Как сделать из вилки usb

Обновлено: 05.07.2024

В работе с компьютерной техникой довольно часто требуются какие-либо нестандартные дополнительные приспособления. Например, при устройстве локальной сети может понадобиться кабель различной длины, оборудованный разъемами USB. Однако стандартные изделия заводского изготовления не всегда отвечают предъявляемым требованиям. В подобных случаях приходится изготавливать USB удлинитель своими руками.

Принцип работы и область применения USB удлинителей

Для изготовления нормального рабочего удлинителя нужно хорошо знать его свойства и принцип действия. От этого в первую очередь зависит его длина. Всем известно, что с помощью обычного кабеля возможно подключение удаленных устройств на расстояние 3-5 метров. Такие кабели считаются пассивными удлинителями, и во многих случаях такого расстояния оказывается недостаточно для обеспечения нормальной работы в доме или офисе. Не всегда имеется возможность расположения принтера, сканера и других периферийных устройств неподалеку от компьютера.

Данную проблему успешно решает активный USB удлинитель, коренным образом отличающийся от обычного кабеля. Его полезные качества проявляются за счет активных усилителей, встроенных на каждом конце и получающих питание с разъемов USB в пределах 5 вольт. За счет этого полезный сигнал усиливается многократно, что дает возможность подключения устройств, удаленных от компьютера на расстояние 50 метров и более.

В процессе передачи сигнала наступает его неизбежное ослабление. В связи с этим для больших расстояний (свыше 5 метров) используется подключение лишь по протоколу USB 1.1. На расстоянии до 30 метров необходимо применение более скоростного протокола USB 2.0. Большое значение имеет кабель, соединяющий устройства между собой. Он должен быть высокого качества, гарантирующего такую же высокую скорость подключения.

Работа удлинителя осуществляется самостоятельно без каких-либо драйверов и никак не влияет на состояние компьютера. Достаточно всего лишь вставить USB вилки, расположенные на концах провода, в соответствующие разъемы соединяемой аппаратуры.

Процесс изготовления удлинителя

Следует сразу же отметить, что самостоятельное изготовление USB удлинителя требует специальных знаний электроники и радиотехники, практических навыков работы с паяльником и другим электроинструментом. В противном случае рекомендуется приобрести готовое изделие нужной длины, хотя оно и будет дороже самодельного. Тем не менее, многие все-таки пытаются сделать USB удлинитель самостоятельно.

Прежде всего нужно запастись стандартным USB кабелем небольшой длины. По возможности, в нем должен быть ферритовый сердечник, способный гасить высокочастотные помехи и указывающий на высокое качество кабеля. Такой отрезок можно попросить или недорого купить у людей, занимающихся кабельными линиями. У них же можно попросить и необходимое количество компьютерного кабеля UTP, желательно одной из высоких категорий, например, 5е, 6 или 6е. От этого будет зависеть скорость работы аппаратуры на противоположном конце.

Из инструмента понадобятся кусачки или ножницы для разрезания кабеля. Зачистка проводов выполняется специальным инструментом, но при его отсутствии можно обойтись простым ножом. Для соединений будут нужны паяльник, припой и канифоль, поскольку скрутки проводов не допускаются из-за их высокого сопротивления. Места соединений изолируются термоусадочными трубками. Вместо них можно использовать изоленту.

Работы начинаются с разрезания кабелей на отрезки необходимой длины и зачистки концов. Изоляция со всех проводников снимается примерно на 3-5 мм. USB кабель содержит 4 проводника, UTP кабель – 8. В состав одной пары UTP кабеля, входит два проводка – цветной и пестрый. Вместо пестрого может быть белый провод. Каждая такая пара припаивается к отдельному проводку USB кабеля с соблюдением соответствующих цветов. По такой же схеме изготавливается USB удлинитель с дополнительным питанием своими руками, известный как активный удлинитель.

По завершении пайки нужно проверить, чтобы не осталось разорванных мест. После этого термоусадочные трубки сдвигаются к местам пайки и нагреваются строительным феном до их полного прилегания к соединенным проводникам. После того как все термоусадки на проводниках остынут, они собираются все вместе в единый пучок, поверх которого таким же образом устанавливается общая термоусадочная трубка. Перед первым подключением аппаратуры, желательно проверить контакты с помощью тестера. Если проверка показала норму, то самодельный удлинитель можно использовать для работы.

