Cómo funciona el conector USB. Reparación de un cable USB en la rodilla.

Actualmente, todos los dispositivos móviles y aparatos eléctricos de escritorio tienen puertos de datos en su arsenal. Los dispositivos modernos no sólo pueden intercambiar información a través de USB o micro USB, sino también para cargar baterías. Para realizar una correcta asignación de pines de los contactos, primero debe estudiar los diagramas y colores de los cables.

Colores de los cables del cable USB

Diagrama de conectores para USB 2.0

En el diagrama puedes ver varios conectores que se diferencian entre sí según una determinada característica. Por ejemplo, un dispositivo activo (alimentación) se designa con la letra A y un dispositivo pasivo (conectado) se designa con la letra B. Los dispositivos activos incluyen computadoras y hosts, mientras que los dispositivos pasivos incluyen impresoras, escáneres y otros dispositivos. También es habitual separar los conectores por género: M (macho) o “macho” es el enchufe, y F (hembra) o “hembra” es el conector hembra. Hay formatos por tamaño: mini, micro y sin marcar. Por ejemplo, si encuentra la designación " Micro-VM USB", esto significa que el enchufe está diseñado para conectarse a un dispositivo pasivo utilizando el formato micro.

Para fijar enchufes y enchufes, necesitará conocimientos sobre el propósito de los cables de un cable USB:

1. El VBUS rojo (“más”) transporta un voltaje constante de 5 voltios con respecto a GND. El valor mínimo de corriente eléctrica para ello es de 500 mA;
2. el cable blanco está conectado al negativo (D-);
3. el cable verde está conectado al “más” (D+);
4. El color negro del cable significa que el voltaje que contiene es de 0 voltios, lleva una carga negativa y se utiliza como conexión a tierra.

En los formatos mini y micro, los conectores contienen cinco contactos cada uno: cables rojo, negro, blanco y verde, así como ID (que en los conectores del tipo A está en cortocircuito a GND, y en los conectores B no se usa en absoluto).

A veces puedes encontrar un cable blindado desnudo en el cable USB. Este cable no tiene número.

Si utiliza una mesa en su trabajo, el conector que contiene se muestra desde el lado exterior (de trabajo). Las partes aislantes del conector son de color gris claro, las partes metálicas son de color gris oscuro y las cavidades están marcadas en blanco.

Para realizar el cableado USB correcto es necesario reflejar la imagen de la parte frontal del conector.

Los conectores para formatos mini y micro USB constan de cinco contactos. Por lo tanto, el cuarto contacto en los conectores tipo B no será necesario utilizarlo en funcionamiento. Este contacto en los conectores tipo A se conecta a GND y el quinto se utiliza para el propio GND.

Como resultado de algunas manipulaciones simples, puedes hacerlo tú mismo.

Cableado USB versión 3.0 se diferencia por la adición de cuatro cables de colores y conexión a tierra adicional. Debido a esto, el cable USB 3.0 notablemente más grueso que su hermano menor.

Esquemas para conectar dispositivos USB entre sí y cablear los enchufes del dispositivo:

Circuitos de lectura: inductor, bobina, condensador. Práctico cortador de franjas para transformadores. Regulador de calentamiento de soldador con indicador de potencia. Reparación de ventiladores domésticos. Sensor de presión casero

¡Saludos a mis lectores! Hoy vuelve a aparecer la sección “Del Maestro Sergei”. Le mostraremos cómo realizar una reparación económica de un cable USB-micro USB con sus propias manos. Lo que tenemos al principio es un cable con conector micro USB que no funciona. El dueño del cable tiene poco dinero, por lo que pidió ayuda para conseguir algunas monedas. ¡Veamos qué podemos hacer!

Mucha gente cree que estos conectores no son separables. ¡Así es! Pero el ingenio ruso trabaja constantemente, por lo que abrir el conector con un bisturí afilado a lo largo de la costura de fusión no tomó mucho tiempo.

A continuación, todo lo que tenemos que hacer es pelar los cables del cable que se está reparando y, de acuerdo con el pinout del conector USB, soldarlo a un conector que funcione correctamente y que se haya desmontado con éxito. A continuación se muestra la distribución de pines del cable microUSB-USB sin OTG y con él, nada complicado.

Soldar un nuevo conector

La foto muestra cómo se deben soldar los cables al conector según el color de la trenza.

