Всем привет. Сегодня я подробно расскажу и покажу как меняю micro-USB разъёмы и иную мелочь,на коленках», т.е. в домашних условиях, не имея специального навыка и особых профессиональных дорогостоящих приблуд и веществ. Просто вооружившись вдохновением, всегда выручающим оптимизмом, смекалкой, усидчивостью, терпением и достаточным временем.
Вчера мне принесли на ремонт смартфон Lumia Denim 630 с неисправным гнездом питания, со словами: ,Зарядку показывает — а заряжать не хочет!» Смартфон выглядел монолитным, без винтов и защёлок, подумал было: ,Ну вот — запара! Сейчас придётся отогревать феном!», хотя повозившись оказалось что вскрывается легко, так как внутренности лежат в крышке- ,корытце» которое легко отделяется (на внутренних защёлках). Т.е. разработчиками Nokia всё продумано,по военному». За это им от меня смачный лайк!
Гнездо внешне оказалось в хорошем состоянии, трещин на пайке не обнаружилось, значит как часто бывает неисправность крылась в стёртых контактах внутри разъёма. Решил смело менять на новое. После ремонта разобрал старое гнездо и действительно контакты были в грязи, в,масляном войлоке» и выглядели заюзанными. Сфоткать забыл, а вообще какими бывают убитыми разъёмы, смотрите на приложенном к статье фото.
Верный признак того, что гнездо необходимо менять
Гнезда я покупал на Aли Экспресс ,кучкой» около 100 шт, 10-ти видов, что удобно.
Набор micro-usb гнезд
Подобрал подходящее, но не идентичное, которое пришлось доработать-подпилить.
Гнездо предстоит подогнать
Как оказалось впоследствии при почти внешней схожести гезда, на нём не подходили золочёные контакты по высоте, т.е,парили» над платой! Берите на заметку!
Гнездо подогнал, но не заметил несоответствие оригиналу
Пришлось по новой подбирать гнездо, снова подпиливать, подгонять, так как нужного не было.
Гнездо предстоит подогнать
При подгонке выявился лёгкий перекос гнезда, т.е. раскрытие скрепляющих замков гнезда, которые пришлось поставить на место, пропаять и слегка подогнать к крышке смарта острым ножом.
Гнездо подогнано
А всё потому что заказанные оптом гнёзда дешёвенькие, а значит попроще, из не очень прочного металла, в сравнении с родным гнёздами. Родные гнёзда как правило стоят очень дорого, сделаны добротно, надёжно, но таких на любой случай не напасёшься. Заказывать же родные в Китае и нудно ждать — проблематично. Определился разбирая старое гнездо, взвешивая все за и против, и сравнивая ценники в Али.
Для выпайки я использую специальный термофен , хотя вы можете вполне обойтись и строительным феном, проявляя при этом бдительность и внимательность, чтобы не,поджарить» УсЁ кругоОом.
Паяльный фен
Обязательно закройте все пластмассовые детали, конденсаторы, кондитерсокой фольгой или от шоколада, иначе они могут поплавиться! Тогда кирдык вашему смарту может прийти до обидного внезапно и безисходно! 🙂 Т.е. сначала круговыми движениями прогреваете всю плату, дабы её не повело,пропеллером» от разности температур, а потом уже круговыми движениями греете само гнездо (около 300 градусов, проверяете температурным датчиком мультиметра или обойдясь интуицией и пальцами). Перед прогревом желательно просто пропаять гнездо обычным припоем с флюсом или канифолью (смешать своё олово с заводским, этим облегчив выпайку), так как заводской припой на плате часто бывает безсвинцовым, что вызывает проблемы с выпаиванием гнезда.
Кстати для удобства работы я вполне обхожусь обычным кондитерским силиконовым ковриком, так как профессиональные дороги.
Мой коврик для пайки
Он держит высокие температуры и на нём ничего не скользит, т.е. вещь практичная и уместная. Так же использую специальный держатель плат с,крокодильчиками», с помощью которого удобно фиксирую плату.
Держатель плат
Коврик и держатель приобретал на Али. Вообще вы можете обойтись и без них, включая соображалку. 🙂
После выпайки использую оплётку смоченную флюсом или канифолью, прислоняя её с помощью паяльника и водя ими по дорожкам и отверстиям с оловом, так же заранее смазанных флюсом.
