Usb type: USB — Википедия – Usb type-c — Википедия

Содержание

USB Type-C: универсальный разъем для всего

Первая версия шины Universal Serial Bus (USB) была представлена в 1995 году. Именно USB стал наиболее успешным интерфейсом за всю историю вычислительных систем. Десятки миллиардов устройств связываются между собой посредством USB, потому важность данного канала передачи данных сложно переоценить. Похоже, с появлением разъема USB Type-C, наше представление о возможностях и роли универсальной шины может кардинально измениться. Прежде чем говорить о перспективах, давайте посмотрим, что же предлагает универсальный коннектор нового формата.

Преимущества и недостатки интерфейсного разъема нового формата уже некоторое время обсуждается в сети. Спецификация USB Type-C была окончательно утверждена еще в конце лета прошлого года, однако тема универсального разъема вызвала активный интерес после недавнего анонса ноутбка Apple MacBook, а также новой версии Chromebook Pixel, оснащенных USB Type-C.

Конструкция. Удобное подключение

Коннектор USB Type-C немного крупнее привычного USB 2.0 Micro-B, однако заметно компактнее сдвоенного USB 3.0 Micro-B, не говоря уже о классическом USB Type-A.

Габариты разъема (8,34×2,56 мм) позволяют без особых сложностей использовать его для устройств любого класса, включая смартфоны/планшеты с минимально разумной толщиной корпуса.

Конструктивно разъем имеет овальную форму. Сигнальные и силовые выводы размещены на пластиковой стойке в центральной части. Контактная группа USB Type-C включает 24 вывода. Это гораздо больше, чем у разъемов USB предыдущего поколения. На нужды USB 1.0/2.0 выделялось всего 4 контакта, а разъемы USB 3.0 имеют 9 выводов.

Первая очевидная выгода USB Type-C – симметричный разъем, позволяющий не задумываться над тем, какой стороной подсоединить штекер к розетке. Извечная проблема устройств с USB-коннекторами любого формата теперь наконец-то решена. При этом решение задачи достигается не банальным дублированием всех контактных групп. Здесь используется определенная логика автоматического согласования и коммутации.

Еще один приятный момент – с обеих сторон интерфейсного кабеля располагаются идентичные разъемы. Потому, используя USB Type-C, не нужно выбирать, какой стороной проводника подсоединять ведущее и ведомое устройства.

Внешняя оболочка коннектора не имеет никаких отверстий или вырезов. Для его фиксации в разъеме используются внутренние боковые защелки. Штекер должен достаточно надежно удерживаться в разъеме. Люфтов, подобных тем, что можно было наблюдать у USB 3.0 Micro-B, здесь быть не должно.

Многих наверняка волнует физическая надежность нового коннектора. Согласно заявленным характеристикам, механический ресурс разъема USB Type-C составляет порядка 10 000 подключений. Точно такой же показатель характерен и для порта USB 2.0 Micro-B.

Отдельно отметим, что USB Type-C не является интерфейсом передачи данных. Это тип разъема, позволяющий связать воедино различные сигнальные и силовые линии. Как видим, коннектор элегантен с инженерной точки зрения, а главное – должен быть удобен в использовании.

Скорость передачи данных. 10 Гб/c не для всех?

Одно из преимуществ USB Type-C – возможность использования для передачи данных интерфейса USB 3.1, сулящего повышение пропускной способности до 10 Гб/с. Однако, USB Type-C и USB 3.1 – это не равнозначные термины и точно не синонимы. В формате USB Type-C могут быть реализованы возможности как USB 3.1, так и USB 3.0 и даже USB 2.0. Поддержку той или иной спецификации определяет интегрированный контроллер. Конечно, с большей вероятностью порты USB Type-C будут появляться на устройствах, поддерживающих высокую скорость передачи данных, но это не догма.

Напомним, что даже при реализации возможностей USB 3.1 возможны отличия в максимальной скорости передачи данных. Для USB 3.1 Gen 1 – это 5 Гб/с, USB 3.1 Gen 2 – 10 Гб/с. Кстати, представленные Apple Macbook и Chromebook Pixel имеют порты USB Type-C с пропускной способностью 5 Гб/с. Ну, а наглядным примером того, что новый интерфейсный разъем очень вариативен, является планшет Nokia N1. Он также оснащен коннектором USB Type-C, но его возможности ограничены USB 2.0 с пропускной способностью 480 Мб/c.

Обозначение «USB 3.1 Gen 1» можно назвать своеобразной маркетинговой уловкой. Номинально подобный порт имеет возможности идентичные таковым для USB 3.0. Более того, для данной версии «USB 3.1» могут использоваться те же контроллеры, что и для реализации шины предыдущего поколения. На начальном этапе такой прием наверняка активно будут применять производители, выпуская новые устройства с USB Type-C  для которых не нужна максимальная  пропускная способность. Предлагая устройство с коннектором нового типа, многим захочется представить его в выгодном свете, заявив о наличии не только нового коннектора, но и поддержке USB 3.1, пусть даже и условной.

Важно понимать, что номинально порт USB Type-C может использоваться для максимально производительного подключения на скоростях до 10 Гб/c, но, чтобы получить такую пропускную способность, ее должны обеспечивать подключаемые устройства. Наличие USB Type-C  не является показателем реальных скоростных возможностей порта. Их стоит предварительно уточнять в спецификациях конкретных продуктов.

Некоторые ограничения также имеют кабели для подсоединения устройств. При использовании интерфейса USB 3.1, для передачи данных без потерь на скоростях до 10 Гб/c (Gen 2) длина кабеля c разъемами USB Type-C не должна превышать 1 метр, для соединения на скорости до 5 Гб/c (Gen 1) – 2 метра.

Передача энергии. Агрегат на 100 Вт

Еще одна важная особенность, которую привносит USB Type-C – возможность передачи энергии мощностью до 100 Вт. Этого хватит не только для  питания/зарядки мобильных устройств, но и для беспроблемной работы ноутбуков, мониторов или, например, «больших» внешних накопителей формата 3,5”.

