Какая мощность usb порта компьютера?

Как избежать повреждения USB-порта —

   Часто производители ноутбуков, а затем и продавцы, реализующие эти изделия, дают приличную гарантию на предлагаемое «железо» с одной лишь оговоркой: гарантия не распространяется на USB-порты.

Почему? Надо полагать, потому, что это самое уязвимое место компьютера, и неопытные пользователи, которых большинство, в результате неправильной эксплуатации интерфейса USB, могут легко его повредить. Конечно, разработчики борются с этой проблемой и в разных моделях ноутбуков применяют различные защитные меры.

Но, пока проблема окончательно не решилась и чтобы избежать неприятностей, пользователям рекомендуется придерживаться определенных правил. То же самое относится и к стационарным компьютерам.

   Все неудачи использования USB-порта можно разделить на программные и аппаратные, то есть физические.

Программные отказы устраняются легче. По крайней мере, они не потребуют материальных затрат, хотя могут занять достаточное время. В данном случае, может потребоваться обновление или подбор драйвера, настройка BIOS, а в трудных случаях – переустановка операционной системы.

Физические неисправности потребуют разборку компьютера, поиск и замену перегоревших деталей, и самое неприятное – замену дорогостоящей микросхемы-контроллера, с чем может справиться только специалист сервисного центра.

Энергетические параметры USB

   Самым распространенным вариантом на сегодняшний день являются встроенные в компьютерную технику разъемы USB 2.0. Реже попадаются версии USB 1.1, с которых и началось широкое внедрение этого типа интерфейса в конце прошлого века. Более совершенный USB 2.0 начал применяться с 2000 года, начиная с 2008 года, увидел свет USB 3.0.

Рассмотрим только энергетические параметры распространенных портов.    Порт USB версии 2.0, как и более новой версии 3.0, имеет специальные контакты, на которые выведено напряжение 5 В. Это напряжение обычно используется для питания подключаемых к компьютеру внешних устройств, управляемых через порт, а также как источник питания постоянного тока.

Такой источник может питать USB-фонарик, небольшую аудиосистему или служить для зарядки аккумулятора мобильного телефона.

   Однако энергетические возможности порта не безграничны. Стандартное значение тока, который он может обеспечить, составляет следующую величину. Для порта USB 2.0 выходной ток не может превышать значения 500 мА, для версии USB 3.0 – 900 мА.

Когда возникает небольшая перегрузка, это приводит к просадке напряжения, что может вызвать сбой в работе подключаемого устройства. Если перегрузка увеличивается, напряжение уменьшается еще больше. При этом о работе устройства уже говорить не приходится, а сам порт может выйти из строя в результате сильного перегрева элементов схемы.

Тем более, непоправимый вред может нанести короткое замыкание шин питания, которое вызовет перегорание защитных элементов порта.

Что и как подключают к разъему USB 2.0

   В каждом компьютере может быть установлено от 2 до 6 портов USB, а по спецзаказу и того больше. Все, что подключается к каждому из них, не должно потреблять ток более чем 500 мА. Этим гарантируется нормальная работа устройств и сохранение работоспособности самого порта.

Маломощные и исправные нагрузки, вроде флешек, мыши, клавиатуры или web-камеры, не могут причинить интерфейсу вреда. К мощным нагрузкам следует относиться со вниманием.    Примером мощной нагрузки может служить внешний жесткий диск и другие устройства с потребляемым током 500 и более миллиампер.

Часто такие девайсы снабжаются двумя разъемами, соединенными параллельно, чтобы использовать для их подключения два разных порта USB 2.0. Нагрузочная способность данного способа питания увеличится до 1000 мА. Иногда внешнее устройство имеет собственный источник питания, тогда электрическая энергия порта не расходуется вовсе, и он будет функционировать в облегченном режиме.

   Все, о чем говорилось здесь относительно порта USB 2.0, справедливо и для его варианта 3.0 с той лишь разницей, что вместо максимального нагрузочного тока 500 мА, он имеет ограничение в 900 мА.

Ошибки при подключении мощных нагрузок

   Одна из ошибок заключается в следующем. Допустим, подключаемое устройство (внешний жесткий диск) имеет два спаренных разъема USB. Один из них основной, имеющий линию питания и линию данных, другой – дополнительный, снабженный только проводниками для питания.

Часто потребитель, по неопытности или забывчивости, может задействовать только один основной разъем, оставив дополнительный разъем неподключенным. Если устройство потребляет ток 800 мА, то оно перегрузит порт USB 2.0, отчего он выйдет из строя.

   Похожая ситуация может возникнуть, когда пользователь использует пассивный разветвитель интерфейса USB – приспособления, увеличивающего количество гнезд USB.