Nos comprobamos con un voltímetro: conectamos el USB al cargador y medimos la tensión de alimentación + 5 V. Todo está bien.

La interfaz USB (Universal Serial Bus) se ha utilizado activamente durante dos décadas y durante este tiempo se han creado varios estándares. Esto sucedió por primera vez en 1997, cuando apareció el conector correspondiente en las placas base. Hoy hablaremos sobre estándares USB y distribución de pines, pero primero debes resaltar los beneficios llantas.

Uno de los principales es el soporte Plug & Play. Ahora, después de conectar el dispositivo, ya no necesitará instalar manualmente los controladores necesarios y reiniciar la computadora personal.

El bus no sólo permite transferir información, sino que también proporciona energía al dispositivo conectado. Como resultado surgió la oportunidad crear redes móviles y tarjetas de sonido, así como otros tipos de controladores.

Versiones USB

Actualmente creado 3 estándares esta interfaz. Las principales diferencias entre ellos no son la distribución de pines del conector USB, sino la velocidad del intercambio de información. Al mismo tiempo, se garantiza la compatibilidad de las nuevas versiones con las anteriores, lo que hace la vida mucho más fácil a los usuarios.

Tipo 1.1

Esta norma es capaz de proporcionar velocidad de transmisión información hasta 12 Mb/s. En el momento de su creación, este era un buen indicador, pero aún existía una interfaz más rápida: IEEE 1394 o FireWire (hasta 400 Mb/s), desarrollada por Apple. Sin embargo, USB 1.1 se generalizó bastante y se utilizó durante varios años.

Entre las principales características de esta especificación cabe destacar:

• Posibilidad de conectar más de 100 dispositivos, incluidos hubs.
• Longitud máxima del cable 3 m.
• El voltaje del bus es de 5 V y la corriente de carga es de 0,5 A.

Tipo 2.0

Con la llegada de dispositivos complejos, como las cámaras digitales, surgió la necesidad de una interfaz más rápida. El resultado fue la versión USB 2.0, que proporcionaba velocidades de transferencia de información de hasta 480 Mb/s. Disponibilidad compatibilidad de hardware con el estándar 1.1 se permite utilizar dispositivos más antiguos, pero el rendimiento del bus en esta situación se reduce drásticamente.

Hay que tener en cuenta que el rendimiento real del USB 2.0 difiere significativamente del especificado en la especificación. Esto se debe a la implementación de un protocolo que permite retrasos en la transmisión de paquetes de datos. En los últimos años han aparecido muchos dispositivos cuyo funcionamiento normal requería una gran rendimiento neumático.

Tipo 3.0

Se trata de un nuevo estándar, cuya distribución masiva comenzó en 2010. Le permite transferir información a velocidades de hasta 5 Gb/s. Aunque el pinout del conector USB 3.0 tiene algunas diferencias con respecto a la 2ª versión, son totalmente compatibles. Para distinguir los conectores de estos estándares, las tomas y enchufes USB 3.0 están marcados en azul.

También hay ciertas inconsistencias en el cableado de conectores. La corriente nominal se ha aumentado a 0,9 A. Como resultado, ha aumentado el número de dispositivos periféricos, cuyo funcionamiento ya no requiere una fuente de alimentación independiente. Tienen su propia clasificación y conectores USB:

• El tipo A está diseñado para conectarse a un zócalo instalado en la placa base o el concentrador de la computadora.
• El tipo B se utiliza en dispositivos periféricos (impresoras).

Los conectores del segundo tipo son bastante grandes y no se pueden instalar en dispositivos portátiles. Para corregir la situación, se crearon estándares micro y mini USB.

Distribución de pines de los conectores USB 2.0 (tipos A y B)

Dado que los conectores de las primeras versiones del bus serie universal no son físicamente diferentes, basta con conocer el cableado del último estándar. El primer contacto recibe alimentación de 5 V y el segundo y tercer cable se utilizan para transmitir la señal. La distribución de pines del cable USB por color es la siguiente:

• 1 - rojo.
• 2 - blanco.
• 3 - verde.
• 4 - negro.

Distribución de pines del conector USB 3.0

En la última versión del estándar, en lugar de 4 contactos, se utilizan 9. El esquema de color del cableado se muestra en la figura y tiene este aspecto:

• La asignación de los pines 1 a 4 es similar a la versión anterior.
• Los cables 5-6 y 8-9 se utilizan respectivamente para transmitir/recibir datos a través del protocolo Super Speed.
• 7 - masa de cables de señal.