При изначальной разработке шины USB, передача энергии была второстепенной функцией. Порт USB 1.0 обеспечивал всего 0,75 Вт (0,15 А, 5 В). Достаточно для работы мышки/клавиатуры, но не более того. Для USB 2.0 номинальная сила тока была увеличена до 0,5 А, что позволило получить уже 2,5 Вт. Этого зачастую хватало для питания, например, внешних жестких дисков формата 2,5”. Для USB 3.0 номинально предусмотрена сила тока в 0,9 А, что при неизменном напряжении питания в 5В уже гарантирует мощность в 4,5 Вт. Специальные усиленные разъемы на материнских платах или ноутбуках способны были выдавать до 1,5 А для ускорения зарядки подключенных мобильных устройств, но это все еще 7,5 Вт. На фоне этих цифр возможность передачи 100 Вт выглядит чем-то фантастическим.  Однако, чтобы порт USB Type-C наполнился необходимыми мощностями, нужна поддержка спецификации USB Power Delivery 2.0 (USB PD). Если таковой нет, порт USB Type-C штатно сможет выдать на гора 7,5 Вт (1,5 А, 5 В) или 15 Вт (3А, 5 В) в зависимости от конфигурации.

Чтобы упорядочить энергетические возможности портов с USB PD, была разработана система силовых профилей, предусматривающих возможные комбинации напряжений и токов. Соответствие  Profile 1 гарантирует возможность передачи 10 Вт энергии, Profile 2 – 18 Вт, Profile 3 – 36 Вт, Profile 4 – 60 Вт, Profile 5 – 100 Вт. Порт, соответствующий профилю более высокого уровня, поддерживает все состояния предыдущих по нисходящей. В качестве опорных напряжений выбраны 5В, 12В и 20В. Использование 5В необходимо для совместимости с огромным парком имеющейся USB-периферии. 12В – стандартное напряжение питания различных компонентов систем. 20В предложено с учетом того, что для зарядки аккумуляторов большинства ноутбуков используются внешние БП на 19–20В.

Конечно, хорошо, когда устройство оснащено USB Type-C, поддерживающим максимальный энергетический профиль USB PD. Именно такой разъем позволяет передавать до 100 Вт энергии. Очевидно, что порты с подобным потенциалом могут появиться на некоторых мощных ноутбуках, специальных док-станциях или материнских платах, где для нужд USB Type-C будут выделены отдельные фазы внутреннего блока питания. Речь о том, что требуемую мощность необходимо как-то сгенерировать и подвести к контактам USB Type-C. Да и для передачи энергии такой мощности потребуются активные кабели.

Здесь важно понимать, что не любой порт нового формата сможет обеспечить заявленную мощность в 100 Вт. Потенциальная возможность для этого есть, однако данный вопрос обязательно должен быть решен производителем на уровне схемотехники. Также не стоит питать иллюзий на счет того, что вышеуказанные 100 Вт можно будет получить, скажем, от блока питания размером со спичечную коробку и теперь зарядкой от смартфона можно будет запитать свой игровой ноутбук и подключенный к нему 27-дюймовый монитор. Все же закон сохранения энергии продолжает работать, а потому внешний БП на 100 Вт  с портом USB Type-C будет представлять собой все такой же увесистый брусок, как и ранее. В целом же сама возможность передачи энергии такой мощности с помощью универсального компактного разъема – это, конечно же, плюс. Как минимум, прекрасная возможность избавиться от разнобоя оригинальный силовых коннекторов, которыми особо часто грешат производители ноутбуков.

Еще одна полезная особенность  USB Type-C – возможность смены направления передачи энергии. Если позволяет схемотехника устройств, потребитель может, например, на время стать источником заряда. Причем для обратного энергетического обмена не понадобится даже переподключение разъемов.

Альтернативный режим. Не USB единым

Порт USB Type-C изначально разрабатывался в качестве универсально решения. Помимо непосредственной передачи данных по USB, он может также использоваться в альтернативном режиме (Alternate Mode) для реализации сторонних интерфейсов. Такую гибкость USB Type-C использовала ассоциация VESA, внедрив возможность передачи видеопотока посредством DisplayPort Alt Mode.

USB Type-C располагает четырьмя высокоскоростными линиями (парами) Super Speed USB. Если две из них выделяются на нужды DisplayPort, этого достаточно для получения картинки с разрешением 4 K (3840×2160). При этом не страдает скорость передачи данных по USB. На пике это все те же 10 Гб/с (для USB 3.1 Gen2). Также передача видеопотока никак не влияет на энергетические способности порта. На нужды DisplayPort может быть выделено даже скоростных 4 линии. В этом случае будет доступны режимы вплоть до 5K (5120×2880). В таком режиме остаются не задействованы линии USB 2.0, потому USB Type-C все еще сможет параллельно передавать данные, хотя уже с ограниченной скоростью.

В альтернативном режиме для передачи аудиопотока используются контакты SBU1/SBU2, которые преобразуются в каналы AUX+/AUX-. Для протокола USB они не задействуются, потому здесь тоже никаких дополнительных функциональных потерь.

При использовании интерфейса DisplayPort, коннектор USB Type-C по-прежнему можно подключать любой стороной. Необходимое сигнальное согласование предусмотрено изначально.

Подключение устройств с помощью HDMI, DVI и даже D-Sub (VGA) также возможно, но для этого понадобятся отдельные переходники, однако это должны быть активные адаптеры, так как для DisplayPort Alt Mode, не поддерживается режим Dual-Mode Display Port (DP++).

Альтернативный режим USB Type-C может быть использован отнюдь не только для протокола DisplayPort. Возможно, вскоре мы узнаем о том, что данный порт научился, например, передавать данные с помощью PCI Express или Ethernet.

