Распиновка и виды USB разъемов 2

Распиновка и виды USB разъемов 2.0 и 3.0 (микро, мини)

  1. Классификация
  2. Распиновка USB 2.0 разъёма
  3. Распиновка USB 3.0
  4. Распиновка микро USB
    • Описание микро USB 3.0

  5. Распиновка мини USB
  6. Видео

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 ПК.

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 распиновке стандартных типов соединений.

  • Читайте также обзор интерфейса RS-232 и его преобразователей

Распиновка usb на материнской плате

Распиновка usb на материнской плате — для того, чтобы пользоваться USB-входами установленными спереди системного корпуса, вначале их нужно подсоединить к системной плате персонального компьютера. В данной публикации речь пойдет о том, как правильно организовать и выполнить такое соединение.

Современные материнские платы сейчас в основном выпускаются с четырьмя, шестью или восемью USB-коннекторами. Но устанавливаются непосредственно в системную плату, как правило всего лишь два или четыре разъема с тыльной стороны. В связи с этим, в большинстве случаев мы имеем пару портов USB оставшихся на системной плате. Эти коннекторы обычно выполнены в девяти или десяти-пиновом разъеме.

Распиновка usb на материнской плате

Одна из наиболее существенных проблем состоит в том, что мировые производители не используют общий стандарт материнских плат при их изготовлении. Поэтому, назначение каждого пина в разъемах от различных изготовителей плат, могут отличаться по функциональности от системных плат от другого бренда. По этой причине, для любого провода USB-коннектора на фронтальной панели корпуса системника применяют персональные разъемы.

Распайка коннектора USB 2.0 на материнской плате

На каждом корпусе разъема имеются специальные обозначения вот такого вида: + 5V, D+, D- и GND (корпус), но значения могут и немного по другому указываться, хотя суть одна и та же.

№ pin Цвет проводов Название Описание
1 Красный 5V,VCC,Power Питание
2 Красный 5V,VCC,Power Питание
3 Белый D- Данные-
4 Белый D- Данные-
5 Зелёный D+ Данные+
6 Зелёный D+ Данные+
7 Черный GND Земля
8 Черный GND Земля
9 Key(Нет пина) Ключ
10 Серый GND Земля

Все, что вам нужно сделать, это установить каждый из проводов (+ 5V, D +, D- и GND) в правильные места, как показано выше.

Распайка коннектора USB 3.0 на материнской плате

№ pin Название Описание № pin Название Описание
1 IntA_P2_D+ Данные+ 2 ID Идентификатор
3 IntA_P2_D- Данные- 4 IntA_P1_D+ Данные+
5 GND Земля 6 IntA_P1_D- Данные-
7 IntA_P2_SSTX+ Данные+ 8 GND Земля
9 IntA_P2_SSTX- Данные- 10 IntA_P1_SSTX+ Данные+
11 GND Земля 12 IntA_P1_SSTX- Данные-
13 IntA_P2_SSRX+ Данные+ 14 GND Земля
15 IntA_P2_SSRX- Данные- 16 IntA_P1_SSRX+ Данные+
17 Vbus Питание 18 IntA_P1_SSRX- Данные-
19 Key(Нет пина) Ключ 20 Vbus Питание

Как подключить переднюю панель к материнской плате

Виды разъемов USB

Шина с универсальным последовательным интерфейсом представлена тремя видами usb разъемов:

  1. USB 1.0 – устаревшая шина, используемая сейчас только для передачи данных в мышах и джойстиках предыдущих версий. Низкая скорость связана с особенностями режима работы. Здесь используются Low-speed и Full-speed. Режим Low-speed обеспечивает обмен данными на скорости не более 10-1500 Кбит/с. Режим Full-speed применяется для подсоединения аудио оборудования и видео устройств.
  2. USB 2.0 – широко распространен в устройствах, применяемых для хранения данных, а также подключения оборудования, воспроизводящего видео. В них задействуется еще один режим High-speed, позволивший увеличить скорость работы до 480 Мбит/с. На практике из-за конструктивных особенностей разъема этот параметр не превышает 30-35 Мбайт/с. Структура гнезда идентична штекеру предыдущей версии.
  3. USB 3.0 – отличается от предыдущих версий скоростной передачей информации. Он промаркирован синим цветом на контактах штекера. Максимальная скорость обмена данными составляет 5 Гбит/с. Для питания используется повышенное количество тока до 900 мА.

