Сучасний стандарт з'єднання електронних пристроїв

Сьогодні неможливо собі уявити, що на питання що таке USB, хтось із людей відповість, що він не знає. Опитаний, напевно, відразу стане розповідати, що це такий тип проводу, за допомогою якого можна з'єднати між собою комп'ютер і яке-небудь інший пристрій.

Почасти так воно і є, але мало хто знає, що це не просто тип проводів, а перш за все стандарт передачі даних. У даній статті, ми докладно розповімо про все це, і приділимо особливу увагу останнього типу даних проводів - мікро usb кабель.

Виникнення стандарту USB і основні принципи функціонування

Отже, що ж таке USB?

Розшифровується ця абревіатура, як Universal Serial Bus, що переводиться, як універсальна послідовна шина. По суті - це спосіб підключення і передачі даних між різними електронними пристроями, в тому числі і залежними, такими як всілякі маніпулятори для ПК.

USB ігровий маніпулятор для комп'ютерних ігор

Що спонукало створити єдиний стандарт

Початок даними розробкам поклали такі монстри індустрії електроніки і програмного забезпечення, як Microsoft, Intel, Phillips, NEC, IBM і багато інших. Чи замислювався він, як відкритий стандарт, якої могли б використовувати в своїх розробках, абсолютно будь-які виробники техніки.

Універсальність стала головним принципом стандарту USB. У перспективі, розробники припускали, що він зможе замінити всі існуючі на той час вузькопрофільні роз'єми для ПК, що дозволило б пристроїв бути більш комунікативними.

І що більш важливо, підстьобнуло виробників, створювати нові оригінальні пристрої та модулі:

• Важливою перевагою USB стала наявність лінії живлення в 5 Вольт. Це відкривало перспективу того, що майбутні пристрої могли б позбутися від підключення до зовнішнього джерела електроживлення.
• Загальний стандарт, і простота установки рятували від необхідності написання під влаштування окремих драйверів (програмного забезпечення для нормального функціонування пристрою), а так само створення специфічних плат.
• До наступного плюса даного стандарту можна сміливо віднести нову можливість підключення до мережі пристроїв. Специфіка підключення влаштована таким чином, що один роз'єм може виконувати функцію хаба (розгалуджувача)

Порада! На практиці останній плюс можна використовувати при підключенні декількох пристроїв до одного гнізда, або, наприклад, з'єднати одну камеру відразу з декількома принтерами.

Мережевий USB розгалужувач

версії USB

На сьогоднішній день існує три версії USB-кабелів.

Перерахуємо їх у порядку появи:

• Першим з'явився кабель USB версії 1.1. Застосовувався він в основному для підключення периферійних пристроїв. Сьогодні його можна зустріти лише на старих материнських платах, так як для передачі даних він погано підходить (пропускна здатність роз'єму - 12 Мбіт / сек), через що розробники пристроїв відмовилися від його застосування.
• Далі йде USB 2.0 - незважаючи на наявність більш швидкого роз'єму, який ми розглянемо наступним, до сих пір залишається самим затребуваним на ринку. Причиною тому, низька вартість виробництва і висока швидкість передачі даних (до 480 Мбіт / сек). Такої швидкості з лишком вистачає для більшості електронних пристроїв.
• Ну і останній, найшвидший роз'єм - це USB 3.0. Здатний забезпечити передачу даних зі швидкістю до 5 Гбіт / сек, чого з великим запасом вистачає для найшвидших пристроїв. Застосовується в основному для підключення зовнішніх накопичувачів (переносних жорстких дисків).

Зверніть увагу, що практично на всіх сучасних ноутбуках і материнських платах для десктопних комп'ютерів (крім самих бюджетних, чия ціна не передбачає високих потужностей), знаходяться відразу обидва види USB роз'ємів.

Увага! USB 2.0 застосовується для підключення миші і зовнішньої клавіатури, а 3.0 - вже служить для з'єднання при передачі інформації з носія.

Поєднання двох роз'ємів на одному пристрої

Порада! Пам'ятайте, що швидкість передачі даних залежить не тільки від типу роз'єму, а й від типу підключається до нього пристрої. Так що, якщо ви встановлюєте 2.0 флешку в роз'єм USB 3.0, то не чекайте, що швидкість виросте. Вона залишиться на рівні самого повільного елемента ланцюжка.

Порівняння швидкості роз'ємів USB

Типи USB роз'ємів

Цифрове позначення покоління USB - це не єдиний критерій за яким відрізняються гнізда і штекери. Незважаючи на те, що стандарт є загальноприйнятим, в деяких пристроях потрібні окремі види роз'ємів, що відрізняються формою і розмірами.

Типи USB Рознімань

Розглянувши фото вище, можна сміливо заперечити, що загальний стандарт не такий вже і загальний. Так, видів і форм досить багато, але насправді це різноманітність виправдано.

По-перше, для кожного штекера повинен бути відповідний роз'єм у вигляді гнізда. По-друге, кожен роз'єм має свій конкретним перевагою перед іншими, що дозволяє його використовувати з конкретною технікою.

