Распиновка по цвету разъемов USB, micro и mini, назначение проводов

Интерфейс USB (универсальная последовательная шина) активно используется уже 2 десятилетия, и за это время было создано несколько стандартов. Впервые это произошло в 1997 году, когда на материнских платах появился соответствующий разъем. Сегодня речь пойдет о стандартах и распиновке USB, но сначала необходимо отметить преимущества шины.

Одним из главных среди них является поддержка Plug & Play. Сейчас после подключения девайса уже не требуется вручную устанавливать нужные драйвера и производить перезагрузку персонального компьютера.

Шина не только позволяет передавать информацию, но и обеспечивает питанием подключенное устройство. В результате появилась возможность создавать мобильные сетевые и звуковые карты, а также другие виды контролеров.

Версии USB

В настоящее время создано 3 стандарта этого интерфейса. Основные отличия между ними заключаются не в распиновке разъема USB, а d скорости обмена информацией. При этом обеспечивается совместимость новых версий с предыдущими, что значительно облегчило жизнь пользователям.

Тип 1.1

Этот стандарт способен обеспечить скорость передачи информации до 12 Мб/с. Во время его создания это был хороший показатель, но все же существовал более скоростной интерфейс- IEEE 1394 или FireWire (до 400 Мб/с), разработанный компанией Apple. Однако ЮСБ 1.1 получил довольно широкое распространение и применялся на протяжении нескольких лет.

Среди основных характеристик данной спецификации следует отметить:

• Возможность подключения более 100 устройств, в том числе и хабы.
• Максимальная длина шнура 3 м.
• Показатель напряжения шины составляет 5 В, а ток нагрузки — 0,5 А.

Тип 2.0

С появление сложных девайсов, например, цифровых фотокамер, возникла необходимость в более быстром интерфейсе. В результате появилась версия USB 2.0, который обеспечил скорость передачи информации до 480 Мб/с. Наличие аппаратной совместимости со стандартом 1.1 позволяет использовать старые устройства, но пропускная способность шины в такой ситуации резко снижается.

Следует учесть тот факт, что реальная пропускная способность ЮСБ 2.0 значительно отличалась от указанной в спецификации. Связано это с реализацией работы протокола, допускающего задержки в передаче пакетов данных. За последние годы появилась масса девайсов, для нормальной работы которых требовалась большая пропускная способность шина.

Тип 3.0

Это новый стандарт, массовое распространение которого началось в 2010 году. Он позволяет передавать информацию со скоростью до 5 Гб/с. Хотя распиновка ЮСБ разъема 3.0 и имеет некоторые отличия от 2-й версии, они полностью совместимы. Чтобы различать коннекторы этих стандартов, гнезда и штекера USB 3.0 маркируются синим цветом.

Также существуют определенные несоответствия в распайке разъемов. Показатель номинального тока увеличен до 0.9 А. В результате увеличилось количество периферийных устройств, для работы которых уже не требуется отдельный источник питания. Имеют собственную классификацию и коннекторы ЮСБ:

• Тип A предназначен для подключения к гнезду, установленному на материнской плате компьютера или хабе.
• Тип B используется в периферийных устройствах (принтерах).

Коннекторы второго типа имеют довольно большие размеры и не могут быть установлены на портативные гаджеты. Для исправления ситуации были созданы стандарты micro- и мини ЮСБ.

Распиновка разъемов USB 2.0 (типы, А и В)

Так как коннекторы первых версий универсальной последовательной шины не отличаются физически, то достаточно знать распайку последнего стандарта. На первый контакт подается питание в 5 В, а для передачи сигнала задействованы 2-й и 3-й провода. Распиновка USB кабеля по цветам выглядит следующим образом:

• 1 — красный.
• 2 — белый.
• 3 — зеленый.
• 4 — черный.

Распиновка разъема USB 3.0

В последней версии стандарта вместо 4 контактов используется 9. Цветовая схема распайки приведена на рисунке и имеет следующий вид:

• Назначение контактов с 1 по 4 аналогично предыдущей версии.
• 5−6 и 8−9 провода используются соответственно для передачи/приема данных по протоколу Super Speed.
• 7 — масса сигнальных проводов.

Разъемы типа В версии 3.0 несовместимы с предыдущими стандартами.

Распиновка mini-USB аналогична микро, но в третьей версии интерфейса применяется только разъем последнего типа. Micro-USB 2.0 имеет 5 контактов, однако, используется лишь 4. В последней версии количество проводов увеличено в 2 раза. Контакты 1−5 выполняют те же функции, что и в коннекторах прежнего стандарта, а остальные предназначены для решения следующих задач:

• 6−7 и 9−10 — соответственно для передачи/приема данных по высокоскоростному протоколу.
• 8 — земля информационных проводов.

​

Цоколевка микро-ЮСБ для зарядки

Хотя все мобильные гаджеты заряжаются через разъем USB, единого стандарта нет, и каждый производитель разработал собственную схему. Можно использовать любой адаптер питания для подзарядки аккумулятора. Например, в iPhone для этого необходимо соединить контакты 2, 3 с 4 посредством резистора с номинальным сопротивлением в 50 кОм, а с 5 — 75 кОм. У главного конкурента Samsung Galaxy распиновка микро-USB разъема для зарядки более простая. Потребуется поставить перемычку между контактами 2 и 3, а 4 соединить с 5 резистором в 200 кОм.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Распайка разъёмов USB: распиновка микро и мини ЮСБ

Кабели USB имеют разные физические наконечники. Это зависит от того, к какому устройству оно подключаются. Существуют подключения к самому устройству и к хосту. Причем USB может быть с кабелем, так и без него. Возможен и такой вариант: кабель встраивается в само устройство. Кабель необходим для того, чтобы формировать интерфейс между устройством и хостом.

Но через некоторое время разработчики такого интерфейса компьютера, как USB, все равно имел маленькую скорость для того, чтобы использовать внешние жесткие диски и другие устройства, скорость которых была намного большая. Поэтому создателям USB пришлось изменить устройство так, что получилась новая модель. Теперь скорость третьего типа USB стала быстрей в десять раз. Конечно же, это отразилось и на зарядке.

Общие сведения об USB

Кабель USB состоит из четырех проводников, выполненных из меди. Это два проводника, предназначенных для питания, а еще остальные проводники в витой паре. В этот комплект еще входит и заземленная оплетка.

Рассмотрим теперь немного хост. В его качестве выступает специальный контролер, который запрограммирован и управляем. Его задача: обеспечивать деятельность интерфейса. Кстати, контролер чаще всего можно найти в микросхеме. Для соединения контролера с другими устройствами необходим концентратор.

А вот чтобы уже подключить внешние устройства к концентратору, используются порты, на конце которых и находятся разъемы. Кабели помогают USB устройствам подключаться к разъемам. Питание устройства может быть разным: от шины или внешний какой-то источник питания.