Los conectores tipo B versión 3.0 no son compatibles con estándares anteriores.

La distribución de pines del mini-USB es similar a la del micro, pero en la tercera versión de la interfaz solo se utiliza el último tipo de conector. Micro-USB 2.0 tiene 5 contactos, sin embargo, solo se utilizan 4 en la última versión, la cantidad de cables se ha duplicado. Los contactos 1-5 realizan las mismas funciones que en los conectores de la norma anterior, y el resto están diseñados para solucionar las siguientes tareas:

• 6−7 y 9−10 - respectivamente para transmitir/recibir datos a través de un protocolo de alta velocidad.
• 8 - tierra de los cables de información.

Configuración de pines micro USB para cargar

Aunque todos los dispositivos móviles se cargan a través de USB, no existe un estándar único y cada fabricante ha desarrollado su propio esquema. Puede utilizar cualquier adaptador de corriente para recargar la batería. Por ejemplo, en un iPhone, para ello es necesario conectar los pines 2, 3 a 4 mediante una resistencia con una resistencia nominal de 50 kOhm y de 5 a 75 kOhm. El principal competidor, Samsung Galaxy, tiene una configuración de pines más simple del conector de carga micro-USB. Deberá colocar un puente entre los pines 2 y 3 y conectar el 4 al 5 con una resistencia de 200 kOhm.

Trajeron una tableta china con las palabras "no cargando".

Después de enchufar el cargador en el conector, inmediatamente me di cuenta de que el conector simplemente había sido arrancado de la placa. La avería más común. Bueno, comencemos a diseccionar a nuestro cliente. Para ello, nos asomamos con mirada tenaz por el perímetro de la tablet y buscamos los tornillos que la sujetan. Sin pensarlo mucho, desenroscamos estos tornillos.

¡Voilá!

No veo el sentido de desmontar dónde se encuentran el chip de memoria, el procesador y otros microchips, ya que básicamente reparar una tableta implica reemplazar la pantalla táctil, la pantalla y los conectores.

Y aquí está el conector de carga micro-USB. Eso es lo que necesitamos reemplazar.

Ahora necesitamos conseguir el tablero. Desatornille todos los tornillos que lo sujetan en su lugar. Retiramos también todos los cables que van a la placa. Para hacer esto, levante el cierre con el dedo.

Si los cables estorban, los desoldamos también. Sólo desoldé la batería. Como nuestro conector fue arrancado con carne y roto, lo tiramos inmediatamente a la basura. Empezamos a limpiar el asiento del nuevo conector. Para eliminar la soldadura en los orificios pasantes, necesitamos una aleación de madera o rosa de bajo punto de fusión. Para empezar, estañe generosamente los agujeros con esta aleación y no olvide cubrirlos también con fundente en gel. Calentamos el orificio pasante junto con la aleación con un soldador y luego, con fuerza, usando una bomba desoldadora, sacamos toda la soldadura del orificio.

La punta de goma para la bomba desoldadora la tomé de una vieja radio de coche con CD. No sé qué hacen allí, pero incluso hay dos allí.

Ahora eliminamos todo el exceso de soldadura de las almohadillas de contacto (puntos) usando una trenza de cobre y un soldador calentado.

Después de este procedimiento en los contactos de señal utilizando un soldador, soldadura y fundente en gel, debemos dejar tubérculos de soldadura en cada almohadilla de contacto. Aunque esta foto es de una reparación diferente, el ejemplo debería verse así:

Ahora tomamos un conector nuevo y lubricamos sus contactos con fundente LTI-120.

Un poco sobre los conectores... ¡Hay un montón de estos conectores micro USB! Casi todos los fabricantes de tabletas, teléfonos y otras tonterías utilizan sus propios conectores micro USB. Pero aun así encontré una salida ;-). Fui a Aliexpress y me compré un juego completo de una vez. Aquí enlace. Pero ahora tengo todo tipo de conectores para móviles y tablets chinos ;-)

Una vez untado el conector estañamos sus contactos con soldadura. Lo principal aquí es no exagerar, de lo contrario el conector no encajará en los orificios pasantes de la placa.

