آموزش کامل کانکتورها- بخش دوم- معرفی کانکتورهای USB

مقدمه

دوستان سلام. این جلسه دومین جلسه از مجموعه آموزش کامل کانکتورهاست و میخوایم در این جلسه به صورت کامل کانکتورهای USB رو بررسی کنیم. پیشنهاد میکنم حتما جلسه مربوط به قسمت اول این آموزش رو از لینک زیر بخونید:

آموزش کامل کانکتورها- بخش اول

کانکتورهای USB

قبل از این که بحث رو شروع کنیم من فقط یه توضیح در مورد دستگاه های Host و Peripheral بدم.
دستگاه های Host یا میزبان ارایه دهنده ی خدمات هستند و دستگاه های Peripheral دریافت کننده خدمات هستند. مثلا یه بورد آردوینو دریافت کننده خدمات هست بنابراین یه دستگاه Peripheral و لپتاپ هم یه دستگاه ارایه دهنده خدمات هست ( مثلا شما یه فایلی رو با لپتاپتون میریزید روی فلش) پس این پس لپتاپ یک دستگاه Host هست. البته ذکر این نکته خیلی مهمه که یه دستگاه گاهی میتونه Host باشه و گاهی هم Peripheral . خوب دیگه بریم سر اصل مطلب.

کانکتورهای USB انواع مختلفی دارن که هر کدوم تفاوت هایی با دیگری دارن ولی همه اون ها دارای ویژگی های مشخصی هم دارند:

پلاریته دار بودن: همه کانکتورهای USB نرگی رو فقط در یک جهت میتونیم به مادگی متصل کنیم. بنابراین تمامی کانکتورهای USB دارای پلاریته هستند.

دارا بودن حداقل 4 کانتکت (Contact): در جلسه قبل Contact رو معرفی کردیم. همه پروتکل های USB حداقل دارای 4 کانتکت ( Contact ) هستند.( اگر چه بعضی هاشون 5 تا کانتکت هم دارن و پورت USB3.0 بیشتر از این هم کانتکت داره) و این چهار Contact یکیش مربوط به VCC یکیش مربوط به GND و دو تاش هم مربوط به ورود دیتا (D+) و خروج دیتا(D-)  هست. کانکتورهای USB برای ولتاژهای 5 ولت و جریان های 500 میلی آمپر طراحی شده اند.

شیلدبندی: کانکتورهای USB دارای شیلد هستند. شیلد اون ها یه پوسته فلزی که البته جزو مدار الکتریکی مربوط به کانکتور نیست. این پوسته مهمه چون میتونه سیگنال الکتریکی رو در محیط های پر نویز محافظت کنه.

کانکشن برق قوی: خیلی مهمه که پایه های مربوط به تغذیه قبل از خطوط دیتا اتصال رو برقرار کنن و دستگاه های مربوطه ولتاژ تغذیه رو از پایه های مربوط به دیتا نگیرن. به خاطر همین هم هست که Contact مربوط به تغذیه طول بیشتری نسبت به Contact مربوط به دیتا دارن. شکل زیر رو ببینید:

 بخش Strain relief : همه کانکتورهای USB دارای یک strain relief پلاستیکی هستند که باعث میشه فشارهای مربوطه به کابل گرفته بشه و مانع آسیب رسیدن به اتصالات الکتریکی بشه.

کانکتور USB مدل A

بدیهی هست که هر مدل برای خودش خودش دارای یک کانکتور نری و یک کانکتور مادگی هست.

حالت مادگی این کانکتور که از نوع Host هست و تقریبا در همه دستگاه ها اعم از لپتاپ ها، هاب ها و … دیده میشه. حالت نرگی این کانکتور که خودش از نوع Peripheral هست به حالت مادگی وصل میشه. ناگفته نمونه که شما ممکنه یه سری کابل هایی ببییند که یه سرش USB نوع A حالت نرگی  سر دیگه اش USB نوع A حالت مادگی هست .

