Обжимаем сетевой кабель, цветовая схема распиновка

USB порт является одним из наиболее использованным в современном компьютере. Он появился в 1997 году. Спустя 2 года вышло его обновление USB 2.0, скорость которого составляла в 40 раз выше предыдущего. На сегодняшнее время уже выпускают компьютеры с новым usb интерфейсом USB 3.0, скорость которого выше от юбс 2.0 в 10 раз. В этой статье мы осмотрим что находиться внутри кабеля микро — usb, мини — usb. То есть как организованные провода и для чего каждый из них предназначен. Данная распайка (распиновка) будет полезная как радиолюбителям так и пользователям которые хотят сделать какой-то переходник. Или разобраться во всем и сделать себе зарядку к мобильному телефону.

Осторожно! Неправильное подключение может повредить устройство которое вы подключите к usb шине.

Разъем типа USB 2.0 представляет собой плоский коннектор с четырьмя контактами, он имеет маркировку AF (BF) – «мама» и АМ (ВМ) — «папа». Микро-USB имеют такую же маркировку, только с приставкой micro, а устройства типа мини, соответственно, — приставку mini. Последние два вида отличаются от стандарта 2.0 тем, что в этих разъемах используется уже 5 контактов. И, наконец, самый последний тип — это USB 3.0. Внешне он похож на тип 2.0, однако в таком коннекторе используется целых 9 контактов.

Универсальная USB-шина является одним из популярных интерфейсов персонального компьютера. Она позволяет производить последовательное подключение различных устройств (до 127-ми единиц). Также USB-шины поддерживают функцию подключения и отключения приборов при работающем персональном компьютере. При этом устройства могут получать питание непосредственно через упомянутый элемент, что освобождает от необходимости использования дополнительных блоков питания. В этой статье мы рассмотрим, что представляет собой стандартная распиновка USB. Эта информация может пригодиться при самостоятельном изготовлении каких либо USB-переходников или устройств, получающих питание через рассматриваемый нами интерфейс. Кроме того, мы разберем, что представляет собой распиновка микро-USB и, конечно же, мини-USB. Описание и распайка USB-интерфейса Практически каждый пользователь ПК знает, как выглядит USB-разъем. Это плоский четырехконтактный интерфейс типа А. USB-разъем «мама» имеет маркировку AF, а «папа» — АМ. Распиновка USB типа А состоит из четырех контактов. Первый провод маркируется красным цветом, на него подается напряжение постоянного тока +5 В. Допускается подавать максимальный ток, равный 500 мА. Второй контакт — белого цвета – предназначен для передачи данных (D-). Третий провод (зеленый) также используется для передачи данных (D+). Последний контакт маркируется черным цветом, на него подается нуль напряжения питания (общий провод).

Как производится распиновка?

Распиновка разъема формата USB 2.0 имеет следующий вид: Красный провод, на который после подключения начинает подаваться напряжение +5В. Белый провод, который применяется для транслирования данных между устройствами. Зеленый провод, который также применяется для передачи различной информации. Четвертый провод, к которому подается ноль напряжения питания. Данный провод в профессиональных кругах достаточно часто принято называть общим. Как говорилось выше, в случае с микро- и мини-разъемами ситуация обстоит точно так же, однако они представляют собой пятиконтактный разъем. Таким образом, их можно назвать практически идентичными формату 2.0, однако здесь изменены четвертый и пятый провода. Четвертый сиреневый провод здесь представляет собой ID, при этом стоит сказать, что в В-разъемах его не принято использовать, а в А-коннекторах замыкается на общий провод. Последний черный провод уже представляет собой ноль напряжения питания.

Описание и распайка USB-интерфейса Практически каждый пользователь ПК знает, как выглядит USB-разъем. Это плоский четырехконтактный интерфейс типа А. USB-разъем «мама» имеет маркировку AF, а «папа» — АМ. Распиновка USB типа А состоит из четырех контактов. Первый провод маркируется красным цветом, на него подается напряжение постоянного тока +5 В. Допускается подавать максимальный ток, равный 500 мА. Второй контакт — белого цвета – предназначен для передачи данных (D-). Третий провод (зеленый) также используется для передачи данных (D+). Последний контакт маркируется черным цветом, на него подается нуль напряжения питания (общий провод).

Коннекторы типа А считаются активным, к ним подключаются питающие устройства (компьютеры, хост и т. д.). Разъемы типа В считаются пассивными, к ним присоединяют такие устройства, как принтеры, сканеры и прочее. Разъемы типа В представляют собой квадрат с двумя скошенными углами. «Мама» имеет маркировку BF, а «папа» — ВМ. Распиновка USB типа В имеет те же четыре контакта (два вверху и два внизу), назначение — идентичное типу А.

Схема и распиновка Pro Mini

Принципиальная схема платы Ардуино изображена ниже.

Пинов у микроконтроллера 14, каждый из которых может настраиваться как вход или выход. Выводы помечены цифровым номером, аналоговые имеют маркировку А. Рабочее напряжение – 3,3 В или 5 В.

