Pinbelegung verschiedener Arten von USB-Anschlüssen: Pinbelegung von Micro- und Mini-USB + Pinbelegungsnuancen

Die USB-Schnittstelle ist eine beliebte Form der technologischen Kommunikation auf mobilen und anderen digitalen Geräten.Steckverbinder dieser Art sind häufig auf Personalcomputern unterschiedlicher Konfiguration, peripheren Computersystemen, Mobiltelefonen usw. zu finden.

Ein Merkmal der herkömmlichen Schnittstelle ist die USB-Pinbelegung auf kleinem Raum. Für den Betrieb werden nur 4 Pins (Kontakte) + 1 Erdungsschirmleitung verwendet. Zwar zeichnen sich die neuesten, fortgeschritteneren Modifikationen (USB 3.0 Powered-B oder Typ-C) durch eine Erhöhung der Anzahl der Arbeitskontakte aus. Darüber werden wir in diesem Material sprechen. Außerdem beschreiben wir den Aufbau der Schnittstelle und die Besonderheiten der Kabelverdrahtung an den Steckerkontakten.

Arten von USB-Anschlüssen

Die Abkürzung „USB“ trägt eine Kurzbezeichnung, die in ihrer Gesamtheit „Universal Series Bus“ lautet – ein universeller serieller Bus, dank dessen Verwendung ein schneller digitaler Datenaustausch durchgeführt wird.

Hervorzuheben ist die Vielseitigkeit der USB-Schnittstelle:

• Energieeffizient;
• Vereinheitlichung von Kabeln und Steckverbindern;
• einfache Protokollierung des Datenaustauschs;
• hohe Funktionalität;
• Umfangreiche Unterstützung für Treiber für verschiedene Geräte.

Wie ist die USB-Schnittstelle aufgebaut und welche Arten von Steckverbindern mit USB-Technologie gibt es in der modernen Welt der Elektronik? Versuchen wir es herauszufinden.

Technologische Struktur der USB 2.0-Schnittstelle

Steckverbinder für Produkte der Spezifikationsgruppe 1.x – 2.0 (erstellt vor 2001) werden an ein vieradriges Elektrokabel angeschlossen, bei dem zwei Leiter für die Stromversorgung und zwei weitere für die Datenübertragung zuständig sind.

Außerdem erfordert die Verkabelung von Service-USB-Anschlüssen in den Spezifikationen 1.x – 2.0 den Anschluss eines Abschirmgeflechts – tatsächlich eines fünften Leiters.

So sieht der physikalische Aufbau normaler USB-Anschlüsse der zweiten Spezifikation aus. Auf der linken Seite sind die Versionen vom „männlichen“ Typ, auf der rechten Seite die Versionen vom „weiblichen“ Typ und die Pinbelegung für beide Optionen aufgeführt

Bestehende Versionen universeller serieller Busanschlüsse der genannten Spezifikationen werden in drei Optionen dargestellt:

1. Normal - Geben Sie „A“ und „B“ ein.
2. Mini - Geben Sie „A“ und „B“ ein.
3. Mikro - Geben Sie „A“ und „B“ ein.

Der Unterschied zwischen allen drei Produkttypen liegt im Designansatz. Während normale Steckverbinder für den Einsatz an stationären Geräten vorgesehen sind, sind „Mini“- und „Micro“-Steckverbinder für den Einsatz in mobilen Geräten vorgesehen.

So sieht das physikalische Design der Anschlüsse der zweiten Spezifikation aus der „Mini“-Serie aus und dementsprechend auch die Beschriftung für Mini-USB-Anschlüsse – die sogenannte Pinbelegung, anhand derer der Nutzer die Kabelverbindung herstellt

Daher zeichnen sich die letzten beiden Typen durch eine Miniaturbauweise und eine leicht veränderte Steckerform aus.

Pinbelegungstabelle für Standardstecker vom Typ „A“ und „B“.

Neben der Ausführung von Steckverbindern der Typen „Mini-A“ und „Mini-B“ sowie Steckverbindern der Typen „Mikro-A“ und „Mikro-B“ gibt es Modifikationen des Typs „Mini-AB“. und Steckverbinder vom Typ „Micro-AB“.

Eine Besonderheit solcher Designs ist die Verkabelung der USB-Leiter auf einem 10-Pin-Pad. In der Praxis werden solche Steckverbinder jedoch selten verwendet.