USB удлинитель из витой пары

Удлинители из витой пары применяются в основном для подключения интернета через 3G модем. Данные устройства используются на дачах и в загородных домах, при отсутствии возможности проведения обычного кабельного интернета. Нередко возникают ситуации, когда уверенный прием сигнала 3G возможен лишь из определенного места, к которому требуется подвести отдельный кабель. Нередко юсб удлинитель нужного размера отсутствует в продаже, поэтому единственным выходом остается его изготовление своими руками.

Процесс изготовления начинается со спаривания и выравнивания бокорезами концов витой пары. После этого с помощью ножа нужно снять с каждого конца верхнюю оболочку кабеля вместе с фольгой на расстояние 1 см. Эту операцию нужно производить очень аккуратно, чтобы не надрезать провода, расположенные под оболочкой. Провода коричнево-белого и коричневого цвета отрезаются вровень с оболочкой, поскольку в дальнейшем они не будут использоваться. С оставшихся проводников нужно удалить по 3 мм изоляционного слоя. Провода соединяются следующим образом: зеленый с оранжевым и зелено-белый с оранжево-белым. Места соединений тщательно пропаиваются.

Проблемы при зарядке различных устройств через USB часто возникают, когда используются нештатные зарядники. При этом зарядка происходит довольно медленно и не полностью либо вовсе отсутствует.

Следует сказать и о том, что зарядка через USB возможна не со всеми мобильными устройствами. Этот порт у них имеется только для передачи данных, а для зарядки применяется отдельный круглое гнездо.

Выходной ток в компьютерных USB составляет не больше пол-ампера для USB 2.0, а для USB 3.0 – 0,9 А. Ряду девайсов этого может быть недостаточно для нормального заряда.

Бывает, что в вашем распоряжении имеется зарядник, но он не заряжает ваш гаджет (об этом может сообщить надпись на дисплее или будет отсутствовать индикация заряда). Такое ЗУ не поддерживается вашим девайсом, и возможно это из-за того, что ряд гаджетов до начала процесса зарядки сканирует присутствие определенного напряжения на пинах 2 и 3. Для других девайсов может быть важным присутствие перемычки между этими пинами, а также их потенциал.

Таким образом, если устройство не поддерживает предлагаемый тип зарядника, то процесс зарядки не начнется никогда.

Чтобы девайс начал заряжаться от предоставленного ему зарядника, необходимо обеспечить на 2 и 3 пине USB, необходимые напряжения. Для разных устройств эти напряжения тоже могут отличаться.

Для многих устройств требуется, чтобы пины 2 и 3 имели перемычку или элемент сопротивления, номинал которого не больше 200 Ом. Такие изменения можно сделать в гнезде USB_AF, которое находится в вашем ЗУ. Тогда зарядку станет возможно производить стандартным Data-кабелем.

Гаджет Freelander Typhoon PD10 требует той же схемы подключения, но напряжение заряда должно быть на уровне 5,3 В.

В случае если у зарядника отсутствует гнездо USB_AF, а шнур выходит прямо из корпуса ЗУ, то можно припаять к кабелю штекеры mini-USB или micro-USB. Соединения необходимо произвести, как показано на следующей картинке:

Различная продукция фирмы Apple имеет такой вариант соединения:

При отсутствии элемента сопротивления номиналом 200 кОм на пинах 4 и 5 устройства фирмы Motorola не могут осуществить полный заряд.

Для зарядки Samsung Galaxy необходимо наличие перемычки на пинах 2 и 3, а также элемента сопротивления на 200 кОм на контактах 4 и 5.

Полный заряд Samsung Galaxy Tab в щадящем режиме рекомендуется производить при использовании двух резисторов номиналом 33 кОм и 10 кОм, как изображено на картинке ниже:

Такое устройство, как E-ten может заряжаться любым ЗУ, но лишь при условии, что пины 4 и 5 будут соединены перемычкой.

Такая схема реализована в кабеле USB-OTG. Но в этом случае необходимо использовать дополнительный переходник USB папа-папа.

Универсальное ЗУ Ginzzu GR-4415U и другие аналогичные устройства имеют гнезда с различным соединением резисторов для зарядки девайсов iPhone/Apple и Samsung/HTC. Распиновка этих портов выглядит так:

Чтобы зарядить навигатор Garmin, необходим тот же кабель с перемычкой на контактах 4 и 5. Но в этом случае устройство не может заряжаться во время работы. Для того чтобы навигатор мог подзаряжаться, необходимо заменить перемычку на резистор номиналом 18 кОм.