Совместимость. Трудности «переходникового» периода

Если говорить о совместимости  USB Type-C с устройствами, оснащенными портами USB предыдущего поколения, то, подключить их напрямую не представляется возможным из-за принципиальных отличий конструкции коннекторов. Для этого понадобится воспользоваться переходниками. Их ассортимент обещает быть очень широким. Конечно, речь не только о конвертации USB Type-C на формат других типов USB. Переходники для вывода изображения на экраны с традиционными портами DisplayPort, HDMI, DVI и VGA также будут доступны.

Apple одновременно с анонсом нового MacBook предложила несколько вариантов переходников. Одиночный USB Type-C на USB Type-A оценен в $19.

Учитывая наличие всего одного USB Type-C, владельцу MacBook наверняка не обойтись без универсального более функционального конвертора. Apple представила два таких адаптера. Один на выходе имеет сквозной порт USB Type-C, VGA и USB Type-A, второй вариант оснащен HDMI вместо VGA. Стоимость таких коробков – $79. Блок питания на 29 Вт с нативным USB Type-C завесил на $49.

Google для новой системы Chromebook Pixel предлагает одиночные переходники с USB Type-C на Type-A (вилка/розетка) ценой $13, за конвертер на DisplayPort и HDMI придется заплатить $40. Блок питания на 60 Вт оценен в $60.

От производителей оборудования традиционно не стоит ожидать гуманных ценников на дополнительные аксессуары. Производители переходников в предвкушении спроса на свои новые продукты. Belkin уже готова отгружать километры проводников, но их стоимость также низкой не назовешь ($20–30). Компания также анонсировала, но еще не представила переходник с USB Type-C на гигабитный порт Ethernet. Стоимость пока не объявлена, есть информация лишь о том, что он будет доступен в начале лета. Забавно, но, похоже, что до этого момента, чтобы подключиться к проводной сети, понадобится сразу использовать два переходника. Вполне возможно, что кто-то окажется расторопнее Belkin, раньше предложив соответствующий адаптер.

О заметном снижении цены можно будет говорить лишь после того, как аксессуарами с USB Type-C плотно займутся куда менее известные компании из «Поднебесной».  Учитывая, какие перспективы открываются, полагаем, что за ними дело не станет.

Устройства с USB Type-C. Кто-то должен быть первым

Номинально первым устройством, оснащенным портом USB Type-C стал планшет Nokia N1. По крайней мере, именно это устройство стало предвестником того, что порты нового формата покинули лаборатории разработчиков и «идут в народ».

Любопытное устройство, но,  к сожалению, пока оно предлагается достаточно ограниченным тиражом. Планшет имеет нативный порт USB Type-C, хотя для передачи данных используется протокол USB 2.0.

Пожалуй, наиболее знаковым продуктом, который поможет повысить популярность USB Type-C, стал недавно представленный Apple MacBook. 12-дюймовый ноутбук оснащен единственным интерфейсным разъемом, потому его владельцы так или иначе станут первопроходцами, которые будут приспосабливаться к жизни с USB Type-C.

С одной стороны Apple очевидно поддержала развитие нового стандарта, более того, инженеры компании непосредственно участвовали в разработке USB Type-C. С другой – обновленные версии Macbook Air и MacBook Pro не получили данный коннектор. Значит ли это, что в более «тяжелой» категории устройств производителя USB Type-C в ближайший год не пропишется? Спорно. Ведь наверняка Apple не сможет удержаться от обновления линейки ноутбуков после осеннего  анонса  новой мобильной платформы Intel с процессорами Skylake. Возможно, именно тогда купертинцы выделят место на интерфейсной панели для USB Type-C.

Еще более неоднозначна ситуация с планшетами и смартфонами. Будет ли Apple использовать для них USB Type-C вместо Lightning? Проприетарный разъем в плане возможностей заметно уступает новому универсальному порту, но как быть с оригинальной периферией, накопившейся у пользователей мобильных продуктов Apple c 2012 года? Ответы на эти вопросы мы узнаем с обновлением или расширением линеек iPhone/iPad.

Компания Google представила второе поколение стильных ноутбуков Chromebook Pixel. Системы на Chrome OS до сих пор остаются достаточно нишевыми решениями, но качество систем Google подкупает, к тому же в этот раз они в авангарде устройств, предлагающих приобщиться к USB Type-С. Ноутбуки оснащены парой соответствующих разъемов. Однако, для подстраховки  Chromebook Pixel имеют и два классических разъема USB 3.0.

В целом, представители Google весьма воодушевлены возможностями нового разъема, рассчитывая на появление в ближайшем времени мобильных устройств на Android с разъемом USB Type-C. Бескомпромиссная поддержка крупнейшего платформодержателя – весомый аргумент для других игроков рынка.

Производители материнских плат пока не особо торопятся добавлять порт USB Type-C для своих устройств. Недавно компания MSI представила модель MSI Z97A GAMING 6, которая оборудована таким коннектором со скоростью передачи данных до 10 Гб/c.

Компания ASUS предлагает внешний контроллер USB 3.1 с портом USB Type-C, который устанавливается на любую плату со свободным слотом PCI Express (x4).

Периферийных устройств с нативным USB Type-C пока откровенно маловато. Наверняка многие производители не торопились с анонсом, ожидая появления систем с которыми можно будет использовать продукты с USB Type-C. В целом, это типичная ситуация при внедрении очередного отраслевого стандарта.

Сразу после анонса Apple MacBook, компания LaCie представила серию портативных внешних жестких дисков с USB Type-C.

SanDisk уже предлагает на пробу флеш-накопитель с двумя разъемами – USB 3.0 Type-A  и USB Type-C. Аналогичный продукт предлагает и менее известная Microdia.

Наверняка вскоре мы увидим значительное расширение ассортимента устройств с USB Type-C. Маховик перемен медленно, но верно будет раскручиваться.  Поддержка «больших» компаний способна повлиять на ситуацию и ускорить этот процесс.