оплетка для удаления припоя
В результате оплётка вбирает в себя весь мешающий припой, оставляя всё вокруг чистым (круто придумано!). Единственное имейте ввиду, не сдерите дорожки и контактные пятаки оплёткой! Такое тоже имеет место быть! Будьте внимательны и не торопитесь!
Забыл сказать что выпаять гнездо паяльником проблематично и рискованно. Конечно при хорошем опыте можно выпаять и изощрённо — с помощью одной бООльшой капли припоя, накрыв ею всё гнездо и смотря на то чтобы не,ушатать» и не прилепить соседние детальки к вашей мега-капле и т.д. Но всё же это мастерски делают люди с набитой рукой и опытом. Ещё как вариант, в мастерских ранее (когда не было фенов, при СССР) изготавливали (покупали) специальные насадки-жала под необходимые разъёмы и гнёзда, которые позволяли подвести тепло ко всем требуемым участкам за раз и легко выпаять. Это был экскурс, но для вас всё же проще термофеном.
Специальные жала
В идеале для пайки мелких деталей в мастерских с успехом используют специальный микроскоп. Я же использую очки-лупа, так как хороший микроскоп мне пока не по карману, а дешёвый брать — только деньги на ветер.
Очки-лупа с подсветкой
Так же для разборки и сборки использую набор часовых отвёрток, их же с удовольствием использую и как удобные мелкие чистилки (от канифоли на плате), ковырялки, толкалки, поддевалки ножек элементов и т.д. Приобрёл в ближайшем строительном магазине, за символическую сумму.
Набор дешёвых часовых отверток
Здорово помогают разновидности пинцетов, приобретённых мной в Али и в,Фикс-прайсе». В важем же случае может пригодится женский косметический пинцет. 🙂
Жало вашего семейного сорокаватного паяльника нужно будет заточить под острым углом и со слегка закруглённым концом, чтобы аккуратно и эффективно подлезать к ножкам гнезда и безболезненно для соседних радиоэлементов.
Заточка жала паяльника
Или просто намотать медную проволоку на жало и использовать её в качестве тонкого жала, в простонародье: ,Минипаяльник на скорую руку»!
Мини паяльник
Желательно купить дешёвый регулятор мощности для светильников, которым вы будете регулировать температуру жала, чтобы канифоль на жале быстро не превращалась в нагар, чтобы не перегреть токопроводящие дорожки и чтобы они не отлетели.
Регулятор мощности светильника
Можно конечно и без регулятора мощности, но тогда придётся паять кратковременными прикосновениями, чтобы не перегреть дорожки и занудно часто чистя жало от чёрных канифольных окислов. И опять же — и это искусство возможного, на грани риска. Решайте сами.
Продолжаем. Перед впаиванием, смыл с платы использованый флюс зубной щёткой смоченной в спирте (можно и водкой, но она не совсем подходит из-за масел), шебурша ею в направлении за края платы, чтобы старый флюс не размазался по плате, улетел с платы и не привёл к корозии соседних медных дорожек. Вообще это по большому счёту касается почти всех флюсов, безотмывных и нейтральных, касается и канифоли, так все они в той или иной степени агрессивны и в той или иной степени испарения оных вредны для здоровья (проветривайте комнату!). Поэтому желательно смывать спиртом, отмывками и т.д., а канифоль соскабливать и промывать спиртом (под канифолью тоже бывает разъедает дорожки!). Далее посмотрел чистые ли и пропаяны ли контактные площадки (много припоя не должно быть, т.е. без горок, просто пропайка, чтобы гнездо ровно легло и припаялось) смазал места паек флюсом (флюс см. на фото), положил его,прицелившись» аккурат на посадочные места, чтобы гнездо потом совпало с задней крышкой и припаял, периодически пополняя жало припоем. Ну или если у вас припой в виде тоненькой проволочки, подносите его к месту пайки с жалом. Если у вас только канифоль то просто набираете жалом припой, потом мокаете его в канифоль и быстренько пока канифоль на жале не превратился в мерзкую чёрную массу из-за перегрева, припаиваете необходимые контактные пятаки к гнезду.
После обязательно проверьте как вы припаяли, всё ли красиво выглядит, не выпирает ли чего, нет ли т.н. ,соплей» между контактными площадками, так как это может вызвать короткое замыкание и чревато более серъёзной поломкой аппарата. Используйте немного оплётку, если жалом соплю убрать не удаётся, она отберёт лишний припой, а под ножкой гнезда олово отсавит. Если всё же чуток останется, тогда смажьте место канифолью и лёгкими движениями посрывайте жалом остатки олова между контактами. Но не переусердствуйте, припой должен быть в виде достаточной капельки, покрывающей контакт, для крепости контакта. Не жалейте флюса (канифоля) чтобы пайка была электропроводящей (а не т.н. ,холодная» или,сухая» пайка, не проводящая ток).