Такое приспособление рассчитано на подключение соответствующего количества маломощных нагрузок и никак не может увеличить максимальный ток исходного порта. Если потребитель этого не понял и посредством мощных нагрузок допустил перегрузку, то следует ожидать неприятностей.

Последствия выхода из строя порта от перегрузки

   Чтобы перегрузка или короткое замыкание питающей шины порта USB не привели к более серьезной поломке компьютера, разработчики встраивают специальные средства защиты. Например, плавкий предохранитель, ограничивающий ток резистор, самовосстанавливающийся предохранитель. В каждом случае последствия могут быть разными.

   Если сгорает плавкий предохранитель, то питающие шины порта отключаются, и он становиться неработоспособным.

При перегрузке ограничивающего резистора (как правило, это чип SMD), он сильно разогревается, часть его резистивного слоя сгорает, отчего сопротивление увеличивается, следовательно, нагрузочный ток еще более уменьшается. Такой «поджаренный» порт сможет функционировать только с маломощными нагрузками.

   Если в схему встроен самовосстанавливающийся предохранитель, то после снятия чрезмерной нагрузки работоспособность порта будет автоматически восстановлена. В иных случаях потребуется разборка компьютера и замена элементов, вышедших из строя.

Напомним, что специалисты «Serty-Service» готовы помочь

если у вас возникли проблемы с USB устройствами. 

Источник: https://serty.ru/info/articles/kompyutery/Kak-izbezhat-povrezhdeniya-USB-porta/

Виды USB разъемов – основные отличия и особенности

Альтернативные способы подключения, такие как разъёмы USB, широко применяются для подключения современных устройств.

Это название довольно распространённое и с английского языка переводиться так — «универсальная последовательная шина».

Все USB разъёмы представлены тремя версиями.

Характерные особенности основных трёх версий USB разъёмов

Первая версия USB разъёмов (1.1). Её Характерной особенностью является очень маленькая скорость, при которой вся информация передаётся с большой задержкой.

Скорость передачи составляет 12 Мбит/с. Его основное предназначение – это применение для взаимосвязи устройств.

Вторая версия USB разъёмов (2.0).

Характеризуется скоростью передачи данных 480 Мбит/с. Это соответствует скорости в 48 Мбайт/с.

Так как последние выпуски жёстких дисков, к примеру, SSD, разработаны для чтения информации со значительно большей скоростью (почти в 4 раза), то эта версия стандарта задерживает действие новых моделей накопителей.

В этом виден основной недостаток свойств разъёмов USB 2.0. Но несмотря на это определённые устройства вполне совместимы с этой версией разъёмов: мышки, клавиатуры, сканеры и принтеры.

Третья версия USB (3.0).

Данная версия характеризуется скоростью передачи информации – 5 Гбит/с – что считается достаточно высоким показателем.

Такая скорость соответствует 500 Мбайт/с.

Это намного выше показателей скорости винчестеров последнего поколения (150 – 170 Мбайт/с).

Разъёмы USB 3.0 для их распознавания специально маркируются синим цветом.

Совместимость интерфейсов

Если рассмотреть вопрос совместимости устройств, которые имеют представленные выше разъёмы, то можно констатировать, что первая и вторая версии разъёмов USB могут быть заменимы между собою.

Определённое устройство, которое имеет соединение второй версии USB, а принимает соединение первой версии, может показать сообщение, в котором будет говориться о его возможности работать быстрее.

Потому что данная модель компьютера рассчитана на приём информации через вторую версию, скорость которой выше, чем первой.

Дополнительные контакты создают условия для увеличения скорости интерфейса – это есть особенностью последних моделей кабелей и устройств, имеющих разъёмы третьей версии USB.

Питание USB разъёмов

Мощность, на которую рассчитаны подключаемые устройства с разъёмами USB, составляет 2,5 Вт, а также 4,5 Вт (для третьей версии).

Исходя из этого, разъёмам USB всех версий необходимо напряжение 5 В. Ток до 0,5 А, а для третьей версии – 0,9 А.

Контакты USB 3.0.

Такие устройства, как плееры, карты памяти, телефоны, флэшки (то есть устройства с маленькой мощностью) свободно могут подключаться с помощью таких разъёмов.

А технические средства, имеющие большую мощность, подключаются к внешней электрической сети.

Типы разъемов

Вторая и третья версии разъёмов различают по размерам: Mini USB (маленькие размеры), Micro USB (ещё меньшие размеры); а также по типам: А, В.

USB разъём 2.0 типа A.

