USB-Anschlüsse
Vollständige Anleitung zu USB 2.0, 3.0 und 3.1 (USB-C) Steckern
"Umfassende Pin-Diagramme und technische Beschreibungen für alle wichtigen USB-Steckertypen, einschließlich Standard-A, B, Mini, Micro und USB-C."
Diese webbasierte Referenz bietet eine detaillierte Aufschlüsselung der Pin-Konfigurationen von USB-Steckern, Signal-Funktionen, Spannungspegel und Farbcodierung über die Generationen hinweg: USB 2.0, USB 3.0 und USB 3.1 (Typ C). Alle Informationen folgen den offiziellen Spezifikationen des USB Implementers Forum (USB-IF).
Ideal für Ingenieure, Techniker, Hobbyisten und Studenten, die mit eingebetteten Systemen, DIY-Elektronik oder Geräte-Reparatur arbeiten.
Was ist USB?
Universal Serial Bus (USB) ist ein standardisiertes Interface zum Anschließen von Peripheriegeräten an Computer und mobile Geräte. Es unterstützt:
Datenübertragung
Energieversorgung (bis zu 240W bei USB PD)
Geräte-Ladung
Hot-Swapping
Jede USB-Version führt neue Funktionen ein:
USB 2.0: Bis zu 480 Mbps
USB 3.0: Bis zu 5 Gbps
USB 3.1 Gen 2: Bis zu 10 Gbps
USB 3.2 / USB4: Bis zu 40 Gbps
Die physischen Stecker variieren je nach Typ und Generation, aber alle folgen strengen Pin-Zuweisungen.
Überblick über USB-Steckertypen
| Stecker | Pins | Anwendungsbereich |
|---|---|---|
| USB 2.0 A/B | 4 Pins | Hosts, Drucker, Tastaturen |
| Mini/Micro USB 2.0 | 5 Pins | Ältere Handys, Kameras |
| USB 3.0 A/B | 9/11 Pins | Hochgeschwindigkeitsdaten, externe Laufwerke |
| Micro USB 3.0 | 10 Pins | Smartphones, Tablets |
| USB 3.1 C (USB-C) | 24 Pins | Umkehrbar, hohe Leistung, schnelle Daten |
Hinweis: USB-C unterstützt Umkehrbarkeit, dualen Betrieb und Power Delivery (PD).
USB 2.0 – Standard A & B Stecker
Standard A: Standard B: ┌─────────┐ ┌─────────┐ │ 4 3 2 1 │ │ 1 2 │ └─────────┘ └─────────┘ ↑ ↑ Steckansicht Steckansicht
Pin-Konfiguration (4-Pin)
| Pin | Signal | Farbcodierung | Funktion |
|---|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | Rot | Stromversorgung (bis zu 500mA) |
| 2 | Data - (D-) | Weiß | Differenzielles Datendoppel (-) |
| 3 | Data + (D+) | Grün | Differenzielles Datendoppel (+) |
| 4 | Masse | Schwarz | Signale und Stromrückführung |
Full-Duplex-Kommunikation mit differenziellem Signaling
Keine ESD-Schutz auf Hostseite? Verwenden Sie TVS-Dioden!
Mini/Micro USB 2.0 – Standard A & B
Standard A: Standard B: ┌───────┐ ┌───────┐ │ 1 2 3 4 5 │ │ 1 2 3 4 5 │ └───────┘ └───────┘
Pin-Konfiguration (5-Pin)
| Pin | Signal | Funktion |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | Stromversorgung |
| 2 | Data - (D-) | USB 2.0 Daten negativ |
| 3 | Data + (D+) | USB 2.0 Daten positiv |
| 4 | Keine | Host-Erkennung: verbunden mit Masse in Hosts, offen in Geräten |
| 5 | Masse | Gemeinsame Masse |
Pin 4 ermöglicht die automatische Erkennung von Host vs. Slave
Verwendet in älteren Smartphones, GPS-Geräten und digitalen Kameras
USB 3.0 – Standard A & B Stecker
USB 3.0 A (9-Pin)
Steckansicht: ┌─────────────┐ │ 5 6 7 8 9 │ │ 4 3 2 1 │ └─────────────┘
| Pin | Signal | Funktion |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | Stromversorgung |
| 2 | D- | USB 2.0 Daten negativ |
| 3 | D+ | USB 2.0 Daten positiv |
| 4 | Masse | Strom-Masse |
| 5 | RX2- | USB 3.0 Empfangsleitung (-) |
| 6 | RX2+ | USB 3.0 Empfangsleitung (+) |
| 7 | Masse | Signal-Masse |
| 8 | TX2- | USB 3.0 Sendeleitung (-) |
| 9 | TX2+ | USB 3.0 Sendeleitung (+) |
Rückwärtskompatibel mit USB 2.0
Geschwindigkeit: Bis zu 5 Gbps (SuperSpeed)
USB 3.0 B (11-Pin)