Итоги

Необходимость в универсальном компактном разъеме, который можно было бы использовать для передачи данных, видео-аудиопотоков и электроэнергии, назрела уже довольно давно. Учитывая обоюдный интерес, как со стороны пользователей, так и производителей оборудования, есть все предпосылки для того, чтобы USB Type-С «выстрелил».

Компактные размеры, простота и удобство подключения наряду с широкими возможностями сулят коннектору перспективы повторить успех своего предшественника. Привычный порт USB несколько раз модернизировался, однако пришло время кардинальных изменений. 10 Гб/c с возможностью дальнейшего масштабирования, передача энергии мощностью до 100 Вт и картинка с разрешением до 5К. Неплохо для старта?  Еще один аргумент в копилку USB Type-C – открытый стандарт, не требующий от производителей лицензионных отчислений. Предстоит еще большая работа, но впереди виден результат, ради которого стоит пройти этот путь.

USB 3.1 Type-C. Коротко, ясно, детально

Достоинства порта USB 3.1:
★ быстрый
★ мощный
★ универсальный

Достоинства разъёма Type-C:
★ долговечный
★ симметричный

Теперь гарантированно можно подключить USB кабель к устройству с первого раза.

⚠ Следует различать понятия «порт» и «разъём». Разъём (гнездо) Type-C можно припаять хоть старому телефону (вместо micro-USB), но порт так и останется старым USB 2.0 — скорости заряда и передачи данных это не прибавит. Из удобств появится лишь симметричность и надёжность разъёма.

⚠ Таким образом наличие Type-C ещё ни о чём не говорит. Продаются модели смартфонов с новым разъёмом, но со старым портом. Перечисленные в этой статье достоинства к таким смартфонам не относятся.

Назначение контактов

Контакты разъёмов на схемах показаны с внешней (рабочей) стороны, если обратное не оговаривается особо.

Скачать спецификацию USB type-C в PDF (En)

Порт содержит 24 контакта (12 контактов на каждой стороне). «Верхняя» линейка нумеруется A1…A12, «нижняя» — B1…B12. По большей части линейки идентичны друг другу, что и делает этот порт равнодушным к ориентации штекера. Контакты каждой линейки можно разбить на 6 групп: USB 2.0, USB 3.1, Питание, Земля, Согласующий канал и Дополнительный канал. А теперь рассмотрим подробнее.

• Собственно, USB 3.1. Линии высокоскоростной передачи данных: TX+, TX-, RX+, RX- (контакты 2, 3, 10, 11). Скорость до 10 Гб/с. В кабеле эти пары перекроссированы, и что для одного устройства является RX, другому представляется как TX. И наоборот. По особому распоряжению эти пары могут переквалифицироваться под другие задачи, например — под передачу видео.

• Старый добрый USB 2.0. Линии низкоскоростной передачи данных: D+/D- (контакты 6, 7). Этот раритет включили в порт ради совместимости со старыми тихоходными устройствами до 480 Мб/с.

• Плюс питания — Vbus (контакты 4, 9). Стандартное напряжение 5 вольт. Ток выставляется в зависимости от потребностей периферии: 0,5А; 0,9А; 1,5А; 3А. Вообще, спецификация порта подразумевает передаваемую мощность до 100Вт, и в случае войны порт способен питать монитор или заряжать ноутбук напряжением 20 вольт!

• GND — «Земля»-матушка (контакты 1, 12). Минус всего и вся.

• Согласующий канал (или конфигурирующий) — СС (контакт 5). Это главная фишка USB type-C! Благодаря этому каналу система может определить:

— Факт подключения/отключения периферийного устройства;
— Ориентацию подключенного штекера. Как это ни странно, но разъём не абсолютно симметричен, и в некоторых случаях устройству хочется знать его ориентацию;
— Ток и напряжение, которое следует предоставить периферии для питания или заряда;
— Необходимость работы в альтернативном режиме, например, для передачи аудио-видео потока.
— Кроме функций мониторинга этот канал в случае необходимости подаёт питание на активный кабель.

• Дополнительный канал — SBU (контакт 8). Дополнительный канал обычно не используется и предусмотрен лишь для некоторых экзотических случаев. Например, при передаче по кабелю видео, по SBU идёт аудиоканал.

Распиновка USB 3.1 Type-C

«Полосатым цветом» здесь изображены контакты неизолированного провода.

Странным решением было отмаркировать провода D+ и D- не как в USB 2.0, а наоборот: D+ белый, D- зелёный.

Серой обводкой помечены провода, чей цвет по словам Википедии не регламентирован стандартом. Автор вообще не нашёл каких-либо указаний на цвета проводов в официальной документации.

Распайка коннекторов Type-C ▼

Схема типового кабеля USB-C «вилка-вилка»▼


Технология питания/заряда USB PD Rev.2 (USB Power Delivery)

У кабеля USB-C нет таких понятий как «коннектор-A» или «коннектор-B» — коннекторы теперь во всех случаях одинаковы.

Роли устройства обозначены новыми терминами:

DFP — активное, питающее устройство (как бы порт USB-A)
UFP — пассивное, приёмное устройство (как бы порт USB-B)
DRP — «двуличное», динамически изменяющее свой статус устройство.
Кроме того, заряжающее устройство называется Power Provider, заряжаемое — Power Consumer.

Распределение ролей осуществляется установкой на контакте CC определённого потенциала с помощью того или иного резистора:

▶Активное устройство (DFP) определяется по резистору между контактами CC и Vbus.
Номинал резистора сообщает потребителю, на какой ток он может рассчитывать:
56±20% кОм — 500 или 900 мА
22±5% кОм — 1,5 А
10±5% кОм — 3 А

▲ Переходники с USB 2.0 (3.0) на USB-C, служащие для подключения новых смартфонов к старым ПК или ЗУ распаяны по схеме DFP, то есть, показывают себя смартфону как активное устройство

 

▶Пассивное устройство (UFP) определяется по резистору между контактами CC и GND.
Номинал резистора: 5,1 кОм

Переходники с USB-C на USB-OTG распаяны именно по схеме UFP, то есть, имитируют потребляющее устройство.