Надежный разъем основной характеристикой которого является способность выдерживать не одно подключение, при этом, не теряя своей целостности.

Сечение разъёма имеет прямоугольную форму, что создаёт дополнительную защиту при подключении.

Его недостаток – это большой размер, а все современные устройства отличаются портативностью что и повлияло на разработку и выпуск разъёмов аналогичного типа, но меньшего размера.

USB 2.0 типа А был представлен в девяностых годах и на данный момент еще является наиболее используемым.

USB разъём версии 2.0 типа В.

В основном его применение находим в стационарных устройствах имеющие большие размеры. К ним относятся сканеры, принтеры, реже ADSL-модемы.

Редко, но все же бывает, что кабеля такого типа продаются отдельно от самой техники, потому что они не входят в состав комплекта технического устройства. Поэтому проверяйте комплектацию устройств.

Разъёмы данного типа не такие востребованные, как разъёмы типа А.

Квадратная и трапециевидная форма присуща всем разъёмам типа В.

К ним относятся и Mini и Micro.

Особенность сечения разъёмов типа «В» заключается в их квадратной форме, что отличает его от других типов.

Разъёмы Mini USB второй версии типа B.

Название разъёма такого типа говорит о том, что оно имеет очень маленькие размеры. И это не удивительно, потому что современный рынок всё больше предлагает миниатюрные товары.

Благодаря использованию персональных винчестеров, кардридеров, плееров и других маленьких устройств, разъёмы USB Mini, относящиеся к типу B, получили большую популярность.

Следует отметить ненадёжность таких разъёмов. При частом использовании он расшатывается.

А вот применение моделей разъёмов USB Mini типа A крайне ограничено.

Разъёмы Мicro USB 2.0 типа B.

Модели разъёмов Micro USB являются более совершенными относительно моделей Mini USB.

Данный тип разъёмов отличается невероятно маленькими размерами.

Разъём Мicro USB 2.0 типа «B» был признан по своим качествам единым для всеобщего применения для зарядки всех портативных устройств.

Что произойдёт со временем, когда все производители станут выпускать технику, приспособленную именно к таким разъёмам. Наверное, осталось не долго чтобы это увидеть.

Но такое решение уже было принято в 2011 году всеми современными производителями, хотя разъём Мicro USB 2.0 типа «B» еще присутствует не на всех устройствах.

Разъёмы USB третьей версии типа A.

Разъёмы USB 3.0 имеют большую скорость для передачи информации за счёт дополнительных контактов.

При таких изменениях всё же сохранена совместимость обратной связи. Его применение налажено в компьютерах и ноутбуках последнего поколения.

Разъёмы USB третьей версии типа B.

Третья версия разъёмов USB типа «B» не подходят к подключению разъёмов USB второй версии.

Его применяют в работе периферийных устройств со средней и крупной производительностью.

Micro USB 3.0.

Всё более занимает лидирующее положение благодаря тому, что имеет очень качественные соединения.

Разъём удобный в использовании из-за своей компактности. Его предшественником считается разъем вида Micro USB.

Распиновка разъемов USB.

Основные отличия разъёмов Micro и Mini USB

На первый взгляд данные разъёмы очень похожи. И действительно, большая часть характерных особенностей основных параметров данных видов совпадает.

Но при внимательном осмотре можно заметить такие отличия:

1. Разъём USB Mini имеет большие размеры относительно разъёма USB Micro.
2. Наличие защёлок специального предназначения на задней стороне разъёмов USB Micro.

Многие пользователи уже убедились, что удобнее всего иметь у себя в наличии не один вид разъёмов, а несколько, потому что различные виды устройств имеют разные виды подключения разъёмов USB.

К единому стандарту производители устройств к сожалению, еще не пришли, и скорее всего не придут еще долго, ведь каждый тип разъема USB имеет свое назначение.

Источник: http://itkompik.ru/voprosy-pk/vidy-usb-razemov.html

Что делать, если не хватает питания USB

Потребители продукции для хранения данных часто сталкиваются с тем, что устройствам нехватает питания от разъема USB.

Из-за этого устройства работают не так, как нужно – постоянно отключаются, периодически пропадают из списка дисков или вообще не включаются.

Причем это случается как всегда, по закону подлости, в самый неподходящий момент, когда срочно необходимо получить доступ к своим данным. В статье пойдет речь о том, как обеспечить своему переносному винчестеру хорошее питание.

Сразу оговорюсь, что данная проблема возникает с портом USB 2.0, так как более современная версия USB 3.0 по спецификации имеет большую выходную мощность, которой вполне достаточно для пуска и функционирования накопителя.