Steckansicht: ┌─────────────┐ │ 9 8 7 6 5 │ │ 10 11 │ │ 4 3 │ └─────────────┘
| Pin | Signal | Funktion |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | Stromversorgung |
| 2 | D- | USB 2.0 Daten negativ |
| 3 | D+ | USB 2.0 Daten positiv |
| 4 | Masse | Strom-Masse |
| 5 | TX2- | USB 3.0 Sendeleitung (-) |
| 6 | TX2+ | USB 3.0 Sendeleitung (+) |
| 7 | Masse | Signal-Masse |
| 8 | RX2- | USB 3.0 Empfangsleitung (-) |
| 9 | RX2+ | USB 3.0 Empfangsleitung (+) |
| 10 | DPWR | Stromversorgung durch das Gerät (z.B. bus-gesteuerter Hub) |
| 11 | Masse | Rückführung für DPWR |
Selten verwendet; in modernen Geräten durch USB-C ersetzt
Micro USB 3.0 (10-Pin)
Steckansicht: ┌─────────────────────┐ │ 1 0 9 8 7 6 │ │ 5 4 3 2 1 │ └─────────────────────┘
| Pin | Signal | Funktion |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | Stromversorgung |
| 2 | D- | USB 2.0 Daten negativ |
| 3 | D+ | USB 2.0 Daten positiv |
| 4 | ID | OTG-Identifikation (Host/Gerät-Rolle) |
| 5 | Masse | Strom-Masse |
| 6 | TX2- | USB 3.0 Sendeleitung (-) |
| 7 | TX2+ | USB 3.0 Sendeleitung (+) |
| 8 | Masse | Signal-Masse |
| 9 | RX2- | USB 3.0 Empfangsleitung (-) |
| 10 | RX2+ | USB 3.0 Empfangsleitung (+) |
Verwendet in frühen Smartphones und Tablets vor der Einführung von USB-C
Unterstützt On-The-Go (OTG)-Modus
USB 3.1 Type-C (24-Pin) – Umkehrbarer Stecker
Steckansicht (Oberseite): ┌────────────────────────────┐ │ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 │ └────────────────────────────┘ │ 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 │ └────────────────────────────┘
Pin-Konfiguration (24-Pin)
| Pin | Signal | Funktion |
|---|---|---|
| 1 | Masse (A1) | Masse |
| 2 | TX1+ (A2) | SuperSpeed Sendung (+) |
| 3 | TX1- (A3) | SuperSpeed Sendung (-) |
| 4 | Vbus (A4) | +5V Stromversorgung |
| 5 | CC1 (A5) | Konfigurationskanal (erkennen der Ausrichtung, Stromrollen) |
| 6 | D+ (A6) | USB 2.0 Daten positiv |
| 7 | D- (A7) | USB 2.0 Daten negativ |
| 8 | SBU1 (A8) | Seitenbandnutzung (für Video/Audio, alternative Modi) |
| 9 | Vbus (A9) | +5V Stromversorgung (zweiter Pfad) |
| 10 | RX2- (A10) | SuperSpeed Empfang (-) |
| 11 | RX2+ (A11) | SuperSpeed Empfang (+) |
| 12 | Masse (A12) | Masse |
| 13 | Masse (B12) | Masse (symmetrische Seite) |
| 14 | RX1+ (B11) | SuperSpeed Empfang (+) |
| 15 | RX1- (B10) | SuperSpeed Empfang (-) |
| 16 | Vbus (B9) | +5V Stromversorgung |
| 17 | SBU2 (B8) | Seitenbandnutzung |
| 18 | D- (B7) | USB 2.0 Daten negativ |
| 19 | D+ (B6) | USB 2.0 Daten positiv |
| 20 | CC2 (B5) | Konfigurationskanal (Backup) |
| 21 | Vbus (B4) | +5V Stromversorgung |
| 22 | TX2- (B3) | SuperSpeed Sendung (-) |
| 23 | TX2+ (B2) | SuperSpeed Sendung (+) |
| 24 | Masse (B1) | Masse |
Vollständig umkehrbarer Stecker
Dualer Datenfluss (Host/Gerät)
Unterstützt USB Power Delivery (bis zu 240W)
Unterstützt DisplayPort und HDMI über Alternativen Modus
Design-Tipps für Ingenieure
Leiten Sie D+/D- immer als Differenzpaare mit kontrolliertem Impedanz (~90Ω)
Halten Sie die Vbus-Spur kurz und breit für bessere Strombelastung
Verwenden Sie TVS-Dioden an den D+/D- Leitungen für ESD-Schutz
Fügen Sie Pull-up-Widerstände an den CC-Pins für korrekte Verhandlung hinzu
Folgen Sie den USB-IF-Konformitätsrichtlinien für Zertifizierung
Normenkonformität
USB 2.0: USB-IF Spezifikation 2.0
USB 3.0: USB 3.0 Spezifikation (Rev. 1.0)
USB 3.1: USB 3.1 Spezifikation (Rev. 1.0)
USB-C: USB Type-C Spezifikation (Rev. 2.1)
Alle modernen Geräte müssen diesen Standards entsprechen, um Interoperabilität sicherzustellen.