Назначение пинов:

  • Последовательная шина – 0 и 1 (RX, TX). Предназначены для приема и передачи данных.
  • Внешнее прерывание – 2 и 3. Могут использоваться для вызова прерывания.
  • ШИМ выводы – 3, 5, 6, 9, 10, 11.
  • SPI – 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK).
  • Светодиодный индикатор – 13.

6 аналоговых контактов имеют разрешение 10 бит. Некоторые выводы имеют дополнительный функционал:

  • I2C – A4 (SDA), A5 (SCL).

Также плата оснащена дополнительным выводом Reset. При низком уровне перезагружает микроконтроллер.

Распиновка разъемов типа USB.

Распайка USB-разъема 2.0 имеет следующий вид:

  • первый провод (красный цвет), на него подается напряжение питания постоянного тока +5 В;
  • второй контакт (белый цвет), его используют для передачи информации (D-);
  • третий провод (зеленый цвет), он также предназначен для передачи информации (D+);
  • четвертый контакт (черный цвет), на него подается ноль напряжения питания, еще его называют общим проводом.

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

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 USB-разъемов типа 3.0.

Первые четыре контакта полностью совпадают со стандартом 2.0, так что идем далее. Пятый контакт (синего цвета) используют для передачи информации со знаком минус USB3 (StdA_SSTX). Шестой вывод – аналогично пятому контакту, но со знаком плюс (желтый цвет). Седьмой – дополнительное заземление. Восьмой контакт (фиолетовый цвет) предназначен для приема данных USB3 (StdA_SSRX) со знаком минус. И, наконец, последний девятый (оранжевый цвет) — то же что и седьмой вывод, только со знаком плюс.

Устройство и назначение USB

Первые порты этого типа появились еще в девяностых годах прошлого века. Через некоторое время эти разъемы обновились до модели USB 2.0. Скорость их работы возросла более чем в 40 раз. В настоящее время в компьютерах появился новый интерфейс USB 3.0 со скоростью, в 10 раз превышающей предыдущий вариант.

Существуют и другие виды разъемов этого типа, известные, как micro и mini USB, применяющиеся в современных телефонах, смартфонах, планшетах. Каждая шина имеет собственную или распиновку. Она может потребоваться при необходимости изготовления своими руками переходника с одного вида разъема на другой. Зная все тонкости расположения проводов, можно сделать даже зарядное устройство для мобильного телефона. Однако следует помнить, что в случае неправильного подключения устройство может быть повреждено.

Разъем USB 2.0 выполнен в виде плоского коннектора, в котором установлено четыре контакта. В зависимости от назначения он маркируется как AF (BF) и AM (BM), что соответствует обиходному названию «мама» и «папа». В мини- и микро- устройствах имеется такая же маркировка. От обычных шин они отличаются пятью контактами. Устройство USB 3.0 внешне напоминает модель 2.0, за исключением внутренней конструкции, имеющей уже девять контактов.

Распиновка коннекторов типа микро-USB

Разъемы такого типа чаще всего используются для подключения планшетов и смартфонов. Они значительно меньше по размерам, чем стандартный USB-интерфейс. Еще одной особенностью является наличие пяти контактов. Маркировка таких коннекторов имеет следующий вид: micro-AF(BF) – «мама» и micro-АМ(ВМ) — «папа». Распиновка USB типа микро:

  • первый контакт (красного цвета) предназначен для подачи напряжения питания + 5 В;
  • второй и третий провода (белого и зеленого цветов) используются для передачи данных;
  • четвертый контакт сиреневого цвета (ID) в коннекторах типа В не задействован, а в разъемах типа А он замыкается на общий провод для поддержки OTG-функции;
  • последний, пятый, контакт (черного цвета) – нуль напряжения питания.

Кроме перечисленных, в кабеле может быть еще один провод, используемый для «экранирования»; номер ему не присваивается.

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

РежимСкорость обменаМаксимальный токАмплитуда импульсов по шине Data+ и Data-
Высокоскоростной режим (Super speed)4,8 Gb/s (600 MB/s)900 mA4.00V – 5.25V
Значение тока в автономном режиме, mA150 mA
Работа на холостом ходу (без подключения устройств)2.5mA

Распиновка USB 3.0 разъема выглядит следующим образом:

№ конт.НазначениеЦвет провода
1VbusКрасный
2D-Белый
3D+Зеленый
4GNDЧерный
5StdA_SSTX-Голубой
6StdA_SSTX+Желтый
7GND_DRAINМасса
8StdA_SSRX-Сиреневый
9StdA_SSRX+Оранжевый
ShellЭкранированиеЭкран
№ конт.НазначениеЦвет провода
1VbusКрасный
2D-Белый
3D+Зеленый
4GNDЧерный
5StdA_SSTX-Сиреневый
6StdA_SSTX+Желтый
7GND_DRAINМасса
8StdA_SSRX-Сиреневый
9StdA_SSRX+Оранжевый
10DPWRКрасный
ShellЭкранированиеЭкран
11ЭGND_DМасса питания
№ конт.НазначениеЦвет провода
1VbusКрасный
2D-Белый
3D+Зеленый
4IDНе используется
5GNDЧерный
6StdA_SSTX-Голубой
7StdA_SSTX+Желтый
8GND_DМасса питания
9StdA_SSRX-Сиреневый
10StdA_SSRX+Оранжевый
ShellЭкранированиеЭкран

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.