Все три типа разъемов частично совмещаются между собой. При использовании шины последней версии с предыдущими аналогами снижается скорость передачи данных. USB 3.0 пригоден для зарядки большинства периферийных устройств без задействования специальных блоков.

Подключение скоростного разъема 3.0 типа В к младшему аналогу невозможно. Такие штекеры отличаются расположением контактов. Подсоединение USB 3.0 к порту версии 2.0 допускается только по типу А.

Особенности

Несомненными преимуществами интерфейса, кроме возможности обменивается данными в едином формате, стали: возможность переподключения устройства, без перезагрузки компьютера (горячая замена); осуществление питания от одного USB-разъема сразу нескольких гаджетов. Эти свойства позволили значительно сократить число PCI-слотов на материнской плате, раннее использовавшихся для подключения внешнего периферийного оборудования.

У всех USB-интерфейсов сохраняется обратная совместимость с предыдущими поколениями спецификаций.

Распиновка разъёмов USB 2.0

Распайка разъёмов USB, miniUSB и microUSB pinout

USB (Universal Serial Bus — Универсальная Последовательная Шина)
Всё многообразие коннекторов USB версии 2.0 отражено на картинке ▼

▲ Изолирующие детали разъёма отмечены тёмно-серым цветом, металлические части — светло-серым.
Фиолетовые контакты ID не используются в зарядных и дата-кабелях. Они нужны только в кабеле OTG.

▼ Название того или иного коннектора снабжается буквенными индексами.

Тип коннектора:

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

«Пол» коннектора:

  • M (male) — штекер, «папа»
  • F (female) — гнездо, «мама»

Размер коннектора:

  • без индекса
  • mini
  • micro

Например: USB micro-BM— штекер (M) для подключения к пассивному устройству (B); размер micro.

Назначение контактов USB 2.0

  1. Красный VBUS (+5V, Vcc — Voltage Collector Collector) +5 Вольт постоянного напряжения относительно GND. Для USB 2.0 максимальный ток — 500 mA.
  2. Белый D- (-Data)
  3. Зелёный D+ (+Data)
  4. Чёрный GND — общий провод, «земля», «минус», 0 Вольт

Разъёмы mini и micro содержат 5 контактов:

  1. Красный VBUS
  2. Белый D-
  3. Зелёный D+
  4. ID — в разъёмах «B» не задействован; в разъёмах «A» замкнут с GND для поддержки функции «OTG»
  5. Чёрный GND

Кроме прочего, в кабеле содержится (правда, не всегда) оголённый провод Shield — корпус, экран, оплётка. Этому проводу номер не присваивается.

Распиновка шнура мыши и клавиатуры

У некоторых мышей и клавиатур в кабеле встречаются нестандартные цвета проводов.
Прочтите также про подключение мышей и клавиатур к порту PS/2.

Пайка разъёмов USB 2.0

⚠ Обратите внимание, как расположены на колодке рабочие и «паятельные» контакты относительно друг друга! От этого зависит распайка разъёма.

В большинстве случаев рабочие контакты расположены с обратной стороны колодки относительно контактов для пайки ▼

Но встречаются разъёмы, у которых обе группы контактов расположены с одной стороны колодки. В этом случае распайка будет иной ▼

Смежные материалы:

  • USB-OTG (USB-host) — подключение периферии к мобильным устройствам
  • USB 3.0
  • USB 3.1 type C
  • Зарядка гаджетов через USB

Здраствуйте, разъем отвалился от зарядки литокала, по следам похоже было GND и ID-один контакт, D- и VBUS-второй контакт D+ похоже не был припаян. Так может быть?

Это была бы очень странная распайка. Впрочем, я не знаю, что такое литокал?