Todo lo demás es sencillo. Insertamos el conector, soldamos los contactos pasantes en el otro lado y luego lubricamos generosamente los contactos de señal del conector con fundente de gel y presionamos cada contacto con la punta de una punta. (Lo siento, es un inconveniente tomar una foto, ya que solo tengo dos manos y no había nadie cerca)

y luego limpiamos el conector de caca y depósitos de carbón.

Hacemos todo como estaba y revisamos la tableta:

La carga está en curso. Esto completa la reparación de la tableta.

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Bus serie universal o USB para abreviar

Universal Serial Bus, o USB para abreviar, se utiliza activamente en la tecnología informática digital moderna. Actualmente se utilizan las versiones USB 1.1 y USB 2.0. La versión USB 2.0 es compatible con versiones anteriores y posteriores de USB 1.1. En otras palabras, los dispositivos con USB 2.0 funcionan correctamente con ordenadores equipados con USB 1.1 y viceversa. Todos los cables y conectores USB 1.1 y USB 2.0 son iguales.

USB

USB(abreviatura del término inglés Autobús serie universal - "bus serie universal", pronunciado "u-es-bee") - una interfaz de transferencia de datos en serie para dispositivos periféricos de baja y media velocidad en tecnología informática digital.

Bus serie universal (USB): el “bus serie universal” tiene su propia designación especial, es decir, su propio símbolo gráfico especial.

símbolo USB

El símbolo USB está representado por cuatro formas geométricas: un círculo grande, un círculo pequeño, un triángulo y un cuadrado, ubicados en los extremos de un diagrama de bloques en forma de árbol. El símbolo USB se puede aplicar a carcasas de equipos, conectores y dispositivos.

USB 2.0 se diferencia de USB 1.1 al introducir el modo de alta velocidad. USB 2.0 High Speed ​​tiene su propio logo.

Logotipo USB 2.0 de alta velocidad impreso en el lector de tarjetas

Fig.1. Ejemplo de un cable USB. Los símbolos USB en los conectores son claramente visibles

Para conectar dispositivos periféricos al bus USB se utiliza un cable especial de cuatro hilos, dos hilos (par trenzado) en la conexión diferencial se utilizan para el intercambio de datos y los otros dos para alimentar el dispositivo periférico, ver Fig. 2.

Fig.2. Cable USB con parámetros principales marcados.

USB le permite conectar dispositivos periféricos sin su propia fuente de alimentación (la corriente máxima consumida por el dispositivo a través de las líneas de alimentación del bus USB no debe exceder los 500 mA), consulte la Fig. 3.

Fig.3. USB tiene sus propias líneas de alimentación, esto le permite conectar periféricos
Dispositivos sin fuente propia, por ejemplo, un disco duro externo.

Un controlador de bus USB le permite conectar hasta 127 dispositivos en una topología en estrella, incluidos concentradores. En un bus USB puede haber hasta 127 dispositivos y hasta 5 niveles de concentradores en cascada, sin contar el raíz.

Gracias a su versatilidad, el USB está sustituyendo poco a poco a puertos como COM y LPT. Afortunadamente, los fabricantes de impresoras y escáneres prevén el funcionamiento de sus dispositivos con USB y proporcionan los conectores adecuados. Además, están surgiendo nuevos dispositivos USB no tradicionales, como los reproductores MP3 compactos. La conexión a USB le permite no solo copiar archivos de música a dichos reproductores, sino que también carga la batería incorporada, lo que garantiza el funcionamiento autónomo del reproductor.

Cable USB

El cable USB tiene una trenza de cuatro núcleos y consta de 4 conductores de cobre: ​​2 conductores de alimentación y 2 conductores para transmisión de datos en forma de par trenzado, además de una trenza con conexión a tierra (pantalla), consulte la Fig. 4.

Fig.4. Cable USB. Los diferentes conectores en los extremos del cable son claramente visibles.
Esto se debe a que los cables USB están orientados

Los cables USB están orientados; para ello, los cables USB están equipados con diferentes conectores para conectarse “al dispositivo” y “al host”. Es posible implementar un dispositivo USB sin cable, con una punta “a host” integrada en la carcasa. Un ejemplo de dicho dispositivo es una tarjeta de memoria flash o un módem USB. También es posible integrar permanentemente el cable en el dispositivo; un ejemplo sería un ratón de ordenador, ver Fig. 5. (El estándar prohíbe esto para dispositivos de alta velocidad y máxima velocidad, pero los fabricantes lo violan). Existen (aunque prohibidos por el estándar) extensores USB pasivos que tienen conectores "desde el host" y "al host".

