Distribución de pines USB:la guía para principiantes

Hoy en día, es fácil completar proyectos que involucran la creación de una conexión física entre un controlador host y varios otros dispositivos alimentados por bus gracias a la interfaz USB.

USB significa Universal Serial Bus y desde entonces ha reemplazado a sus predecesores (FireWire, serie RS-232 e incluso paralelo) como la interfaz principal para conectar un host a un dispositivo.

Normalmente, la arquitectura de un sistema USB incluye un controlador host, puertos USB y una amplia variedad de dispositivos. Además, hay casos en los que puede agregar concentradores de red USB adicionales para crear una estructura de conexión en árbol.

Sin embargo, eso es solo la superficie de todo.

Entonces, en este artículo, explicaremos todo sobre el USB y daremos diferentes ejemplos de USB para sus circuitos.

¡Comencemos!

Configuración de pines USB

Unidad flash USB

El USB tiene cuatro cables blindados que funcionan como pines. Dos de estos cables son para la fuente de alimentación, mientras que los otros dos son para pares de señales de datos diferenciales. Consulte la siguiente tabla para ver el pinout USB completo.

Pin	Nombre	Color del cable	Descripción
1	CCV	Rojo	Pin de fuente de alimentación de +5 VCC
2	D-	Blanco	Pin de datos
3	D+	Verde	Cable de datos USB Datos+
4	tierra digital GND	Negro	Pasador de tierra

¿Cómo funciona un USB?

conectar una memoria USB en una computadora portátil

Como todos los conectores, todos los tipos de conectores USB tienen tipos macho y hembra, asegurándose de conectar sus dispositivos en la dirección correcta.

Es esencial realizar las conexiones USB correctas para permitir que el sistema siga el protocolo USB requerido. Entonces, para establecer una conexión, los dispositivos remotos USB cuentan con lo que llamamos una conexión ascendente. Estos dispositivos remotos usan esta conexión ascendente para conectarse a un host.

Ahora, los hosts también tienen conexiones descendentes que les permiten conectarse a los dispositivos remotos.

Además, no puede usar las conexiones ascendentes y descendentes indistintamente. Esto lo ayuda a evitar conexiones incorrectas y asegura que conecte el cable USB solo en la dirección correcta.

También lo ayuda a evitar varios problemas, como conexiones de loopback ilegales y la conexión de un puerto descendente a otro puerto descendente.

Cómo funciona realmente

En primer lugar, un dispositivo USB mostrará su velocidad máxima mediante el uso de resistencias pull-up para llevar los terminales "D+" y "D-" a 3,3 V. Ahora, el host o concentrador también usará estas resistencias pull-up para detectar cuándo conecta un dispositivo compuesto a su puerto. Por lo tanto, sin una resistencia pull-up, el USB no detectará su dispositivo conectado o si tiene un dispositivo roto o un conector roto.

Entonces, cuando conecta un dispositivo externo por primera vez, el dispositivo host lo escanea y carga la versión correcta del controlador requerida para ejecutar el dispositivo. Para hacer esto, el host utiliza una ID de producto/ID de proveedor (PID/VID), que proporciona el hardware o dispositivo conectado. Una vez que el host complete la carga de los controladores de dispositivo necesarios, el hardware/dispositivo estará listo para usarse.

Nota:los controladores host USB tienen sus especificaciones. Tenemos el Interfaz de controlador de host universal (UHCI), que funciona con todos los tipos de USB, Open Host Controller Interface (OHCI), que funciona con USB 1.1, y Enhanced Host Controller Interface (EHCI), que funciona con USB 2.0.

Tipos de conectores USB

Originalmente, el cable USB solo podía ser uno de dos tipos, y estos dos tipos incluían "Tipo A" y "Tipo B". Luego, obtuvimos el USB tipo C, que contaba con una mejor velocidad de transferencia de datos con un sistema más robusto.

Consulte la siguiente tabla para obtener una descripción general completa de los diferentes tipos de USB.

Configuración de pines del conector USB tipo A

El USB tipo A es el tipo de conector USB más popular. Además, puede encontrarlos en controladores host, computadoras, unidades flash y varios otros artículos. Además, solo puede realizar conexiones descendentes con el USB tipo A, ya que su único uso es para controladores y concentradores.

Unidad flash

Los conectores USB tipo A son más grandes que otros conectores y tienen formas planas y rectangulares. Además, la fricción mantiene este conector en su lugar, lo que facilita la conexión y desconexión. Sin embargo, usarlo en áreas donde su equipo podría vibrar no es una buena idea.

Diagrama de pines hembra y macho

El USB tipo A tiene dos versiones:versiones masculina y femenina. La versión macho es el enchufe, mientras que la versión hembra es lo que conocemos como enchufe o puerto.

