Erinevate USB-pistikute kontaktijaotus: micro- ja mini-USB kontaktide ühendusskeem + jootmise nüansid

USB-liides on populaarne tehnoloogiline sideviis mobiil- ja muudes digitaalsetes seadmetes. Selliseid pistikuid leidub sageli erineva konfiguratsiooniga personaalarvutites, perifeersetes arvutisüsteemides, mobiiltelefonides jne.

Traditsioonilise liidese eripära – USB viikude määramine väikese pindalaga. Tööks kasutatakse ainult 4 viiku (kontakti) + 1 maandav varjestusliin. Tõsi, uusimatele täiustatud modifikatsioonidele (USB 3.0 Powered-B või Type-C) on iseloomulik töökontaktide arvu suurenemine. Sellest räägimegi käesolevas materjalis. Samuti kirjeldame liidese struktuuri ja kaabli kontaktidele jootmise iseärasusi.

USB-pistikute tüübid

Lühend «USB» on lühendatud nimetus, mis tervikuna loetakse kui «Universal Series Bus» – universaalne jadasiin, mille rakendamisel toimub kiire digitaalandmete vahetus.

USB-liidese universaalsus väljendub:

• madalas energiatarbes;
• kaablite ja pistikute ühtlustamises;
• lihtsas andmevahetuse protokollis;
• kõrgel funktsionaalsuse tasemel;
• erinevate seadmete draiverite laias toetuses.

Milline on USB-liidese struktuur ja millised on erinevad USB-tehnoloogiliste pistikute tüübid tänapäeva elektroonikamaailmas? Proovime aru saada.

USB 2.0 liidese tehnoloogiline struktuur

Spetsifikatsioonide rühma 1.x – 2.0 (enne 2001. aastat loodud) kuuluvad pistikud ühendatakse neljasoonelise elektrikaabliga, kus kaks juhet on toite- ja kaks andmeedastuseks.

Samuti eeldab spetsifikatsioonides 1.x – 2.0 teenindavate USB-pistikute jootmine varjestava punutise ühendamist – sisuliselt viienda juhtme.

Selline näeb välja teise spetsifikatsiooni tavaliste USB-pistikute füüsiline teostus. Vasakul on «isane» versioon, paremal «emane» versioon ja mõlemale variandile vastav viikude määramine.

Nimetatud spetsifikatsioonide universaalse jadasiini ühendite olemasolevad versioonid on esindatud kolmes variandis:

1. Tavaline – tüüp «A» ja «B».
2. Mini – tüüp «A» ja «B».
3. Micro – tüüp «A» ja «B».

Kõigi kolme tootetüübi erinevus seisneb konstruktsioonilises lähenemises. Kui tavalised pistikud on ette nähtud kasutamiseks statsionaarses tehnikas, siis «mini» ja «mikro» pistikud on tehtud mobiilseadmetes kasutamiseks.

Nii näeb välja teise spetsifikatsiooni «mini» seeria pistikute füüsiline teostus ja vastavalt Mini USB pistikute märgised – nn viigustik, millele toetudes kasutaja teostab kaabliühenduse.

Seetõttu iseloomustab kahte viimast tüüpi miniatuurne teostus ja veidi muudetud pistiku kuju.

Tüüp «A» ja «B» standardsete pistikute viigustiku tabel

Lisaks «mini-A» ja «mini-B» tüüpi pistikutele, samuti «mikro-A» ja «mikro-B» tüüpi pistikutele, on olemas ka «mini-AB» ja «mikro-AB» tüüpi pistikute modifikatsioonid.

Selliste konstruktsioonide eristav tunnus on USB-juhtmete jootmine 10-kontaktilisel kontaktplatvormil. Praktikas kasutatakse selliseid pistikuid siiski harva.

Micro USB ja Mini USB tüüp «A» ja «B» pistikute liidese viigustiku tabel

USB 3.x liideste tehnoloogiline struktuur

Vahepeal viis digitaalse aparatuuri täiustamine juba 2008. aastaks 1.x – 2.0 spetsifikatsioonide moraalse vananemiseni.

