Распиновка USB разъемов

Немного истории появления USB

Разработка универсальной последовательной шины или USB началась в 1994 году американским инженером индийского происхождения компании Intel Аджай Бхаттом и руководимым им подразделением из специалистов ведущих компьютерных компаний под названием USB-IF (USB Implementers Forum, Inc). В компанию разработчиков порта вошли представители Intel, Compaq, Microsoft, Apple, LSI и Hewlett-Packard. Перед разработчиками стояла задача изобрести универсальный для большинства устройств порт, работающий по принципу Plug&Play (Соедини и Играй), когда устройство после подключения к компьютеру либо начинало работать сразу, либо запускалось после установки необходимого программного обеспечения (драйверов). Новый принцип должен заменить LPT и COM порт, при этом скорость передачи данных должна быть не ниже 115 кбит/с. Кроме того, порт должен был быть параллельным, для организации подключения к нему нескольких источников, а так же позволять использовать подключение устройств на «горячую» без выключения или перезагрузки ПЭВМ.

Первый непромышленный образец USB порта под кодовым индексом 1.0 с возможностью передачи данных до 12 мбит/с. был представлен в конце 1995 – начале 1996 годов. В середине 1998 года порт был доработан автоматическим поддержанием скорости для стабильного соединения и мог работать на скорости 1,5 мбит/с. Его модификация стала USB 1.1. Начиная с середины 1997 года, были выпущены первые материнские платы и устройства с этим разъемом. В 2000 году появился USB 2.0, поддерживающий скорость 480 мбит/сек. Основной принцип разработки – возможность подключения к порту старых устройств на основе USB 1.1. В это же время появляется первая флешка на 8 мегабайт под этот порт. 2008 год с доработками контроллера USB по скорости и мощности ознаменовался выходом 3-й версии порта, с поддержкой передачи данных на скорости до 4,8 Гбит/сек.

Основные понятия и сокращения, применяемые при распиновке USB разъемов

VCC (Voltage at the Common Collector) или Vbus – контакт положительного потенциала источника питания. Для USB устройств составляет +5 Вольт. В радиоэлектрических схемах данная аббревиатура соответствует напряжению питания биполярных NPN и PNP транзисторов.

GND (Ground) или GND_DRAIN – минусовой контакт питания. В аппаратуре (в том числе и материнских платах) соединен с корпусом для защиты от статического электричества и источника внешних электромагнитных помех.

D- (Data -) — информационный контакт с нулевым потенциалом, относительно которого происходит передача данных.

D+ (Data +) – информационный контакт с логической «1», необходимый для передачи данных от хоста (ПЭВМ) к устройству и наоборот. Физически, процесс представляет собой передачу положительных прямоугольных импульсов разной скважности и амплитудой +5 Вольт.

Male – штекер разъема USB, в народе именуемый, как «папа».

Female – гнездо разъема USB или «мама».

Series A, Series B, mini USB, micro-A, micro-B, USB 3.0 – различные модификации разъемов USB устройств.

RX (receive) – прием данных.

TX (transmit) – передача данных.

-StdA_SSRX – отрицательный контакт для приема данных в USB 3.0 в режиме SuperSpeed.

+StdA_SSRX – положительный контакт для приема данных в USB 3.0 в режиме SuperSpeed.

-StdA_SSTX – отрицательный контакт для передачи данных в USB 3.0 в режиме SuperSpeed.

+StdA_SSTX – положительный контакт для передачи данных в USB 3.0 в режиме SuperSpeed.

DPWR – разъем дополнительного питания для устройств USB 3.0.

Распиновка USB разъема

Для спецификаций 1.x и 2.0 распиновкаUSB разъема идентична.

Как видим из рисунка на 1 и 4 ноге присутствует напряжение питания периферии подключаемого устройства, а по контактам 2 и 3 происходит передача информационных данных. В случае использования пятиконтакного разъема micro-USB, то следует руководствоваться следующим рисунком.