Для зарядки планшетов обычно необходимо 1-1,5 А, но как было упомянуто ранее, USB-порты не смогут нормально заряжать их, поскольку USB 3.0 выдаст максимум 900 мА.

В некоторых моделях планшетов для зарядки имеется круглое коаксиальное гнездо. Плюсовой пин гнезда mini-USB/micro-USB в таком случае не имеет соединения с контроллером заряда аккумулятора. По утверждениям некоторых пользователей таких планшетов, если соединить плюс от гнезда USB с плюсом коаксиального гнезда перемычкой, то зарядка может осуществляться через USB.

А можно и изготовить переходник для подключения в коаксиальное гнездо, как показано на рисунке ниже:

Вот схемы перемычек с указанием напряжения и номиналов резисторов:

В итоге, чтобы осуществлять зарядку различных гаджетов от неродных ЗУ необходимо убедиться в том, что зарядка выдает напряжение 5 В и ток не меньше 500 мА, и внести изменения в гнезде или штекере USB согласно требованиям вашего устройства.

Как сделать удлинитель USB я понял, когда экспериментируя, сам удлинил USB шнур обычной web камеры на 18 метров для простого видеонаблюдения, (подробнее). То есть, я удлинил обычную web камеру на расстояние 18 метров от ноутбука! Это отличный результат, так как вначале мне вообще не удавалось удлинить юсб вебку и на метр. Через этот же самодельный USB удлинитель я впоследствии удлинял 3G модем и другие юсб устройства– все отлично работает.

Самодельный шнур удлинитель USB на 18 метров, который бесперебойно работал, был изготовлен мной за пятнадцать минут и обошелся в копейки. В то же время, в продаже, двухметровый качественный высокоскоростной USB 2.0 шнур с ферритовыми фильтрами стоит около 15 долларов. При этом, еще не известно, будет ли он нормально работать со всеми юсб устройствами. Мне неоднократно доводилось видеть метровые USB шнуры – удлинители, через которые нормально работали только мышки и клавиатуры. Даже флешки ни в какую не хотели через них определятся. По этому, я и начал думать, как самому сделать рабочий юсб удлинитель для web камеры, 3G модема и других, удаленных USB устройств.

Из чего сделать удлинитель USB.

Сигнал USB на физическом уровне.

Сигнал USB на физическом уровне — это дифференциальный сигнал. Два сигнала, идущих по D+ и D- паре проводов одновременно в противофазе (инвертировано). Без участия общего провода. Пример дифференциального сигнала – выход сигнала с обмотки трансформатора. Амплитудой такого сигнала является не амплитуда относительно общего провода, а амплитуда относительно этих дух проводников. Соответственно, приёмник дифф сигнала регистрирует амплитуду между этими двумя инвертированными сигналами, а не амплитуду между сигнальным проводом и минусом источника питания.

USB шина — это симметричная линия связи. Качественный способ передачи высокочастотных сигналов без потерь, и синфазных помех, осуществляемый по паре проводов без участия общего провода. Метод обладает повышенной помехоустойчивостью из-за того, что помеха действует одинаково на два противофазных проводника одновременно, вычитаясь из полезного сигнала в конечном итоге.

Самодельный USB удлинитель из витой пары.

Самодельный USB удлинитель из витой пары я делал следующим образом: — в наличии у меня был кусок кабеля PRIME CAT5E UTP – 18 метров. Обычная неэкранированная компьютерная витая пара для прокладки в помещении. Самый дешевый сетевой кабель. Для подключения web камеры по USB мне необходим был кусок кабеля длиной 10 метров, но я решил не перерезать имеющийся у меня кусок и подключить его весь – для эксперимента. Как оказалось – весьма удачно.

Важный момент! Синюю пару проводов кабеля я пустил на D+ и D-. Почему именно синюю? – Все четыре витые пары жил кабеля имеют разный шаг свивки. Это хорошо заметно, если снять с UTP кабеля общую оболочку сантиметров на 10 – 15. Так вот, USB удлинитель отлично работал, если сигналы D+ и D- пустить по синей или же зеленой паре жил. Если же пустить D+ и D- по оранжевой паре, то USB удлинитель вообще не работал. Коричневая пара работала с перебоями. Вероятно, шаг свивки синей и зеленой пары жил идеально подходит для прохождения высокочастотного сигнала USB (резонанс, импеданс и т.п.).