Need liidesetüübid ei võimaldanud uue aparatuuri, näiteks väliste kõvaketaste, ühendamist viisil, mis tagaks suurema (üle 480 Mbit/s) andmeedastuskiiruse.

Selliselt ilmus valgusele täiesti teistsugune liides, mis on märgistatud spetsifikatsiooniga 3.0. Uue spetsifikatsiooni arendust iseloomustab mitte ainult suurem kiirus, vaid see annab ka suurendatud voolutugevuse – 900 mA vs 500 mA USB 2/0 puhul.

On arusaadav, et selliste pistikute ilmumine tagas suurema arvu seadmete teenindamise, millest osa võib toituda otse universaalse jadasiini liidesest.

Erinevat tüüpi USB 3.0 konnektorite modifikatsioonid: 1 – «mini» tüüp «B» teostus; 2 – standardsed «A» tüüpi tooted; 3 – «micro» seeria «B» tüüpi arendus; 4 – «C» tüüpi standardteostus

Nagu ülaloleval pildil näha, on kolmanda spetsifikatsiooni liidestel rohkem töökontakte (pinde) kui eelmisel – teisel versioonil. Sellegipoolest on kolmas versioon täielikult ühilduv «teisega».

Et oleks võimalik edastada signaale suurema kiirusega, varustasid kolmanda versiooni konstruktsioonide arendajad need lisaks nelja andmeliini ja ühe nullkontaktjuhtmega. Täiendavad kontaktpindid paiknevad eraldi reas.

USB-kaabli jootmise jaoks mõeldud kolmanda versiooni pistiku viikude tähistuste tabel

Samal ajal ilmnes USB 3.0 liidese, eriti seeria «A» kasutamisel tõsine konstruktsiooniline puudus. Pistik on asümmeetrilise kujuga, kuid ühenduse asendit ei ole täpselt määratud.

Arendajad pidid konstruktsiooni uuendama, mille tulemusel ilmus 2013. aastal kasutajate käsutusse USB-C variant.

USB 3.1 pistiku uuendatud versioon

Seda tüüpi pistiku konstruktsioon hõlmab tööjuhtmete dubleerimist mõlemal pool pistikut. Samuti on liidesel mitu varuliini.

Seda tüüpi pistik on leidnud laialdast kasutust kaasaegses mobiilses digitehnikas.

USB-C tüüpi liidese kontaktide (viikude) paigutus, mis kuulub kolmanda spetsifikatsiooni pistikute seeriasse, mis on mõeldud erineva digitehnika suhtluseks.

Tasub märkida USB Type-C omadusi. Näiteks selle liidese kiirusparameetrid näitavad taset – 10 Gbit/s.

Pistiku konstruktsioon on kompaktne ja tagab sümmeetrilise ühenduse, võimaldades pistiku sisestamist igas asendis.

Tabel, mis vastab spetsifikatsioonile 3.1 (USB-C)

USB 3.2 spetsifikatsiooni järgmine tase

Samal ajal jätkub universaalse jadasiini täiustamise protsess aktiivselt. Mitteärilisel tasandil on juba välja töötatud järgmine spetsifikatsiooni tase – 3.2.

Olemasoleva teabe kohaselt lubavad USB 3.2 tüüpi liidese kiirusomadused eelmise konstruktsiooniga võrreldes kahekordseid parameetreid.

Selliste parameetrite saavutamiseks viisid arendajad sisse mitmeribalised kanalid, mille kaudu toimub edastus vastavalt kiirustel 5 ja 10 Gbit/s.

Sarnaselt «Thunderboltiga» kasutab USB 3.2 koguläbilaskevõime saavutamiseks mitut rada, selle asemel et üritada ühte kanalit kaks korda sünkroniseerida ja käivitada.

Muide, tuleb märkida, et perspektiivse liidese ühilduvus juba olemasoleva USB-C-ga on täielikult toetatud, kuna "Type-C" pistikul (nagu juba märgitud) on reservkontaktid (tihvtid), mis võimaldavad mitmerealist signaaliedastust.