Las versiones con conector hembra son las que encontramos en los controladores host, mientras que las versiones con conector macho suelen estar en dispositivos como tarjetas de memoria, teclados, ratones y otras conexiones a dispositivos de almacenamiento.

Aplicaciones

• Funciona en la mayoría de las computadoras personales.
• También funciona en sistemas de televisión y música.
• También puedes encontrarlos en consolas de juegos y en casi todos los cargadores para dispositivos móviles portátiles.

Configuración de pines USB tipo A

Las versiones anteriores del conector tipo A tienen cuatro pines, mientras que las versiones más nuevas tienen nueve pines. Aquí hay una tabla que muestra todos los pines del conector Tipo-A.

Nota:todas las generaciones del conector USB tipo A tienen pines del 1 al 4, mientras que los conectores de tercera generación tienen pines del 5 al 9.

Diagrama de asignación de pines USB tipo A

Configuración de pines USB-B

El USB-B es el segundo tipo de conector que funciona principalmente para conectar periféricos como impresoras y escáneres. Además, sus pinouts tienen una disposición diferente.

Disposición de pines USB tipo B

Tiene una forma casi cuadrada con un ligero bisel en las esquinas superiores del extremo del conector. Además, usa la fricción para permanecer en su lugar cuando está conectado.

El puerto USB tipo B es un conector ascendente que solo puede encontrar en dispositivos periféricos. Por lo tanto, la mayoría de las aplicaciones USB tipo B requieren cables USB A a B.

Aquí hay un hecho interesante:

El USB tipo B canceló las posibilidades de crear una conexión entre dos computadoras host. De esta forma, ayudamos a prevenir daños.

Aplicaciones

Este conector funciona principalmente para periféricos como impresoras y escáneres.

Distribución de pines

Al igual que el USB tipo A, las versiones anteriores del tipo B tienen cuatro pines, mientras que las versiones 3.0 más nuevas tienen nueve pines. Aquí hay una tabla que muestra todos los pines:

Además, hay un segundo tipo de conector tipo B que tiene dos pines adicionales:

10	DPWR	N/A	Alimentación al dispositivo
11	DGND	N/A	Retorno terrestre DPWR

Disposición de pines tipo B

Conector USB-C

El USB Type-C es la especificación USB que está reemplazando lentamente al USB-B. Es un diminuto enchufe reversible de 24 pines que funciona para dispositivos y cables USB.

Los USB tipo C pueden servir como conectores tanto para hosts como para dispositivos. Además, puede encontrar USB tipo C en los dispositivos móviles más recientes.

Diagrama de asignación de pines USB tipo C

Distribución de pines del conector USB-C

El USB tipo C tiene 24 pines que puede conectar de forma reversible. Aquí hay una tabla que muestra la lista completa de pines:

Configuración de pines micro USB

Se hizo necesario un conector más pequeño ya que la tecnología requería tamaños de USB más pequeños para muchos artículos como teléfonos móviles modernos y dispositivos de audio. Así nació el microcontrolador USB.

El micro USB tiene disponibles versiones USB tipo A y tipo B, como el micro-USB 1.0 y el micro-USB 2.0. Sin embargo, estas versiones son más pequeñas y puede usarlas para líneas de equipos mucho más delgadas.

Además, el micro USB es el estándar USB y ofrece mejores tasas de transferencia desde una fuente externa.

Distribución de pines

Los conectores micro USB estándar más antiguos tienen cinco pines, mientras que la versión 3.0 menos común tiene diez pines. Aquí hay una tabla que muestra los pines del conector micro USB:

El cuarto modo de pin es lo que llamamos USB on-the-go (OTG). Le permite cambiar entre los roles de periférico y host en sus dispositivos. También es lo que permite que los dispositivos decidan cuál actuará como fuente de alimentación una vez conectados. Por ejemplo, conectar un teléfono Android a una computadora portátil. La computadora portátil cargará el teléfono si tiene un cable solo de carga, no el teléfono cargará la computadora portátil.

Configuración de pines USB A y Micro USB

Configuración de pines micro USB 3.0

Conclusión

Vale la pena mencionar que, a veces, es posible usar cables USB A a USB A para establecer conexiones entre una computadora o dispositivo USB a otro dispositivo USB con un puerto hembra estilo A. Así que puedes transferir datos entre ambos sistemas.

Concentrador USB

Sin embargo, no debe usar la conexión de cable tipo A a A para crear conexiones entre dos computadoras o un concentrador USB y dos computadoras. ¿Por qué? Bueno, crear tal conexión significaría que el cable recibiría la misma cantidad de voltaje (5V) de ambas computadoras. Por lo tanto, conectando ambas fuentes de alimentación y causando daños irreparables y otros problemas. A veces, incluso puede causar un riesgo de incendio.

Bueno, eso concluye este artículo. No dude en comunicarse con nosotros si tiene alguna pregunta y estaremos encantados de ayudarle.