Три остальные пары жил кабеля я запараллелил и пустил по ним питание – по трем цветным жилам плюс, по трем полосатым – минус.

Самодельный USB удлинитель из витой пары отлично работает – все USB устройства, подключенные к нему, определяются и работают без проблем. USB флешка, USB картридер, USB Wi-Fi адаптер, 3G модем МТС, EasyCap – устройство видео захвата, USB DVB-T приемник – SDR радио, USB веб камера. Это все, что мной было проверено на этом самодельном USB удлинителе.

После серии неудачных экспериментов с коротким экранированным проводом, работоспособность 18 метрового USB удлинителя казалась чем-то не реальным. Впоследствии я делал много USB удлинителей по данной технологии, и все они работали до длины 20 метров. На бо’льшую длину мне так и не удалось заставит юсб удлинитель нормально работать. Юсб устройства перестают определятся.

Максимальная длина USB удлинителя.

По стандарту, максимальная длина кабелей и удлинителей USB 1.0 не должна превышать пять метров для режима Full-Speed (скорость 12 Мбит/с). Но это общий случай – минимальная спецификация для гарантированной работы любого USB устройства.

На практике же все намного интереснее. Все зависит от конкретного UTP кабеля — шага свивки витой пары, толщины проводников, одножильности или многожильности проводников, материала проводников и изоляции, наличии экрана. Работа USB удлинителя подчинена сложной теории передачи высокочастотных сигналов. То есть, физически, USB кабель не просто шнурок из четырех проводов, а высокочастотная симметричная линия связи.

На максимальную длину USB удлинителя влияет так же и падение питающего напряжения. По этому, питание 5 вольт в USB удлинителе необходимо подавать по запараллеленым трем витым парам для увеличения сечения линии питания.

Мне удавалось делать USB удлинители из витой пары максимум длиной до 20 метров. Более длинные удлинители уже переставали работать – высокочастотный сигнал затухал, либо напряжение питания существенно падало на проводах. Ниже, я приведу все встречавшиеся мне причины не работы USB удлинителя.

Почему не работает удлинитель USB – причины:

1) Провода USB удлинителя не являются витой парой.

Так же возможно, что и сам кабель витая пара Вам попадется некачественный, с большим затуханием сигнала. В этом случае, если все нижеприведенные варианты не помогут – нужно взять UTP кабель другой марки, производителя и т.п.

2) Для сигналов D+ и D- USB удлинителя задействована не та витая пара проводов.

3) Большое падение питающего напряжения на удлинителе USB.

Для цепей питания необходимо запараллелить провода USB удлинителя! Питание на USB устройство через USB удлинитель нужно подавать по запараллелиным оставшимся трем витым парам – для увеличения сечения проводов и уменьшения их сопротивления. Если падение питающего напряжения 5 вольт на удлинителе будет существенным, то, USB устройство не сможет нормально работать. Оно не определится компьютером. Это прописная истина Закона Ома!

4) USB удлинитель подключен не к основным USB гнездам ПК.

USB удлинитель нужно подключать в USB гнезда, расположенные сзади корпуса ПК! Есть разница, куда подключать USB удлинитель! Дополнительные USB разъемы ПК, расположенные на корпусе, чаще всего соединены с материнской платой обычными проводами, а не витой парой. По этому, естественно, симметричный сигнал D+ и D- сильно искажается на таких проводах, вносятся помехи. А вот USB гнезда, расположенные сзади ПК, (смонтированные непосредственно на материнской плате) не внесут искажения в линию D+ и D-.

Как удлинить USB – еще другие варианты.

Если паять совсем неохота, но нужно срочно удлинить 3G модем или вебку, то можно прикупить готовый девайс – комплект переходников USB-RJ45.

Оцени эту статью:

Распиновка USB-кабеля означает описание внутреннего устройства универсальной последовательной шины. Это устройство применяется для передачи данных и зарядки аккумуляторов любых электронных приборов: мобильных телефонов, плееров, ноутбуков, планшетных компьютеров, магнитофонов и других гаджетов.

Проведение качественной распиновки требует знаний и умения читать схемы, ориентирования в типах и видах соединений, нужно знать классификацию проводов, их цвета и назначение. Длительная и бесперебойная работа кабеля обеспечивается правильным соединением проводами 2 коннекторов USB и mini-USB.

