USB piny
Úplný průvodce konektory USB 2.0, 3.0 a 3.1 (USB-C)
"Komplexní schémata pinout a technické popisy všech hlavních typů konektorů USB, včetně Standard-A, B, Mini, Micro a USB-C."
Tento webový referenční materiál poskytuje podrobný rozbor pinových konfigurací konektorů USB, funkcí signálů, úrovní napětí a barevného kódování pro generace: USB 2.0, USB 3.0 a USB 3.1 (Type-C). Všechny informace jsou založeny na oficiálních specifikacích od USB Implementers Forum (USB-IF).
Ideální pro inženýry, techniky, nadšence a studenty pracující s vestavěnými systémy, DIY elektronikou nebo opravami zařízení.
Co je USB?
Universal Serial Bus (USB) je standardizované rozhraní pro připojování periferií k počítačům a mobilním zařízením. Podporuje:
Přenos dat
Dodávku energie (až 240W v USB PD)
Nabíjení zařízení
Horké přepínání
Každá verze USB přináší nové funkce:
USB 2.0: Až 480 Mbps
USB 3.0: Až 5 Gbps
USB 3.1 Gen 2: Až 10 Gbps
USB 3.2 / USB4: Až 40 Gbps
Fyzické konektory se liší podle typu a generace, ale všechny dodržují přesné přiřazení pinů.
Přehled typů konektorů USB
| Konektor | Piny | Použití |
|---|---|---|
| USB 2.0 A/B | 4 piny | Hospodáři, tiskárny, klávesnice |
| Mini/Micro USB 2.0 | 5 pinů | Starší telefony, fotoaparáty |
| USB 3.0 A/B | 9/11 pinů | Vysokorychlostní data, externí disky |
| Micro USB 3.0 | 10 pinů | Chytré telefony, tablety |
| USB 3.1 C (USB-C) | 24 pinů | Obrátitelný, vysoká síla, rychlá data |
Poznámka: USB-C podporuje obratnost, dvojrolní provoz a Dodávku energie (PD).
USB 2.0 – Standardní konektory A & B
Standard A: Standard B: ┌─────────┐ ┌─────────┐ │ 4 3 2 1 │ │ 1 2 │ └─────────┘ └─────────┘ ↑ ↑ Pohled na konektor Pohled na konektor
Pinová konfigurace (4-Pin)
| Pin | Signál | Barevný kód | Funkce |
|---|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | Červená | Zásobování elektrickou energií (až 500mA) |
| 2 | Data - (D-) | Bílá | Diferenciální dvojice dat (-) |
| 3 | Data + (D+) | Zelená | Diferenciální dvojice dat (+) |
| 4 | Zem | Černá | Návratový signál a zásobování elektrickou energií |
Plně duplexní komunikace pomocí diferenciálního kódování
Žádná ochrana před elektrostatickými výboji na straně hostitele? Použijte TVS diody!
Mini/Micro USB 2.0 – Standardní konektory A & B
Standard A: Standard B: ┌───────┐ ┌───────┐ │ 1 2 3 4 5 │ │ 1 2 3 4 5 │ └───────┘ └───────┘
Pinová konfigurace (5-Pin)
| Pin | Signál | Funkce |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | Zásobování elektrickou energií |
| 2 | Data - (D-) | USB 2.0 data negativní |
| 3 | Data + (D+) | USB 2.0 data pozitivní |
| 4 | Žádný | Detekce hostitele: připojen k zemi u hostitelů, otevřeno u zařízení |
| 5 | Zem | Společná zem |
Pin 4 umožňuje automatickou detekci hostitele vs. podřízeného zařízení
Používá se ve starších chytrých telefonech, GPS jednotkách a digitálních fotoaparátech
USB 3.0 – Standardní konektory A & B
USB 3.0 A (9-Pin)
Pohled na konektor: ┌─────────────┐ │ 5 6 7 8 9 │ │ 4 3 2 1 │ └─────────────┘
| Pin | Signál | Funkce |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | Zásobování elektrickou energií |
| 2 | D- | USB 2.0 data negativní |
| 3 | D+ | USB 2.0 data pozitivní |
| 4 | GND | Zásobovací zem |
| 5 | RX2- | USB 3.0 přijímací linka (-) |
| 6 | RX2+ | USB 3.0 přijímací linka (+) |
| 7 | GND | Signální zem |
| 8 | TX2- | USB 3.0 vysílací linka (-) |
| 9 | TX2+ | USB 3.0 vysílací linka (+) |
Zpětně kompatibilní s USB 2.0
Rychlost: Až 5 Gbps (SuperSpeed)
USB 3.0 B (11-Pin)
Pohled na konektor: ┌─────────────┐ │ 9 8 7 6 5 │ │ 10 11 │ │ 4 3 │ └─────────────┘