Как видим, использование 4 вывода в стандартной спецификации не предусмотрено. Однако, иногда 4 контакт применяется для подачи положительного питания на устройство. Чаще всего, это энергоемкие потребители с током, стремящимся к предельно допустимому для разъема USB 2.0, о чем будет сказано ниже. Согласно стандарту, каждый провод имеет свой цвет. Так плюсовой контакт питания соединен красным проводом, минусовой – черным, сигнал data- идет по белому, а положительный информационный сигнал data+ по зеленому. Кроме того, для защиты устройств от внешнего влияния качественные кабеля используют экранирование металлических частей разъемов посредством замыкания внешней металлизированной оплетки кабеля на корпус. Другими словами, экран кабеля может соединяться с минусом питания разъема (но это условие не обязательное). Использование экрана позволяет улучшить стабильность передачи данных, увеличить скорость и применить большую длину кабеля к устройству.

В случае применения micro-USB – OTG кабеля к планшету, 4-й неиспользуемый контакт соединяется с минусовым проводом. Схема кабеля наглядно представлена рисунком с 4pda. ru. В данном случае категорически запрещено подавать положительное питание на 4-й контакт разъема, что влечет за собой выход из строя либо контроллера USB порта, либо поломку контроллера OTG!

Что касается спецификации USB 2.0 разъема, то ниже представлена таблица основных характеристик.

Режим	Скорость обмена	Максимальный ток	Амплитуда импульсов по шине Data+ и Data-
Низкоскоростной режим с малым потреблением тока (low speed)	1,5 Mb/s(192 KB/s)	100 mA	4.40V – 5.25V
Высокоскоростной режим с малым потреблением тока (Full speed)	12 Mb/s (1,5 MB/s)	100 mA	4.40V – 5.25V
Высокоскоростной режим с большим потреблением тока (High speed)	480 Mb/s (60 MB/s)	500 mA	4.75V – 5.25V
Значение тока в автономном режиме, mA		100 mA
Работа на холостом ходу (без подключения устройств)		500uA

Так же спецификация указывает, что для фильтрации полезного сигнала максимальная емкость между информационной шиной Data и отрицательным контактом питания (массой) допускается применение емкости номиналом до 10uF (минимум 1uF). Больше номинал конденсатора использовать не рекомендуется, поскольку на скоростях, близких к максимальным, происходит затягивание фронтов импульсов, что приводит к потере скоростных характеристик USB порта.

При подключении внешних разъемов USB портов к материнской плате стоит особое внимание уделить к правильности соединения проводов, поскольку не так страшно перепутать информационные сигналы Data – и Data+, сколько опасно поменять местами питающие провода. В этом случае из опыта ремонта электронного оборудования чаще приходит в негодность подключаемое устройство! Схему соединений необходимо смотреть в инструкции к материнской плате.

Остается добавить, что для реализации кабелей подключаемых устройств разъема USB 2.0 утвержден стандарт сечений каждого провода в шнуре.

AWG	Максимальная длина	Диаметр, мм.	Сечение , мм2
28	0,81 м.	0,321	0,081
26	1,31 м.	0,405	0,128
24	2,08 м.	0,511	0,205
22	3,33 м.	0,644	0,325
20	5,00 м.	0,812	0,517

В качестве AWG выступает американская система маркировки сечения провода.

Теперь перейдем к рассмотрению порта USB 3.0

Вторым названием USB 3.0 порта есть USB Super Speed, за счет возросшей скорости передачи данных до 5 Гб/сек. Для увеличения скоростных показателей инженеры применили полнодуплексную (двупроводную) передачу, как отправленных данных, так и принимаемых. За счет этого в разъеме появилось 4 дополнительных контакта -/+ StdA_SSRX и -/+StdA_SSTX. Кроме того, возросшие скорости потребовали применения нового типа контроллера с большим энергопотреблением, что привело к необходимости использования дополнительных контактов питания в USB 3.0 разъеме (DPWR и DGND). Новый тип разъема стал именоваться, как USB Powered B. В отступлении скажем, что первые китайские флешки под этот разъем были выполнены в корпусах без учета тепловых характеристик их контроллеров и, как результат, сильно грелись и выходили из строя.