Для начала запуска достаточно всего лишь несколько минут и можно включаться в работу. Сначала сигнал о начале работы поступает на кабельный концентратор, который и сообщает дальше, что оборудование к работе готово.

Но стоит помнить одно правило. Всегда, когда начинаете выполнять распиновку устройства, сначала определите то, какова распиновка на вашем кабеле. Разъем юсб помогать подсоединить все внешние устройства к вашему компьютеру. Этот современный способ подключения заменяет все те способы, которые были ранее. Такой разъем дает дополнительные возможности: при работе компьютерного оборудования любые устройства могут быть подключены и сразу включаться в работу. Может он влиять и на работу зарядки.

Спецификация USB

Существовали первые предварительные версии USB, которые стали выпускаться еще в ноябре 1994 года. Так продолжалось в течение года. И после этого стали выходить уже новые модели USB, которые используются и до сих пор.

На сегодняшний день можно говорить о следующих моделях:

1. USB 1.0. Эта модель выпущена в январе 1996 года.
2. USB 1.1. Эта спецификация была выпущена в сентябре 1998 года.
3. USB 2.0. Эта модель была выпущена в 2000 году.

Технические характеристики каждой модели

Первая модель — USB 1.0. В такой спецификации выделяют два режима работы:

1. С низкой пропускной способностью.
2. С высокой пропускной способностью.

Максимальная кабельная длина допускается в этой модели для первого рабочего режима – три метра, а для второго рабочего состояния достигает пяти метров. Если пожелаете подключить несколько устройств, то их можно подключить до 127.

Технические характеристики модели USB 1.1 соответствуют первой, но вот только все проблемы и ошибки, которые возникли во время ее использования, были исправлены. Кстати, это первая модель, которая получила широкую популярность и быстро распространилась.

Третья модель – это USB 2.0. Для него есть три режима работы, где могут быть задействованы и мыши, и джойстик, и геймпады, и клавиатура, а также видеоустройства и такие устройства, которые хранят информацию.

Кабели и разъемы USB

В настоящее время в компьютерном мире произошло много разных изменений. Например, появился уже новый интерфейс с модификацией USB 3.0, скорость его в десять раз сильнее предыдущей модели. Но есть и другие виды разъемов, известные как микро- и мини- юсб. Их, кстати, можно встретить в настоящее время, например, в планшетах, телефонах, смартфонах и в другой самой разнообразной компьютерной продукции.

Каждая такая шина, конечно же, имеет еще и собственную распайку или распиновку. Она необходима для того, чтобы потом изготовить переходник в домашних условиях, позволяющий переходить с одного вида разъема на другой вид. Но для этого необходимы знания. Например, определенные знания о том, как располагаются проводники. Например, можно так сделать зарядку для любого телефона. Если такую работу с разъемами выполнить неверно, то тогда и само устройство будет поврежденным.

Есть отличие и в конструкции мини и макроустройствах. Так, теперь контактов уже у них пять. А в устройстве USB 2.0 можно насчитать девять контактов. Поэтому и распайка разъемов usb в такой модели будет проходить немного по-другому. Такая же распиновка usb разъемов будет и в модификации 3.0.

Распайка будет происходить по следующей схеме: сначала проводник красного цвета, который отвечает за подачу напряжения тока, который питает. Затем следует проводник белого и зеленого окраса, задача которых передавать информацию. Потом стоит перейти к проводнику черного цвета, который принимает подачу нуля напряжения, которое подается.

В конструкции USB 3.0 провода располагаются совсем по–другому. Первые четыре из них похожи по своему разъему на устройство модели 2.0. Но, уже начиная с пятого проводника, разъемы начинают различаться. Синий, пятый, проводок передает ту информацию, которая имеет отрицательное значение. Желтый проводник передает положительную информацию.

Можно проводить распиновку устройство еще и по цветам, которые подходят для разъемов всех устройств. Преимущества таких разъемов заключается в том, что при их использовании не нужно делать перезагрузку компьютера или даже пытаться как-то вручную установить все необходимые драйвера.

Micro кабель usb: технические характеристики

Современный стандарт соединения электронных устройств

Сегодня невозможно себе представить, что на вопрос что такое USB, кто-то из людей ответит, что он не знает. Опрошенный, наверняка, сразу станет рассказывать, что это такой тип провода, с помощью которого можно соединить между собой компьютер и какое-нибудь другое устройство.

Отчасти так оно и есть, но мало кто знает, что это не просто тип проводов, а прежде всего стандарт передачи данных. В данной статье, мы подробно расскажем обо всем этом, и уделим особое внимание последнему типу данных проводов — микро usb кабель.

Возникновение стандарта USB и основные принципы функционирования

Итак, что же такое USB?

Расшифровывается сия аббревиатура, как Universal Serial Bus, что переводится, как универсальная последовательная шина. По сути — это способ подключения и передачи данных между различными электронными устройствами, в том числе и зависимыми, такими как всевозможные манипуляторы для ПК.

USB игровой манипулятор для компьютерных игр

Что побудило создать единый стандарт

Начало данным разработкам положили такие монстры индустрии электроники и программного обеспечения, как Microsoft, Intel, Phillips, NEC, IBM и многие другие. Задумывался он, как открытый стандарт, которой могли бы использовать в своих разработках, абсолютно любые производители техники.

Универсальность стала главным принципом стандарта USB. В перспективе, разработчики предполагали, что он сможет заменить все существовавшие на то время узкопрофильные разъемы для ПК, что позволило бы устройствам быть более коммуникативными.

И что более важно, подхлестнуло производителей, создавать новые оригинальные устройства и модули:

• Немаловажным достоинством USB стало наличие линии питания в 5 Вольт. Это открывало перспективу того, что будущие устройства могли бы избавиться от подключения к внешнему источнику электропитания.
• Общий стандарт, и простота установки избавляли от необходимости написания под устройства отдельных драйверов (программного обеспечения для нормального функционирования устройства), а так же создания специфических плат.
• К следующему плюсу данного стандарта можно смело отнести новую возможность сетевого соединения устройств. Специфика подключения устроена таким образом, что один разъем может выполнять функцию хаба (разветвителя)

Совет! На практике последний плюс можно использовать при подключении нескольких устройств к одному гнезду, или, например, соединить одну камеру сразу с несколькими принтерами.

Сетевой USB разветвитель

Версии USB

На сегодняшний день существует три версии USB-кабелей.

Перечислим их в порядке появления:

• Первым появился кабель USB версии 1.1. Применялся он в основном для подключения периферийных устройств. Сегодня его можно встретить лишь на старых материнских платах, так как для передачи данных он плохо подходит (пропускная способность разъема — 12 Мбит/сек), из-за чего разработчики устройств отказались от его применения.
• Далее идет USB 2.0 — несмотря на наличие более быстрого разъема, который мы рассмотрим следующим, до сих пор остается самым востребованным на рынке. Причиной тому, низкая стоимость производства и высокая скорость передачи данных (до 480 Мбит/сек). Такой скорости с лихвой хватает для большинства электронных устройств.
• Ну и последний, самый быстрый разъем — это USB 3.0. Способен обеспечить передачу данных со скоростью до 5 Гбит/сек, чего с большим запасом хватает для самых быстрых устройств. Применяется в основном для подключения внешних накопителей (переносных жестких дисков).

