Pin USB
Pełny przewodnik po konektorach USB 2.0, 3.0 i 3.1 (USB-C)
"Szczegółowe diagramy pinów i opisy techniczne dla wszystkich głównych typów konektorów USB, w tym Standard-A, B, Mini, Micro i USB-C."
Ten internetowy zasób dostarcza szczegółowego rozbioru konefiguracji pinów konektorów USB, funkcji sygnałów, poziomów napięcia i kodowania kolorów przez generacje: USB 2.0, USB 3.0 i USB 3.1 (Type-C). Wszystkie informacje są zgodne z oficjalnymi specyfikacjami USB Implementers Forum (USB-IF).
Idealny dla inżynierów, techników, hobbystów i studentów pracujących z systemami wbudowanymi, elektroniką DIY lub naprawą urządzeń.
Czym jest USB?
Uniwersalny szeregowy port (USB) to standaryzowany interfejs do podłączania obudówek do komputerów i urządzeń mobilnych. Obsługuje:
Przenoszenie danych
Dostarczanie mocy (do 240W w USB PD)
Ładowanie urządzeń
Zmienianie urządzeń bez wyłączania (hot-swapping)
Każda wersja USB wprowadza nowe funkcje:
USB 2.0: Do 480 Mbps
USB 3.0: Do 5 Gbps
USB 3.1 Gen 2: Do 10 Gbps
USB 3.2 / USB4: Do 40 Gbps
Fizyczne konektory różnią się w zależności od typu i generacji, ale wszystkie przestrzegają ścisłych przypisań pinów.
Przegląd typów konektorów USB
| Konektor | Piny | Zastosowanie |
|---|---|---|
| USB 2.0 A/B | 4 piny | Gospodarze, drukarki, klawiatury |
| Mini/Micro USB 2.0 | 5 pinów | Starsze telefony, aparaty fotograficzne |
| USB 3.0 A/B | 9/11 pinów | Szybka transmisja danych, zewnętrzne dyski |
| Micro USB 3.0 | 10 pinów | Smartfony, tablety |
| USB 3.1 C (USB-C) | 24 piny | Odwracalny, wysoka moc, szybka transmisja danych |
Uwaga: USB-C obsługuje odwracalność, dwurole operację i dostarczanie mocy (PD).
USB 2.0 – Konektory standardowe A i B
Standard A: Standard B: ┌─────────┐ ┌─────────┐ │ 4 3 2 1 │ │ 1 2 │ └─────────┘ └─────────┘ ↑ ↑ Widok wtyczki Widok wtyczki
Konfiguracja pinów (4-piniowa)
| Pin | Sygnał | Kod koloru | Funkcja |
|---|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | Czerwony | Zasilanie (do 500mA) |
| 2 | Data - (D-) | Biały | Para różnicowa danych (-) |
| 3 | Data + (D+) | Zielony | Para różnicowa danych (+) |
| 4 | Ground | Czarny | Powrót sygnału i zasilania |
Komunikacja pełnokierunkowa za pomocą sygnalizacji różnicowej
Brak ochrony przed ESD po stronie gospodarza? Użyj diod TVS!
Mini/Micro USB 2.0 – Standard A i B
Standard A: Standard B: ┌───────┐ ┌───────┐ │ 1 2 3 4 5 │ │ 1 2 3 4 5 │ └───────┘ └───────┘
Konfiguracja pinów (5-piniowa)
| Pin | Sygnał | Funkcja |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | Zasilanie |
| 2 | Data - (D-) | Dane USB 2.0 ujemne |
| 3 | Data + (D+) | Dane USB 2.0 dodatnie |
| 4 | None | Wykrywanie gospodarza: połączone z masą w gospodarzach, otwarte w urządzeniach |
| 5 | Ground | Wspólna masa |
Pin 4 umożliwia automatyczne wykrywanie gospodarza vs. urządzenia
Używany w starszych smartfonach, jednostkach GPS i cyfrowych aparatów fotograficznych
USB 3.0 – Konektory standardowe A i B
USB 3.0 A (9-pinów)
Widok wtyczki: ┌─────────────┐ │ 5 6 7 8 9 │ │ 4 3 2 1 │ └─────────────┘
| Pin | Sygnał | Funkcja |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | Zasilanie |
| 2 | D- | Dane USB 2.0 ujemne |
| 3 | D+ | Dane USB 2.0 dodatnie |
| 4 | GND | Masa zasilania |
| 5 | RX2- | Linia odbiorcza USB 3.0 (-) |
| 6 | RX2+ | Linia odbiorcza USB 3.0 (+) |
| 7 | GND | Masa sygnału |
| 8 | TX2- | Linia nadawcza USB 3.0 (-) |
| 9 | TX2+ | Linia nadawcza USB 3.0 (+) |
Zgodny z wstecznej strony z USB 2.0
Prędkość: Do 5 Gbps (SuperSpeed)
USB 3.0 B (11-pinów)