Kaabli kontaktidele jootmise iseärasused

Kaabli juhtmete jootmist pistikute kontaktpindadel ei iseloomusta mingid erilised tehnoloogilised nüansid. Peamine on selles protsessis tagada, et eelnevalt isolatsioonist vabastatud kaabli juhtmete värvus vastaks konkreetsele kontaktile (tihvtile).

Värvimärgistus juhtmetel kaablisõlmes, mida kasutatakse USB-liideste jaoks. Ülalt alla on näidatud vastavalt kaablite juhtmete värvilahendused spetsifikatsioonide 2.0, 3.0 ja 3.1 jaoks

Samuti, kui teostatakse vanemate versioonide modifikatsioonide jootmist, tuleb arvestada pistikute konfiguratsiooniga, nn "isane" ja "emane".

Isase kontaktile joodetud juhe peab vastama jootmisele emase kontaktil. Võtame näiteks USB 2.0 kontaktide järgi kaabli jootmise variandi.

Selles variandis kasutatavad neli tööjuhet on tavaliselt tähistatud nelja erineva värviga:

• punane;
• valge;
• roheline;
• must.

Vastavalt joodetakse iga juhe kontaktpinnale, mis on pistiku spetsifikatsiooniga märgitud sama värvi. Selline lähenemine hõlbustab oluliselt elektroonikainseneri tööd ja välistab võimalikud vead jootmisprotsessis.

Sarnast jootmistehnoloogiat rakendatakse ka teiste seeriate pistikute puhul. Ainus erinevus on sellistel juhtudel suurem arv juhtmeid, mida tuleb jootma. Töö lihtsustamiseks on mugav kasutada spetsiaalset tööriista – usaldusväärset jootekolbi juhtmete jootmiseks kodus ja striprit isolatsiooni eemaldamiseks juhtmete otstest.

Sõltumata pistikute konfiguratsioonist kasutatakse alati ekraanjuhtme jootmist. See juhe joodetakse pistiku vastavale kontaktile, Shield – kaitseekraan.

Sageli eiratakse kaitseekraani, kui "spetsialistid" ei näe selle juhtme mõtet. Kuid ekraani puudumine vähendab järsult USB-kaabli omadusi.

Seetõttu pole ime, kui märkimisväärse pikkusega kaabli puhul ilma ekraanita kasutaja saab probleeme häirete näol.

Pistiku jootmine kahe juhtmega toiteliini korraldamiseks doonorseadme jaoks. Praktikas kasutatakse erinevaid jootmise variante, lähtudes tehnilistest vajadustest.

USB-kaablit on lubatud jootma erinevate variantidega, sõltuvalt konkreetse seadme pordiliinide konfiguratsioonist.

Näiteks ühe seadme ühendamiseks teisega ainult toitepinge (5V) saamiseks piisab vaid kahe liini jootmisest vastavatele tihvtidele (kontaktidele).

Järeldused ja kasulik video teemal

Allolev videoklipp selgitab 2.0 seeria ja teiste konnektorite viikude paigutuse põhipunkte ning selgitab visuaalselt jootmisprotseduuride üksikasju.

Omades täielikku teavet USB-konnektorite viikude paigutuse kohta, saab alati toime tulla tehnilise probleemiga, mis on seotud juhtmete defektidega. Samuti läheb see teave kindlasti vajalikuks, kui on vaja mittestandardselt ühendada mingeid digitaalseid seadmeid.

Kas soovite eespool esitatud materjali täiendada kasulike märkuste või väärtuslike nõuannetega iseseisva jootmise kohta? Kirjutage kommentaare allolevasse plokki, lisage vajadusel unikaalseid fotomaterjale.

Kas teil on pärast artikli lugemist küsimusi? Küsige neid siin – meie asjatundjad ja pädevad saidi külastajad püüavad selgitada ebaselgeid kohti.