nawet jeśli kosztuje trochę więcej.

Inną rzeczą, o której warto wspomnieć, jest długość kabla. Te krótkie są idealne do transportu, ale z tego powodu często trzeba usiąść na podłodze obok gniazdka podczas ładowania telefonu. I odwrotnie, kabel, który jest zbyt długi, może być niewygodny, gdy się go niesie, może się zaplątać i potencjalnie spowodować obrażenia.

0,9 m to dobra długość dla kabla ładującego. Pozwala trzymać telefon, gdy jest podłączony do akumulatora w torbie lub kieszeni, idealny do gry w Pokemon Go lub po prostu do korzystania z telefonu podczas podróży przez długi czas.

Przy częstym ładowaniu z zewnętrznych portów USB, aby zachować zgodność z wymogami bezpieczeństwa lub gdy urządzenie ładuje się powoli, specjalny kabel może uniemożliwić przesyłanie danych. Alternatywą jest karta sieciowa.

Problemem może być również to, że złącza większości kabli USB (z wyjątkiem USB-C) nie są wymienne i często wymagają kilku prób uzyskania poprawnego połączenia. Niektórzy producenci próbowali to naprawić. To prawda, że ​​nie wszystkie urządzenia obsługują tę funkcję.

Co to jest USB OTG?

Jest to standard, który pozwala urządzeniom przenośnym i mobilnym działać jako hosty.

Załóżmy, że jest zewnętrzny dysk, laptop i smartfon. Co mam zrobić, aby skopiować pliki z dysku na telefon? Najprostszy sposób na ich przeniesienie dysk zewnętrzny na laptopie iz niego - na smartfonie. USB OTG pozwala podłączyć dysk bezpośrednio do telefonu, omijając w ten sposób potrzebę pośrednika.

I to nie wszystko! Istnieje wiele innych sposobów korzystania z OTG. Możesz podłączyć dowolne urządzenie USB do smartfona, czy to dysk flash, mysz bezprzewodową, klawiaturę, słuchawki, czytniki kart, kontrolery gier itp.

Kable USB

W świecie sieciowym ważną rolę odgrywają połączenia przewodowe między różnymi urządzeniami elektronicznymi. Zapotrzebowanie na nie jest tak wysokie, że corocznie na świecie produkuje się dziesiątki milionów kabli USB.

Technologie ciągle się rozwijają i poprawiają, a także ich odpowiedniki urządzenia peryferyjne. Ten sam trend aktualizacji dotyczy złączy USB, ale przy tak wielu wersjach i typach standardów USB trudne staje się śledzenie, który port USB lepiej nadaje się do wykonywania niektórych funkcji. Aby to zrobić, konieczne jest zrozumienie ich podstawowych różnic.

Typy USB

Różne wersje USB, takie jak 2.0 i 3.0, są związane z funkcjonalnością i szybkością kabla USB, a ich typ (na przykład A lub B) dotyczy głównie fizycznej konstrukcji złącz i portów.

Standard USB 1.1 (1998) został zaprojektowany dla przepustowości 12 Mbps, napięcia 2,5 V i prądu 500 mA.

USB 2.0 (2000) oznaczone jest logo USB "HI-SPEED". Zapewnia prędkość 480 Mb / s przy napięciu 2,5 V i prądzie 1,8 A.

Przyjęty w 2008 r. Interfejs USB 3.0 obsługuje 5 Gb / s przy napięciu 5 V i prądzie 1,8 A.

USB 3.1, działa od 2015 roku, zapewnia prędkość 10 Gbit / s przy napięciu 20 V i prądzie 5 A.

Ten ostatni standard zapewnia wyższą przepustowość i jest w większości zgodny wstecz z wcześniejszymi wersjami. Złącza Standard-A są identyczne jak w Tour-A poprzednich wersji, ale zazwyczaj mają kolor niebieski, dzięki czemu można je odróżnić. Są one w pełni kompatybilne z poprzednimi wersjami, ale zwiększone prędkości są dostępne tylko wtedy, gdy wszystkie komponenty są zgodne z USB 3. Standardowe wersje B i mikro posiadają dodatkowe szpilki, aby zwiększyć przepustowość i są niezgodne z poprzednimi wersjami. Starsze kable i złącza USB typu B i micro-B mogą być używane z portami USB 3.0, ale prędkość nie wzrasta.