حالت نرگی کانکتور USB مدل A همونطور که گفته شد این مدل از نوع Peripheral هست و تقریبا همه فلش ها و کیبوردها و موس هایی  که داریم دارای این نوع کانکتور هستند. اکثر کابل های USB که در بازار میبینیم یه سرشون همین کانکتور نرگی نوع A هست.

کانکتور USB مدل B

مثل کانکتور مدل A ، مدل B هم دارای دو نوع نرگی و مادگی هست.

نوع مادگی این کانکتور  برای دستگاه های peripheral یه استاندارد هست. این نوع یه خورده بزرگ هست ولی در عوض محکمه. بنابراین در جاهایی کاربرد داره که اندازه خیلی موضوع مهمی نیست. اکثرا هم در بردهای سوراخ (through-hole ) از این نوع استفاده میشه.

نوع نرگی این نوع کانکتور فقط در انتهای برخی از کابل های USB قابل مشاهده است. کابل های USB مدل B ارزون هست و در همه جا هم گیر میاد که این دو عامل باعث فراگیر شدن این نوع مدل شده.

کانکتور USB مینی ( USB mini )

 این نوع کانکتور یه خورده از خود کانکتورهای USB که در بخش قبل معرفی کردیم کوچیکتر هست. در واقع این کانکتور اولین تلاش سازندگان کانکتورهای   USB  برای کوچیکتر کردن سایر این کانکتورها برای دستگاه های کوچیکتر بود.

کانکتور مادگی USB مینی معمولا در دستگاه های کوچیک مثل MP3 Player ها، تلفن های قدیمی، هدفون ها، هاردهای کوچیک و … دیده میشن و معمولا هم به صورت سطحی نصب میشن. ( Smd ) . البته این نوع کانکتور کم کم داره به خاطر حضور USB میکرو ( که در بخش بعد معرفی میکنیم) از رده خارج میشه.

کانکتور نرگی USB مینی:این نوع کانکتور رو فقط در کابل ها میشه دید و بسیار هم  ارزون هست و در همه جا هم گیر میاد. در شکل زیر نمونه ای از این کانکتور آورده شده.

کانکتور USB مایکرو (Micro usb)

این کانکتورهای یه خانواده نسبتا جدید از کانکتورهای USB هستند و همانند کانکتور USB mini  دغدغه اصلی اون کاهش اندازه کانکتور بود. اما این کانکتور یه پین پنجمی هم به 4 پین قبلی اضافه میکنه که به این نوع کانکتور اجازه میده که به عنوان USB-OTG هم استفاده بشه. (OTG مخفف On the Go ) هست و این USB OTG به دستگاه های مختلف بسته به موقعیتی که دارن اجازه میده که به عنوان Host یا Peripheral استفاده بشن.

کانکتور مادگی USB میکرو:

در اکثر وسایل جدید مثل دوربین های دیجیتال و MP3 Player ها یافت میشن. انتخاب این نوع کانکتور به عنوان پورت استاندارد برای شارژ انواع تبلت ها و گوشی های موبایل باعث شده این پورت استفاده دوچندانی پیدا کنه و به احتمال زیاد در سال های آینده به خاطر کوچکتر بودنش جایگزین USB mini خواهد شد.

کانکتور نرگی USB میکرو:

این نوع کانکتور رو هم فقط میشه در کابل ها دید. عموما دو نوع کابل رو میشه دید که انتهاشون این نوع کانکتور باشه. نوع اول که مربوط میشه به اتصال یه دستگاه Peripheral  با یه پورت Micro USB به یه دستگاه Host با پورت USB و دیگری هم در کابل هایی تبدیل کانکتور مادگی USB Micro  به کانکتور مادگی USB مدل A . که برای استفاده از USB OTG برای دستگاه هایی با این قابلیت به کار میره.

خوب دوستان. این جلسه هم به پایان رسید. در جلسه بعد به سراغ کانکتورهای صدا و تغذیه میریم و به صورت کامل اون ها رو موشکافی میکنیم. مثل همیشه میتونید ما رو در تلگرام و یا اینستاگرام دنبال کنید.