Практическая реализация USB 3.0 порта позволила достигнуть скорости обмена данными на уровне 380Мбайт/cек. Для сравнения порт SATA II (подключение жестких дисков) способен передавать данные на скорости 250Мбайт/cек. Применение дополнительного питания позволило использовать на гнезде устройства с максимальным потреблением тока до 900mA. Так может подключиться либо одно устройство, либо до 6 гаджетов с потреблением по 150mA. При этом минимальное напряжение работы подключаемого устройства может снижаться до 4V. В следствие увеличения мощности разъема инженерам пришлось ограничить длину USB 3.0 кабеля до 3м., что является несомненным минусом данного порта. Ниже мы приводим стандартную спецификацию порта USB 3.0

Режим	Скорость обмена	Максимальный ток	Амплитуда импульсов по шине Data+ и Data-
Высокоскоростной режим (Super speed)	4,8 Gb/s (600 MB/s)	900 mA	4.00V – 5.25V
Значение тока в автономном режиме, mA		150 mA
Работа на холостом ходу (без подключения устройств)		2. 5mA

Распиновка USB 3.0 разъема выглядит следующим образом:

№ конт.	Назначение	Цвет провода
1	Vbus	Красный
2	D-	Белый
3	D+	Зеленый
4	GND	Черный
5	StdA_SSTX-	Голубой
6	StdA_SSTX+	Желтый
7	GND_DRAIN	Масса
8	StdA_SSRX-	Сиреневый
9	StdA_SSRX+	Оранжевый
Shell	Экранирование	Экран

№ конт.	Назначение	Цвет провода
1	Vbus	Красный
2	D-	Белый
3	D+	Зеленый
4	GND	Черный
5	StdA_SSTX-	Сиреневый
6	StdA_SSTX+	Желтый
7	GND_DRAIN	Масса
8	StdA_SSRX-	Сиреневый
9	StdA_SSRX+	Оранжевый
10	DPWR	Красный
Shell	Экранирование	Экран
11	ЭGND_D	Масса питания

№ конт.	Назначение	Цвет провода
1	Vbus	Красный
2	D-	Белый
3	D+	Зеленый
4	ID	Не используется
5	GND	Черный
6	StdA_SSTX-	Голубой
7	StdA_SSTX+	Желтый
8	GND_D	Масса питания
9	StdA_SSRX-	Сиреневый
10	StdA_SSRX+	Оранжевый
Shell	Экранирование	Экран

Полной программной поддержкой спецификации USB 3.0 обладает операционная система начиная с Windows 8, MacBook Air и MacBook Pro последних версий и Linux с версии ядра 2.6.31. За счет применения в разъеме USB 3.0 Powered-B двух дополнительных контактов питания, возможно подключение устройств с нагрузочной способностью до 1А.

USB 3.0 Распайка и характеристики

Содержание

• 1 Вилка и розетка типа A (USB-хост или Хаб)
• 2
• 3 Распиновка коннекторов USB 3. 0 A -типа
• 4
  • 4.1 Расположение контактов на розетке USB 3.0 A-типа
• 5 Распиновка коннекторов USB 3.0 B -типа
  • 5.1 Расположение контактов на розетке USB 3.0 B-типа
• 6 Распиновка коннекторов USB 3.0 Micro-B‎-типа
  • 6.1 Расположение контактов вилки USB 3.0 Micro-B
  • 6.2  
• 7 Распиновка коннекторов USB 3.0 Powered-B
  • 7.1 Дополнительные контакты питания розетки USB 3.0 Powered-B
• 8 Разъем USB 3.0 Micro-AB

Руководствуясь соображениями обратной совместимости с USB 2.0, при проектировании вилок и розеток USB 3.0 была применена концепция «усовершенствования» (upgrade) возможности разъёмов за счёт добавления к уже существующей USB 2.0 части коннекторов дополнительной группы контактов, обслуживающих шину SuperSpeed USB. То есть устройства и кабели USB 2.0 подключить к разъёму SuperSpeed USB 3.0 можно, а вот наоборот – уже нельзя.