Обратите внимание, что практически на всех современных ноутбуках и  материнских платах для десктопных компьютеров (кроме самых бюджетных, чья цена не предполагает высоких мощностей), находятся сразу оба вида USB разъемов.

Внимание! USB 2.0 применяется для подключения мыши и внешней клавиатуры, а 3.0 — уже служит для соединения при передачи информации с носителя.

Совмещение двух разъемов на одном устройстве

Совет! Помните, что скорость передачи данных зависит не только от типа разъема, но и от типа подключаемого к нему устройства. Так что, если вы устанавливаете 2.0 флэшку в разъём USB 3.0, то не ждите, что скорость вырастет. Она останется на уровне самого медленного элемента цепочки.

Сравнение скорости разъемов USB

Типы USB разъемов

Цифровое обозначение поколения USB — это не единственный критерий по которому отличаются гнезда и штекеры. Несмотря на то, что стандарт является общепринятым, в некоторых устройствах требуются отдельные виды разъемов, отличающиеся формой и размерами.

Типы USB Разъемов

Рассмотрев фото выше, можно смело возразить, что общий стандарт не такой уж и общий. Да, видов и форм достаточно много, но на самом деле это разнообразие оправдано.

Во-первых, для каждого штекера должен быть ответный разъем в виде гнезда. Во-вторых, каждый разъем обладает своим конкретным преимуществом перед остальными, что позволяет его использовать с конкретной техникой.

Давайте их и перечислим:

• USB 2.0 типа «А» — это самый популярный компьютерный разъем, разработанный еще в середине 90-х годов. Имеет весьма прочную конструкцию, которая позволяет выполнять большое количество подключений и отключений, без риска выхода из строя как гнезда, так и штекера. Именно поэтому, до сих пор, он является эталоном для подключения компьютерной периферии, такой как: мышки, клавиатуры, веб-камеры, флэшки и прочее.
• USB 2.0 типа «В» — это первый миниатюрный вариант для данного стандарта, который в отличие от остальных имеет квадратную форму. Несмотря на уменьшенный размер, он остается по-прежнему достаточно большим, что весьма ограничило сферу его применения. Наибольшее распространение данный разъем получил в крупногабаритной офисной технике (принтеры, сканеры и прочее).
• Мини USB 2.0 В — постоянное уменьшение размера электроники, потребовало от рынка внедрения новых, более компактных разъемов. В результате тип «В» получил новый виток развития, и предстал в новом, уменьшенном варианте. Благодаря повсеместному распространению внешних жестких дисков и карманных компьютеров, данный разъем смог завоевать свою нишу. Но спустя короткое время, из-за низкой надежности, производители стали от него отказываться.

Существует еще и мини USB 2.0 А — данный разъем имеет такие же характеристики, как и предыдущий, а вся разница кроется в форме штекеров. Сегодня, практически нигде не применяется.

Внешнее отличие: микро кабель USB и мини USB

Отказ от мини USB совершенно не означал возврат к собственным стандартам, так как на его место пришел новый разъем. Кабель micro USB 2.0 В — данный разъем, по сути мало чем отличается от предыдущего, но он получил еще меньший размер, и более прочную конструкцию.

Новое модернизированное крепление штекера, предотвращает его разбалтывание и выпадение из гнезда. Всё это сделало кабель usb micro, идеальным решением для установки в любые современные гаджеты.

Распиновка для usb кабель микро

В начале 2011 года, usb микро кабель принят за универсальный вариант зарядного устройства для абсолютного большинства мобильных телефонов, планшетов и других компактных устройств. Как уже говорилось выше, после 2.0 вышел более скоростной вариант USB — 3.0. Он также получил изменения, адаптирующие его под миниатюрную технику.

Типы кабеля «А», благодаря крупным размерам, не получили внешние изменения, за исключением цвета сердечника, как гнезда, так и штекера — он стал синим вместо черного. Благодаря этому, удалось достичь полной совместимости с предыдущим поколением.

Переходник микро USB B — A

Остальные же варианты пришлось размещать в новые корпуса, которые, однако, сохранили похожие черты. То есть, несмотря на внешнюю схожесть, данные типы разъемов не совместимы друг с другом, но у вас всегда есть возможность приобрести переходники под любой из разъемов.

USB micro кабель типа «В» и USB типа «А»

Микро USB 3.0  в основном применяется в высокоскоростных SSD накопителях и внешних жестких дисках. Скорость передачи данных подобного соединения позволяет полностью раскрыть их возможности.

Всё бы хорошо, но все-таки, ширина данного разъема практически равна типу «А», что не могло устроить многих производителей, особенно дорогой, мощной техники. В результате с недавнего времени пользователи увидели новы тип соединения — «С».

Микро USB 3.0 С

По сути, это всё тот же стандарт USB, но с новой распиновкой. По своему размеру он приближен к микро USB, но имеет при этом овальную форму.

Строение и обслуживание микро USB

Нам хотелось бы уделить больше внимания наиболее распространенному варианту данного разъема. Давайте рассмотрим все вариации данного устройства, и узнаем все его свойства.

Устройство кабеля

Стандартный USB 2.0 кабель имеет внутри четыре провода. Все основное различие кроется в устройстве концевиков провода, которые могут варьироваться в зависимости от назначения конкретной модели и её производителя.

Разнообразие штекеров

Изготовитель может заложить в особенности конструкции определенную длину провода, его толщину, наличие экранирующей оплетки, ферритовых фильтров, дополнительных жил и тип материала оплетки. В основном, именно из этих факторов и определяется стоимость того, или иного кабеля.

Кабель микро USB в армированной оплетке

На таких кабелях возможно сочетание абсолютно любых концевиков. Чаще встречаются модели, на которых микро USB типа «В», имеет обратный выход на USB 2.0 А, который используется для соединения гаджетов с персональным компьютером.

Так же часто встречаются переходы на концевики типа USB 2.0 А OTG (то есть — мама), которые фактически являются переходниками с одного типа носителей на другой. С его помощью можно легко подключить обычную USB флэшку к смартфону.

Весьма редко можно встретить вариации кабеля, предназначенные для передачи питания и определенных данных.

Итак, USB провода имеют четыре токонесущие жилы, но не все концевики имеют такое же количество ножек. Так, например, USB 2.0 А имеет 4 контакта, а микро и мини USB обладают пятью контактами, один из  которых не задействован, или завязан на землю (GND). Сделано это для того чтобы обеспечить возможность работы с OTG.

Полная таблица с распиновкой всех типов USB

Такое количество проводов и контактов обусловлено еще и тем, что USB кабели, помимо зарядных функций, служат еще и для синхронизации мобильной техники.