Теперь частично, без винтов, собираем смартфон, подключаем шлейфы, включаем, проверяем на работоспособность, если всё хорошо, зарядка идёт, батарея показывает что накапливает заряд, тогда окончательно собираем привинчивая и закрывая заднюю декоративную крышку.
Для ясности процесса замены гнезда, нарезал вам gif-ки из видео работы профессионала. Смотрите и внимайте.
Большинство современных мобильных телефонов, смартфонов, планшетов и других носимых гаджетов, поддерживает зарядку через гнездо USB mini-USB или micro-USB. Правда до единого стандарта пока далеко и каждая фирма старается сделать распиновку по-своему. Наверное чтоб покупали зарядное именно у неё. Хорошо хоть сам ЮСБ штекер и гнездо сделали стандартным, а также напряжение питания 5 вольт. Так что имея любое зарядное-адаптер, можно теоретически зарядить любой смартфон. Как? и читайте далее.
Распиновка USB разъемов для Nokia, Philips, LG, Samsung, HTC
Бренды Nokia, Philips, LG, Samsung, HTC и многие другие телефоны распознают зарядное устройство только если контакты Data+ и Data- (2-й и 3-й) будут закорочены. Закоротить их можно в гнезде USB_AF зарядного устройства и спокойно заряжать свой телефон через стандартный дата-кабель.
Распиновка USB разъемов на штекере
Если зарядное устройство уже обладает выходным шнуром (вместо выходного гнезда), и вам нужно припаять к нему штекер mini-USB или micro-USB, то не нужно соединить 2 и 3 контакты в самом mini/micro USB. При этом плюс паяете на 1 контакт, а минус - на 5-й (последний).
Распиновка USB разъемов для Iphone
У Айфонов контакты Data+ (2) и Data- (3) должны соединяться с контактом GND (4) через резисторы 50 кОм, а с контактом +5V через резисторы 75 кОм.
Распиновка зарядного разъема Samsung Galaxy
Для заряда Самсунг Галакси в штекере USB micro-BM должен быть установлен резистор 200 кОм между 4 и 5 контактами и перемычка между 2 и 3 контактами.
Распиновка USB разъемов для навигатора Garmin
Для питания или заряда навигатора Garmin требуется особый дата-кабель. Просто для питания навигатора через кабель нужно в штекере mini-USB закоротить 4 и 5 контакты. Для подзаряда нужно соединить 4 и 5 контакты через резистор 18 кОм.
Схемы цоколёвки для зарядки планшетов
Практически любому планшетному компьютеру для заряда требуется большой ток — раза в 2 больше чем смартфону, 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. Поэтому ставится отдельное гнездо (часто круглого типа). Но и его можно адаптировать под мощный ЮСБ источник питания, если спаять вот такой переходник.
Распиновка зарядного гнезда планшета Samsung Galaxy Tab
Для правильного 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+.
Распиновка разъёмов зарядных портов
Вот несколько схем напряжений на контактах USB с указанием номинала резисторов, позволяющих эти напряжения получить. Там, где указано сопротивление 200 Ом нужно ставить перемычку, сопротивление которой не должно превышать это значение.
Классификация портов Charger
- SDP (Standard Downstream Ports) – обмен данными и зарядка, допускает ток до 0,5 A.
- CDP (Charging Downstream Ports) – обмен данными и зарядка, допускает ток до 1,5 A; аппаратное опознавание типа порта (enumeration) производится до подключения гаджетом линий данных (D- и D+) к своему USB-приемопередатчику.
- DCP (Dedicated Charging Ports) – только зарядка, допускает ток до 1,5 A.
- ACA (Accessory Charger Adapter) – декларируется работа PD-OTG в режиме Host (с подключением к PD периферии – USB-Hub, мышка, клавиатура, HDD и с возможностью дополнительного питания), для некоторых устройств – с возможностью зарядки PD во время OTG-сессии.
Как переделать штекер своими руками
Теперь у вас есть схема распиновки всех популярных смартфонов и планшетов, так что если имеете навык работы с паяльником — не будет никаких проблем с переделкой любого стандартного USB-разъема на нужный вашему девайсу тип. Любая стандартная зарядка, которая основывается на использовании USB, предусматривает использование всего лишь двух проводов – это +5В и общий (минусовой) контакт.