Fig.5. Integración en una sola pieza del cable USB en el dispositivo.
Por ejemplo, un mouse de computadora tiene un cable USB incorporado

USB 1.1 y USB 2.0. Conectores, cables y cableado.

Diagrama de cableado del conector USB (cable y dispositivo)

Diagrama de cableado del conector USB (cable y dispositivo)

Las señales USB se transmiten a través de dos hilos (par trenzado) de un cable blindado de cuatro núcleos.

VBUS – voltaje +5 voltios del circuito de alimentación, GND – contacto para conectar la “carcasa” del circuito de alimentación. La corriente máxima consumida por el dispositivo a través de las líneas de alimentación del bus USB no debe exceder los 500 mA. Los datos se transmiten a través de los pines D- y D+ del conector USB. El método de transferencia de datos diferencial es el principal para USB.

El cable USB 2.0 está blindado para garantizar mayores velocidades de transferencia de datos. También es de cuatro núcleos, pero trenzado y consta de 4 conductores de cobre con aislamiento de color. Dos conductores de potencia y 2 conductores de datos en forma de par trenzado. Los cables se colocan en una trenza conectada a tierra (pantalla).

Conectores de cables USB

Para el cable USB se utilizan conectores USB especiales. El cable USB es direccional, por lo tanto, para una correcta conexión, los conectores USB tienen diferentes configuraciones. Hay dos tipos de conectores USB: Tipo A (ver Fig. 7 y Fig. 8) y Tipo B (ver Fig. 9, Fig. 10 y Fig. 11).

Fig.7. Conector de cable USB normal tipo A

De acuerdo con la especificación 1.0, los conectores USB tipo A se utilizan para la conexión "al host", es decir. instalado en el lado del controlador o del concentrador USB.

Fig.8. Conector de cable USB “de marca” Tipo A (con el nombre del fabricante)

De acuerdo con la especificación 1.0, los conectores USB tipo B se utilizan para la conexión "al dispositivo", es decir. para conectar dispositivos periféricos.

Fig.9. Conector de cable USB normal tipo B. Este conector es adecuado, por ejemplo, para
para conectar una impresora

Figura 10. Conector de cable mini USB normal tipo B

Figura 11. Conector de cable micro USB Tipo B.
En la figura debajo del símbolo USB puede ver claramente la designación Tipo B

En la figura 12. y Fig.13. Se muestran cables USB. Estos cables USB están equipados con un conector de cable USB tipo A normal y un conector de cable mini USB tipo B.

Figura 12. Los cables USB están equipados con un conector de cable USB normal.

B

Figura 13. Los cables USB están equipados con un conector de cable USB normal.
Tipo A (en la imagen de la izquierda) y un conector de cable mini USB
Tipo B (mostrado a la derecha). El tipo B se designa como b

Figura 14. Cable USB equipado con un conector miniatura llamado micro USB

USB admite la conexión y desconexión en caliente (encendido) de dispositivos. Esto se logra aumentando la longitud del contacto de tierra del conector en relación con los contactos de señal, ver Fig. 15. Cuando se conecta un conector USB, primero se cierran los contactos de tierra, se igualan los potenciales de los cuerpos de los dos dispositivos y una conexión adicional de los conductores de señal no produce sobretensiones, incluso si los dispositivos se alimentan desde diferentes fases de un Red eléctrica trifásica.

Figura 15. Longitud del pin de tierra

La longitud del contacto de tierra (en la figura, pin 4 GND en la parte superior) del conector aumenta en relación con los contactos de señal (en la figura, pin 3 D+ en la parte inferior). El contacto superior es más largo que el inferior. Esto le permite conectar y desconectar dispositivos sin apagar la alimentación (lo que se denomina "conexión y desconexión en caliente")

Las partes coincidentes de los conectores USB están ubicadas en dispositivos periféricos conectados a través de USB, consulte la Fig. 16. y Fig.17.

Figura 16. Conector de cables USB. El símbolo USB es claramente visible

Figura 17. Conector de cable USB mini tipo B

Figura 18. Comparación de tamaños de conectores USB.

Un conector de cable USB normal Tipo A (en la imagen de la izquierda), un conector de cable mini USB Tipo B (en la imagen del centro) y un conector de cable micro USB Tipo B (en la imagen de la derecha). El tipo B se designa como B