Итак, что делать при нехватке питания

Варианта два. Первый – простой: необходимо найти очень короткий провод USB – около 15-20 см. По поему опыту, на таких кабелях потери минимальны, поэтому жесткий диск заработает даже от старого USB-порта.

Обычно такой провод можно купить на одном из компьютерных рынков или развалов, а кроме того, такие провода любит класть в комплект своей продукции известный производитель портативной продукции Western Digital.

Шанс, что короткий кабель позволит устранить проблему, достаточно велик. Кроме того, такой «шнурок» удобно носить с собой, он легкий и не занимает много места даже крохотной в барсетке или небольшой сумочке.

Вариант второй – придется немного раскошелится. Требуется купить устройство, которое позволит прокормить жесткий диск. Здесь также два пути. Можно взять внутреннее решение или внешнее. Первое подойдет владельцам стационарных компьютеров, второе – владельцам ноутбуков и другой портативной техники.

К внешнему решению относится покупка USB-хаба (концентратора) на 4-7 портов с внешним  блоком питания, который имеет достаточную мощность, чтобы запитать устройства во всех портах сразу.

Плюс  такого решения – универсальность. Его можно испопользовать и с ноутбуком, и с десктопом, и вообще с любым устройством. В случае необходимости такой хаб можно легко кинуть в сумку и отнести на работу / к другу / на дачу и т. д.  Однако есть и минусы, хоть и не существенные. Во-первых, лишняя занятая розетка.

Может показаться, что я придираюсь, однако, как показывает практика, разетки забиваются устройствами достаточно быстро, и в скором времени их может не хватить. Во-вторых, это лишнее место на столе и куча дополнительных проводов. Любителям минимализма, да и просто порядка на столе, этот вариант покажется не самым лучшим.

Такое устройсто имеет также и кард-ридер, так что в дополение ко всему вы получите и устройство чтения карт памяти, что является несомненным плюсом.

Поскольку блок питания не требуется (снабжение электричеством идет от блока питания компьютера), такие устройтсва обычно очень дешевые. Их цена редко превышает 250-350 рублей.

В данном случае решение очень элегантное – не занимается место на столе, отсуствуют лишние провода, все находится под рукой.

Особенно удобно будет тем пользователся,  у которых на корпусе компьютера нет передних USB-портов (только на задней панели).

 Из минусов – такое устройство будет работать только с  десктопами, а также, только если у вас на материнской плате есть свободный внутренний разъем. Надо отметить, что в современных материнках таких внутренних разъемов пруд пруди.

Почему не хватает питания USB-устройствам

В чем причина нехватки питания. Порт USB 2.0 при напряжении в 5 Вольт способен выдавать ток только 0,5 Ампера. То есть мощность одного порта будет составлять 2,5 Ватта. Ток пуска жесткого диска также составляет 0,5 (а иногда и чуть более) Ампера. Если блок питания компьютера (как и он сам) не новый, то может выдаваться не 5 вольт, а, допустим, 4,6-4,8 Вольт.

То есть суммарная мощность может уменьшиться, ограничивая питание и без того работающему на пределе винчестеру. Длинный провод имеет большее сопротивление, нежели короткий, что также  же уменьшает  питание винчестера. Благо производители портативных винчестеров учитывают данную проблему и ставят жесткие диски с меньшим потреблением.

Правда, это не самым лучшим образом сказывается на скоростных характеристиках.

Более современный разъем USB  3.0 по спецификации имеет ток 0,9 Ампер (почти в 2 раза больше предыдущей версии). Поэтому проблем с питанием такие устройства не имеют. Кроме того, данный разъем обеспечивает большую скорость передачи данных. Поскольку существует обратная совместимость, то устройство USB 3.

Когда он появится, вы увидите существенный прирост (в 3-4 раза) скорости.

Остались вопросы, пишите в комментарии.

Получайте анонсы новых статей прямо на почту

Источник: http://pc-hard.ru/hardarticles/88-usb-power-supply.html

USB 2.0 Распайка и характеристики

USB (Universal Serial Bus — «универсальная последовательная шина») — последовательный интерфейс передачи данных для среднескоростных и низкоскоростных периферийных устройств.

Для подключения используется 4-х проводный кабель, при этом два провода используются для приёма и передачи данных, а 2 провода — для питания периферийного устройства.

Благодаря встроенным линиям питания USB позволяет подключать периферийные устройства без собственного источника питания.

Основные сведения

Кабель USB состоит из 4 медных проводников — 2 проводника питания и 2 проводника данных в витой паре, и заземленной оплётки (экрана).