Просто берёте любую зарядку-адаптер 220В/5В, от неё отрезаете ЮСБ коннектор. Отрезанный конец полностью освобождается от экрана, в то время как остальные четыре провода зачищаются и залуживаются. Теперь берем кабель с разъемом USB нужного типа, после чего также отрезаем от него лишнее и проводим ту же самую процедуру. Теперь остается просто спаять между собой провода согласно схемы, после чего соединение изолировать каждое отдельно. Полученное в итоге дело сверху заматывается изолентой или скотчем. Можно залить термоклеем — тоже нормальный вариант.
Бонус: все остальные разъёмы (гнёзда) для мобильных телефонов и их распиновка доступны в единой большой таблице — .
Разъемы типа Micro USB встроены во множество современных устройств, однако встречаются и гнезда другого типа - Mini USB, которые требуют отдельного специального кабеля. У многих возникает логичный вопрос: почему бы не заменить гнездо Mini USB на Micro USB.
Легко ли перепаять USB гнездо самостоятельно без паяльной станции, и какие трудности могут возникнуть у человека без опыта ремонта электроники при замене USB разъема.
Рассмотрим процесс замены Mini USB коннектора на Micro USB детально!
Прежде всего стоит знать, что у этих разъемов чаще всего не совпадают ни контактные площадки для припаивания к плате, ни шаг между выводами контактов!
Если эти трудности вас не пугают, и вы все равно решили заменить Mini USB разъем на Micro USB, обязательно позаботьтесь об изоляции всех контактов разъема!
Что касается инструментов, то для самостоятельной замены USB разъема понадобится:
1. Качественный легкоплавкий припой и бескислотный флюс.
2. Оловоотсос хотя бы простейший не обязателен, но желателен! Выпаивать детали с его помощью получится гораздо быстрее!
3. Оплетка для снятия припоя.
4. Средство для промывки плат или обычный спирт. Даже, если вы используете профессиональный безотмывочный флюс, протереть плату после пайки не помешает!
5. Термостойкий каптоновый скотч.
6. Держатель печатных плат хотя бы простейшего типа иметь очень желательно!
7. Паяльная станция или паяльник с термо-стабилизацией! Без них велика вероятность:
- перегрева детали! Перегретые дорожки печатной платы обычно просто отслаиваются!
- её недогрева! Если припой недостаточно пластичен и быстро твердеет, вы рискуете оторвать деталь вместе с контактными площадками печатной платы! Это особенно актуально при замене Micro USB, Mini USB и других аналогичных разъемов!
Процесс замены USB разъема состоит из нескольких этапов:
1. Прежде всего устройство полностью обесточивают, отключив от сети и автономного питания (аккумуляторы обязательно отсоединяют)!
2. Все легкоплавкие детали вблизи разъема обычно защищают от оплавления, заклеивая каптоновым скотчем.
3. На место демонтажа USB разъема наносится бескислотный флюс.
4. Тугоплавкий припой удаляют и наносят легкоплавкий.
Чем больше припоя удастся нанести, тем легче будет выпаять USB разъем паяльником.
5. Равномерно перемещая паяльник, стараются одновременно прогреть все контактные площадки разъема и его выводы.
6. Аккуратно снимают разъем с платы, предварительно убедившись, что припой достаточно нагрет. Лучше снимать разъем керамическим пинцетом, а не обычным металлическим!
7. Все контактные площадки очищают от припоя настолько, чтобы их поверхность стала ровной!
8. Если производится замена разъема Mini USB на Micro USB, и контактные площадки не совпадают, на плату наклеивается каптоновый скотч. Он нужен для предотвращения замыкания!
9. Очень важно точно выставить Micro USB гнездо на плате! Учитывайте, что выступающая металлическая часть Micro USB штекеров бывает разной длины!
Слишком "глубоко" размещенное в корпусе Micro USB гнездо не обеспечит надежного контакта с контактами штекера из-за того, что его пластик просто упрется в корпус! И наоборот слишком близко припаянный разъем может легко сломаться от бокового перекоса при вытаскивании кабеля!
Все выводы разъема нужно обязательно тщательно залудить и убедиться, что припой действительно проник в металл! Если этого не сделать, разъем может просто отвалиться или сместиться при вставке/вытаскивании коннектора!