 

⚠ Технологию USB PD Rev2 в которой по контакту CC согласуются ток и напряжение заряда не следует путать с технологией Quick Charge (QC), где по контактам D− и D+ согласуется только напряжение заряда. USB PD Rev2 поддерживается только в USB 3.1.
QC поддерживается без привязки к версии порта.

Переходник USB-micro—USB-C

Переходник micro-USB 2.0 на USB type-C служит для подключения гаджета с гнездом Type-C к стандартному дата-кабелю USB 2.0 для заряда и синхронизации с ПК. В переходнике установлен резистор 56 кОм между контактами CC и Vbus.

Этот резистор как бы говорит смартфону: «К тебе подключили активное устройство − заряжайся. Больше 0,9 ампер не дам».

То есть, даже от мощного зарядного устройства (скажем, на 3 ампера)  через такой переходник мы не возьмём больше 0,9 ампер. Чтобы смартфон не стеснялся и взял 3 ампера, нужно заменить резистор на 10 кОм ▼

Внешний вид платы ▼

Универсальный переходник USB-micro—USB-C с поддержкой OTG

Наш читатель Сергей выслал схему универсального переходника micro-USB-BF to USB type-C (Тип 51125 Z22) − через него можно подключить как Data-кабель так и OTG-кабель USB 2.0. В зависимости от кабеля смартфон либо заряжается, либо работает с периферией.

В идеале вместо 55 кОм стоило бы использовать 51 (как в аналогичном переходнике от Huawei), чтобы в цепи Vcc-CC получались каноничные 56 кОм. Но спецификация не требует такой точности. Номинал сопротивления Vcc-CC допускается в диапазоне 45…67 кОм.


Внешний вид платы ▼

Переходник USB-C—USB-AF

Чтобы подключить USB-периферию к устройству с портом USB-C, в переходнике необходим резистор 5,1 кОм между контактами CC и GND.
Этот резистор сообщает смартфону: «К тебе подключено пассивное устройство. Подай питание».

Рассмотрим схему переходника OTG type-C на примере Type-C USB 3.1 To USB 3.0 OTG Adapter. Это переходник для подключения периферии USB 3.0 (2.0) к ПК или к смартфону Type-C.
Цвета проводов Data, TX и RX в этой модели несколько отличаются от каноничных, прошу обратить на это внимание! ▼

Ещё одна важная деталь — во всех переходниках типа USBtype-C—type-C или USBtype-C—USB3.0 (не обязательно OTG!) между контактами Vbus и Gnd необходим конденсатор для защиты контактов разъёма от искр при подключении. Например, для переходников на USB 3.0 требуется номинал конденсатора — 10нФ±20%×30В. Переходники на USB 3.1 требуют конденсатор большей ёмкости, а переходники на USB 2.0 не требуют конденсатора вовсе. Подробнее читайте в англоязычной статье «VBUS Bypass Capacitor».

Распайка платы переходника Type-C to USB 3.0 OTG с разных сторон ▼


Аналоговый звук через Type-C

Стандартом предусмотрена возможность передачи аналогового звука через цифровой порт. Эта возможность реализована в смартфонах HTC серии U, HTC 10 Evo, Xiaomi Mi, LeTV. Автор будет признателен, если читатель пополнит этот список.

Режим называется «Audio Adapter Accessory Mode». За подробностями обращайтесь к статье «Аналоговый звук через USB-C».

Для работы в этом режиме служат аналоговые гарнитуры с вилкой Type-C. Для подключения классической гарнитуры со штекером «джек» предусмотрены переходники.

Переходник для наушников и одновременной зарядки на GearBest ▶

Аналоговый звук передаётся по каналам Data−, Data+, SBU1 и SBU2. Смартфон переходит в этот режим, если в вилке гарнитуры или переходника между контактами A1—A5 и B1—B5 установлено сопротивление менее 0,8…1,2 кОм. Вместо резистора доводилось видеть просто перемычку.

Видео через USB-C

Для передачи видео через USB 3.1 разработан режим «DisplayPort Alternate Mode».
См. перечень устройств, поддерживающих этот режим.
В режиме «Display Port» назначение контактов порта меняется — две пары TX2/RX2 превращаются в видеоканал, а звуком занимается SBU1/2 ▼


Поделиться новостью в соцсетях

Что такое USB Type C: Достоинства и недостатки

Новый стандарт USB имеет много достойных преимуществ, но также не лишен и недостатков. Разберемся с USB Type C – что же это такое, как распознать его в устройстве, и чем такой разъем лучше.

Особенности

Новый порт USB Type-C стал компактнее своих предшественников. Его главное отличие – симметричность разъема, поэтому у такого кабеля нельзя перепутать верх и низ. Он разработан под версию 3.1 интерфейса USB. Ее отличает увеличенная скорость передачи данных – до 10 Гб в сек – и усиленный ток до 5 А. При этом версия 3.1 еще может быть изредка представлена в привычном формате разъема Type-A, а Type-С работает только под протоколом 3.1.

Разъем тайп юсб си выделяется большим числом контактов, образующими линии:

  • высокоскоростной передачи данных до 10 Гб/с;
  • низкоскоростной передачи до 480 Мб/с для совместимости со старыми устройствами;
  • питание с регулируемой в зависимости от потребности техники силой тока;
  • согласующая;
  • дополнительная – для передачи аудио.

Согласующая линия позволяет менять параметры подключения устройств. Благодаря ей система узнает о факте включения и отключения оборудования, определит нужную силу тока, может переходить в другой режим работы – передавать видеосигнал.