Виды USB-разъемов, основные отличия и особенности

Универсальная последовательная шина представлена 3 версиями — USB 1.1, USB 2.0 и USB 3.0 . Первые две спецификации полностью совмещаются между собой, шина 3.0 имеет частичное совмещение.

USB 1.1 — это первая версия устройства, используемая для передачи данных. Спецификацию применяют только для совместимости, так как 2 рабочих режима по передаче данных (Low-speed и Full-speed) обладают низкой скоростью обмена информацией. Режим Low-speed со скоростью передачи данных 10-1500 Кбит/с используется для джойстиков, мышей, клавиатур. Full-speed задействован в аудио- и видеоустройствах.

В USB 2.0 добавлен третий режим работы — High-speed для подключения устройств по хранению информации и видеоустройств более высокой организации. Разъем помечается надписью HI-SPEED на логотипе. Скорость обмена информацией в этом режиме — 480 Мбит/с, которая равняется скорости копирования в 48 Мбайт/с.

На практике, из-за особенностей конструкции и реализации протокола, пропускная способность второй версии оказалась меньше заявленной и составляет 30-35 Мбайт/с. Кабеля и коннекторы спецификаций универсальной шины 1.1 и второго поколения имеют идентичную конфигурацию.

Универсальная шина третьего поколения поддерживает скорость 5 Гбит/с, равняющуюся скорости копирования 500 Мбайт/с. Она выпускается в синем цвете, что облегчает определение принадлежности штекеров и гнезд к усовершенствованной модели. Сила тока в шине 3.0 увеличилась с 500 мА до 900 мА. Эта особенность позволяет не использовать отдельные блоки питания для периферийных устройств, а задействовать шину 3.0 для их питания.

Совместимость спецификаций 2.0 и 3.0 выполняется частично.

Классификация и распиновка

При описаниях и обозначениях в таблицах разъемов ЮСБ принято по умолчанию, что вид показан с внешней, рабочей стороны. Если подается вид с монтажной стороны, то это оговаривается в описании. В схеме светло-серым цветом отмечаются изолирующие элементы разъема, темно-серым цветом — металлические детали, полости обозначаются белым цветом.

Несмотря на то что последовательная шина называется универсальной, она представлена 2 типами. Они выполняют разные функции и обеспечивают совместимость с устройствами, обладающими улучшенными характеристиками.

К типу A относятся активные, питающие устройства (компьютер, хост), к типу B — пассивное, подключаемое оборудование (принтер, сканер). Все гнезда и штекеры шин второго поколения и версии 3.0 типа A рассчитаны на совместную работу. Разъем гнезда шины третьего поколения типа B больше, чем нужен для штекера версии 2.0 типа B, поэтому устройство с разъемом универсальной шины 2.0 тип B подключается с использованием только кабеля USB 2.0. Подключение внешнего оборудования с разъемами модификации 3,0 тип B выполняется кабелями обоих типов.

Разъемы классического типа B не подходят для подключения малогабаритного электронного оборудования. Подключение планшетов, цифровой техники, мобильных телефонов выполняется с использованием миниатюрных разъемов Mini-USB и их улучшенной модификации Micro-USB. У этих разъемов уменьшенные размеры штекера и гнезда.

Последняя модификация разъемов ЮСБ — тип C. Эта конструкция имеет на обоих концах кабеля одинаковые коннекторы, отличается более скоростной передачей данных и большей мощностью.

Распиновка USB 2.0 разъема типы A и B

Классические разъемы содержат 4 вида контактов, в мини- и микроформатах — 5 контактов. Цвета проводов в USB-кабеле 2.0:

+5V (красный VBUS), напряжение 5 В, максимальная сила тока 0,5 А, предназначен для питания;
D- (белый) Data-;
D+ (зеленый) Data+;
GND (черный), напряжение 0 В, используется для заземления.

Для формата мини: mini-USB и micro-USB:

Красный VBUS (+), напряжение 5 В, сила тока 0,5 А.
Белый (-), D-.
Зеленый (+), D+.
ID — для типа А замыкают на GND, для поддержания функции OTG, а для типа B не задействуют.
Черный GND, напряжение 0 В, используется для заземления.

В большинстве кабелей имеется провод Shield, он не имеет изоляции, используется в роли экрана. Он не маркируется, и ему не присваивается номер. Универсальная шина имеет 2 вида соединителя. Они имеют обозначение M (male) и F (female). Коннектор М (папа) называют штекером, его вставляют, разъем F (мама) называется гнездо, в него вставляют.

Читайте также: