Spine USB
Guida completa alle connessioni USB 2.0, 3.0 e 3.1 (USB-C)
"Diagrammi di pinout completi e descrizioni tecniche per tutti i principali tipi di connettore USB, inclusi Standard-A, B, Mini, Micro e USB-C."
Questa risorsa web fornisce un'analisi dettagliata delle configurazioni dei pin dei connettori USB, funzioni dei segnali, livelli di tensione e codifiche a colori attraverso le generazioni: USB 2.0, USB 3.0 e USB 3.1 (Type-C). Tutte le informazioni seguono le specifiche ufficiali del USB Implementers Forum (USB-IF).
Ideale per ingegneri, tecnici, appassionati e studenti che lavorano con sistemi embedded, elettronica DIY o riparazione di dispositivi.
Cos'è l'USB?
Universal Serial Bus (USB) è un'interfaccia standardizzata per la connessione di periferiche a computer e dispositivi mobili. Supporta:
Trasferimento dati
Fornitura di energia (fino a 240W in USB PD)
Ricarica del dispositivo
Hot-swapping
Ogni versione USB introduce nuove funzionalità:
USB 2.0: Fino a 480 Mbps
USB 3.0: Fino a 5 Gbps
USB 3.1 Gen 2: Fino a 10 Gbps
USB 3.2 / USB4: Fino a 40 Gbps
I connettori fisici variano per tipo e generazione, ma tutti seguono assegnazioni di pin rigorose.
Panoramica sui tipi di connettore USB
| Connettore | Pin | Caso d'uso |
|---|---|---|
| USB 2.0 A/B | 4 pin | Host, stampanti, tastiere |
| Mini/Micro USB 2.0 | 5 pin | Telefoni più vecchi, fotocamere |
| USB 3.0 A/B | 9/11 pin | Dati ad alta velocità, unità esterne |
| Micro USB 3.0 | 10 pin | Smartphone, tablet |
| USB 3.1 C (USB-C) | 24 pin | Reversibile, alta potenza, dati veloci |
Note: USB-C supporta reversibilità, operazione dual-role e Power Delivery (PD).
USB 2.0 – Connettori Standard A & B
Standard A: Standard B: ┌─────────┐ ┌─────────┐ │ 4 3 2 1 │ │ 1 2 │ └─────────┘ └─────────┘ ↑ ↑ Vista Plug Vista Plug
Configurazione dei Pin (4-Pin)
| Pin | Segnale | Codifica a colori | Funzione |
|---|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | Rosso | Fornitura di energia (fino a 500mA) |
| 2 | Data - (D-) | Bianco | Coppia di dati differenziale (-) |
| 3 | Data + (D+) | Verde | Coppia di dati differenziale (+) |
| 4 | Terra | Nero | Restituzione di segnale e energia |
Comunicazione full-duplex utilizzando il segnale differenziale
Nessuna protezione ESD sul lato host? Usa diodi TVS!
Mini/Micro USB 2.0 – Standard A & B
Standard A: Standard B: ┌───────┐ ┌───────┐ │ 1 2 3 4 5 │ │ 1 2 3 4 5 │ └───────┘ └───────┘
Configurazione dei Pin (5-Pin)
| Pin | Segnale | Funzione |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | Fornitura di energia |
| 2 | Data - (D-) | Dati USB 2.0 negativi |
| 3 | Data + (D+) | Dati USB 2.0 positivi |
| 4 | Nessuno | Rilevamento host: collegato a massa negli host, aperto nei dispositivi |
| 5 | Terra | Massa comune |
Il pin 4 abilita il rilevamento automatico di host vs. slave
Utilizzato in smartphone più vecchi, unità GPS e macchine fotografiche digitali
USB 3.0 – Connettori Standard A & B
USB 3.0 A (9-Pin)
Vista Plug: ┌─────────────┐ │ 5 6 7 8 9 │ │ 4 3 2 1 │ └─────────────┘
| Pin | Segnale | Funzione |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | Fornitura di energia |
| 2 | D- | Dati USB 2.0 negativi |
| 3 | D+ | Dati USB 2.0 positivi |
| 4 | GND | Massa di alimentazione |
| 5 | RX2- | Linea di ricezione USB 3.0 (-) |
| 6 | RX2+ | Linea di ricezione USB 3.0 (+) |
| 7 | GND | Massa di segnale |
| 8 | TX2- | Linea di trasmissione USB 3.0 (-) |
| 9 | TX2+ | Linea di trasmissione USB 3.0 (+) |
Compatibile con USB 2.0
Velocità: Fino a 5 Gbps (SuperSpeed)
USB 3.0 B (11-Pin)
Vista Plug: ┌─────────────┐ │ 9 8 7 6 5 │ │ 10 11 │ │ 4 3 │ └─────────────┘