Кабели USB имеют физически разные наконечники «к устройству» и «к хосту». Возможна реализация USB устройства без кабеля, со встроенным в корпус наконечником «к хосту». Возможно и неразъёмное встраивание кабеля в устройство (например, USB-клавиатура, Web-камера, USB-мышь), хотя стандарт запрещает это для устройств full и high speed.

Шина USB строго ориентирована, т. е. имеет понятие «главное устройство» (хост, он же USB контроллер, обычно встроен в микросхему южного моста на материнской плате) и «периферийные устройства».

Устройства могут получать питание +5 В от шины, но могут и требовать внешний источник питания. Поддерживается и дежурный режим для устройств и разветвителей по команде с шины со снятием основного питания при сохранении дежурного питания и включением по команде с шины.

USB поддерживает «горячее» подключение и отключение устройств. Это возможно благодаря увеличения длинны проводника заземляющего контакта по отношению к сигнальным.

При подключении разъёма USB первыми замыкаются заземляющие контакты, потенциалы корпусов двух устройств становятся равны и дальнейшее соединение сигнальных проводников не приводит к перенапряжениям, даже если устройства питаются от разных фаз силовой трёхфазной сети.

На логическом уровне устройство USB поддерживает транзакции приема и передачи данных. Каждый пакет каждой транзакции содержит в себе номер оконечной точки (endpoint) на устройстве.

При подключении устройства драйверы в ядре ОС читают с устройства список оконечных точек и создают управляющие структуры данных для общения с каждой оконечной точкой устройства.

Совокупность оконечной точки и структур данных в ядре ОС называется каналом (pipe).

Оконечные точки, а значит, и каналы, относятся к одному из 4 классов:

1) поточный (bulk),

2) управляющий (control),

3) изохронный (isoch),

4) прерывание (interrupt).

Низкоскоростные устройства, такие, как мышь, не могут иметь изохронные и поточные каналы.

Управляющий канал предназначен для обмена с устройством короткими пакетами «вопрос-ответ». Любое устройство имеет управляющий канал 0, который позволяет программному обеспечению ОС прочитать краткую информацию об устройстве, в том числе коды производителя и модели, используемые для выбора драйвера, и список других оконечных точек.

Канал прерывания позволяет доставлять короткие пакеты и в том, и в другом направлении, без получения на них ответа/подтверждения, но с гарантией времени доставки — пакет будет доставлен не позже, чем через N миллисекунд. Например, используется в устройствах ввода (клавиатуры, мыши или джойстики).

Изохронный канал позволяет доставлять пакеты без гарантии доставки и без ответов/подтверждений, но с гарантированной скоростью доставки в N пакетов на один период шины (1 КГц у low и full speed, 8 КГц у high speed). Используется для передачи аудио- и видеоинформации.

Поточный канал дает гарантию доставки каждого пакета, поддерживает автоматическую приостановку передачи данных по нежеланию устройства (переполнение или опустошение буфера), но не дает гарантий скорости и задержки доставки. Используется, например, в принтерах и сканерах.

Время шины делится на периоды, в начале периода контроллер передает всей шине пакет «начало периода». Далее в течение периода передаются пакеты прерываний, потом изохронные в требуемом количестве, в оставшееся время в периоде передаются управляющие пакеты и в последнюю очередь поточные.

Активной стороной шины всегда является контроллер, передача пакета данных от устройства к контроллеру реализована как короткий вопрос контроллера и длинный, содержащий данные, ответ устройства.

Расписание движения пакетов для каждого периода шины создается совместным усилием аппаратуры контроллера и ПО драйвера, для этого многие контроллеры используют Прямой доступ к памяти DMA (Direct Memory Access) — режим обмена данными между устройствами или же между устройством и основной памятью, без участия Центрального Процессора (ЦП). В результате скорость передачи увеличивается, так как данные не пересылаются в ЦП и обратно.

Размер пакета для оконечной точки есть вшитая в таблицу оконечных точек устройства константа, изменению не подлежит. Он выбирается разработчиком устройства из числа тех, что поддерживаются стандартом USB.

Возможности USB:

— Высокая скорость обмена (full-speed signaling bit rate) — 12 Мб/с
— Максимальная длина кабеля для высокой скорости обмена — 5 м
— Низкая скорость обмена (low-speed signaling bit rate) — 1.

5 Мб/с
— Максимальная длина кабеля для низкой скорости обмена — 3 м
— Максимум подключенных устройств (включая размножители) — 127
— Возможно подключение устройств с различными скоростями обмена
— Отсутствие необходимости в установке пользователем дополнительных элементов, таких как терминаторы для SCSI
— Напряжение питания для периферийных устройств — 5 В
— Максимальный ток потребления на одно устройство — 500 mA

Распайка разъема USB 1.1 и 2.0

Разъем USB — серия «А» Предназначен только для подключения к источнику, т. е. к компьютеру или хабу

Разъем USB — серия «В» Предназначены только для подключенияк периферийному устройству

Сигналы USB передаются по двум проводам экранированного четырёхпроводного кабеля.