Widok wtyczki: ┌─────────────┐ │ 9 8 7 6 5 │ │ 10 11 │ │ 4 3 │ └─────────────┘
| Pin | Sygnał | Funkcja |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | Zasilanie |
| 2 | D- | Dane USB 2.0 ujemne |
| 3 | D+ | Dane USB 2.0 dodatnie |
| 4 | GND | Masa zasilania |
| 5 | TX2- | Linia nadawcza USB 3.0 (-) |
| 6 | TX2+ | Linia nadawcza USB 3.0 (+) |
| 7 | GND | Masa sygnału |
| 8 | RX2- | Linia odbiorcza USB 3.0 (-) |
| 9 | RX2+ | Linia odbiorcza USB 3.0 (+) |
| 10 | DPWR | Moc dostarczana przez urządzenie (np. hub zasilany przez bus) |
| 11 | GND | Powrót dla DPWR |
Rzadko używany; zastąpiony przez USB-C w nowoczesnych urządzeniach
Micro USB 3.0 (10-pinów)
Widok wtyczki: ┌─────────────────────┐ │ 1 0 9 8 7 6 │ │ 5 4 3 2 1 │ └─────────────────────┘
| Pin | Sygnał | Funkcja |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | Zasilanie |
| 2 | D- | Dane USB 2.0 ujemne |
| 3 | D+ | Dane USB 2.0 dodatnie |
| 4 | ID | Identyfikacja OTG (rola gospodarza/urządzenia) |
| 5 | GND | Masa zasilania |
| 6 | TX2- | Linia nadawcza USB 3.0 (-) |
| 7 | TX2+ | Linia nadawcza USB 3.0 (+) |
| 8 | GND | Masa sygnału |
| 9 | RX2- | Linia odbiorcza USB 3.0 (-) |
| 10 | RX2+ | Linia odbiorcza USB 3.0 (+) |
Używany w wczesnych smartfonach i tabletach przed adopcją USB-C
Obsługuje tryb On-The-Go (OTG)
USB 3.1 Type-C (24-pinów) – Odwracalny konektor
Widok wtyczki (strona górna): ┌────────────────────────────┐ │ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 │ └────────────────────────────┘ │ 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 │ └────────────────────────────┘
Konfiguracja pinów (24-pinów)
| Pin | Sygnał | Funkcja |
|---|---|---|
| 1 | GND (A1) | Masa |
| 2 | TX1+ (A2) | Nadajnik SuperSpeed (+) |
| 3 | TX1- (A3) | Nadajnik SuperSpeed (-) |
| 4 | Vbus (A4) | Zasilanie +5V |
| 5 | CC1 (A5) | Kanał konfiguracyjny (wykrywa orientację, role mocy) |
| 6 | D+ (A6) | Dane USB 2.0 dodatnie |
| 7 | D- (A7) | Dane USB 2.0 ujemne |
| 8 | SBU1 (A8) | Użycie boczne (dla audio/wideo, alternatywnych trybów) |
| 9 | Vbus (A9) | Zasilanie +5V (druga ścieżka) |
| 10 | RX2- (A10) | Odbiornik SuperSpeed (-) |
| 11 | RX2+ (A11) | Odbiornik SuperSpeed (+) |
| 12 | GND (A12) | Masa |
| 13 | GND (B12) | Masa (symetryczna strona) |
| 14 | RX1+ (B11) | Odbiornik SuperSpeed (+) |
| 15 | RX1- (B10) | Odbiornik SuperSpeed (-) |
| 16 | Vbus (B9) | Zasilanie +5V |
| 17 | SBU2 (B8) | Użycie boczne |
| 18 | D- (B7) | Dane USB 2.0 ujemne |
| 19 | D+ (B6) | Dane USB 2.0 dodatnie |
| 20 | CC2 (B5) | Kanał konfiguracyjny (rezerwowy) |
| 21 | Vbus (B4) | Zasilanie +5V |
| 22 | TX2- (B3) | Nadajnik SuperSpeed (-) |
| 23 | TX2+ (B2) | Nadajnik SuperSpeed (+) |
| 24 | GND (B1) | Masa |
Pełnie odwracalna wtyczka
Dwurole przepływ danych (gospodarz/urządzenie)
Obsługuje USB Power Delivery (do 240W)
Obsługuje DisplayPort i HDMI poprzez alternatywny tryb
Wskazówki projektowe dla inżynierów
Zawsze trasy D+/D- jako pary różnicowe z kontrolowanym impedancją (~90Ω)
Trzymaj ślad Vbus krótki i szeroki dla lepszego przepływu prądu
Użyj diod TVS na liniach D+/D- dla ochrony przed ESD
Dodaj rezystory pull-up na pinach CC dla prawidłowej negocjacji
Postępuj zgodnie z wskazówkami USB-IF dotyczącymi zgodności
Zgodność ze standardami
USB 2.0: Specyfikacja USB-IF 2.0
USB 3.0: Specyfikacja USB 3.0 (Rev. 1.0)
USB 3.1: Specyfikacja USB 3.1 (Rev. 1.0)
USB-C: Specyfikacja USB Type-C (Rev. 2.1)
Wszystkie nowoczesne urządzenia muszą być zgodne z tymi standardami dla wzajemnej wymienności.