Specyfikacje złącza typu C

Tytuł ten pojawił się w nagłówkach czasopism technicznych na całym świecie, gdy Apple wydało 12-calowy MacBook. Jest to pierwszy laptop z konstrukcją Type-C.

Z fizycznego punktu widzenia złącze jest podobne do istniejącej wersji. USB Micro-B. Jego wymiary to 8,4 x 2,6 mm. Dzięki niewielkim rozmiarom może z łatwością zmieścić się w nawet najmniejszych urządzeniach peryferyjnych używanych dzisiaj. Jedną z wielu zalet Type-C w porównaniu z innymi istniejącymi rozwiązaniami jest to, że umożliwia połączenie w odwrotnej orientacji, tzn. Wtyczka zawsze będzie prawidłowo wstawiana przy pierwszym podejściu! Złącze jest zaprojektowane w taki sposób, że nie musi się martwić, że jest odwrócone do góry nogami.

Type-C obsługuje standard USB 3.1 i zapewnia maksymalną prędkość 10 Gb / s. Ma także znacznie wyższą moc wyjściową do 100 W przy napięciu 20 V i prądzie 5 A. Ponieważ laptopy zwykle zużywają 40-70 W, oznacza to, że typ C z łatwością pokrywa zapotrzebowanie na moc. Inne funkcje oferowane przez USB Type-C to moc dwukierunkowa. Innymi słowy, możesz nie tylko ładować smartfon za pośrednictwem laptopa, ale i na odwrót.

Type-C otrzymał entuzjastyczne recenzje od użytkowników z całego świata i pojawił się w popularnych smartfonach Chromebook Pixel i Nexus 6P, a także w tablecie Nokia N1.

Możemy śmiało powiedzieć, że w nadchodzących latach wszystkie urządzenia elektroniczne będą wyposażone w porty tego typu. Sprawi, że praca z nimi będzie łatwa i wygodna. Wszystko, czego potrzeba, to jedyny kabel Type-C, który ostatecznie pozbędzie się splątanej plątaniny kabli w szufladzie.

Chociaż specyfikacje zostały opublikowane po raz pierwszy w 2014 r., Technologia została naprawdę wdrożona dopiero w 2016 r. Dziś stała się prawdziwym zamiennikiem nie tylko starych standardów USB, ale także innych, takich jak Thunderbolt i DisplayPort. Nowe rozwiązanie audio oparte na Type-C jest również potencjalnym zamiennikiem gniazda słuchawkowego 3,5 mm. Typ C jest ściśle powiązany z innymi nowymi standardami: USB 3.1 zapewnia większą przepustowość, a zasilanie USB jest najlepszym źródłem zasilania.

Kształt złącza

USB Type-C to nowe małe złącze, którego wymiary ledwo pasują do microUSB. Obsługuje różne nowe standardy, takie jak USB 3.1 i USB PD.

Znanym złączem, z którym wszyscy się znają, jest Typ-A. Nawet po przejściu z USB 1.0 na 2.0 i dalej do nowoczesnych urządzeń, pozostał taki sam. Złącze jest tak masywne jak wcześniej i łączy się tylko z prawidłową orientacją (która, oczywiście, nigdy nie działa po raz pierwszy). Ale kiedy urządzenia stały się mniejsze i cieńsze, masywne porty przestały się pojawiać. Doprowadziło to do pojawienia się wielu innych rodzajów złączy USB, takich jak Mini i Micro.

Taki niezgrabny zestaw łączników o różnych kształtach dla urządzeń o różnych rozmiarach jest w końcu już przeszłością. Typ C to bardzo mały standard. Jest to około jedna trzecia starego USB typu A. Jest to jeden standard, którego muszą używać wszystkie urządzenia, więc aby podłączyć zewnętrzny dysk do laptopa lub naładować smartfon, wystarczy jeden kabel od ładowarki. Ten niewielki łącznik jest wystarczająco mały, aby zmieścić się w ultracienkim smartfonie, ale wystarczająco mocny, aby umożliwić połączenie wszystkich urządzeń peryferyjnych za jego pośrednictwem. Sam kabel ma te same złącza typu C na obu końcach.