Давайте їх і перерахуємо:

• USB 2.0 типу «А» - це найпопулярніший комп'ютерний роз'єм, розроблений ще в середині 90-х років. Має дуже міцну конструкцію, яка дозволяє виконувати велику кількість підключень і відключень, без ризику виходу з ладу як гнізда, так і електричної розетки. Саме тому, до цих пір, він є еталоном для підключення комп'ютерної периферії, такий як: мишки, клавіатури, веб-камери, флешки та інше.
• USB 2.0 типу «В» - це перший мініатюрний варіант для даного стандарту, який на відміну від інших має квадратну форму. Незважаючи на зменшений розмір, він залишається як і раніше досить великим, що вельми обмежило сферу його застосування. Найбільшого поширення даний роз'єм отримав в великогабаритної офісній техніці (принтери, сканери та інше).
• Міні USB 2.0 В - постійне зменшення розміру електроніки, зажадало від ринку впровадження нових, більш компактних роз'ємів. В результаті тип «В» отримав новий виток розвитку, і постав в новому, зменшеному варіанті. Завдяки повсюдному поширенню зовнішніх жорстких дисків і кишенькових комп'ютерів, даний роз'єм зміг завоювати свою нішу. Але через короткий час, через низьку надійності, виробники стали від нього відмовлятися.

Існує ще й міні USB 2.0 А - даний роз'єм має такі ж характеристики, як і попередній, а вся різниця криється в формі штекерів. Сьогодні, практично ніде не застосовується.

Зовнішня відмінність: мікро кабель USB і міні USB

Відмова від міні USB абсолютно не означав повернення до власних стандартів, так як на його місце прийшов новий роз'єм. Кабель micro USB 2.0 В - даний роз'єм, по суті мало чим відрізняється від попереднього, але він отримав ще менший розмір, і більш міцну конструкцію.

Нове модернізоване кріплення штекера, запобігає його розбовтування і випадання з гнізда. Все це зробило кабель usb micro, ідеальним рішенням для установки в будь-які сучасні гаджети.

Терморегулятори для usb кабель мікро

На початку 2011 року, usb мікро кабель прийнятий за універсальний варіант зарядного пристрою для абсолютної більшості мобільних телефонів, планшетів та інших компактних пристроїв. Як вже говорилося вище, після 2.0 вийшов більш швидкісний варіант USB - 3.0. Він також отримав зміни, адаптують його під мініатюрну техніку.

Типи кабелю «А», завдяки великим розмірам, не отримали зовнішні зміни, за винятком кольору сердечника, як гнізда, так і штекера - він став синім замість чорного. Завдяки цьому, вдалося досягти повної сумісності з попереднім поколінням.

Перехідник мікро USB B - A

Решта ж варіанти довелося розміщувати в нові корпуси, які, однак, зберегли схожі риси. Тобто, незважаючи на зовнішню схожість, дані типи роз'ємів не сумісні один з одним, але у вас завжди є можливість придбати перехідники під будь-який з роз'ємів.

USB micro кабель типу «В» і USB типу «А»

Мікро USB 3.0 в основному застосовується в високошвидкісних SSD накопичувачах і зовнішніх жорстких дисках. Швидкість передачі даних подібного з'єднання дозволяє повністю розкрити їх можливості.

Все б добре, але все-таки, ширина даного роз'єму практично дорівнює типу «А», що не могло влаштувати багатьох виробників, особливо дорогий, потужної техніки. В результаті з недавнього часу користувачі побачили нові тип з'єднання - «С».

Мікро USB 3.0 З

По суті, це все той же стандарт USB, але з новою терморегулятори. За своїм розміром він наближений до мікро USB, але має при цьому овальну форму.

Будова і обслуговування мікро USB

Нам хотілося б приділити більше уваги найбільш поширеній варіанту даного роз'єму. Давайте розглянемо всі варіації даного пристрою, і дізнаємося всі його властивості.

пристрій кабелю

Стандартний USB 2.0 кабель має всередині чотири дроти. Все основна відмінність криється в пристрої концевиков дроти, які можуть варіюватися в залежності від призначення конкретної моделі і її виробника.

різноманітність штекерів

Виробник може закласти в особливості конструкції певну довжину проводу, його товщину, наявність екранує обплетення, феритових фільтрів, додаткових жив і тип матеріалу обплетення. В основному, саме з цих факторів і визначається вартість того, чи іншого кабелю.

Кабель мікро USB в армованої оплетке

На таких кабелях можливо поєднання абсолютно будь-яких кінцевиків. Найчастіше зустрічаються моделі, на яких мікро USB типу «В», має зворотний вихід на USB 2.0 А, який використовується для з'єднання гаджетів з персональним комп'ютером.

Так само часто зустрічаються переходи на концевики типу USB 2.0 А OTG (тобто - мама), які фактично є перехідниками з одного типу носіїв на інший. З його допомогою можна легко підключити звичайну USB флешку до смартфону.

Вельми рідко можна зустріти варіації кабелю, призначені для передачі харчування і певних даних.