 

USB 3. 0 коннекторы типа A (USB 3.0 Type A connectors) – установлены на сторое хост-устройста – компьютера или хаба) и разъёмы USB 3.0 типа B (USB 3.0 Type B connectors) – установлены на USB 3.0 переферии.

 

Кроме них, существует ещё два типа разъёмов USB 3.0 – это семейство коннекторов USB 3.0 Micro (предназначены для мобильных устройств) и новый тип USB 3.0 Powered-B (обеспечивает дополнительным питанием подключённые к ниму устройства).

 

Вилка и розетка типа A (USB-хост или Хаб)

 

Стандарт USB 3.0 обратно совместим с USB 2.0, то есть вилки кажутся такими же, как и обычные вилки типа A. Контакты USB 2.0 остались на прежнем месте, но в глубине разъёма теперь располагаются пять новых контактов. Это означает, что вам нужно полностью вставлять вилку USB 3.0 в порт USB 3.0, чтобы удостовериться в режиме работы USB 3. 0, для которого требуются дополнительные контакты. Иначе вы получите скорость USB 2.0. USB Implementers Forum рекомендует производителям использовать цветовое кодирование Pantone 300° C на внутренней части разъёма.

Распиновка коннекторов USB 3.0 A -типа

  

 

Расположение контактов на розетке USB 3.0 A-типа

1	VBUS (VCC)	Красный
2	D-	Белый
3	D+	Зелёный
4	GND	Чёрный
5	StdA_SSTX-	Синий
6	StdA_SSTX+	Жёлтый
7	GND_DRAIN	ЗЕМЛЯ
8	StdA_SSRX-	Фиолетовый
9	StdA_SSRX+	Оранжевый
Экран	Оплётка	Экран коннектора

Распиновка коннекторов USB 3.

0 B -типа

 

Расположение контактов на розетке USB 3.0 B-типа

1	VBUS	Красный
2	D-	Белый
3	D+	Зелёный
4	GND	Чёрный
5	StdA_SSTX-	Синий
6	StdA_SSTX+	Жёлтый
7	GND_DRAIN	ЗЕМЛЯ
8	StdA_SSRX-	Фиолетовый
9	StdA_SSRX+	Оранжевый
Shell	Оплётка	Экран разъёма

 

У разъёмов для мобильных устройств изменения более заметны.

Старый разъём Micro-B USB 2.0 имел ширину 6,86 мм, однако теперь ширина разъёма USB 3.0 Micro-B для мобильных телефонов, плееров и смартфонов увеличилась до 12,25 мм. Опять же, разъёмы были сделаны таким образом, чтобы обеспечить совместимость c USB 2.0.

 

Распиновка коннекторов USB 3.0 Micro-B‎-типа

  

 

Расположение контактов вилки USB 3.0 Micro-B

1	VBUS	Красный
2	D-	Белый
3	D+	Зелёный
4	ID	не подключён
5	GND	Чёрный
6	StdA_SSTX-	Синий
7	StdA_SSTX+	Жёлтый
8	GND_DRAIN	ЗЕМЛЯ
9	StdA_SSRX-	Фиолетовый
10	StdA_SSRX+	Оранжевый
Shell	Оплётка	Экран разъёма

Также существуют разъёмы USB 3. 0 Micro ещё двух типов: вилка USB 3.0 Micro-A и розетка USB 3.0 Micro-AB. Визуально отличаются от USB 3.0 Micro-B «прямоугольной» (не срезанной) частью разъёма с USB 2.0 контактами, что позволяет избежать подключения вилки Micro-A в розетку Micro-B, а розетку Micro-AB делает совместимой с обеими вилками.

Розетка Micro-AB будет применяться в мобильных устройствах, имеющих бортовой USB 3.0 host контроллер. Для идентификации режима хост/клиент используется пин 4 (ID) – в вилке Micro-A он замкнут на «землю».

