Az USB-jellemzők megértése a megfelelő kábelek, dugók és aljzatok kiválasztásához

Az USB-kábeleket, -csatlakozókat és -aljzatokat (USB: universal serial bus, egyetemes soros sín, vagy hogy a rövidítés is stimmeljen, univerzális soros busz) számos ipari felhasználási területen használják, például ipari érzékelőkben, vezérlőmodulokban, digitális kijelzőkben, fizetőterminálokban (POS terminal, point-of-sale terminal) és még sok más készülékben. Ahhoz, hogy a megfelelő termék kerüljön a készülékbe, kulcsfontosságú észben tartani azt, hogy az USB-eszközök különböző generációi közvetlenül befolyásolják a teljesítményt.

Az USB már régóta szabványos csatlakozó minden területen, beleértve a billentyűzeteket, egereket, fényképezőgépeket, telefontöltőket, számítógépeket és fali adaptereket. Ezek a csatlakozók az eszközök közötti adat- és energiaátvitelre szolgálnak. A korai USB-kábelek és -csatlakozók csak lassú, legfeljebb 12 Mb/s (megabit/másodperc) sebességű adatátvitelre voltak képesek, egészen 2000-ig, az USB 2.0 szabvány bevezetéséig. Ekkor kezdtek gyorsan megerősödni a nagyobb átviteli sebességeket elváró törekvések.

Ebben a cikkben az USB-csatlakozók és -kábelek különböző típusairól, valamint azoknak a szükséges mértékben ismertetett jellemzőiről lesz szó, hogy kellő ismeretei legyenek az adott felhasználási területhez megfelelő verzió kiválasztáshoz.

USB-verziók és azok képességei

Az USB 2.0 480 Mb/s sebességet kínált a felhasználóknak, ami 40-szeres sebességnövekedést jelent az 1990-es években kínált eredeti USB-hez képest, amely csak 12 Mb/s átviteli sebességre volt képes. Az újabb verziót négy csatlakozóvezetékkel tervezték, és alkalmas volt arra, hogy akár 30 m (98 láb) hosszú kábellel is összekapcsoljon eszközöket. Bár alkalmasnak tartották őket a nagy sebességű adatátvitelre, ezek a kábelek a videojelek átvitelét nem tették lehetővé. A csatlakozók és a kábelek akár 500 mA áramerősség átvitelére is alkalmasak voltak, amire a régebbi változatúak nem. A négyvezetékes kábel fehér és zöld vezetéket használt az adatátvitelhez, míg piros és fekete vezetéket az áramellátáshoz – a piros az 5 V tápfeszültségre, a fekete pedig a testre volt kötve. Az USB 2.0 könnyen felismerhető a csatlakozó fekete belső felületéről. Ezek a jobb USB-képességek akkoriban nagyobb rugalmasságot tettek lehetővé számos felhasználási területen, és mind a mai napig sok helyen használhatóak.

Nyolc évvel az USB 2.0 bevezetése után jelent meg az USB 3.0. A 3.0-s verzió még nagyobb – egészen pontosan tízszeres – adatátviteli sebességet tett lehetővé, amivel már SuperSpeed-terméknek számít. Ezek a kábelek és csatlakozók már a videoadatok átvitelét is képesek. Az USB 3.0-s kábeleket és csatlakozókat úgy tervezték, hogy 4800 Mb/s (közel 5 Gb/s) sebességű adatátvitelre legyenek képesek. Ez a rendkívül nagy átviteli sebesség jól jött, amikor biztonsági másolatok készítésére, illetve nagy mennyiségű adat merevlemezre vagy vezérlőegységre vagy azokról más egységekre való átvitelére használták ezeket a csatlakozókat és kábeleket. A további vezetékek a kétirányú kommunikáció egyidejű lehetővé tételére szolgálnak. A hivatásos fényképészek szívesen használják az USB 3.0-s csatlakozókat, mert nagy felbontású képeket kell átvinniük egyik eszközről a másikra, valamint feltölteniük nagy sebességű hálózati számítógépekre.

A 3.0 USB verzió gyorsabb volt, de csak 18 méteres kábelhosszat tett lehetővé az eszközök csatlakoztatására. A szabvány kilencvezetékes csatlakozói az USB 2.0 négyvezetékes csatlakozóival szemben megfelelő környezetet kínáltak az eszközök által kezelendő sebesség és a sávszélesség növelésére. A technika azt is lehetővé tette, hogy a kábelek és csatlakozók akár 900 mA áramerősség átvitelére is képesek legyenek, valamint nagyobb hatásfokot kínált az energiaigényes eszközökkel való használathoz.

Itt jegyezzük meg, hogy az USB 2.0 szabványú és az USB 3.0 szabványú csatlakozóknak gyökeresen eltérőek a jellemzői. Ügyeljen arra, hogy a tervezett készülék egyedi képességeinek megfelelő USB-csatlakozókat és -kábeleket használjon. Az USB 2.0-s csatlakozókat arról lehet felismerni, hogy belül fekete színűek, míg az USB 3.0-s csatlakozók belül kék színűek. Az USB 3.0-s eszközök visszafelé kompatibilisek a korábbi verziókkal, így használhatóak más USB-verziókkal, például az USB 2.0-val is. A kapcsolat átviteli sebessége azonban ilyenkor az USB 2.0 legnagyobb sebességére korlátozódik. Körülbelül 2012-re az USB 3.0 minden új számítógépen használatos lett, és gyártási normává vált. Az USB 3.0-s eszközök megtalálhatók a legtöbb iparágban, ahol használnak USB-kábeleket, az érzékelőktől és átalakítóktól kezdve az adatelosztó csomópontokig, vezérlőegységekig és számítógépekig.