| Pin | Segnale | Funzione |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | Fornitura di energia |
| 2 | D- | Dati USB 2.0 negativi |
| 3 | D+ | Dati USB 2.0 positivi |
| 4 | GND | Massa di alimentazione |
| 5 | TX2- | Linea di trasmissione USB 3.0 (-) |
| 6 | TX2+ | Linea di trasmissione USB 3.0 (+) |
| 7 | GND | Massa di segnale |
| 8 | RX2- | Linea di ricezione USB 3.0 (-) |
| 9 | RX2+ | Linea di ricezione USB 3.0 (+) |
| 10 | DPWR | Energia fornita dal dispositivo (ad esempio, hub alimentato dalla linea) |
| 11 | GND | Ritorno per DPWR |
Raramente utilizzato; sostituito da USB-C nei dispositivi moderni
Micro USB 3.0 (10-Pin)
Vista Plug: ┌─────────────────────┐ │ 1 0 9 8 7 6 │ │ 5 4 3 2 1 │ └─────────────────────┘
| Pin | Segnale | Funzione |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | Fornitura di energia |
| 2 | D- | Dati USB 2.0 negativi |
| 3 | D+ | Dati USB 2.0 positivi |
| 4 | ID | Identificazione OTG (ruolo host/dispositivo) |
| 5 | GND | Massa di alimentazione |
| 6 | TX2- | Linea di trasmissione USB 3.0 (-) |
| 7 | TX2+ | Linea di trasmissione USB 3.0 (+) |
| 8 | GND | Massa di segnale |
| 9 | RX2- | Linea di ricezione USB 3.0 (-) |
| 10 | RX2+ | Linea di ricezione USB 3.0 (+) |
Utilizzato in smartphone e tablet prima dell'adozione di USB-C
Supporta la modalità On-The-Go (OTG)
USB 3.1 Type-C (24-Pin) – Connettore reversibile
Vista Plug (Lato superiore): ┌────────────────────────────┐ │ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 │ └────────────────────────────┘ │ 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 │ └────────────────────────────┘
Configurazione dei Pin (24-Pin)
| Pin | Segnale | Funzione |
|---|---|---|
| 1 | GND (A1) | Terra |
| 2 | TX1+ (A2) | Trasmissione SuperSpeed (+) |
| 3 | TX1- (A3) | Trasmissione SuperSpeed (-) |
| 4 | Vbus (A4) | Fornitura di energia +5V |
| 5 | CC1 (A5) | Canale di configurazione (rileva orientamento, ruoli di potenza) |
| 6 | D+ (A6) | Dati USB 2.0 positivi |
| 7 | D- (A7) | Dati USB 2.0 negativi |
| 8 | SBU1 (A8) | Uso secondario (per video/audio, modalità alternative) |
| 9 | Vbus (A9) | Fornitura di energia +5V (secondo percorso) |
| 10 | RX2- (A10) | Ricezione SuperSpeed (-) |
| 11 | RX2+ (A11) | Ricezione SuperSpeed (+) |
| 12 | GND (A12) | Terra |
| 13 | GND (B12) | Terra (lato simmetrico) |
| 14 | RX1+ (B11) | Ricezione SuperSpeed (+) |
| 15 | RX1- (B10) | Ricezione SuperSpeed (-) |
| 16 | Vbus (B9) | Fornitura di energia +5V |
| 17 | SBU2 (B8) | Uso secondario |
| 18 | D- (B7) | Dati USB 2.0 negativi |
| 19 | D+ (B6) | Dati USB 2.0 positivi |
| 20 | CC2 (B5) | Canale di configurazione (di backup) |
| 21 | Vbus (B4) | Fornitura di energia +5V |
| 22 | TX2- (B3) | Trasmissione SuperSpeed (-) |
| 23 | TX2+ (B2) | Trasmissione SuperSpeed (+) |
| 24 | GND (B1) | Terra |
Plug completamente reversibile
Flusso di dati dual-role (host/dispositivo)
Supporta USB Power Delivery (fino a 240W)
Supporta DisplayPort e HDMI tramite modalità alternativa
Consigli di progettazione per gli ingegneri
Route sempre D+/D- come coppie differenziali con impedenza controllata (~90Ω)
Mantieni il tracciato Vbus corto e largo per una migliore gestione della corrente
Usa diodi TVS sulle linee D+/D- per la protezione ESD
Aggiungi resistenze pull-up sui pin CC per una negoziazione corretta
Segui le linee guida di conformità USB-IF per la certificazione
Conformità agli standard
USB 2.0: Specifica USB-IF 2.0
USB 3.0: Specifica USB 3.0 (Rev. 1.0)
USB 3.1: Specifica USB 3.1 (Rev. 1.0)
USB-C: Specifica USB Type-C (Rev. 2.1)
Tutti i dispositivi moderni devono conformarsi a questi standard per garantire l'interoperabilità.