Typ C ma wiele zalet. Orientacja złącza nie ma znaczenia, więc nie trzeba już kręcić wtyczką kilka razy, aby znaleźć właściwą pozycję. Jest to pojedyncza forma złącza USB, którą każdy powinien zaakceptować, więc w przypadku różnych urządzeń nie trzeba mieć dużej liczby różnych kabli USB z różnymi wtyczkami. I nie będzie wielu różnych portów zajmujących mało miejsca na coraz cieńszych gadżetach.

Co więcej, złącza typu C mogą również obsługiwać różne protokoły, używając "alternatywnych trybów", które umożliwiają adapterom możliwość wyprowadzania HDMI, VGA, DisplayPort lub innych typów połączeń z tego jednego połączenia. Dobrym tego przykładem jest wieloportowy adapter Apple, który pozwala na podłączenie HDMI, VGA, USB Type-A i Type-C. Dzięki temu wiele złączy na zwykłych laptopach można zredukować do portów tego samego typu.

Moc

Specyfikacja USB PD jest również ściśle związana z Type-C. Obecnie łączność USB 2.0 zapewnia do 2,5 wata mocy. To wystarczy, aby naładować telefon lub tablet. Specyfikacja obsługiwana przez standard USB-C zapewnia zasilanie do 100W. Takie połączenie jest dwukierunkowe, więc urządzenie może zarówno ładować, jak i ładować przez nie. W tym samym czasie może nastąpić transfer danych. Port pozwala ładować nawet laptopa, co zwykle wymaga do 60 watów.

W Apple MacBook i Chromebooku Google Pixel do ładowania jest używane złącze USB-C, które umożliwia ostateczne wyeliminowanie wszystkich zastrzeżonych kabli zasilania. W takim przypadku możliwe jest ładowanie laptopów z baterii przenośnych, które są zwykle używane do ładowania smartfonów i innych urządzeń elektronicznych. A jeśli podłączysz laptopa do zewnętrznego wyświetlacza zasilanego z sieci, bateria zostanie naładowana.

Należy jednak pamiętać, że obecność złącza typu C nie oznacza automatycznie obsługi USB PD. Dlatego przed zakupem urządzeń i kabli należy upewnić się, że są one zgodne z obydwoma standardami.

Prędkości transmisji

USB 3.1 to najnowsza standardowa uniwersalna magistrala szeregowa o teoretycznej przepustowości 10 Gb / s, która jest dwukrotnie większa niż szybkość transferu Thunderbolt pierwszej generacji i USB 3.0.

Ale Tour-C to nie to samo co USB 3.1. Jest to tylko forma złącza, a podstawą technologii mogą być standardy 2.0 lub 3.0. Na przykład tablet Nokia N1 korzysta ze złącza USB typu C w wersji 2.0. Jednak technologie te są ze sobą ściśle powiązane. Kupując, wystarczy śledzić szczegóły i upewnić się, że zakupione urządzenie lub kabel obsługuje standard USB 3.1.

Kompatybilność wsteczna

Fizyczne złącze typu C, w przeciwieństwie do standardu podstawowego, nie ma kompatybilności wstecznej. Nie można podłączyć starych urządzeń USB do nowoczesnego małego portu Type-C, a nie można podłączyć wtyczki USB-C do starszego większego portu. Ale to nie znaczy, że musisz pozbyć się wszystkich starych peryferii. USB 3.1 jest nadal kompatybilny z poprzednimi wersjami, więc wymagany jest tylko fizyczny adapter dla USB-C. I jest już możliwe podłączenie starych urządzeń bezpośrednio do niego.

W niedalekiej przyszłości na wielu komputerach będą dostępne zarówno złącza C typu USB, jak i duże typu A, na przykład w Chromebooku Pixel. Dzięki temu użytkownicy będą mogli stopniowo przechodzić od starych urządzeń, łącząc nowe z USB Type-C. Ale nawet jeśli komputer jest wykonany tylko z portami typu C, adaptery i koncentratory wypełnią tę lukę.

Typ C jest godnym uaktualnieniem. Chociaż port ten pojawił się już w laptopach i niektórych smartfonach, tylko ta technologia nie ogranicza się do nich. Z biegiem czasu będą one wyposażone w urządzenia wszystkich typów. Pewnego dnia standard może nawet zastąpić złącze Lightning używane w iPhone'ach i iPadach. Port Apple nie ma wielu zalet w stosunku do USB Type-C, z tym wyjątkiem, że ta technologia jest opatentowana i firma może pobierać opłaty za licencjonowanie.