USB-kábelek

A GlobTek, Inc. által gyártott USB-kábelek teljes kínálatában többféle összeállítás és kombináció megtalálható, beleértve a nem szabványos összeállításokat is, amelyek az ügyfél egyedi használati követelményein alapulnak.

Az USB-kábelek teljes termékskálájában egyaránt megtalálhatók az USB 2.0, USB 3.0 és USB 3.1 szabványú kábelek is, és mindegyik kapható árnyékolt és árnyékolatlan változatban is, sokféle hosszban. További kábelcsatlakozó-változatok is beszerezhetőek, például egyenáramú tápcsatlakozók, valamint egyenesre vágott, illetve lecsupaszított és ónozott vezetékű kábelek is. A kábelek halogénmentes PVC vagy TPE anyagú köpennyel vannak burkolva. Ezen túlmenően kérésre egyedi alakú, további funkciókra is alkalmas USB-csatlakozók is rendelhetőek.

A GlobTek, Inc. a kábelek és huzalok esetében 100 mm-től felfelé a kábelhosszok széles választékát kínálja, és a kényes berendezésekben való használathoz, ahol határozottan előnyt jelent a látás útján való gyors azonosíthatóság, többféle színben is kínálja ezeket. Számos késztermék szabványos csatlakozókkal, dugókkal és aljzatokkal felszerelve kapható.

A különféle USB-csatlakozótípusoknak a legtöbb kereskedelmi és ipari környezetben egyedi felhasználási módja van. Például az USB-A csatlakozókat fali aljzatokban (konnektorokban) és számítógépekben használják eszközök töltésére. Mivel ezek a csatlakozók és kábelek, mint például az 1. ábrán látható USBA2C1MOUSBCR jelű kábel, csak egyféleképpen illeszthetők az eszköz portjába, a felhasználók nemigen tudják helytelenül csatlakoztatni őket. Az USB-B csatlakozókat gyakran használják perifériák – például nyomtatók, lapolvasók (elterjedt idegen szóval szkennerek) és külső merevlemezek – számítógéphez vagy vezérlőegységhez csatlakoztatására. Ezek a csatlakozók nem olyan gyakoriak, mint az általános használatra szolgálók.

1. ábra: A képen az USBA2C1MOUSBC(R) jelű, USB 2.0 szabványú, 1,00 méteres árnyékolatlan kábellel szerelt, USB-A dugó – USB-C dugó közötti átalakítókábel látható. Az USB-A csatlakozók csak egyféleképpen illeszthetők az eszközön lévő portba, így a felhasználók nem tudják őket helytelenül csatlakoztatni (kép: GlobTek, Inc.)

Az olyan termékeket, mint a 2. ábrán látható, USBCM302M0MICBMMBKR jelű kábel, mobil eszközökhöz, például mobiltelefonokhoz, táblagépekhez, MP3-lejátszókhoz és fényképezőgépekhez, valamint ipari környezetben használt hordozható mérő- és vezérlőegységekhez használják. A mikro-USB-B csatlakozó lehetővé teszi az adatok számítógéphez való csatlakoztatás nélküli olvasását olyan eszközök esetében, mint például a tollmemóriák vagy más néven USB-memóriák (elterjedt angol kifejezéssel pen drive-ok), illetve a közvetlenül az eszközhöz csatlakoztatott memóriakártyák. Az USB-A csatlakozókhoz hasonlóan ezek az eszközök is csak egyféleképpen illeszthetők a portba, és ha nem így dugják be őket, megsérülhetnek.

2. ábra: Az USBCM302M0MICBMMBKR jelű, 2,00 méteres árnyékolt kábellel szerelt, mikro-USB-B dugó – USB-C dugó közötti átalakítókábelt gyakran használják eszközök USB-memóriákhoz vagy memóriakártyákhoz való közvetlen csatlakoztatására, anélkül, hogy számítógépen keresztül kellene ezeket csatlakoztatni (kép: GlobTek, Inc.)

A legújabb csatlakozótípus az USB-C. Ezeket a csatlakozókat és kábeleket, például a 3. ábrán látható USBCM311M0USBCMMMWHR jelűt kifejezetten nagy sebességű adatátvitelre és nagyobb áramerősség átvitelére tervezték, mely utóbbi lehetővé teszi az eszközök gyorsabb töltését. A többi USB-csatlakozó-típussal ellentétben az USB-C mindkét irányban csatlakoztatható az eszközökhöz.

3. ábra: Az USBCM311M0USBCMMMMWHR jelű kábel egy árnyékolt, 1 méter hosszú, USB-C dugó – USB-C dugó közti átalakítókábel, amely 10 Gb/s adatátviteli sebességet képes kezelni (kép: GlobTek, Inc.)

Összegzés

Az USB-csatlakozók és -kábelek a mindennapi élet szerves részét képezik. Ezek az eszközök szinte minden otthonban megtalálhatóak, és többek közt a hordozható és asztali számítógépek perifériákkal való összekapcsolására, valamint a mobiltelefonok és táblagépek áramforráshoz csatlakoztatására szolgálnak. Az USB-eszközöket az automatizálásban is használják, ahol elengedhetetlen a számítógépek és a távoli érzékelők és átalakítók közötti nagy sebességű adatátvitel. A GlobTek a tanúsítványai és a minőség iránti elkötelezettsége miatt megbízható forrásnak számít, és egyaránt képes megfelelni a fogyasztók és a gyártók igényeinek is.