Pinbelegungstabelle der Micro-USB- und Mini-USB-Schnittstelle für Anschlüsse vom Typ „A“ und „B“.

Technologische Struktur von USB 3.x-Schnittstellen

Mittlerweile hatte die Verbesserung der digitalen Ausstattung bereits im Jahr 2008 dazu geführt, dass die Spezifikationen 1.x – 2.0 veraltet waren.

Solche Schnittstellen ermöglichten den Anschluss neuer Geräte, beispielsweise externer Festplatten, nicht, so dass eine höhere Datenübertragungsrate (mehr als 480 Mbit/s) bereitgestellt wurde.

Dementsprechend entstand eine völlig andere Schnittstelle, gekennzeichnet mit der Spezifikation 3.0. Die Entwicklung der neuen Spezifikation zeichnet sich nicht nur durch eine erhöhte Geschwindigkeit, sondern auch durch einen erhöhten Strom aus – 900 mA gegenüber 500 mA für USB 2/0.

Es ist klar, dass das Aufkommen solcher Steckverbinder es ermöglicht hat, eine größere Anzahl von Geräten zu bedienen, von denen einige direkt über die universelle serielle Busschnittstelle mit Strom versorgt werden können.

Modifikation von USB 3.0-Anschlüssen verschiedener Typen: 1 – „Mini“-Typ „B“-Version; 2 – Standardprodukttyp „A“; 3 – Entwicklung der „Mikro“-Serie vom Typ „B“; 4 – Standardversion „C“-Typ

Wie Sie im Bild oben sehen können, verfügen die Schnittstellen der dritten Spezifikation über mehr Arbeitskontakte (Pins) als die vorherige – zweite Version. Die dritte Version ist jedoch vollständig kompatibel mit den „Zweien“.

Um Signale mit höherer Geschwindigkeit übertragen zu können, rüsteten die Konstrukteure der dritten Version zusätzlich vier Datenleitungen und eine Neutralleiterleitung aus. Erweiterte Kontaktstifte befinden sich in einer separaten Reihe.

Pin-Belegungstabelle für Anschlüsse der dritten Version zum Anschluss eines USB-Kabels

Der Einsatz der USB-3.0-Schnittstelle, insbesondere der „A“-Serie, stellte sich mittlerweile als gravierender Konstruktionsfehler heraus. Der Stecker hat eine asymmetrische Form, die Anschlussposition ist jedoch nicht speziell angegeben.

Die Entwickler mussten das Design modernisieren, wodurch den Benutzern 2013 eine USB-C-Option zur Verfügung stand.

Verbesserter USB 3.1-Anschluss

Das Design dieses Steckverbindertyps beinhaltet die Verdoppelung der Arbeitsleiter auf beiden Seiten des Steckers. Es gibt auch mehrere Backup-Leitungen auf der Schnittstelle.

Dieser Steckverbindertyp ist in der modernen mobilen Digitaltechnik weit verbreitet.

Lage der Kontakte (Pins) für die USB-C-Schnittstelle, die zur Serie der dritten Spezifikation von Steckverbindern gehört, die für die Kommunikation verschiedener digitaler Geräte bestimmt sind

Erwähnenswert sind die Eigenschaften von USB Typ-C. Die Geschwindigkeitsparameter für diese Schnittstelle zeigen beispielsweise einen Wert von 10 Gbit/s.

Das Design des Steckverbinders ist kompakt und sorgt für eine symmetrische Verbindung, sodass der Steckverbinder in jeder Position eingesteckt werden kann.

Pinbelegungstabelle gemäß Spezifikation 3.1 (USB-C)

Die nächste Stufe der USB 3.2-Spezifikation

Unterdessen wird der Prozess der Verbesserung des universellen seriellen Busses aktiv fortgesetzt. Auf der nichtkommerziellen Ebene wurde bereits die nächste Spezifikationsebene entwickelt – 3.2.

Den vorliegenden Informationen zufolge versprechen die Geschwindigkeitseigenschaften der USB-3.2-Schnittstelle doppelt so hohe Parameter, wie das bisherige Design leisten kann.

Den Entwicklern ist es gelungen, solche Parameter durch die Einführung von Multibandkanälen zu erreichen, über die die Übertragung mit Geschwindigkeiten von 5 bzw. 10 Gbit/s erfolgt.

