Hardware USB

Las versiones iniciales del estándar USB especificaban conectores que eran fáciles de usar y que tendrían una vida útil aceptable; las revisiones del estándar agregaron conectores más pequeños útiles para dispositivos portátiles compactos. El desarrollo de mayor velocidad del estándar USB dio lugar a otra familia de conectores para permitir rutas de datos adicionales. Todas las versiones de USB especifican las propiedades del cable; Los cables de la versión 3.X incluyen rutas de datos adicionales. El estándar USB incluye fuente de alimentación para dispositivos periféricos; las versiones modernas del estándar amplían los límites de suministro de energía para la carga de baterías y dispositivos que requieren hasta 100 vatios. Se ha seleccionado USB como formato de carga estándar para muchos teléfonos móviles, lo que reduce la proliferación de cargadores patentados.

Los tres tamaños de conectores USB son el formato predeterminado o estándar destinado a equipos de escritorio o portátiles, el mini destinado a equipos móviles y el tamaño micro más delgado , para equipos móviles de bajo perfil como teléfonos móviles y tabletas. Hay cinco velocidades para la transferencia de datos USB: baja velocidad, máxima velocidad, alta velocidad (a partir de la versión 2.0 de la especificación), SuperSpeed(desde la versión 3.0) y SuperSpeed ​​+ (desde la versión 3.1). Los modos tienen diferentes requisitos de hardware y cableado. Los dispositivos USB tienen algunas opciones de modos implementados, y la versión USB no es una declaración confiable de los modos implementados. Los modos se identifican por sus nombres e íconos, y la especificación sugiere que los enchufes y receptáculos estén codificados por colores (SuperSpeed ​​se identifica en azul).

A diferencia de otros buses de datos (como Ethernet), las conexiones USB están dirigidas; un dispositivo host tiene puertos orientados hacia "aguas abajo" que se conectan a los puertos orientados hacia "aguas arriba" de los dispositivos. Solo los puertos orientados hacia abajo proporcionan energía; esta topología se eligió para evitar fácilmente sobrecargas eléctricas y equipos dañados. Así, los cables USB tienen distintos extremos: A y B, con distintos conectores físicos para cada uno. Cada formato tiene un enchufe y un receptáculo definidos para cada uno de los extremos A y B. Los cables USB suelen tener enchufes macho en cada extremo y el receptáculo correspondiente suele estar en una computadora o dispositivo electrónico. Los formatos mini y micro pueden conectarse a un receptáculo AB, que acepta un enchufe A o B.

Los conectores que especifica el comité de USB respaldan una serie de objetivos subyacentes de USB y reflejan las lecciones aprendidas de los muchos conectores que ha utilizado la industria de la computación. El conector hembra montado en el host o dispositivo se llama receptáculo y el conector macho adjunto al cable se llama enchufe . [1] Los documentos oficiales de especificación USB también definen periódicamente el término macho para representar el enchufe y hembra para representar el receptáculo. [2]

Por diseño, es difícil insertar un enchufe USB en su receptáculo de forma incorrecta. La especificación USB requiere que el enchufe y el receptáculo del cable estén marcados para que el usuario pueda reconocer la orientación correcta. [1] Sin embargo, el conector USB-C es reversible. Los cables USB y los dispositivos USB pequeños se mantienen en su lugar gracias a la fuerza de agarre del receptáculo, sin tornillos, clips o giros como otros conectores.

Los diferentes enchufes A y B evitan que se conecten accidentalmente dos fuentes de alimentación. Sin embargo, parte de esta topología dirigida se pierde con la llegada de las conexiones USB multipropósito (como USB On-The-Go en teléfonos inteligentes y enrutadores Wi-Fi alimentados por USB), que requieren A-to-A, B- to-B y, a veces, Y / cables divisores. Consulte la sección de conectores USB On-The-Go a continuación para obtener una descripción resumida más detallada.

Varios conectores USB a lo largo de una regla de centímetros para escala. De izquierda a derecha:
  1. Enchufe micro-B
  2. Enchufe Mini-B de 8 pines, un conector patentado que se utiliza en muchas cámaras japonesas antiguas para salida USB y AV analógica. (Esto se parece mucho al enchufe Micro-B de 8 pines que a menudo solo tiene ocupadas las posiciones de 5 pines).
  3. Enchufe mini-B
  4. Receptáculo tipo A (invertido, por lo que los contactos son visibles
  5. Enchufe tipo A
  6. Enchufe tipo B
Comparación de enchufes de conector USB, excluidos los enchufes de tipo USB-C
Cable de extensión USB, enchufe macho a la izquierda, enchufe hembra a la derecha
Los enchufes estándar, mini y micro-USB se muestran en el extremo, no a escala. Las áreas blancas representan caries. Los enchufes se muestran con el logotipo USB en la parte superior. [8]
Enchufe Micro-B SuperSpeed
  1. Energía (V BUS , 5 V)
  2. Datos− (D−)
  3. Datos + (D +)
  4. ID (sobre la marcha)
  5. GND
  6. Transmisión de supervelocidad (SSTx)
  7. Transmisión SuperSpeed ​​+ (SSTx +)
  8. GND
  9. Recepción de supervelocidad (SSRx)
  10. Supervelocidad de recepción + (SSRx +)
Un puerto USB amarillo de solo carga en un conmutador USB 3.0 del panel frontal con lector de tarjetas
Un conector USB estándar A azul en un módem router Sagemcom F @ ST 3864OP ADSL sin contactos USB 3.0 instalados
Configuración de clavijas de enchufes tipo A y tipo B vista desde el extremo
Enchufes Mini-A (izquierda) y Mini-B (derecha)
Enchufe micro-B
Enchufe USB 3.0 Micro-B SuperSpeed
Enchufe tipo USB 3.0 B
Enchufe tipo USB 3.0 B
El enchufe USB-C
Cable USB con conector USB-C y puerto USB-C en una computadora portátil
Un par trenzado USB, en el que los conductores Data + y Data− están trenzados juntos en una doble hélice . Los cables están encerrados en una capa adicional de blindaje.
Topología de caída de voltaje en el peor de los casos de un host USB 2.0 a una cadena de dispositivos de bajo consumo, en estado estable.
Topología de caída de voltaje en el peor de los casos de una cadena de host USB 3.x a dispositivo, en estado estable. Tenga en cuenta que, en condiciones transitorias, el suministro en el dispositivo puede caer momentáneamente de 4.0 V a 3.67 V.
El logotipo de carga USB tipo C ( puerto USB4 de 20 Gbps)
Regla de potencia de USB Power Delivery Revisión 3.0, versión 1.2
El logotipo de cargador rápido USB certificado para puertos de carga USB tipo C
Un puerto USB amarillo que denota reposo y carga