Номер контакта Обозначение Цвет провода

1	VBUS	Красный
2	D-	Белый
3	D+	Зелёный
4	GND	Чёрный

Здесь:

GND — цепь «корпуса» для питания периферийных устройств
V BUS — +5V также для цепей питания
Шина D+ предназначена для передачи данных

Шина D- для приема данных.

Недостатки USB 2.0

Хотя максимальная скорость передачи данных USB 2.0 составляет 480 Мбит/с (60 Мбайт/с), в реальной жизни достичь таких скоростей нереально (~33,5 Мбайт/сек на практике). Это объясняется большими задержками шины USB между запросом на передачу данных и собственно началом передачи.

Например, шина FireWire, хотя и обладает меньшей пиковой пропускной способностью 400 Мбит/с, что на 80 Мбит/с (10 Мбайт/с) меньше, чем у USB 2.0, в реальности позволяет обеспечить бо́льшую пропускную способность для обмена данными с жёсткими дисками и другими устройствами хранения информации.

В связи с этим разнообразные мобильные накопители уже давно «упираются» в недостаточную практическую пропускную способность USB 2.0.

Источник: http://compsovet.com/stati/kompjuternaja-tehnika/raznoe/70-usb-20-raspajka-i-harakteristiki.html

xTechx.ru

USB (Universal Serial Bus) – универсальная последовательная шина разработанная лидерами рынков электроники (IBM, Intel, Compaq, DEC, NEC & etc) и выпущенная в середине 1990-х, является промышленным стандартом (протокол, шина, разъёмы).

Идеи стандарта подразумевали: возможность подключения и отключения устройств без отключения компьютера/устройства; распознавание устройства без каких либо дополнительных драйверов (plug&play); экранированный разъём, выдерживающий многократные подключения; обеспечение питанием маломощных устройств прямо через разъём. Плюсом контроллёра USB является то, что он занимает одно прерывание в системной логике независимо, сколько устройств используют шину. А устройств может быть подключено более 100.

USB разъём могут использовать практически любые типы устройств: жёсткие диски, flash накопители, указывающие и другие устройства ввода, кард-ридеры, фото—видео техника и даже внешниевидео или аудио карты. Ограничений нет, хотя некоторые устройства нужно подключать к двум портам USB (для увеличения питающей мощности).

Также, USB разъём может использоваться не в компьютере, а в любом устройстве на микроконтроллёре, к примеру: автомобильные магнитолы, базовые станции сотовых операторов, звуковое оборудование, диагностические медицинские приборы, торговые автоматы & etc.

USB 2.0

· Представлен в Апреле 2000 года.
· Основное изменение – значительно увеличенная пропускная способность.

Теоретически достижимая скорость передачи данных – 480 Мбит/сек, что равно 60 Мб/сек (на практике обычно 33-34 Мб/сек). Режим получил обозначение Hi—Speed.

· Совместим с USB 1.x и 3.x разъёмом, но не скоростью передачи данных

Разновидности интерфейса и технологий, введённых до USB 3.0 стандарта:

· Октябрь 2000 – обнародованы стандарты разъёмов USBmini—A и USBMini—B.

Подразумевалось использование в портативных устройствах, где невозможно было бы разместить большие разъёмы. Наибольшее распространение получил USB mini—B, правда позже был практически вытеснен micro—USB.

·  Апрель 2007 – вышли спецификации 1.01 для micro—USB.

После этого, разъём получил популярность и вытесняет mini—USB. Обладает меньшим размером и может устанавливаться в очень тонкие устройства, но значительно более хрупкий.

· Июль 2007 – введены новые стандарты по питания, которые позволяют устройствам, мгновенно переходить в режим сна при бездействии и быстропробуждаться при необходимости.

Мини разъёмы не обладают собственными контроллёрами. Это лишь уменьшенные копии больших разъёмов.

USB 3.0

· Представлен в ноябре 2008 и получил название USB Super—Speed.
· Теоретическая пропускная способность может достигать 5 Гбит/сек, что более чем в 10 раз выше показателей USB 2.

0
· Уменьшено время готовности устройства к работе, после подключения.
· Увеличено питание, подаваемое через шину на устройство до 900 мА (в сравнении с USB 2.0 – 500мА).

Также существует технология, позволяющая быстрее заряжать устройства, подавая ток мощностью в два раза превышающий спецификации (1.8 А).
· Совместим с разъёмом USB 2.0 и 1.