Ähnlich wie „Thunderbolt“ verwendet USB 3.2 mehrere Lanes, um einen Gesamtdurchsatz zu erreichen, anstatt zu versuchen, denselben Kanal zweimal zu synchronisieren und auszuführen

Übrigens ist anzumerken, dass die Kompatibilität der vielversprechenden Schnittstelle mit dem vorhandenen USB-C vollständig unterstützt wird, da der „Typ-C“-Anschluss (wie bereits erwähnt) mit Backup-Kontakten (Pins) ausgestattet ist, die mehrere Anschlüsse ermöglichen. Bandsignalübertragung.

Merkmale der Kabelverkabelung an Steckerkontakten

Beim Anlöten von Kabelleitern an die Kontaktflächen von Steckverbindern gibt es keine besonderen technologischen Nuancen. Dabei kommt es vor allem darauf an, die Farbabstimmung im Vorfeld sicherzustellen. vor Isolierung geschützt Kabelleiter an einen bestimmten Kontakt (Pin) anschließen.

Farbcodierung der Leiter innerhalb der Kabelbaugruppe, die für USB-Schnittstellen verwendet wird. Von oben nach unten ist jeweils das Farbschema der Kabelleiter für die Spezifikationen 2.0, 3.0 und 3.1 dargestellt

Wenn Sie Änderungen an veralteten Versionen vornehmen, sollten Sie außerdem die Konfiguration der Anschlüsse, der sogenannten „Stecker“ und „Buchsen“, berücksichtigen.

Der am Stiftkontakt angelötete Leiter muss mit der Lötung am Buchsenkontakt übereinstimmen. Nehmen Sie zum Beispiel die Möglichkeit, das Kabel an USB 2.0-Pins anzuschließen.

Die in dieser Ausführungsform verwendeten vier Arbeitsleiter sind normalerweise in vier verschiedenen Farben gekennzeichnet:

• Rot;
• Weiß;
• Grün;
• Schwarz.

Dementsprechend wird jeder Leiter auf ein Pad gelötet, das mit einer Steckerspezifikation ähnlicher Farbe gekennzeichnet ist. Dieser Ansatz vereinfacht die Arbeit des Elektronikingenieurs erheblich und eliminiert mögliche Fehler beim Entlötvorgang.

Eine ähnliche Löttechnik wird auch bei Steckverbindern anderer Serien angewendet.Der einzige Unterschied besteht in solchen Fällen in der größeren Anzahl der zu verlötenden Leiter. Um Ihre Arbeit zu vereinfachen, ist es praktisch, ein Spezialwerkzeug zu verwenden – einen zuverlässigen Lötkolben zum Löten von Drähten zu Hause und Stripper zum Abisolieren der Aderenden.

Unabhängig von der Steckerkonfiguration kommt immer die Schirmleiterverlötung zum Einsatz. Dieser Leiter wird an den entsprechenden Kontakt am Stecker angelötet, Schild – Schutzschirm.

Es kommt häufig vor, dass der Schutzschirm ignoriert wird, wenn „Experten“ den Sinn dieses Leiters nicht erkennen. Das Fehlen eines Bildschirms verringert jedoch die Leistung des USB-Kabels erheblich.

Daher ist es nicht verwunderlich, wenn der Benutzer bei einer erheblichen Kabellänge ohne Bildschirm Probleme in Form von Störungen hat.

Verdrahten Sie den Stecker mit zwei Leitern, um eine Stromleitung für das Spendergerät zu organisieren. In der Praxis kommen je nach technischem Bedarf unterschiedliche Verkabelungsmöglichkeiten zum Einsatz.

Abhängig von der Konfiguration der Anschlussleitungen an einem bestimmten Gerät gibt es unterschiedliche Möglichkeiten, ein USB-Kabel anzulöten.

Um beispielsweise ein Gerät mit einem anderen zu verbinden, um nur eine Versorgungsspannung (5V) zu erhalten, reicht es aus, nur zwei Leitungen an die entsprechenden Pins (Kontakte) anzulöten.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Das folgende Video erklärt die wichtigsten Punkte der Pinbelegung von Steckverbindern der 2.0-Serie und anderer und erläutert anschaulich einzelne Details der Herstellung von Lötvorgängen.

Mit vollständigen Informationen zur Pinbelegung von Universal Serial Bus-Anschlüssen können Sie ein technisches Problem im Zusammenhang mit Leiterdefekten jederzeit bewältigen. Diese Informationen sind auch nützlich, wenn Sie einige digitale Geräte auf nicht standardmäßige Weise anschließen müssen.

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