Давайте рассмотрим название всех проводов и их назначение. Чтобы лучше ориентироваться можете сверяться с приведенной выше схемой, и не забывайте внимательно следить за расположением контактов относительно корпуса.

• Red (красный) VBUS — плюсовая клемма, +5 Вольт постоянного тока, относительно GND;
• White (белый) D-(Data-) и Green (зеленый) D+ (Data+) — это два провода предназначенные для передачи данных между подключенными устройствами;
• ID — не задействован в «В» разъемах или закорочен с землей;
• Black (черный) — это земля (GND)

Внимание! Некоторые модели кабелей содержат оголенный провод или экран. Данные элементы провода на схеме не маркируются.

Ремонт микро USB

Конечно, более компактная техника стала гораздо легче, но из-за маленьких габаритов сильно усложнилось её обслуживание. По сути, при каждой поломке, пользователь вынужден обращаться в специализированный сервисный центр, не имея возможности произвести ремонт самостоятельно.

Последствия самостоятельного ремонта

Вот какова человеческая натура, которая иногда стремится лишний раз сэкономить. Не пытайтесь выполнить ремонт мелкой электроники своими руками, так как без наличия соответствующего инструмента и опыта, у вас навряд ли что-то получится. Не спасет в этом случае даже подробная инструкция, поэтому, если вы не хотите довести любимый телефон или планшет до состояния, как на фото выше, оставьте данную заботу профессионалам.

Но если вы из тех людей, кто не сдается никогда, и готовы рискнуть, то вот вам несколько советов, которые могут пригодиться во время диагностики и ремонта.

• Меньше всего подвержены износу клеммы питания, которые разнесены по краям разъема.
• Ножка которая вырывается с контактной площадки чаще остальных, расположена рядом с минусом. Это тот контакт, который не задействован.
• В случае такой поломки заряд на устройство идти не будет, хотя система вполне может определять, что блок питания подключен.
• Оставшиеся центральные контакты отвечают за передачу данных, и работают в связке одновременно. Поэтому, при выходе из строя хотя бы одной из них, синхронизация будет невозможна.

Теперь, зная функции каждой ножки, вы легко сможете определить какая из них сломана, и где искать проблему. Всё что от вас требуется — это восстановить контакт путем спаивания. Но если повреждение контакта находится внутри самого коннектора, а не в месте соединения с платой, то вам однозначно потребуется замена всего разъема на новый, аналогичного типа.

А вот тут уже кроется другая сложность. Несмотря на то, что само гнездо имеет один стандарт, его обратная часть, которая припаивается к плате, может отличаться даже не у конкретного производителя техники, а от модели к модели разных устройств. Поэтому очень важно найти именно такой, какой был установлен у вас ранее, иначе починить технику не удастся.

Филигранная работа с паяльником

Какие опасности таит в себе самостоятельный ремонт, если мастер перепутал контакты, или неаккуратно выполнил пайку элементов:

• Самое страшная неприятность, возникнет, если спутать контакты питания. По причине того, что через данный кабель протекает постоянный ток, случится короткое замыкание, из-за чего, устройство может полностью выйти из строя.
• Устройство будет видеть шнур, но питание проходить по нему не будет.
• Соответственно, наоборот — питание поступает, а синхронизация невозможна.
• В случаях перегрева платы паяльником, может выйти из строя контроллер питания, из-за чего планшет будет заряжаться только в выключенном состоянии.
• Периодические сбои в процессе зарядки или передачи данных, требующие повторного соединения для корректной работы.
• Ну, и наконец, холодная пайка, когда припой расплавлен не достаточно разогретым паяльником, из-за чего проблема быстро возвратится.

На этом вроде бы все, но кто знает, что может случиться в процессе работы. Поэтому повторимся,  и скажем, что если вы еще хотите пользоваться своим гаджетом, не рискуйте, и отнесите его к  специалисту. К тому же, такой незначительный ремонт, как замена гнезда USB, обойдется вам гораздо дешевле, чем замена всего устройства, в случае неудачной работы.

Подведем краткий итог

Несмотря на то, что кабель микро USB принят в качестве стандарта многими производителями компактной электроники, по-прежнему остаются компании, не желающие присоединяться к данной тенденции. К таким фирмам относятся Apple, Samsung (некоторые смартфоны), Nikon, Acer и другие, что, в первую очередь, создает неудобства для обладателей данной техники.

Мы же выражаем своё желание, чтобы в скором времени все подобные производители одумались, и количество проводов у потребителей серьезно сократится.

Микро usb распиновка для зарядки мобильных

Распиновка USB-кабеля означает описание внутреннего устройства универсальной последовательной шины. Это устройство применяется для передачи данных и зарядки аккумуляторов любых электронных приборов: мобильных телефонов, плееров, ноутбуков, планшетных компьютеров, магнитофонов и других гаджетов.

Проведение качественной распиновки требует знаний и умения читать схемы, ориентирования в типах и видах соединений, нужно знать классификацию проводов, их цвета и назначение. Длительная и бесперебойная работа кабеля обеспечивается правильным соединением проводами 2 коннекторов USB и mini-USB.

Виды USB-разъемов, основные отличия и особенности

Универсальная последовательная шина представлена 3 версиями – USB 1.1, USB 2.0 и USB 3.0 . Первые две спецификации полностью совмещаются между собой, шина 3.0 имеет частичное совмещение.

USB 1.1 – это первая версия устройства, используемая для передачи данных. Спецификацию применяют только для совместимости, так как 2 рабочих режима по передаче данных (Low-speed и Full-speed) обладают низкой скоростью обмена информацией. Режим Low-speed со скоростью передачи данных 10-1500 Кбит/с используется для джойстиков, мышей, клавиатур. Full-speed задействован в аудио- и видеоустройствах.

В USB 2.0 добавлен третий режим работы – High-speed для подключения устройств по хранению информации и видеоустройств более высокой организации. Разъем помечается надписью HI-SPEED на логотипе. Скорость обмена информацией в этом режиме – 480 Мбит/с, которая равняется скорости копирования в 48 Мбайт/с.

На практике, из-за особенностей конструкции и реализации протокола, пропускная способность второй версии оказалась меньше заявленной и составляет 30-35 Мбайт/с. Кабеля и коннекторы спецификаций универсальной шины 1.1 и второго поколения имеют идентичную конфигурацию.

Универсальная шина третьего поколения поддерживает скорость 5 Гбит/с, равняющуюся скорости копирования 500 Мбайт/с. Она выпускается в синем цвете, что облегчает определение принадлежности штекеров и гнезд к усовершенствованной модели. Сила тока в шине 3.0 увеличилась с 500 мА до 900 мА. Эта особенность позволяет не использовать отдельные блоки питания для периферийных устройств, а задействовать шину 3.0 для их питания.

Совместимость спецификаций 2.0 и 3.0 выполняется частично.

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.