Как сделать распайку USB-разъема под зарядку?

Любое зарядное устройство которое построенное на USB использует всего два провода: + 5В и общий контакт. Поэтому, если вам необходимо подпаять к «зарядке» разъем типа USB 2.0 или 3.0, значит, следует использовать первый и четвертый контакты. Если вы применяете типы микро либо мини, в таком случае подпаивать необходимо на первый и пятый выводы. Самое главное при подаче напряжения питания — это соблюдать полярность прибора.

Прошивка arduino pro mini

  • Через адаптер USB в TTL;
  • Через Ардуино Уно;
  • Через SPI интерфейс с помощью любой платы ардуино с разъемом для подключения к компьютеру.

Самым простым методом является первый.

Прошивка через адаптер USB в TTL

В продаже можно найти специальный адаптер – UART переходник. Видов таких переходников много, стоимость каждого изделия невысокая. Советуется приобретать переходники с контактами RST или DTR, они упрощают процесс прошивки.

Для прошивки нужно подключить адаптер в Ардуино: нужно соединить земли с одного и другого устройства, Vcc – на +5В или +3,3 В (в зависимости от модели), RX – TX, TX – RX. Затем конструкцию нужно подключить к компьютеру, установить драйвер и начать прошивку. Компьютер определит, к какому порту подключена плата. Драйвер можно скачать с официального сайта. Скачанный архив нужно распаковать и установить.

Затем нужно запустить среду разработки Adruino IDE, выбрать нужную плату и номер порта и загрузить микропрограмму. Это делается следующим образом:

  • Нажать «Загрузить»;
  • Затем начнется компиляция – появится надпись «Компиляция скетча»;
  • После появление надписи «Загружаем» нужно нажать на плате кнопку Reset (в переходниках с RST или DTR нажимать кнопку не нужно).

Важно! Нажатие на Reset должно быть кратковременным.

Скетч будет загружен в микроконтроллер. Об успешном окончании процедуры можно понять по мигающему светодиоду.

Прошивка через Ардуино Уно

Для прошивки потребуется классическая плата Ардуино Уно в DIP корпусе. На ней должен быть специальный разъем, из которого нужно вытащить аккуратно микроконтроллер. Важно делать все действия внимательно, чтобы не погнуть ножки процессора.

Проводами нужно подключить arduino pro mini к разъему. Как подключить контакты – RX-RX, TX-TX, GND-GND, 5V-VCC, RST-RST.

После подключения можно начать стандартную загрузку скетча через Arduino IDE.

Прошивка через SPI интерфейс

Этот способ является самым неудобным и трудоемким. Прошивание платы производится в 2 этапа:

  • Прошивка микроконтроллера Ардуино Уно как ISP программатора;
  • Настройка среды разработки и загрузка кода в Arduino Pro Mini.

Алгоритм проведения первого этапа:

  • Запуск среды разработки Arduino IDE;
  • Открытие «Файл» – «Примеры» – «11. ArduinoISP» – «ArduinoISP»;
  • Далее «Инструменты» – «Плата» – «Ардуино уно»;
  • «Инструменты» – «Порт», и выбирается нужный номер COM порта;
  • Далее нужно произвести компиляцию и загрузить код в Ардуино Уно.

Затем обе платы нужно соединить проводниками по приведенной схеме: 5V – VCC, GND – GND, MOSI (11) – MOSI (11), MISO (12) – MISO (12), SCK (13) – SCK (13).

Теперь нужно настроить Arduino IDE для Arduino Pro Mini. Это делается следующим образом:

  • «Инструменты» – «Плата» – выбор нужной платы Arduino Pro Mini;
  • В том же меню выбирается «Процессор» – выбор соответствующего процессора с нужной тактовой частотой;
  • Затем нужно установить порт, к которому подключена плата;
  • «Инструменты» – «Программатор» – Arduino as ISP;
  • Затем нужно загрузить скетч через программатор.

Важно отметить, что загрузка кода должна происходить через специальное меню «загрузить через программатор». Здесь можно запутаться, потому такой способ и неудобен. Загрузка обычным способом приведет тому, что код зальется в Ардуино Уно.

После проведенной загрузки перепрошить микроконтроллер через переходник больше не получится. Придется заливать новый bootloader через «записать загрузчик».

Если при каком-либо виде загрузки прошивки возникают проблемы, нужно проверить подключение платы.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: