Pin USB

Guia complet per a connectors USB 2.0, 3.0 i 3.1 (USB-C)

"Diagrames de connexions exhaustius i descripcions tècniques per a tots els tipus de connectors USB principals, incloent-hi Standard-A, B, Mini, Micro i USB-C."

Aquesta referència basada en web proporciona un desglossament detallat de les configuracions de pines dels connectors USB, funcions de senyal, nivells de tensió i codificació de colors a través de les generacions: USB 2.0, USB 3.0 i USB 3.1 (Type-C). Tota la informació segueix les especificacions oficials del USB Implementers Forum (USB-IF).

Ideal per a enginyers, tècnics, aficionats i estudiants que treballen amb sistemes incrustats, electrònica DIY o reparació de dispositius.

Què és el USB?

Universal Serial Bus (USB) és una interfície estandaritzada per connectar perifèrics a ordinadors i dispositius mòbils. Suporta:

• Transferència de dades

• Lliurament d'energia (fins a 240W en USB PD)

• Càrrega de dispositius

• Canvi de dispositiu en calent

Cada versió de USB introdueix noves característiques:

• USB 2.0: Fins a 480 Mbps

• USB 3.0: Fins a 5 Gbps

• USB 3.1 Gen 2: Fins a 10 Gbps

• USB 3.2 / USB4: Fins a 40 Gbps

Els connectors físics varien segons el tipus i la generació, però tots segueixen assignacions estrictes de pines.

Visió general dels tipus de connectors USB

Nota: USB-C suporta reversibilitat, operació dual-role i Power Delivery (PD).

USB 2.0 – Connectors Standard A & B

Standard A:       Standard B:
┌─────────┐     ┌─────────┐
│  4  3  2  1 │ │  1  2   │
└─────────┘     └─────────┘
      ↑               ↑
    Vista de la clau       Vista de la clau

Configuració de pines (4-Pin)

Comunicació full-duplex utilitzant senyalització diferencial

No hi ha protecció ESD al costat del host? Utilitza diodes TVS!

Mini/Micro USB 2.0 – Standard A & B

Standard A:        Standard B:
┌───────┐         ┌───────┐
│ 1 2 3 4 5 │     │ 1 2 3 4 5 │
└───────┘         └───────┘

Configuració de pines (5-Pin)

El pin 4 permet la detecció automàtica de host vs. esclau

Utilitzat en smartphones antics, unitats GPS i càmeres digitals

USB 3.0 – Connectors Standard A & B

USB 3.0 A (9-Pin)

Visualització de la clau:
┌─────────────┐
│ 5 6 7 8 9   │
│ 4 3 2 1     │
└─────────────┘

Compatible cap enrere amb USB 2.0

Velocitat: Fins a 5 Gbps (SuperSpeed)

USB 3.0 B (11-Pin)

Visualització de la clau:
┌─────────────┐
│ 9 8 7 6 5   │
│ 10 11       │
│ 4 3         │
└─────────────┘

Rarament utilitzat; reemplaçat per USB-C en dispositius moderns

Micro USB 3.0 (10-Pin)

Visualització de la clau:
┌─────────────────────┐
│ 1 0 9 8 7 6         │
│ 5 4 3 2 1           │
└─────────────────────┘

Utilitzat en smartphones i taules abans de l'adopció de USB-C

Suporta mode On-The-Go (OTG)

USB 3.1 Type-C (24-Pin) – Connector reversible

Visualització de la clau (part superior):
┌────────────────────────────┐
│ 1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 │
└────────────────────────────┘
│ 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 │
└────────────────────────────┘

Configuració de pines (24-Pin)

Clau totalment reversible

Flux de dades dual-role (host/dispositiu)

Suporta USB Power Delivery (fins a 240W)

Suporta DisplayPort i HDMI via Mode Alternatiu

Consejos de disseny per a enginyers

• Routeu sempre D+/D- com a parells diferencials amb impedància controlada (~90Ω)

• Manteniu el traçat Vbus curt i ampli per a millor manejament de corrent

• Utilitzeu diodes TVS en les línies D+/D- per a protecció ESD

• Afegeix resistors de tracció als pins CC per a negociació adequada

• Seguiu les normes de conformitat de USB-IF per a certificació

Conformitat amb normes

• USB 2.0: Especificació USB-IF 2.0

• USB 3.0: Especificació USB 3.0 (Rev. 1.0)

• USB 3.1: Especificació USB 3.1 (Rev. 1.0)

• USB-C: Especificació USB Type-C (Rev. 2.1)

Tots els dispositius moderns han de complir aquestes normes per a interoperabilitat.