Co to jest USB?
Universal Serial Bus, czyli w skrócie USB to uniwersalna szeregowa magistrala, która wyparła stare porty równoległe i szeregowe. Port USB umożliwia podłączenie do komputera wszelkiego rodzaju urządzeń od klawiatury po aparat fotograficzny do smartfona. System operacyjny jest w stanie po pierwsze automatycznie wykryć urządzenie, po drugie je rozpoznać. Dzięki czemu instalacja oraz konfiguracja jest praktycznie rzecz biorąc automatyczna. Złącze USB obsługuje obecnie zdecydowana większość systemów operacyjnych.
Transmisja elektryczna
Transmisja ma miejsce przy zastosowaniu dwóch przewodów, tj. przewodu zielonego Data+ oraz przewodu białego Data-. Ta szeregowa magistrala posiada zasilającą linie: czerwony +5 V DC oraz czarny przewód, czyli masa. Napięcie wynosi 5 V, a maksymalny pobór energii elektrycznej to w przypadku USB 2.0 0,5 A. W przypadku starszych płyt głównych mamy do czynienia z pięcioma stykami dla gniazda USB. Wówczas styk numer 5 łączymy z przewodem czarnym (masa) płytki z gniazdem. Nieco inny schemat połączeń występuje w przypadku wtyczek micro i mini.
Natężenie, napięcie i moc w USB
5 V to standardowe napięcie zasilania jakie występuje w przypadku portu USB 1.1/2.0. Dopuszcza się jednak napięcie na poziomie 4,75 V a 5,25 V. W przypadku portu USB 3.0 napięcie jest identyczne, ale może oscylować między 4,45 V a 5,25 V. Podstawową jednostką zasilania jest w przypadku portu USB 2.0 100 mA, a w przypadku portu USB 3.0 150 mA. Jednocześnie stanowią one minimalne wartości energii elektrycznej jakie może dać dany port. Są one osiągalne przy napięciach 4.0 V oraz 4,4 V. Wartości maksymalne dla tych specyfikacji to odpowiednio 500 mA i 900 mA. Wysokoprądowe urządzenie, które jest podłączone do danego portu jest w sposób domyślny zasilane prądem maksymalnym. Z kolei w przypadku niskoprądowego urządzenia wartość prądu jest domyślnie minimalna, ale urządzenie może wymusić wartość maksymalną.
Co jeśli dane urządzenie żąda więcej prądu niż wynosi ten maksymalny? Wówczas taki sprzęt ma możliwość zasilania także z dodatkowego portu USB. Podłączony do portu bazowego koncentrator portów USB ma możliwość przydzielenia jednej jednostki zasilania, resztę natomiast rezerwuje dla kolejnych urządzeń. Inaczej sytuacja wygląda w przypadku, gdy koncentrator posiada własne zasilanie. Wtedy do urządzenia jest podawana maksymalna wartość prądu.
W 2007 roku pojawił się nowy typ portów USB, które służą do ładowania akumulatorów danych urządzeń. Porty te nazywane charging ports mają możliwość uzyskania prądu powyżej 500 mA i nie jest tu konieczna negocjacja z kontrolerem. Warto jednak pamiętać, że w sytuacji przeciążenia portu zasilanie na nim jest automatycznie odcinane.
Wyróżniamy dwa typy portów, które służą do ładowania: downstream charging ports (umożliwiają przesyłanie danych) oraz dedicated charging ports (nie ma możliwości przesyłania danych). Pierwszy typ portów ma maksymalny prąd wynoszący 900 mA – został ograniczony z uwagi na możliwość interferowania z sygnałowymi przewodami. Z kolei wartość maksymalnego prądu w przypadku dedykowanych portów wynosi 1,5 A (USB 2.0) oraz 1,8 A (USB 3.0).
Kolejny rodzaj portów to porty zasilane, zwane powered USB. Potrafią one dostarczyć energię elektryczną o napięciu 5 V, 12 V, 24V oraz natężeniu 6 A.
|
Standardy zasilania USB |
|||
|
Typ |
Natężenie |
Napięcie |
Moc |
|
USB1.x and 2.0 |
500mA |
5V |
2.5W |
|
USB3.x |
900mA |
5V |
4.5W |
|
USB Battery Charging (BC 1.2) |
0.5–1.5A |
5V |
2.5–7.5W |
|
USB Type-C |
500/900mA |
5V |
2.5/4.5W |
|
1.5A |
5V |
7.5W |
|
|
3A |
5V |
15W |
|
|
USB Power Delivery |
2A |
5V |
10W |
|
1.5A |
12V |
18W |
|
|
3A |
12V |
36W |
|
|
5A |
12V |
60W |
|
|
3A |
20V |
60W |
|
|
5A |
20V |
100W |
|
Źródło: wikipedia
Agnieszka Kierzkowska
616 350 233