Распиновка коннекторов USB 3.0 Powered-B

Новый разъём USB 3.0 Powered-B спроектирован с использованием двух дополнительных контактов, что позволяет устройствам предоставлять до 1000 мА другому устройству, например адаптеру Wireless USB. Это позволяет избежать необходимости в источнике питания для устройства, подключаемого к Wireless USB адаптеру, делая ещё один шаг к идеальной системе беспроводной связи (без отдельного питания). При обычных проводных подключениях к хосту или хабу эти два дополнительных контакта не используются.

Разъем USB 3.0 Powered-B по своему формфактору полностью совместим с разъемом USB 3.0 типа В, но отличается от него наличием двух дополнительных контактов питания (DPWR и DGND) и двух дополнительных проводов в USB-кабеле, что позволяет давать питание USB-адаптерам без необходимости подключения их к сети.
В гнездовой разъем USB 3.0 Powered-B мож­но вставлять штепсельный разъем USB 3.0 Pow­ered-B, разъем USB 3.0 типа В и USB 2.0 типа В. Всего в разъеме USB 3.0 Powered-B имеется 11 контактов

Дополнительные контакты питания розетки USB 3.0 Powered-B

 

1	VBUS	+5V Питание
2	USB D-	USB 2.0 данные
3	USB D+
4	GND	Земля
8	StdA_SSRX-	SuperSpeed приём
9	StdA_SSRX+	SuperSpeed приём
7	GND_DRAIN	Земля
5	StdA_SSTX-	SuperSpeed передача
6	StdA_SSTX+	SuperSpeed передача
10	DPWR	Дополнительное питание на устройство
11	DGND	Земля питания устройства

 

Разъем USB 3. 0 Micro-AB

Гнездовой разъем USB 3.0 Micro-AB будет ис­пользоваться только в устройствах, поддержи­вающих стандарт OTG (On-The-Go) (собственно, как и разъем USB 2.0 Micro-AB). В гнездовой разъем LJSB 3.0 Micro-AB можно будет вставлять штепсельные разъемы USB 3.0 Micro-B, USB 3.0 Micro-A, USB 2.0 Micro-B и USB 2.0 Micro-A. А вот гнездовой разъем USB 2.0 Micro-AB будет совместим только со штепсельными разъемами USB 2.0 Micro-B и USB 2.0 Micro-A.

РЕШЕНО: Отломилась контактная площадка для USB-порта — Samsung Galaxy Xcover 3

5

Защищенный смартфон линейки Galaxy, выпущенный в апреле 2015 года.

12 вопросов Посмотреть все

Лоренц @лоребу

Рем: 11

Опубликовано: 11 сентября 2019 г.

Опции

• Постоянная ссылка
• История
• Подписаться

Всем привет!

Нашел в мусорке samsung galaxy xcover 3, который запускался, но не заряжался при подключении кабеля питания. Решил попробовать починить, потому что действительно мог бы пользоваться «новым» телефоном. К моему разочарованию, я обнаружил, что USB-порт телефона припаян прямо к материнской плате. Я подумал, что стоит попробовать (хотя раньше я никогда не паял smd) и купил новый порт. Разборка прошла успешно, и я снял дигитайзер и ЖК-дисплей, не повредив их. Но выпаивать порт было очень грязно. К моему удивлению, телефон все еще включался и, кажется, работал нормально после того, как мне наконец удалось отключить порт, я мог бы поклясться, что уже замуровал его.

Распайка, должно быть, заняла около часа, лол. После очистки флюсового припоя я увидел, что одной контактной площадки не хватает. Кто-нибудь знает, для чего был этот контакт и есть ли какие-либо изменения в его исправлении? что произойдет, если этот один контакт просто не будет подключен? Вот фото контактов:

Ответил! Посмотреть ответ У меня тоже есть эта проблема

Хороший вопрос?

Да №

Оценка 0

Отмена

Выбранное решение

старая турция03 @oldturkey03

Респ: 738.8k

956

852

2,3к

Опубликовано: 11 сентября 2019 г.