Распиновка USB 2.0 разъема типы A и B

Классические разъемы содержат 4 вида контактов, в мини- и микроформатах – 5 контактов. Цвета проводов в USB-кабеле 2.0:

• +5V (красный VBUS), напряжение 5 В, максимальная сила тока 0,5 А, предназначен для питания;
• D- (белый) Data-;
• D+ (зеленый) Data+;
• GND (черный), напряжение 0 В, используется для заземления.

Для формата мини: mini-USB и micro-USB:

1. Красный VBUS (+), напряжение 5 В, сила тока 0,5 А.
2. Белый (-), D-.
3. Зеленый (+), D+.
4. ID – для типа А замыкают на GND, для поддержания функции OTG, а для типа B не задействуют.
5. Черный GND, напряжение 0 В, используется для заземления.

В большинстве кабелей имеется провод Shield, он не имеет изоляции, используется в роли экрана. Он не маркируется, и ему не присваивается номер. Универсальная шина имеет 2 вида соединителя. Они имеют обозначение M (male) и F (female). Коннектор М (папа) называют штекером, его вставляют, разъем F (мама) называется гнездо, в него вставляют.

Распиновка USB 3.0 типы A и B

Шина версии 3.0 имеет подключение по 10 или 9 проводам. 9 контактов используется, если отсутствует провод Shield. Расположение контактов выполняется таким образом, чтобы можно было подключать устройства ранних модификаций.

Распайка USB 3.0:

• A – штекер;
• B – гнездо;
• 1, 2, 3, 4 – контакты, совпадающие с распиновкой контактов в спецификации 2.0, имеют ту же цветовую гамму;
• 5, 6 контакты для передачи данных по протоколу SUPER_SPEED, имеют обозначение SS_TX- и SS_TX+ соответственно;
• 7 – заземление GND;
• 8, 9 – контактные площадки проводов для приема данных по протоколу SUPER_SPEED, обозначение контактов: SS_RX- и SS_RX+.

Распиновка Micro-USB-разъема

Кабель Micro-USB имеет соединители с 5 контактными площадками. К ним подводится отдельный монтажный провод в изоляции нужного цвета. Чтобы штекер точно и плотно садился в гнездо, верхняя экранирующая часть имеет специальную фаску. Контакты микро-USB пронумерованы цифрами от 1 до 5 и читаются справа налево.

Распиновки коннекторов микро- и мини-USB идентичны, представлены в таблице:

Номер провода	Назначение	Цвет
1	VCC питание 5V	красный
2	данные	белый
3	данные	зеленый
4	функция ID, для типа A замыкается на заземление
5	заземление	черный

Экранирующий провод не припаивается ни к одному контакту.

Распиновка Mini-USB

Разъемы Mini-A и Mini-B появились на рынке в 2000 году, использовали стандарт USB 2.0. К сегодняшнему дню мало используются из-за появления более совершенных модификаций. Им на смену пришли микросоединители и модели ЮСБ типа C. В разъемах мини используется 4 экранированных провода и ID-функция. 2 провода используют для питания: питающий +5 В и заземление GND. 2 провода для приема и отправки дифференциальных сигналов данных, обозначаются D+ и D-pin. Data+ и Data- сигналы передаются по витой паре. D+ и D-работают всегда вместе, они не являются отдельными симплексными соединениями.

В USB-разъемах используется 2 вида кабелей:

• экранированный, 28 AWG витая, мощность 28 AWG или 20 AWG без скрутки;
• неэкранированный, 28 AWG без скрутки, мощность 28 AWG или 20 AWG без скрутки.

Длина кабеля зависит от мощности:

Многие производители цифровой техники разрабатывают и комплектуют свою продукцию разъемами другой конфигурации. Это может вызвать сложности с зарядкой мобильного телефона или других аппаратов.

Вероятнее всего, что вы уже встречались с проблемой, когда нужного переходника USB не оказывается под рукой. Случаи бывают разные: потерялся; сломался; нет в продаже; не достает по длине и т. д. Данная статья предлагает устранить эту проблему самому. Зная распиновку (распайку) контактов и имея навыки работы владеть паяльником, вы можете легко устранить данную проблему. На сегодняшний день USB, USB-mini и USB-micro являются самыми популярными коннекторами в цифровой технике. Сегодня без них не обходятся ни мобильные телефоны, ни большинство гаджетов.

Ниже приведена таблица контактов USB с назначением разъемов, их цветов и номеров.

Сразу же определимся еще с одним понятием. Существуют USB ещё одного типа. Вспоминаем как выглядит переходник от компьютера до принтера или сканера. Невооруженным глазом видно, что сами разъемы на этом переходнике разные.
Так вот, тот коннектор, который вставляется в компьютер, называется активным и обозначается А.
Тот коннектор, который вставляется в принтер или сканер, а также возможно другое периферийное устройство, называется пассивным и обозначается B.

Разберем подробнее назначение проводов

USB 2.0
1. +5В (красный) проводник, предназначенный для питания. Максимальный ток питания не превышает 500mA, напряжение +5В относительно GND (Земли).
2. D- (белый) Data —
3. D- (зеленый) Data +
4. GND (черный) — общий провод, предназначенный для Земли (0 Вольт)

Разъёмы mini-USB и micro-USB
У этих разъемов, основным отличием от USB являются не только его размеры, но и наличие дополнительного контакта.
1. Красный — VBUS.
2. Белый D- (Data -).
3. Зелёный D+ (Data +).
4. ID — в пассивных разъемах типа «B» он не задействован. В активных разъемах типа «A» он замкнут с Землей (GND), чтобы поддерживать функцию «OTG».
5. Чёрный — Земля (GND).

Еще следует отметить, что почти всегда в кабеле присутствует провод Shield (без изоляции). Он выполняет роль экрана (оплетки). Он никак не маркируется и не имеет своего номера.

Теперь еще одно понятие. Вы скорее всего наблюдали, как устроен «удлинитель» USB. Сразу заметно, что коннекторы там разные. Как и во всех других разъемах, в USB тоже существует понятие мама-папа.
M (male) — именуется штекером (папа)
F (female) — именуется гнездом (мама)

Теперь, мы подошли к полной таблице разъемов USB. Зная такие понятия, как F и M, A и B, цвета и номера проводов, мы можем с легкостью определить, как распаивается соединительный разъем, который вы собираетесь спаять, отремонтировать, удлинить. Порядок и номера контактов указаны с рабочей стороны.

Схемы коннекторов USB 2.0

Чтобы распаять USB по данной таблице, есть 2 варианта. Первый вариант — это перед коннектором поставить зеркало. Но так можно быстрее ошибиться или припаять не то, что нужно. Второй вариант — это перевернуть коннектор мысленно.

В этой статье еще не были упомянуты такие стандарты, как USB 3.0 и micro-USB 3.0. О них есть возможность узнать в статьях Распиновка USB 3.0 и соответственно Распиновка micro-USB 3.0.