Здравствуйте!
Подскажите, в какой программе сделаны все эти изображения разъемов и соединений?

В редакторе векторной графики Inkscape.

Спаял по схеме «Пайка вилки USB» — спалил регулятор напряжения. Ориентировался по замку на корпусе, а замок тут неправильно нарисован. Он должен быть с обратной стороны.
Исправьте эту ошибку!

Тут дело в различных модификациях вилок. У одних вилок рабочие контакты и выводы под пайку расположены с одной стороны (как на картинке), у других — с противоположных сторон (как у вас). Моё упущение в том, что я не изобразил второй — самой распространённый вариант. Спасибо, что указали на недоработку!

У меня есть 5 жильный юсб-кабель, мне нужно запаять его на место 2-жильного, так как 2-х жильный родной очень тонкий. Каким образом мне их спаивать?

Это у вас кабель чисто для зарядки двухжильный? Тогда и пятижильный будет работать. Если же 5-жильный у вас без разъёмов, то распаяйте разъёмы так, как показано на схемах в этой статье — получится дата-кабель, который годится и для зарядки. Если вам нужен чисто зарядный кабель, то паяйте только первый (красный) и последний (чёрный) контакты. Можно на каждый контакт запаять по 2 жилы.
⚠ Внимательно осмотрите контакты разъёмов старого кабеля со стороны пайки — нет ли там резимтора или перемычки? Их надо сохранить.

Здравствуйте. Припаял к вилке USB-AM четырёх-жильный провод, на другом конце припаял вилку MicroUSB-BM, получился обычный провод MicroUSB, каких на рынке немерено. Припаял все четыре контакта на обоих вилках в соответствии с вашими памятками, подключаю к компьютеру через этот провод адаптер Trust CR-1200, «USB устройство не опознанно». Подключаю другие устройства с MicroUSB разъёмом, тоже не канает. Через купленный провод MicroUSB, всё работает. В чём магия?

Магия в проводе. Жилы D− и D+ должны быть повиты между собой. Длина шнура не должна превышать 5 метров. Жилы не должны быть слишком тонкими (сейчас не смогу назвать минимальное сечение). И весьма желательно, чтоб шнур был в оплётке, и оплётка припаяна к металлическим корпусам штекеров.

Имеется шнур 2.0 от фотоаппарата
Nikon. Хочу сделать из него шнур для магнитной зарядки Sony Xperia Z-серии. Т.е. обычная USB-зарядка, но на конце вместо папы Type B будут контакты (уже выдрал из старого разбитого корпуса Xperia Z2 эти контакты, к ним и подпаяюсь). И работать будет только на зарядку без обмена данными.

Вопрос — + Data и — Data как я понял тут и есть + и — соответственно, а вот куда паять два других, то есть красный Vcc и чёрный землю. Буду благодарен за подсказку.

Вообще, Vcc это плюс зарядки, а Gnd — минус. А Data — это передача данных. По этим же проводам происходит «согласование» тока зарядки. Или напряжения, если это быстрая зарядка.
В общем, нужны все 4 провода, иначе смартфон будет заряжаться дольше положенного или вообще откажется заряжаться.

То есть с Vcc паять вместе Data +, а с землёй — Data -?

Нет, это должны быть 4 отдельных контакта. Если манитных контактов всего 2, используйте только Vcc и Gnd.

Три версии USB

USB 1.1

Версия USB 1.1 предназначен был для обслуживания медленных периферийных устройств (Low-Speed) со скоростью передачи данных 1,5 Мбит/с и быстрых устройств (Full-Speed) со скоростью передачи данных 12 Мбит/с. USB 1.1, однако, был не в состоянии конкурировать с высокоскоростным интерфейсом, например. FireWire (IEEE 1394) от компании Apple со скоростью передачи данных до 400 Мбит/с.

USB 2.0

В 1999 году стали задумываться о втором поколении USB, который был бы применим и для более сложных устройств (например, цифровых видеокамер). Эта новая версия, обозначаемая как USB 2.0 была выпущена 2000 году и обеспечивала максимальную скорость до 480 Мбит/с в режиме Hi-Speed и сохранила обратную совместимость с USB 1.1 (тип передачи данных: Full-Speed , Low-Speed).