Опции

• Постоянная ссылка
• История

@lorebu в настоящее время единственный способ определить, за что отвечает эта конкретная площадка, — это правильно заменить разъем, а затем попробовать. Samsung определил этот контакт как «Customer_use», и что это означает, неясно

Дайте кому-нибудь возможность припаять это правильно, так как это может быть просто полезный телефон 🙂

Был ли этот ответ полезен?

Да №

Оценка 2

Отменить

эдигитком @edigitcom

Реп: 311

Опубликовано: 11 сентября 2019 г.

Опции

• Постоянная ссылка
• История

Привет

Увеличиваю как могу, похоже никуда не денется>

Но могу ошибаться

Плохая пайка сами знаете

Советую отнести в ремонт магазин, занимающийся микропайкой. Они смогут лучше осмотреть контактную площадку, чтобы убедиться, что она OL (обрыв цепи) или подключена к другой части платы

Мне не удалось найти разводку платы или схемы для этой модели телефона. Если бы мы могли быстро узнать, где находится эта площадка

Был ли этот ответ полезен?

Да №

Оценка 1

Отмена

Инструкции / Отпайка разъема USB / Отпайка разъема micro USB для зарядки.

Коннектор Desoldar USB. — Отпайка разъема для зарядки micro USB.

Руководство со всеми необходимыми шагами для замены разъема зарядки micro USB самостоятельно, отсоединив его от материнской платы.

Сложность

1

2

3

4

5

УчебникиДругие устройстваДругоеВыпаивание разъема USBВыпаивание разъема зарядки micro USB.

Для этого урока вам потребуются следующие запасные части и инструменты

Универсальный разъем Micro USB для зарядки, данных и аксессуаров

1,24 €

Estación de soldadura Digital Doble, Баку 601D SMD

50,16 €

Паяльная станция SMD Баку 702В

62,27 €

Проволочный припой с оловянно-свинцовым сердечником 0,4 мм, сердечник из канифоли, 100 г

4,73 €

Флюс для макаронных изделий SMD

3,44 €

Смола БАКУ БК-220

2,54 €

Сетка для удаления остатков олова CP-2515

3,24 €

Тушь для ресниц с сольдадурой для защиты компонентов

29,57 €

Вы хотите, чтобы это руководство работало в автономном режиме?
Щелкните здесь и загрузите в формате PDF.

Учебное пособие: шаг за шагом

Шаг 1 Отпайка зарядного разъема micro USB

Типичной неисправностью, особенно в планшетах, является зарядный разъем micro USB. Это не обеспечивает хорошего контакта, и оборудование не заряжается из-за натяжения кабеля или из-за износа, вызванного нормальным использованием.

В этом руководстве мы объясним, как отпаять разъем нагрузки материнской платы, хотя он подходит для большего количества компонентов.

Шаг 2 Защитите элементы материнской платы.

Десольдадура поверхностного монтажа изготавливается с помощью горячего воздуха. Чтобы воздух не плавился и даже не вызывал повреждений в других близлежащих компонентах, мы нанесем демонтажную маску.

Нанесите обильный слой вокруг компонента, подлежащего отпайке, покрывая все близлежащие компоненты, которые могут быть повреждены или отпаяны.

Шаг 3.

Нанесите флюс

Мы наносим немного флюса на клеммы разъема, который нужно отпаять. Флюс будет притягивать олово к месту сварки.

Шаг 4 Desoldadura SMD

Чтобы отпаять компонент горячим воздухом, направьте сопло непосредственно на разъем. Одновременно удерживаем выпаиваемый компонент SMD-пинцетом и очень осторожно тянем.

Этап 5

В тот момент, когда олово достигнет температуры плавления, компонент упадет без усилия.

Обратите внимание, что маска сгорела от жара, благодаря этому компоненты, которые она покрывает, целы.

Шаг 6

Удалите остатки сгоревшей маски.

Шаг 7

Наконец, очистите флюс спиртом.

Краткое содержание видеоурока

В этом видео вы можете просмотреть краткое изложение руководства, но мы рекомендуем следовать полному руководству, с пояснениями и подробными изображениями.