Преимущества

К преимуществам USB Type-C отнесем:

  • кабель можно вставлять любой стороной;
  • увеличенная мощность питания уменьшает время подзарядки телефонов, позволяет подключать периферийные устройства – мониторы, колонки;
  • совместимость с предыдущими стандартами, начиная с USB1;
  • компактность – позволяет делать мобильные гаджеты более тонкими.

Также новый разъем в альтернативных режимах может работать как DisplayPort (подключение внешнего монитора с разрешением до 3840х2400), соединяться без адаптеров с портами HDMI, MHL и Thunderbolt.

Недостатки

Не лишен интерфейс и недостатков:

  • не самая прочная конструкция из-за большого количества контактов в центре;
  • увеличенный уровень напряжения при недостаточном контроле может вызвать перегрев и возгорание устройства – это произошло с Samsung Galaxy Note 7;
  • для подключения старых гаджетов понадобятся переходник micro USB, Type-A на версию C;
  • не все кабели и устройства Type-C поддерживают все его возможные функции – можно столкнуться с неполной совместимостью внешне одинаковых портов.

При аккуратном обращении недостатки довольно незначительные. Все же вставлять симметричный кабель проще, а избежать возгорания помогут оригинальные аксессуары от производителей. В современные гаджеты встраивают автоматическую проверку на подлинность зарядного устройства и провода – и это не попытка нажиться на аксессуарах, а гарантия безопасности использования.

Доступные устройства

В формате USB-C выпускают флешки, хотя стоимость их выше аналогов с обычным разъемом. Новый порт вы найдете в ноутбуках MacBook, Samsung Notebook 9, Chromebook Pixel 2. Телефоны с USB type C – Xiaomi Mi5S, OnePlus 2 и 3Т, Google Nexus 5X и 6Р, HTC 10, Meizu Pro 6 Plus, LG G5.

Заключение

Интерфейс USB-С постепенно распространяется, и в будущем сможет упростить жизнь пользователем – для подключения самых разных устройств будет достаточно одного кабеля. Но пока он не внедрен массово, поэтому перед покупкой соответствующего гаджета оцените, куда вы его будете подключать, и какие понадобятся переходники.

Зачем нужен USB Type-C и в каких устройствах он уже есть?

Наверх
  • Рейтинги
  • Обзоры
    • Смартфоны и планшеты
    • Компьютеры и ноутбуки
    • Комплектующие
    • Периферия
    • Фото и видео
    • Аксессуары
    • ТВ и аудио
    • Техника для дома
    • Программы и приложения
  • Новости
  • Советы
    • Покупка
    • Эксплуатация
    • Ремонт
  • Подборки
    • Смартфоны и планшеты
    • Компьютеры
    • Аксессуары
    • ТВ и аудио
    • Фото и видео
    • Программы и приложения
    • Техника для дома
  • Гейминг
    • Игры
    • Железо

USB Type-C — что умеет и чем лучше новый порт

USB Type-C - что это и как работает порт

Порт USB Type-C является преемником оригинального порта micro USB, сегодня его уже можно встретить в смартфонах 2017 года, а также внешних аккумуляторах, наушниках и прочих девайсах. Galagram рассказывает, почему новый Type-C лучше обычного micro USB, а также какие бонусы получают обладатели техники с новым стандартом портов.

3 ключевые преимущества USB Type-C

Наушники Xiaomi USB Type-C

Он заряжает гаджеты быстрее

Форум «USB Implementers Forum», который является отраслевой ассоциацией стоящей за развитием порта, провела работу над ошибками в своем творении micro USB и создала USB Type-C с лучшими спецификациями. Зарядные устройства с новым портом работают быстрее и обычно заряжают смартфоны с мощностью 15 Вт. Это в пять раз быстрее, чем большинство зарядных устройств, использующих старый порт. А главное — это не создает лишнюю нагрузку на ваш аккумулятор.

Зарядка в обе стороны

Оба конца кабеля не только выглядят одинаково, они также могут выполнять одни и те же действия с двух сторон, что означает, что вы можете определить, в каком направлении течет ток. В некоторых случаях это приводит к забавным результатам, когда ваш смартфон начинает заряжать блок питания.

Если у вас осталось много заряда батареи, вы можете помочь другу, зарядив его смартфон используя всего лишь Type-C кабель. Для этого подключите оба смартфона таким кабелем и направьте ток в нужную сторону, это все!

Передача данных со смартфона на смартфон

Если вы хотите быстро скопировать емкие фотографии или музыку с одного смартфона на другой — воспользуйтесь USB Type-C. Для этого вам потребуется смартфон (минимум с Android 6.0 Marshmallow на борту) и порт Type-C. Ваш Android телефон поможет обнаружить смартфон на другом конце кабеля и предложит поделиться своими данными с этим устройством.

Вам просто нужно открыть проводник файлов на устройстве, куда вы хотите принять файлы. Это предустановленное приложение на смартфонах многих производителей, но в противном случае его просто можно найти в настройках.

Как устроен USB Type-C

USB Type-C кабель Xiaomi

USB (Universal Serial Bus) — это стандарт, определяющий кабель, разъемы и цифровой обмен данными. Первая его версия появилась в 1998 году и заменила интерфейсы ПК, которые были популярными в то время. Разъем USB Type-C появился в 2014 году. Он имеет больше пинов, чем его предшественник, и они расположены симметрично. В результате, неважно, в какой стороной вы вставляете кабель — он двухсторонний и работает одинаково.

Это двухсторонний порт на 24 пина

Между разъемами и версиями USB существует много отличий. Они имеют разные электрические характеристики, показатели мощности и скорости передачи данных. Разъемы USB A и B имеют только 4 контакта, тогда как USB 3.1 Type-C имеет 24 контакта (стандартная распиновка), которые необходимы для поддержки более высоких токов и более быстрой передачи данных. Кроме того, стандарт USB 3.1 увеличивает скорость передачи данных до 10 Гб/с, а также, у него есть инновационные способы зарядки устройств.