USB 3.0

Третья версия (обозначаемая также как Super-speed USB) была спроектирована в ноябре 2008 года, но, вероятно, из-за финансового кризиса ее массовое распространение было отложено вплоть до 2010. USB 3.0 имеет более чем в 10 раз большую скорость по сравнению с USB 2.0 (до 5 Гбит/с). Новая разработка имеет 9 проводов вместо первоначальных 4 (шина данных уже состоит из 4 проводов), тем не менее, этот стандарт по-прежнему поддерживает и USB 2.0 и обеспечивает пониженное энергопотребление. Благодаря этому можно использовать любую комбинацию устройств и портов USB 2.0 и USB 3.0.

USB разъем имеет 4 контакта. К контактам DATA+ и DATA- подключается витая пара (скрученные между собой два провода), а к выводам VCC (+5 В) и GND подключаются обычные провода. Затем весь кабель (все 4 провода) экранируется алюминиевой фольгой.

Ниже представлена распиновка (распайка) всех видов USB разъемов.

Классификация и распиновка

При описаниях и обозначениях в таблицах разъемов ЮСБ принято по умолчанию, что вид показан с внешней, рабочей стороны. Если подается вид с монтажной стороны, то это оговаривается в описании. В схеме светло-серым цветом отмечаются изолирующие элементы разъема, темно-серым цветом — металлические детали, полости обозначаются белым цветом.

Несмотря на то что последовательная шина называется универсальной, она представлена 2 типами. Они выполняют разные функции и обеспечивают совместимость с устройствами, обладающими улучшенными характеристиками.

К типу A относятся активные, питающие устройства (компьютер, хост), к типу B — пассивное, подключаемое оборудование (принтер, сканер). Все гнезда и штекеры шин второго поколения и версии 3.0 типа A рассчитаны на совместную работу. Разъем гнезда шины третьего поколения типа B больше, чем нужен для штекера версии 2.0 типа B, поэтому устройство с разъемом универсальной шины 2.0 тип B подключается с использованием только кабеля USB 2.0. Подключение внешнего оборудования с разъемами модификации 3,0 тип B выполняется кабелями обоих типов.

Разъемы классического типа B не подходят для подключения малогабаритного электронного оборудования. Подключение планшетов, цифровой техники, мобильных телефонов выполняется с использованием миниатюрных разъемов Mini-USB и их улучшенной модификации Micro-USB. У этих разъемов уменьшенные размеры штекера и гнезда.

Последняя модификация разъемов ЮСБ — тип C. Эта конструкция имеет на обоих концах кабеля одинаковые коннекторы, отличается более скоростной передачей данных и большей мощностью.

Что такое USB?

Данный формат подключения начал повсеместно применяться сравнительно недавно, хотя он был разработан в 90-ых годах. Причиной подобной задержки, было наличие многочисленных аналогов, которые превосходили подобный стандарт подключения по скорости передачи данных, а также по ряду других параметров.

На сегодняшний день, данное соединение представляет собой специальную последовательную шину, широкий перечень применения которой, делает её поистине универсальной. Данный формат успешно заменил собой многие другие варианты подключения, используемые ранее. К их числу, можно отнести последовательные и параллельные порты, Gameport, а также PS/2.

Его отличием представляется возможность использования одного подключения для целого ряда сторонних девайсов. Среди них следует выделить:

  • Смартфоны и планшеты (samsung и большинство других моделей);
  • Компьютерные мышки и клавиатуры;
  • Модемы;
  • Джойстики и прочие виды манипуляторов;
  • Камеры;
  • Плееры;
  • Микрофоны;
  • Любые девайсы, питание которых, осуществляется через данное соединение (лампочки, вентиляторы и прочее);
  • Кард-ридеры и многие другие.