Читайте также  Как установить игры на ios с компьютера?

1, однако для задействования скорости 5Гбит/сек, потребуется условие, чтобы оба устройства поддерживали стандарт USB 3.

Изначально, поддержка USB 3.0, осуществлялась посредством дискретных контроллёров производства NEC, Via, Qualcomm. Гораздо позже, подтянулись производители процессоров и системной логики — AMD, Intel.

Как видно, каждая версия стандарта привносила многократное увеличение пропускной способности. В момент выхода, такая скорость казалась безумной, но к выхода нового стандарта этой скорости было уже не достаточно. По этим данным можно частично отследить темпы развития цифровой индустрии в целом.

КабелиUSB, часто чувствительны к помехам от электротехники, проводов, аналоговых телефонных линий, ТВ-антенн, мобильных телефонов и т.д.

Для уменьшения количества помех используются пассивные фильтры – ферритовые кольца.

Наличие их на длинных проводах просто необходимо для достижения высокой скорости и предотвращения сбоев передачи информации.

Источник: http://www.xtechx.ru/c40-visokotehnologichni-spravochnik-hitech-book/usb-ineraces-raznovidnosti/

Зарядка аккумуляторных батарей через USB порт

Категория: Поддержка по зарядным устройствам 11.05.2016 11:32 Abramova Olesya

USB (Universal Serial Bus — с англ. «универсальная последовательная шина») — последовательный интерфейс передачи данных, который был введен в 1996 году и стал одним из самых удобных и распространенных интерфейсов для электронных устройств.

В его развитие внесли свой вклад такие компании как Compaq, DEC, IBM, Intel, NEC и Nortel. Разработка USB позволила упростить взаимосвязь периферийных устройств и ПК, а также обеспечить большую скорость передачи данных, чем это было возможно с более ранними интерфейсами.

Порт USB также может быть использован для зарядки устройств, но с ограничением силы тока в 500 мА в начальных спецификациях, позже сила тока возросла до 5 А.

Стандартная схема подключения через USB состоит из хоста, чаще всего это компьютер, и периферийного устройства, такого как принтер, смартфон или камера. Поток данных происходит в обоих направлениях, а электропитание всегда однонаправленное, и протекает от хоста к устройству. Хост не может получать электропитание от внешнего источника.

USB 1.0 и 2.0 имеют напряжение 5 В и силу тока 500 мА (USB 3.0 имеет 900 мА), что позволяет производить зарядку небольшого одноэлементного литий-ионного аккумулятора.

Существует, однако, опасность перегрузки USB концентратора при подключении к нему слишком большого количества устройств. Зарядка устройства, которое потребляет 500 мА вкупе с другими нагрузками, приведет к падению напряжения и возможному отказу системы.

Для предотвращения перегрузок некоторые хосты могут включать в себя специальные токоограничивающие механизмы, которые предотвращают коллапс системы.

С помощью стандартного USB порта можно зарядить только небольшой одноэлементный литий-ионный аккумулятор. Зарядка 3,6 В аккумулятора стартует применением постоянного тока с пиковым значением напряжения 4,2 В; далее следует постепенное снижение зарядного тока и напряжения.

(Смотрите BU-409: Зарядка литий-ионных аккумуляторов). Из-за падения напряжения в кабеле и разъемах, составляющее примерно 350 мВ, и потерь в цепи зарядки, 5 В USB порта может оказаться недостаточно для полной зарядки аккумулятора.

Но это не особо значительная проблема, так как аккумулятор в любом случае зарядится примерно до 70 процентов, хотя по времени автономной работы и будет уступать заряженному с режимом насыщения.

Но хоть время автономной работы и будет меньше, такой недозаряд увеличивает общую долговечность литий-ионного аккумулятора.

Рисунок 1: Конфигурация контактов (pin) на USB разъеме типа А и В. Pin 1 — напряжение 5 В (красный провод), pin 4 — “земля” (черный провод). Корпус соединяется с “землей” и обеспечивает защиту. Pin 2 (D-, белый провод) и pin 3 (D+, зеленый провод) отвечают за перенос данных.

Помимо стандартных разъемов типа А и В с четырьмя контактами существуют форматы Mini-A, Mini-B, Micro-A и Micro-B, которые имеют специальный согласующий контакт, помогающий обнаружить, с какого конца провода находится хост, а с какого – периферийное устройство.

Pin 1 и pin 4 по умолчанию во всех форматах являются отвечающими за электропитание. Как правило, все USB кабели имеют тип А на одном конце и тип В на другом (или Mini-A и Mini-B и т. д.).