Вот еще один способ пайки на случай, если у вас нет разборного коннектора USB, которые не часто, но встречаются в продаже.
Пример. У вас есть кабель USB — mini-USB. Вам нужно сделать из него кабель USB — micro-USB. Кабель micro-USB у вас тоже есть, но на другом конце не USB. В таком случае, будет целесообразнее спаять нужный кабель, соединив между собой провода.

Берем кабель USB — mini-USB. Отрезаем от него коннектор mini-USB. Отрезанный конец освобождаем от экрана. Провода 1, 2, 3, 4 зачищаем и залуживаем. Потом берем кабель, там, где у вас micro-USB. Отрезаем ненужное и тоже освобождаем от экрана, зачищаем и залуживаем. А дальше все просто. Соединяем и спаиваем красный с красным, зеленый с зеленым и т. д. Соединение изолируем по отдельности. Потом, можно воспользоваться фольгой от шоколада и замотать изолированные соединения все вместе. Полученный экран сверху замотать изолентой или скотчем, чтоб не слетал. Ну вот и все готово.

Главное — перед тем, как делать такой монтаж, нужно не забывать про распиновку пассивных (B) и активных (A) коннекторов. Поэтому, первоначально определите, какая распиновка на вашем кабеле.
Творческих успехов!

Проблемы с зарядкой по USB обычно появляются при использовании постороннего (не родного) зарядного устройства. Гаджет может заряжаться медленно, не полностью, а может и вовсе отказаться заряжаться. Собственно, этой проблеме и посвящена сия статья. Но сперва я должен высказать несколько важных замечаний касаемо зарядки по USB вообще.

Как это ни странно, некоторые мобильные устройства не поддерживают зарядку через гнездо USB mini/micro, хоть и оборудованы им. К примеру, некоторые планшеты снабжены отдельным (круглым) гнездом для подключения зарядного устройства (ЗУ).

При зарядке устройства от USB компьютера следует понимать, что порт USB способен выдать ток не более 0,5 ампера (USB 2.0) или не более 0,9 ампера (USB 3.0). И если для заряда устройства требуется больший ток (1÷2 ампера), то время заряда может оказаться мучительно долгим, вплоть до бесконечности. Придётся искать ЗУ подходящей мощности.

Итак, вы подключили гаджет к левому/самодельному зарядному устройству, а он не заряжается, да ещё и пишет, что зарядное устройство не поддерживается. Это связано с тем, что перед тем как позволить себе заряжаться, некоторые мобильные устройства замеряют напряжения на 2 и 3 контактах USB и по этим напряжениям определяет тип зарядного порта. А некоторые — просто проверяют наличие перемычки между контактами 2 и 3 или ещё и контролируют потенциал этой связки. Если гаджет не рассчитан на подключение к данному типу зарядного порта или тип порта не определён, то зарядное устройство будет отвергнуто.

Практическая сторона вопроса заключается в том, чтобы гаджет увидел нужные ему напряжения на контактах 2 и 3, а это обеспечивается подключением различных сопротивлений между контактами USB зарядного устройства. В конце статьи приводится чертёж различных типов зарядного порта (без привязки к моделям гаджетов) с указанием напряжений на контактах 2 и 3. Там же указано, какими сопротивлениями этого можно добиться. А прямо сейчас мы посмотрим, чего ждут определённые модели гаджетов от порта зарядного устройства.

Nokia, Philips, LG, старый Samsung, HTC, Explay, Dell Venue и многие другие устройства признают зарядное устройство только если контакты Data+ и Data- (2-й и 3-й) будут закорочены или замкнуты резистором не более 200 Ом. Закоротить контакты 2 и 3 можно в гнезде USB_AF зарядного устройства и спокойно заряжать свой телефон через стандартный дата-кабель. Эту же схему поддерживает планшет Freelander PD10 Typhoon, но кроме этого ему требуется повышенное напряжение заряда, а именно — 5,3 вольта.

Если же зарядное устройство уже обладает выходным шнуром (вместо выходного гнезда), и вам нужно припаять к нему штекер mini/micro USB, то не забудьте соединить 2 и 3 контакты в самом mini/micro USB. При этом плюс паяете на 1 контакт, а минус — на 5-й (последний).

Тип зарядного порта для iPhone и прочей продукции «Apple». От этого же порта охотно заряжается планшет Freelander PX1.

USB Data кабель iPhone iPod распайка, распиновка разъемов.

Если вы случайно перепутаете местами Белую и Зеленую жилу, то ничего страшного не произойдет. Windows скажет что USB устройство неопознано. Просто поменяйте их местами.

Если вы перепутаете их с Красной жилой — попадание +5V на чип управления данными (при допустимых 2,8V) может привести к сгоранию чипа как на iДевайсе, так и на компьютере. Либо к сгоранию USB разъема в целом на компьютере или в iДевайсе.

А может и вся материнская плата потухнуть.

Разъемы состоят из двух склеенных пластиковых половинок. Внутри располагается 4-х жильный кабель (жилы обычно Красного, Белого, Зеленого и Синего, либо Черного цвета) и сам разъем. В домашних условиях при наличии инструмента не составляет труда аккуратно вскрыть разъем и произвести пайку.. После обе половинки склеиваются суперклеем.

Вилка кабеля, подключаемая к iPhone/iPod.

С левой стороны разъема видим 3 контакта друг за другом, и один контакт посередине. Итак, слева направо:

Зеленый (Green, D-)

Красный (Red, V BUS, +5V)

Синий, либо Черный (Blue/Black, GND земля)

Вилка USB тип А, подключаемая к компьютеру. Слева направо:

Синий либо Черный (Blue/Black, GND земля)

Зеленый (Green, D-)

Красный (Red, V BUS, +5V)

Хочу обратить ваше внимание на то, что по спецификации USB (тип А) Белая и Зеленая жилы на вилке типа А обычно следуют наоборот. (Зеленый D+, Белый D-. )

Может конечно китайцы на заводе сами перепутали жилы. Поэтому совет: перед пайкой прозвоните тестером и убедитесь, что цвет кабелей совпадает с описанным выше. После пайки контакты должны звониться соответственно рисунку ниже.

Еще совет: каждая жила внутри кабеля — многожильная. Чем больше проводков вы сохраните при зачистке кабеля, тем меньше будет глючить iTunes, синхронизация, перенос покупок, резервная копия и рестор.

Motorola «требует» резистор 200 кОм между 4 и 5 контактами штекера USB micro-BM. Без резистора аппарат заряжается не до полной победы.

Для заряда Samsung Galaxy в штекере USB micro-BM должен быть установлен резистор 200 кОм между 4 и 5 контактами и перемычка между 2 и 3 контактами.

Для более полного и «гуманного» заряда планшета Samsung Galaxy Tab рекомендуют другую схему: два резистора: 33 кОм между +5 и перемычкой D-D+; 10 кОм между GND и перемычкой D-D+.

Аппарат E-ten («Енот») не интересуется состоянием этих контактов, и поддержит даже простое зарядное устройство. Но у него есть интересное требование к зарядному кабелю — «Енот» заряжается только если в штекере mini-USB закорочены контакты 4 и 5.