Отже, USB дроти мають чотири струмонесучі жили, але не всі концевики мають таку ж кількість ніжок. Так, наприклад, USB 2.0 А має 4 контакту, а мікро і міні USB володіють п'ятьма контактами, один з яких не задіяний, або зав'язаний на землю (GND). Зроблено це для того щоб забезпечити можливість роботи з OTG.

Повна таблиця з терморегулятори всіх типів USB

Така кількість проводів і контактів обумовлено ще і тим, що USB кабелі, крім зарядних функцій, служать ще й для синхронізації мобільної техніки.

Давайте розглянемо назву всіх проводів і їх призначення. Щоб краще орієнтуватися можете звірятися з наведеної вище схемою, і не забувайте уважно стежити за розташуванням контактів щодо корпусу.

• Red (червоний) VBUS - плюсова клема, +5 Вольт постійного струму, щодо GND;
• White (білий) D- (Data-) і Green (зелений) D + (Data +) - це два дроти призначені для передачі даних між підключеними пристроями;
• ID - не задіяний «В» роз'ємах або закорочен з землею;
• Black (чорний) - це земля (GND)

Увага! Деякі моделі кабелів містять оголений провід або екран. Дані елементи проводу на схемі не маркуються.

Ремонт мікро USB

Звичайно, більш компактна техніка стала набагато легше, але через маленьких габаритів сильно ускладнилося її обслуговування. По суті, за будь-якої поломки, користувач змушений звертатися до спеціалізованого сервісного центру, не маючи можливості провести ремонт самостійно.

Наслідки і самостійна заміна деталей

Ось яка людська натура, яка іноді прагне зайвий раз заощадити. Не намагайтеся виконати ремонт дрібної електроніки своїми руками, так як без наявності відповідного інструменту і досвіду, у вас навряд чи щось вийде. Не врятує в цьому випадку навіть докладна інструкція, тому, якщо ви не хочете довести улюблений телефон або планшет до стану, як на фото вище, залиште цю турботу професіоналам.

Але якщо ви з тих людей, хто не здається ніколи, і готові ризикнути, то ось вам кілька порад, які можуть стати в нагоді під час діагностики та ремонту.

• Найменше схильні до зносу клеми живлення, які рознесені по краях роз'єму.
• Ніжка яка виривається з контактної площадки частіше за інших, розташована поруч з мінусом. Це той контакт, що не задіяний.
• У разі такої поломки заряд на пристрій йти не буде, хоча система цілком може визначати, що блок живлення підключений.
• Решта центральні контакти відповідають за передачу даних, і працюють в зв'язці одночасно. Тому, при виході з ладу хоча б однієї з них, синхронізація буде неможлива.

Тепер, знаючи функції кожної ніжки, ви легко зможете визначити яка з них зламана, і де шукати проблему. Все що від вас вимагається - це відновити контакт шляхом споювання. Але якщо пошкодження контакту знаходиться всередині самого коннектора, а не в місці з'єднання з платою, то вам однозначно потрібно заміну всього роз'єму на новий, аналогічного типу.

А ось тут вже криється інша складність. Незважаючи на те, що саме гніздо має один стандарт, його зворотна частина, яка припаюється до плати, може відрізнятися навіть не у конкретного виробника техніки, а від моделі до моделі різних пристроїв. Тому дуже важливо знайти саме такою, якою було встановлено у вас раніше, інакше починають техніку не вдасться.

Філігранна робота з паяльником

Які небезпеки таїть в собі самостійний ремонт, якщо майстер переплутав контакти, або неакуратно виконав пайку елементів:

• Саме страшна неприємність, виникне, якщо спитати контакти харчування. У зв'язку з тим, що через даний кабель протікає постійний струм, трапиться коротке замикання, через що, пристрій може повністю вийти з ладу.
• Пристрій буде бачити шнур, але харчування проходити по ньому не буде.
• Відповідно, навпаки - харчування надходить, а синхронізація неможлива.
• У випадках перегріву плати паяльником, може вийти з ладу контролер харчування, через що планшет буде заряджатися тільки у вимкненому стані.
• Періодичні збої в процесі зарядки або передачі даних, що вимагають повторного з'єднання для коректної роботи.
• Ну, і нарешті, холодна пайка, коли припій розплавлений мало розігрітим паяльником, через що проблема швидко повернеться.

На цьому начебто все, але хто знає, що може трапитися в процесі роботи. Тому повторимося, і скажімо, що якщо ви ще хочете користуватися своїм гаджетом, не ризикуйте, і віднесіть його до фахівця. До того ж, такий незначний ремонт, як заміна гнізда USB, обійдеться вам набагато дешевше, ніж заміна всього пристрою, в разі невдалої роботи.

Підведемо короткий підсумок

Незважаючи на те, що кабель мікро USB прийнятий як стандарт багатьма виробниками компактної електроніки, як і раніше залишаються компанії, які не бажають приєднуватися до даної тенденції. До таких фірмам ставляться Apple, Samsung (деякі смартфони), Nikon, Acer і інші, що, в першу чергу, створює незручності для власників даної техніки.

Ми ж висловлюємо своє бажання, щоб незабаром всі подібні виробники отямилися, і кількість проводів у споживачів серйозно скоротиться.