Развитие USB не стоит на месте — уже существует новый разъем типа С, имеющий целых 24 контакта и отвечающий спецификациям USB 3.1.

Мощностные характеристики

Зарядка производительного смартфона или планшета посредством USB 2.0 имеет некоторые ограничения.

Может возникнуть ситуация, когда при одновременной эксплуатации и зарядке устройства, эффект от зарядки будет отсутствовать ввиду превышения разрядных мощностей над зарядными.

Существуют также такие устройства, например, внешние подключаемые жесткие диски, для электропитания которых мощности USB в 500 мА мало, и будет требоваться дополнительное подключение источника питания.

В 2009 году была введена спецификация USB 3.0, в которых мощность порта была повышена до 900 мА. Может показаться, что и этот показатель мощности не особо велик, но разработчикам пришлось ограничивать его, так как при больших значениях возникали бы искажения при высокоскоростной передаче данных.

Суть заключалась в создании зарядного устройства, известного сейчас как “USB зарядка”, которое было бы способно обеспечить силу тока в 1500 мА и быть совместимым со стационарными электросетями и системой электрообеспечения автомобиля. В таких зарядных устройствах, по сути имеющих свой USB порт, контакты D- и D+ соединены друг с другом через сопротивление 200 Ом или меньше.

Этот нюанс отличает их USB порт от оригинального, предназначенного для переноса данных. В некоторых гаджетах компании Apple зарядный ток может ограничиваться изменением сопротивления между контактами D- и D+.

USB зарядное устройство может комплектоваться Y-образным кабелем, с помощью которого можно и заряжать устройство, и выполнять обмен данными.

Это решение выглядит довольно логичным, но в спецификации соответствия USB говорится о запрете использования Y-образного кабеля периферийными устройствами — “если периферийное USB устройство требует больше энергии, чем допускает спецификация USB, к которому оно подсоединено, то у такого устройства должно быть автономное питание”. Но на практике Y-образные кабели и так называемые вспомогательные зарядные адаптеры используются без видимых трудностей.

Может возникнуть вопрос — не приведет ли к повреждению устройства использование USB зарядного устройства с силой тока, большей номинальных 500 и 900 мА? Ответ будет отрицательным, так как устройство возьмет ровно столько энергии, сколько ему будет необходимо.

Аналогией может служить пример подключения к розетке переменного тока лампочки и тостера. Будучи подключенными к одинаковому источнику электроэнергии, эти приборы, тем не менее, имеют разную мощность — лампочка – довольно небольшую, тогда как тостер довольно значительную.

Большая мощность зарядного устройства USB в нашем случае даже позволит сократить время зарядки.

Зарядка в спящем режиме

В большинстве случаев выключение компьютера приводит и к отключению USB портов. Но в некоторых компьютерах реализована функция зарядки в спящем режиме, которая подразумевает сохранение напряжения на USB порту и при выключенном состоянии.

Такие USB порты могут быть красного или желтого цвета, единого стандарта не существует. Разные компании могут называть эту функциональность по- своему, например Dell назвал свою технологию “PowerShare”, и такие USB порты отмечены значком молнии.

Toshiba использует термин “USB Sleep-and-Charge” и маркирует такие порты аббревиатурой USB над рисунком батарейки.

USB 3.1 — разъем типа С

Как и большинство других успешных технологий, USB за время своего существования породил несколько версий разъемов и кабелей. USB зарядные устройства не всегда показывают ожидаемые результаты производительности и время зарядки может быть долгим. Существует и проблема несовместимости между конкурирующими системами, возникающая как случайно, так и осознанно.

Компании, столкнувшиеся с проблематикой технологии USB, разработали свой собственный разъем и кабель, основанный на стандарте USB 3.1. Вместо использования четырех контактов, как в классических разъемах типа А и В, тип С имеет 24 контакта и является двусторонним, то есть у него нет разной геометрии разъемов для хоста и периферии.

Разъем типа С поддерживает как и стандартные 900 мА, так и может обеспечить 1,5 А и даже 3,0 А через шину питания 5 В при потоковой передаче данных. Это приводит к возможности поддержания мощности 7,5 и 15 ватт соответственно, что несколько интереснее стандартных 2,5 ватт.

Несмотря на присутствие на рынке устройств с USB-C и USB 3.1, потребители пока более ориентированны на USB 3.0. В то время как USB 3.1 обратно совместим с более старыми форматами, для USB-C необходимы специальные переходники и адаптеры, которые ограничивают скорость передачи данных.

Последнее обновление 2016-02-25

Источник: https://best-energy.com.ua/support/chargers/bu-411