| Pin | Signál | Funkce |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | Zásobování elektrickou energií |
| 2 | D- | USB 2.0 data negativní |
| 3 | D+ | USB 2.0 data pozitivní |
| 4 | GND | Zásobovací zem |
| 5 | TX2- | USB 3.0 vysílací linka (-) |
| 6 | TX2+ | USB 3.0 vysílací linka (+) |
| 7 | GND | Signální zem |
| 8 | RX2- | USB 3.0 přijímací linka (-) |
| 9 | RX2+ | USB 3.0 přijímací linka (+) |
| 10 | DPWR | Energetická dodávka ze zařízení (např. hub s napájením z sběrnice) |
| 11 | GND | Návrat pro DPWR |
Rarely used; replaced by USB-C in modern devices
Micro USB 3.0 (10-Pin)
Pohled na konektor: ┌─────────────────────┐ │ 1 0 9 8 7 6 │ │ 5 4 3 2 1 │ └─────────────────────┘
| Pin | Signál | Funkce |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | Zásobování elektrickou energií |
| 2 | D- | USB 2.0 data negativní |
| 3 | D+ | USB 2.0 data pozitivní |
| 4 | ID | OTG identifikace (role hostitele/zařízení) |
| 5 | GND | Zásobovací zem |
| 6 | TX2- | USB 3.0 vysílací linka (-) |
| 7 | TX2+ | USB 3.0 vysílací linka (+) |
| 8 | GND | Signální zem |
| 9 | RX2- | USB 3.0 přijímací linka (-) |
| 10 | RX2+ | USB 3.0 přijímací linka (+) |
Používá se v raných chytrých telefonech a tabletech před přijetím USB-C
Podporuje režim On-The-Go (OTG)
USB 3.1 Type-C (24-Pin) – Obrátitelný konektor
Pohled na konektor (horní strana): ┌────────────────────────────┐ │ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 │ └────────────────────────────┘ │ 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 │ └────────────────────────────┘
Pinová konfigurace (24-Pin)
| Pin | Signál | Funkce |
|---|---|---|
| 1 | GND (A1) | Zem |
| 2 | TX1+ (A2) | SuperSpeed vysílání (+) |
| 3 | TX1- (A3) | SuperSpeed vysílání (-) |
| 4 | Vbus (A4) | +5V zásobování elektrickou energií |
| 5 | CC1 (A5) | Konfigurační kanál (detekce orientace, energetických rolí) |
| 6 | D+ (A6) | USB 2.0 data pozitivní |
| 7 | D- (A7) | USB 2.0 data negativní |
| 8 | SBU1 (A8) | Boční použití (pro video/audio, alternativní režimy) |
| 9 | Vbus (A9) | +5V zásobování elektrickou energií (druhá cesta) |
| 10 | RX2- (A10) | SuperSpeed příjem (-) |
| 11 | RX2+ (A11) | SuperSpeed příjem (+) |
| 12 | GND (A12) | Zem |
| 13 | GND (B12) | Zem (symetrická strana) |
| 14 | RX1+ (B11) | SuperSpeed příjem (+) |
| 15 | RX1- (B10) | SuperSpeed příjem (-) |
| 16 | Vbus (B9) | +5V zásobování elektrickou energií |
| 17 | SBU2 (B8) | Boční použití |
| 18 | D- (B7) | USB 2.0 data negativní |
| 19 | D+ (B6) | USB 2.0 data pozitivní |
| 20 | CC2 (B5) | Konfigurační kanál (záloha) |
| 21 | Vbus (B4) | +5V zásobování elektrickou energií |
| 22 | TX2- (B3) | SuperSpeed vysílání (-) |
| 23 | TX2+ (B2) | SuperSpeed vysílání (+) |
| 24 | GND (B1) | Zem |
Úplně obrátitelný konektor
Dvojrolní tok dat (hostitele/zařízení)
Podporuje USB Power Delivery (až 240W)
Podporuje DisplayPort a HDMI prostřednictvím alternativního režimu
Tipy pro inženýry
Vždy směrujte D+/D- jako diferenciální páry s řízenou impedancí (~90Ω)
Udržujte stopu Vbus krátkou a širokou pro lepší obsluhu proudu
Použijte TVS diody na linkách D+/D- pro ochranu před ESD
Přidejte pull-up rezistory na CC pinech pro správnou vyjednávání
Sledujte směrnice pro soulad s USB-IF pro certifikaci
Soulad se standardy
USB 2.0: USB-IF Specification 2.0
USB 3.0: USB 3.0 Specification (Rev. 1.0)
USB 3.1: USB 3.1 Specification (Rev. 1.0)
USB-C: USB Type-C Specification (Rev. 2.1)
Všechna moderní zařízení musí být v souladu s těmito standardy pro interoperabilitu.