Точно отпозиционировав USB разъем, припаивают его крепежные выводы.
10. Затем припаивают выводы питания и (если нужно) сигнальные выводы.
Если шаг между ними не совпадает, для соединения обычно используют проводки ("волоски" из тонкого провода). Однако следует учесть, что проводники питания ("+" и "-") должны иметь достаточное сечение!
11. Крепление Micro USB разъема к плате может быть усилено, припаиванием дополнительной скобы из залуженной проволоки (обязательно твердой).
Конечно припаивать её нужно аккуратно, чтобы не расплавить разъем и не залепить припоем его отверстия для фиксации Micro USB штекера!
12. После замены USB разъема тщательно промойте плату от флюса и убедитесь в отсутствии на ней "соплей" (частичек припоя), которые могут стать причиной короткого замыкания! Разумеется все паяные контакты перед сборкой устройства лучше "прозвонить" мультиметром!
Распиновка микро usb разъема — технологический процесс не стоит на месте. Современные модели разнообразных цифровых устройств разительно отличаются от своих более старых собратьев. Изменился не только их внешний вид и внутреннее оснащение, но и способы подсоединения к компьютерам и зарядным устройствам. Если еще лет 5-7 назад многие телефоны и даже фотоаппараты не имели такой возможности. Но на данный момент абсолютно каждый цифровой прибор может быть подключен к персональному компьютеру или ноутбуку. Телефон, проигрыватель, смартфон, планшет, видеокамера, плеер или фотоаппарат – все они оснащены разъемами, которые позволяют подсоединить их к другим устройствам.
Микро USB-разъемы. Виды USB-разъемов, их особенности
Но, как легко заметить, разъем разъему рознь. И купленный вместе с телефоном шнур почему-то нельзя использовать совместно с вашим любимым плеером. В итоге пучок кабелей копится, вы постоянно в них путаетесь и никак не можете понять, почему нельзя было сделать так, чтобы один провод подходил для подключения всех устройств. Но, как известно, так не бывает. Хотя сейчас появился более или менее стандартный разъем, по крайней мере, для смартфонов, телефонов и планшетов. И имя ему – micro-USB. Что это за чудо и как оно работает, как делается распиновка микро usb разъема , мы расскажем ниже.
Микро USB-разъем: что это такое?
Два самых популярных в последнее время разъема — это mini и micro-USB. Названия их говорят сами за себя. Это более маленькие и практичные разработки, которые используются на малогабаритных цифровых устройствах для экономии места и, возможно, для более изящного внешнего вида. Например, разъем микро-USB для планшета почти в 4 раза меньше, чем стандартный USB 2.0., а учитывая, что и само устройство в разы меньше персонального компьютера или даже ноутбука, такой вариант просто идеален. Но есть здесь и свои нюансы.
Например, из большего никогда нельзя сделать меньшее, поэтому микро-USB разъемы нельзя будет заменить даже на mini-USB. Хотя в некоторых случаях обратный процесс допустим. Да и замена микро-USB своими руками вряд ли закончится чем-то хорошим. Уж больно ювелирная это работа, к тому же нужно точно знать как делается распиновка микро usb разъема . Кроме того, под словом “micro” кроется сразу несколько видов разъемов, и об этом нужно помнить. Особенно если вы пытаетесь купить новый провод. Микро-USB вашего планшета может оказаться несовместимым с разъемом на конце кабеля, который вы приобрели.
Разновидности
Микро-USB разъемы могут быть двух абсолютно разных типов. У них разные сферы применения и, соответственно, выглядят они по-разному. Первый вид называется micro-USB 2.0. тип В — он используется в устройствах по умолчанию и является внегласным стандартом для последних моделей смартфонов и планшетов, из-за этого он очень распространен и почти у каждого человека дома есть хотя бы один кабель микро-USB 2.0. типа В.
Второй вид — micro-USB 3.0 — данные разъемы на планшетах не устанавливаются, но могут встречаться на смартфонах и телефонах некоторых марок. Чаще всего их применяют для оснащения внешних жестких накопителей.
Преимущества
Основными достоинствами, которыми обладают микро-USB разъемы для планшетов, можно считать повышенную плотность и надежность крепления штекера. Но этот факт далеко не исключает возможности неполадок именно с этими компонентами, особенно при неумелых попытках сделать ремонт и распиновку микро usb разъема. Чаще всего причиной поломки становится неаккуратность самих владельцев цифровых устройств. Резкие движения, падения планшетов и телефонов на пол или даже асфальт, особенно на ту сторону, где расположен сам разъем, попытки подправить что-то своими руками без соответствующих знаний – вот основные причины, из-за которых даже самые прочные части USB-портов выходят из строя. Но бывает, что это происходит из-за износа устройства, неправильной эксплуатации или заводского брака.