Спецификация порта Type-C требует, чтобы соединитель выдерживал 100.000 подключений в разъем, без признаков износа. Если вы подключаете порт к примеру два-три раза в день, кабель должен продержаться более 12 лет. Чтобы соответствовать этим требованиям и работать с увеличенным потоком мощности, кабели USB-C обычно делают толще классического micro USB кабеля.

Для чего нужен Type-C

Множество Android смартфонов до сих пор имеют micro USB порт. В большинстве случаев через него устройства заряжаются от напряжения 5V и тока 2A. Более быстрая скорость зарядки может быть достигнута только за пределами спецификации USB: Qualcomm Quick Charge, OnePlus Dash Charge, Oppo Vooc и Samsung Adaptive Fast Charge — это стандарты производителей, которые работают только на устройствах определенного бренда.

Передает мощность больше, чем micro USB

Порт Type-C обеспечивает питание до 100 Вт с использованием открытой, бесплатной, общепринятой системой питания, ограниченной только кабелем, источником питания или целевым устройством для зарядки. Чтобы свести к минимуму накопление тепла и износ электронных компонентов, устройства, совместимые с Type-C, постоянно согласовывают напряжение и ток друг с другом. Чтобы узнать их, найдите логотип USB на зарядном устройстве, который был принят в августе 2016 года.

Можно передавать HDMI и аудио сигналы

Наушники 1MORE с USB Type-C портом

Разъемы Type-C могут заменить многие другие кабели. Процесс сертификации для многих сигналов и протоколов уже завершен. К ним относятся VGA, DVI или HDMI, где порт Type-C имитирует порт дисплея, включая преобразование протокола. Конечно, для этого требуется соответствующее аппаратное и программное обеспечение на устройстве, но это уже дело производителей техники.

Xiaomi и LeEco избавляются от 3.5 мм порта в пользу Type-C

Аудио также является горячей темой, так как стандартный 3.5 мм выход для наушников медленно исчезает, смотрите такие телефоны, как LeEco, Xiaomi Mi6 и другие. В конце сентября 2016 года Type-C стал новым стандартом в аудио. Спецификация USB Audio Device Class 3.0 поддерживает цифровую передачу звука. В результате адаптер гнезда Type-C должен иметь цифровой аудиоконвертер, который по-прежнему будет совместим со всеми вашими Type-C устройствами. Подробнее по теме читайте 5 причин почему USB Type-C наушники лучше.

USB 3.1 Type-C. Коротко, ясно, детально

Достоинства порта USB 3.1:
★ быстрый
★ мощный
★ универсальный

Достоинства разъёма Type-C:
★ долговечный
★ симметричный

Теперь гарантированно можно подключить USB кабель к устройству с первого раза.

⚠ Следует различать понятия «порт» и «разъём». Разъём (гнездо) Type-C можно припаять хоть старому телефону (вместо micro-USB), но порт так и останется старым USB 2.0 — скорости заряда и передачи данных это не прибавит. Из удобств появится лишь симметричность и надёжность разъёма.

⚠ Таким образом наличие Type-C ещё ни о чём не говорит. Продаются модели смартфонов с новым разъёмом, но со старым портом. Перечисленные в этой статье достоинства к таким смартфонам не относятся.

Назначение контактов

Контакты разъёмов на схемах показаны с внешней (рабочей) стороны, если обратное не оговаривается особо.

Скачать спецификацию USB type-C в PDF (En)

Порт содержит 24 контакта (12 контактов на каждой стороне). «Верхняя» линейка нумеруется A1…A12, «нижняя» — B1…B12. По большей части линейки идентичны друг другу, что и делает этот порт равнодушным к ориентации штекера. Контакты каждой линейки можно разбить на 6 групп: USB 2.0, USB 3.1, Питание, Земля, Согласующий канал и Дополнительный канал. А теперь рассмотрим подробнее.

• Собственно, USB 3.1. Линии высокоскоростной передачи данных: TX+, TX-, RX+, RX- (контакты 2, 3, 10, 11). Скорость до 10 Гб/с. В кабеле эти пары перекроссированы, и что для одного устройства является RX, другому представляется как TX. И наоборот. По особому распоряжению эти пары могут переквалифицироваться под другие задачи, например — под передачу видео.

• Старый добрый USB 2.0. Линии низкоскоростной передачи данных: D+/D- (контакты 6, 7). Этот раритет включили в порт ради совместимости со старыми тихоходными устройствами до 480 Мб/с.

• Плюс питания — Vbus (контакты 4, 9). Стандартное напряжение 5 вольт. Ток выставляется в зависимости от потребностей периферии: 0,5А; 0,9А; 1,5А; 3А. Вообще, спецификация порта подразумевает передаваемую мощность до 100Вт, и в случае войны порт способен питать монитор или заряжать ноутбук напряжением 20 вольт!

• GND — «Земля»-матушка (контакты 1, 12). Минус всего и вся.

• Согласующий канал (или конфигурирующий) — СС (контакт 5). Это главная фишка USB type-C! Благодаря этому каналу система может определить:

— Факт подключения/отключения периферийного устройства;
— Ориентацию подключенного штекера. Как это ни странно, но разъём не абсолютно симметричен, и в некоторых случаях устройству хочется знать его ориентацию;
— Ток и напряжение, которое следует предоставить периферии для питания или заряда;
— Необходимость работы в альтернативном режиме, например, для передачи аудио-видео потока.
— Кроме функций мониторинга этот канал в случае необходимости подаёт питание на активный кабель.

• Дополнительный канал — SBU (контакт 8). Дополнительный канал обычно не используется и предусмотрен лишь для некоторых экзотических случаев. Например, при передаче по кабелю видео, по SBU идёт аудиоканал.

Распиновка USB 3.1 Type-C

«Полосатым цветом» здесь изображены контакты неизолированного провода.

Странным решением было отмаркировать провода D+ и D- не как в USB 2.0, а наоборот: D+ белый, D- зелёный.