Одним из ключевых преимуществ этого формата перед аналогами, представляется возможность использования подключенного девайса спустя короткий промежуток времени, без необходимости осуществления перезагрузки ПК или ноутбука. Кроме того, за счет него, может осуществляться питание или зарядка девайса. При его использовании отпадает нужда проводить инсталляцию драйверов вручную, что заметно упрощает подготовку гаджета к эксплуатации.

Особенности распиновки

При разговоре о цоколевке USB-разъёма необходимо разобраться в обозначениях, указанных на схемах. Начать стоит с вида коннектора — активный (тип А) либо пассивный (тип В). С помощью активного разъема возможен обмен информацией в двух направлениях, и пассивный позволяет только ее принимать. Также следует различать две формы соединителя:

  • F — «мама».
  • M — «папа».

В этом вопросе все должно быть понятно и без объяснений.

Коннектор стандарта USB

Сначала несколько слов нужно сказать о совместимости трех версий интерфейса. Стандарты 1.1 и 2.0 полностью аналогичны конструктивно и отличаются только скоростью передачи информации. Если в соединении одна из сторон имеет старшую версию, то работа будет проводиться с низкой скоростью. При этом ОС выведет следующее сообщение: «Это устройство способно работать быстрее».

С совместимостью 3.0 и 2.0 все несколько сложнее. Устройство или кабель второй версии можно подключить к новому разъему, а обратная совместимость существует только у активных разъемов типа А. Следует заметить, что интерфейс ЮСБ позволяет подавать на подключенный гаджет напряжение в 5 В при силе тока не более 0,5 А. Для стандарта USB 2.0 распайка по цветам слева направо имеет следующий вид:

  • Красный — положительный контакт постоянного напряжения в 5 В.
  • Белый — data-.
  • Зеленый — data+.
  • Черный — общий провод или «земля».

Схема разъема достаточно проста, и при необходимости починить его будет несложно. Так как в версии 3.0 увеличилось количество контактов, то и его распиновка отличается от предыдущего стандарта. Таким образом, цветовая схема контактов имеет следующий вид:

  • Красный — 5 В+.
  • Белый — данные-.
  • Зеленый — данные+.
  • Черный — общий.
  • Фиолетовый — прием-.
  • Оранжевый — прием+.
  • Без цвета — земля.
  • Синий — передача-.
  • Желтый — передача+.

Разъемы micro и mini

Коннекторы этого форм-фактора имеют пять контактов, один из которых задействован не всегда. Проводники зеленого, черного, красного и белого цветов выполняют аналогичные USB 2.0 функции. Распиновка mini-USB соответствует цоколевки micro-USB. В разъемах типа А фиолетовый проводник замкнут с черным, а в пассивных он не используется.

Эти коннекторы появились благодаря выходу на рынок большого количества устройств небольших габаритов. Так как они внешне похожи, часто у пользователей возникают сомнения о принадлежности разъема к тому либо иному форм-фактору. Кроме некоторого отличия в габаритах, у микро-ЮСБ на задней стороне расположены защелки.

Миниатюризация коннектора негативно повлияла на надежность. Хотя mini-USB и обладает большим ресурсом, через довольно короткий временной отрезок он начинает болтаться, но при этом из гнезда не выпадает. Микро-ЮСБ представляет собой доработанную версию mini-USB. Благодаря улучшенному креплению он оказался более надежным. Начиная с 2011 года этот коннектор стал единым стандартом для зарядки всех мобильных устройств.

Однако производители вносят в схему некоторые изменения. Так, распиновка микро-USB разъема для зарядки iPhone предполагает два изменения в сравнении со стандартной. В этих девайсах красный и белый провода соединяются с черным через сопротивление 50 кОм, а с белым — 75 кОм. Также есть отличия от стандарта и у смартфонов Samsung Galaxy. В нем белый и зеленый проводники замкнуты, а 5 контакт соединен с 4 с помощью резистора номиналом в 200 кОм.

Зная цоколевку различных видов коннекторов USB, можно найти и устранить неисправность. Чаще всего это требуется в ситуации, когда из строя вышло «родное» зарядное устройство, но у пользователя есть блок питания от смартфона другого производителя.