Если нет желания возиться с паяльником, можно купить кабель USB-OTG — у него в штекере mini-USB контакты 4 и 5 уже замкнуты. Но тогда ещё потребуется переходник USB AM-AM, то есть, «папа»-«папа».

Распайка OTG переходника.

На рисунке выше показаны отличия обычного кабеля (вверху) от кабеля OTG (внизу). Нумерация сигналов на коннекторах miniUSB и microUSB следующая:

Вывод 2: сигнал данных D-

Вывод 3: сигнал данных D+

Вывод 4: не подключен / не используется

Вывод 5: ground (общий провод, земля)

Чтобы перевести телефон в режим OTG, нужно замкнуть контакты 4 и 5. Вы можете их соединить навсегда, спаяв вместе, или подключить к ним 2 провода, вывести их наружу и подсоединить к микровыключателю. С использованием выключателя можно переключать кабель из обычного состояния в режим OTG, когда это нужно. В этом случае на противоположной стороне кабеля нужно параллельно коннектору Type A Male запаять коннектор Type A Female. Можно также сделать маленький переходник с двумя коннекторами Type A Female, чтобы его можно было подключить на противоположной стороне кабеля. Если Вы решили замкнуть контакты 4 и 5 постоянно, то нужно на противоположной стороне заменить коннектор Type A Male на коннектор Type A Female, чтобы он подходил для подключения устройства USB. Коннектор Type A Female можно взять от планки расширения портов USB, которая устанавливается на заднюю стенку корпуса компьютера PC. Если Вам повезет, и Вы найдете коннекторы в магазине радиотоваров, то самодельный кабель можно изготовить по цене порядка 1 доллара.

Ещё распайка OTG — зарядка.

Претендующее на универсальность автомобильное зарядное устройство «Ginzzu GR-4415U» и его аналоги оборудованы двумя выходными гнёздами: «HTC/Samsung» и «Apple» или «iPhone». Распиновка этих гнёзд приведена ниже.

Для питания или заряда навигатора Garmin требуется особый дата-кабель. Просто для питания навигатора через дата-кабель нужно в штекере mini-USB закоротить 4 и 5 контакты. Для подзаряда нужно соединить 4 и 5 контакты через резистор 18 кОм:

Отдельная тема — зарядка планшетов. Как правило, планшету для заряда требуется приличный ток (1÷1,5 ампер), и заряд через гнездо mini/micro-USB во многих планшетах просто не предусмотрен производителем. Ведь даже USB 3.0 не даст более 0,9 ампер.

Правда, некоторые модели планшетов можно медленно и печально заряжать в выключенном состоянии.

На Ютубе один парень предлагает установить в планшете 3Q перемычку между первым контактом гнезда mini/micro-USB (это +5 В) и плюсовым (центральным) контактом круглого (коаксиального) зарядного гнезда. Дескать, тока от USB этому планшету хватает, просто + гнезда USB не подключен к контроллеру заряда аккумулятора. После установки перемычки планшет якобы заряжается. В принципе, это выход, если само круглое зарядное гнездо уже раздолбано.

Напротив, если круглое гнездо в порядке, но по какой-то причине вам хочется брать питание для заряда именно от USB компьютера или зарядного устройства с таким разъёмом, то можно сделать такой переходник:

Типы зарядных портов.

Здесь же приведу сводную схему напряжений на контактах USB с указанием номинала резисторов, позволяющих те или иные напряжения получить. Там, где указано сопротивление 200 Ом нужно ставить перемычку, сопротивление которой не должно превышать те самые 200 Ом.

Итак, если вы хотите переделать обычное ЗУ в USB-зарядку для телефона:

удостоверьтесь, что устройство выдаёт около 5 вольт постоянного напряжения

узнайте, способно ли это ЗУ дать ток не менее 500 мА

внесите необходимые изменения в коммутацию гнезда USB-AF или штекера USB-mini/micro

В принципе, если человек это прочитал, то даже пусть он не понял всех деталей (это и не обязательно), то как минимум, у него должно наступить понимание того, что проблема в отсутствии зарядки (либо же медленной зарядки, либо же в настолько медленной, что гаджет разряжается быстрее, чем заряжается), может быть вызвана следующими причинами:

1. Блок питания зарядки выдает слишком маленькую мощность. Причина первая по списку, но последняя по вероятности, если только не пользоваться какими-то уж совсем запредельными кетайцами за полбакса 🙂 А так, любая «нормальная» зарядка, на которой написано про 2 ампера тока, уж хотя бы 1.5А да как-нибудь выдаст — и почти всегда этого окажется достаточно.

2. На контактах данных USB разъема неверная «сигнатура», не подходящая для включения «быстрой» зарядки конкретного гаджета — это наиболее вероятная причина. Кстати, обращаю особое внимание на то, что эта самая «сигнатура» (т.е. некоторая коммутация контактов данных USB в комбинации с резисторами) может быть расположена как в самой зарядке, так и в проводе, соединяющем зарядку и гаджет!

3. Micro (и Mini) USB разъемы содержат 5 контактов, тогда как «классический» USB 2.0 и предыдущие, содержит 4 контакта (два контакта питания и два передачи данных). У некоторых производителей этот 5-й контакт также задействован для идентификации зарядки. Здесь чаще это спрятано внутри провода питания.

В принципе, это почти все возможные случаи отсутствующей/медленной зарядки, разве что еще можно добавить один…

4. Плохие провода/контакты, вызывающие слишком большое падение напряжения. Это применимо и к контактам данных (гаджет не может правильно прочитать «сигнатуру» зарядки) и к контактам питания (слишком уменьшается ток в цепи). Чем менее качественные разъемы/провода, и чем длиннее провод, ведущий от зарядки к гаджету, тем выше вероятность этого случая.

Поэтому, например, в случае использования автомобильной зарядки, выгоднее использовать максимально короткий провод от зарядки к гаджету. А для удобства размещения в автомобиле (с коротким проводом не дотянешься) воспользоваться удлинителем автомобильного прикуривателя (т.е. удлинитель, у которого на входе «папа» разъема прикуривателя, а на выходе — «мама» этого же разъема).

Родные и неродные зарядки для смартфонов.

Увидел вопрос — почему смартфон Samsung от родной зарядки заряжается значительно быстрее, чем от неродной, хотя параметры на них написаны одинаковые: 5 В, 2,1 А?

Краткий ответ: потому что неродная не заточена спаявшим её китайцем на информирование смартфона о своих параметрах.

Исторически USB придумали во времена, когда смартфонов ещё не было, телефоны заряжались каждый от своего собственного фирменного зарядника, а с компьютером соединялись либо по дико медленному и неудобному инфракрасному порту, либо через фирменный кабель в COM-порт (позже, когда появились USB-кабели, долгое время они просто имели внутри микросхему транслятора USB-RS232). Впрочем, чаще всего телефоны тогда с компьютером вообще не соединялись, да.