Серой обводкой помечены провода, чей цвет по словам Википедии не регламентирован стандартом. Автор вообще не нашёл каких-либо указаний на цвета проводов в официальной документации.

Распайка коннекторов Type-C ▼

Схема типового кабеля USB-C «вилка-вилка»▼


Технология питания/заряда USB PD Rev.2 (USB Power Delivery)

У кабеля USB-C нет таких понятий как «коннектор-A» или «коннектор-B» — коннекторы теперь во всех случаях одинаковы.

Роли устройства обозначены новыми терминами:

DFP — активное, питающее устройство (как бы порт USB-A)
UFP — пассивное, приёмное устройство (как бы порт USB-B)
DRP — «двуличное», динамически изменяющее свой статус устройство.
Кроме того, заряжающее устройство называется Power Provider, заряжаемое — Power Consumer.

Распределение ролей осуществляется установкой на контакте CC определённого потенциала с помощью того или иного резистора:

▶Активное устройство (DFP) определяется по резистору между контактами CC и Vbus.
Номинал резистора сообщает потребителю, на какой ток он может рассчитывать:
56±20% кОм — 500 или 900 мА
22±5% кОм — 1,5 А
10±5% кОм — 3 А

▲ Переходники с USB 2.0 (3.0) на USB-C, служащие для подключения новых смартфонов к старым ПК или ЗУ распаяны по схеме DFP, то есть, показывают себя смартфону как активное устройство

 

▶Пассивное устройство (UFP) определяется по резистору между контактами CC и GND.
Номинал резистора: 5,1 кОм

Переходники с USB-C на USB-OTG распаяны именно по схеме UFP, то есть, имитируют потребляющее устройство.

 

⚠ Технологию USB PD Rev2 в которой по контакту CC согласуются ток и напряжение заряда не следует путать с технологией Quick Charge (QC), где по контактам D− и D+ согласуется только напряжение заряда. USB PD Rev2 поддерживается только в USB 3.1.
QC поддерживается без привязки к версии порта.

Переходник USB-micro—USB-C

Переходник micro-USB 2.0 на USB type-C служит для подключения гаджета с гнездом Type-C к стандартному дата-кабелю USB 2.0 для заряда и синхронизации с ПК. В переходнике установлен резистор 56 кОм между контактами CC и Vbus.

Этот резистор как бы говорит смартфону: «К тебе подключили активное устройство − заряжайся. Больше 0,9 ампер не дам».

То есть, даже от мощного зарядного устройства (скажем, на 3 ампера)  через такой переходник мы не возьмём больше 0,9 ампер. Чтобы смартфон не стеснялся и взял 3 ампера, нужно заменить резистор на 10 кОм ▼

Внешний вид платы ▼

Универсальный переходник USB-micro—USB-C с поддержкой OTG

Наш читатель Сергей выслал схему универсального переходника micro-USB-BF to USB type-C (Тип 51125 Z22) − через него можно подключить как Data-кабель так и OTG-кабель USB 2.0. В зависимости от кабеля смартфон либо заряжается, либо работает с периферией.

В идеале вместо 55 кОм стоило бы использовать 51 (как в аналогичном переходнике от Huawei), чтобы в цепи Vcc-CC получались каноничные 56 кОм. Но спецификация не требует такой точности. Номинал сопротивления Vcc-CC допускается в диапазоне 45…67 кОм.


Внешний вид платы ▼

Переходник USB-C—USB-AF

Чтобы подключить USB-периферию к устройству с портом USB-C, в переходнике необходим резистор 5,1 кОм между контактами CC и GND.
Этот резистор сообщает смартфону: «К тебе подключено пассивное устройство. Подай питание».

Рассмотрим схему переходника OTG type-C на примере Type-C USB 3.1 To USB 3.0 OTG Adapter. Это переходник для подключения периферии USB 3.0 (2.0) к ПК или к смартфону Type-C.
Цвета проводов Data, TX и RX в этой модели несколько отличаются от каноничных, прошу обратить на это внимание! ▼

Ещё одна важная деталь — во всех переходниках типа USBtype-C—type-C или USBtype-C—USB3.0 (не обязательно OTG!) между контактами Vbus и Gnd необходим конденсатор для защиты контактов разъёма от искр при подключении. Например, для переходников на USB 3.0 требуется номинал конденсатора — 10нФ±20%×30В. Переходники на USB 3.1 требуют конденсатор большей ёмкости, а переходники на USB 2.0 не требуют конденсатора вовсе. Подробнее читайте в англоязычной статье «VBUS Bypass Capacitor».

Распайка платы переходника Type-C to USB 3.0 OTG с разных сторон ▼


Аналоговый звук через Type-C

Стандартом предусмотрена возможность передачи аналогового звука через цифровой порт. Эта возможность реализована в смартфонах HTC серии U, HTC 10 Evo, Xiaomi Mi, LeTV. Автор будет признателен, если читатель пополнит этот список.

Режим называется «Audio Adapter Accessory Mode». За подробностями обращайтесь к статье «Аналоговый звук через USB-C».

Для работы в этом режиме служат аналоговые гарнитуры с вилкой Type-C. Для подключения классической гарнитуры со штекером «джек» предусмотрены переходники.

Переходник для наушников и одновременной зарядки на GearBest ▶

Аналоговый звук передаётся по каналам Data−, Data+, SBU1 и SBU2. Смартфон переходит в этот режим, если в вилке гарнитуры или переходника между контактами A1—A5 и B1—B5 установлено сопротивление менее 0,8…1,2 кОм. Вместо резистора доводилось видеть просто перемычку.

Видео через USB-C

Для передачи видео через USB 3.1 разработан режим «DisplayPort Alternate Mode».
См. перечень устройств, поддерживающих этот режим.
В режиме «Display Port» назначение контактов порта меняется — две пары TX2/RX2 превращаются в видеоканал, а звуком занимается SBU1/2 ▼


Поделиться новостью в соцсетях

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о