Чаще всего причиной нарушения работы становятся либо сами микро-USB разъемы, либо соседствующие и подсоединенные с ними в цепь детали. Для любого опытного мастера его замена – минутное дело, но в домашних условиях с этим сможет справиться далеко не каждый. Если же вас все-таки интересует, как можно самостоятельно починить разъем микро-USB и как выполняется распиновка микро usb разъема (или, иными словами, распайка). Тогда нужно понимать, что этот процесс хотя и не самый долгий и сложный, если подойти к нему с умом и предварительным чтением соответствующей информации. Несколько советов будет приведено ниже.
Разъем микро-USB: распиновка микро usb разъема
Как известно, с обычными портами и разъемами всё просто - вам нужно всего лишь взять изображение лицевой части их коннектора, но в зеркальном отображении, и спаять. С USB mini- и micro-видов все немного иначе. Их разъемы содержат по 5 контактов, но на разъемах типа В контакт под номером 4 не используется, а на типе А он замкнут с GND, который и занимает пятое место.
Функции «ножек» разъема micro-USB
Так как большинство современных планшетов имеют микро-USB, служащий не только для зарядки, но и для синхронизации, из-за более частого использования разъема проблемы с ним возникают чаще.
Итак, как было сказано выше, обычный микро-USB разъем имеет пять «ног». Одна плюсовая, на пять вольт, а одна минусовая. Находятся они на разных сторонах разъема и, соответственно, меньше страдают при отрыве от материнской платы. Лишь одна «нога» разъема, которая чаще других вырывается с контактной площадки, больше подвергается износу. Находится она ближе к минусовой «ноге». Если этот контакт поврежден, то зарядка устройства невозможна. То есть система может видеть блок питания, но процесс зарядки совершаться не будет.
Оставшиеся две «ножки» отвечают за синхронизацию, то есть за возможность выгружать и загружать фотографии, музыку и т.д. Они выполняют это одновременно, поэтому отрыв одной повлечет за собой прекращение работы второй.
Зная функции «ножек», вы сможете определить, из-за отхождения контактов которых у вас начались проблемы и какие из них вам нужно будет спаять, чтобы вернуть ваш планшет «в строй».
Неправильная распиновка микро usb разъема или некорректная его замена — последствия
Некорректно припаяв микро-USB, владельцы чаще всего сталкиваются со следующими проблемами:
1.
Короткие замыкания блока питания, если они припаяли перевернутый тип.
2.
Планшет определяет зарядный шнур, но аккумулятор (АКБ) не заряжает.
3.
Аккумулятор планшета прекрасно заряжается, но при этом не синхронизируется с ноутбуком или компьютером.
4.
Планшет работает исправно, но иногда»напоминает», что вам следовало бы отнести его в мастерскую, ане паять самостоятельно (например, зарядка начинается не сразу после включения или же иногда шнур нужно вытащить и вставить снова несколько раз перед тем, как начинается зарядка).
Будущее микро-USB
Так как это одни из самых популярных на сегодняшний день портов, то, если вы научитесь менять их однажды и узнаете как делается распиновка микро usb разъема , этот навык будет выручать вас в будущем очень часто. И пускай их не приняли за «золотой стандарт» при разработке телефонов и других цифровых устройств. И нам по-прежнему приходится иметь целую коллекцию проводов специально для ноутбука Acer, для телефона от Samsung, для iPad от Apple и фотоаппарата Nikon, но активное использование микро-разъемов дает надежду, то скоро вместо «букета» у нас на полочке будет лежать один кабель микро-USB, подходящий хотя бы к 90% техники в доме.
Какие бывают разъемы и штекеры USB
Слева Mini USB, справа Micro USB.
Mini USB значительно толще, что не позволяет использовать
его в компактных тонких устройствах.
Micro USB легко узнать по двум зазубринкам,
крепко держащих штекер при подключении.
Три брата одного семейства.
Mini USB и Micro USB значительно тоньше обычного.
С другой стороны «крохи» проигрывают
в надежности старшему товарищу.
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.
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.
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
Распиновка USB 3.0 разъема выглядит следующим образом:
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.