Соответственно, правила подключения нагрузки к USB исходили из того, что эта нагрузка потребляет мощность для какой-то своей текущей, сиюминутной деятельности. То есть, как только её отключили — эта деятельность прекратилась; ни о какой зарядке аккумуляторов речи не шло. Соответственно, не было и такой сущности, как блок питания с разъёмом USB — у вас же нет блоков питания с разъёмом COM, LPT или PS/2, так? В результате, согласно спецификациям USB, подключение устройства должно происходить так:

Пока шина USB не активирована — устройство потребляет не более 2,5 мА;

После активации шины (обнаружения хостом устройства и начала обмена данными) устройство имеет право потреблять до 100 мА

Далее устройство должно выполнить инициализацию и передать хосту своё описание, в частности, дескриптор bMaxPower, в котором указано, сколько устройство хочет потреблять

Далее устройство имеет право потреблять от хоста некоторую мощность только в случае, если хост такое потребление подтвердил

bMaxPower — это один байт, единица измерения потребления — 2 мА, соответственно, устройство теоретически могло попросить до 510 мА. В спецификациях USB прописалось число 500 мА.

Для нас здесь важны два пункта:

Устройство не может легально получить в своё распоряжение более 500 мА

Даже для получения 500 мА, согласно спецификациям, требуется обмен данными с хостом

Потом появились смартфоны, телефоны, плееры, планшеты и чёрт в ступе с разъёмом USB, от которого всё это многообразие логично было и заряжать. Для зарядки нам не надо в общем-то ничего, кроме напряжения, поэтому далее появились блоки питания с разъёмом USB, такую зарядку обеспечивающие. Но тут возникла проблема: как устройство поймёт, что оно подключено к блоку питания? Просто по наличию напряжения — нельзя: тогда оно будет считать таким же блоком питания и порт USB в компьютере, и будет потреблять от него свои 500 мА, даже не получив на это разрешения (понятно, что на практике многие устройства так и делали, но вообще-то это — нарушение спецификаций USB). Вставлять в каждый зарядник микроконтроллер, который будет проводить полную инициализацию подключённого устройства? Дорого.

Решение было простое: зарядное устройство (ЗУ) должно подавать на ненужные ему сигнальные линии D+ и D– USB-разъёма что-нибудь такое, чего USB-хост туда не подаёт. Например, можно закоротить эти линии друг на друга или на «плюс» питания (в USB-хосте они через резисторы притянуты к «земле»), а заряжаемое устройство, потыкавшись в них, сможет отличить ЗУ от настоящего хоста. И если видит ЗУ — то врубает зарядку без раздумий, если видит хост — начинает процедуру инициализации.

Никакого стандарта, как именно давать устройству понять, что перед ним ЗУ, на момент появления первых USB ЗУ не было. Поэтому разные производители делали это по-разному.

Мощности устройств и ёмкости их аккумуляторов росли, соответственно, зарядка током 500 мА стала занимать всё больше времени. Ток захотелось поднять. Со стороны ЗУ это сделать несложно — разъём USB физически способен выдержать до 5 А. Но, опять же, как устройство будет понимать, что от этого ЗУ можно брать больше 500 мА? Потому что если не будет — то оно просто будет перегружать (вплоть до выхода из строя) все ЗУ, рассчитанные на 500 мА максимум (а таковых в тот момент было подавляющее большинство).

Решение, опять же, было простым: с контактами D+ и D– в ЗУ можно сделать много такого, чего с ними никогда точно не сделает хост, и по этим их разным состояниям научить устройство определять, к какому ЗУ оно подключено. Например, если на D+ и D– напряжение +5 В, то устройство считает, что его включили в зарядник с током 500 мА, а если +5 В и 2,5 В — что в зарядник с током 1000 мА. Ну и так далее, и тому подобное.

К сожалению, никакого общепринятого стандарта на способ кодирования нагрузочной способности ЗУ не существует по сию пору. Из этого следует, что у разных производителей способы кодирования отличаются, и техника одного производителя может не понимать ЗУ другого. В лёгком (и наиболее частом) случае устройство, не опознавшее мощность ЗУ, просто будет заряжаться от него в безопасном режиме — 500 мА, и время зарядки значительно увеличится по сравнению с родным ЗУ, которое опознаётся правильно. В тяжёлом случае устройство вообще не поймёт, что перед ним ЗУ, и будет пытаться инициализировать порт так, как будто оно воткнуто в полноценный USB-хост (т.к. ему никто не ответит — зарядка просто не пойдёт). В смешном случае устройство решит, что ваше ЗУ способно на большее, чем оно способно на самом деле, и либо убьёт его, либо вгонит в защиту.

Соответственно, если вы покупаете либо родное ЗУ, либо ЗУ пристойного производителя, официально заявленное как совместимое с вашим смартфоном (плеером, планшетом, Tesla Model S или что у вас там будет заряжаться), то вы получаете гарантированную зарядку на той скорости, которую физически может позволить ЗУ и устройство. Если вы покупаете ЗУ, предназначенное для другого устройства, или китайское изделие, предназначенное неизвестно для чего, то во многих случаях вы получаете зарядку током 500 мА независимо от того, что написано на этикетке ЗУ.

Короткий вывод: хотите гарантированной работы — покупайте аксессуары, для которых работа гарантируется!

В настоящее время существует стандарт USB Battery Charging Specification 1.2, описывающий три типа USB-портов — обычный, для зарядки с передачей данных и только для зарядки, а также стандартизированные способы их определения.

К сожалению, хотя он официально разрешает порты зарядки с током до 1,5 А, в объективной реальности он мало что меняет. Во-первых, там по-прежнему нет способов узнать, какую именно мощность умеет отдавать конкретное ЗУ (например, хотя порты типа DCP — Dedicated Charging Port, только для зарядки, без передачи данных — соответствующие USB BC 1.2, обязаны выдавать ток до 1,5 А, но напряжение на них при этом имеет право проседать до 2,0 В), во-вторых, и это ещё важнее, переход на USB BC ломает обратную совместимость ЗУ и устройств у производителей, которые уже использовали свои схемы определения типа ЗУ, причём ломает иногда совсем неприятно для пользователя — в стандарте нет способа определить, соответствует ли ему собственно ЗУ. Поэтому, если вы возьмёте устройство, соответствующее USB BC 1.2 (ток потребления до 1,5 А), и воткнёте в зарядку 5В/1А, у которой закорочены D+ и D– (самый распространённый способ сообщения устройству, что перед ним ЗУ, а не полноценный хост), то оно посчитает, что перед ним USB BC-совместимая зарядка, и начнёт честно жрать из неё свои 1,5 А. Зарядка либо сгорит, либо выключится. В результате производителям и устройств, и зарядок пока что нет никакого резона переходить на стандарт USB Battery Charging — удобнее для всех, включая пользователей, спокойно соблюдать статус кво.

ЗЫ: Взял где взял, обобщил и добавил немного.

Простите за качество некоторых картинок (чем богаты).