17.04.2016      33652      166
 

USB 3.1 Type-C. Коротко и ясно

• назначение контактов
• распиновка
• питание и заряд
• схемы переходников


Достоинства порта USB 3.1:
★ быстрый
★ мощный
★ универсальный

Достоинства разъёма Type-C:
★ долговечный
★ симметричный.

Теперь гарантированно можно подключить USB кабель к устройству с первого раза.

⚠ Следует различать понятия «порт» и «разъём». Разъём (гнездо) Type-C можно припаять хоть старому телефону (вместо micro-USB), но порт так и останется старым USB 2.0 — скорости заряда и передачи данных это не прибавит. Из удобств появится лишь симметричность и надёжность разъёма.

⚠ Таким образом наличие Type-C ещё ни о чём не говорит. Продаются модели смартфонов с новым разъёмом, но со старым портом. Перечисленные в этой статье «плюшки» к таким смартфонам не относятся.

Назначение контактов

Контакты разъёмов на схемах показаны с внешней (рабочей) стороны, если обратное не оговаривается особо.

Скачать спецификацию USB type-C в PDF (En)

Порт содержит 24 контакта (12 контактов на каждой стороне). «Верхняя» линейка нумеруется A1÷A12, «нижняя» — B1÷B12. По большей части линейки идентичны друг другу, что и делает этот порт равнодушным к ориентации штекера. Контакты каждой линейки можно разбить на 6 групп: USB 2.0, USB 3.1, Питание, Земля, Согласующий канал и Дополнительный канал. А теперь рассмотрим подробнее.

Собственно, USB 3.1. Линии высокоскоростной передачи данных: TX+, TX-, RX+, RX- (контакты 2, 3, 10, 11). Скорость до 10 Гб/с. Пара TX отвечает за приём данных, RX — за передачу. В кабеле эти пары перекроссированы, и что для одного устройства является RX, другому представляется как TX. И наоборот. По особому распоряжению эти пары могут переквалифицироваться под другие задачи, например — под передачу видео.

Старый добрый USB 2.0. Линии низкоскоростной передачи данных: D+/D- (контакты 6, 7). Этот раритет включили в порт ради совместимости со старыми тихоходными устройствами до 480 Мб/с.

Плюс питания — Vbus (контакты 4, 9). Стандартное напряжение 5 вольт. Ток выставляется в зависимости от потребностей периферии: 0,5А; 0,9А; 1,5А; 3А. Вообще, спецификация порта подразумевает передаваемую мощность до 100Вт, и в случае войны порт способен питать монитор или заряжать ноутбук напряжением 20 вольт!

GND — «Земля»-матушка (контакты 1, 12). Минус всего и вся.

Согласующий канал (или конфигурирующий) — СС (контакт 5). Это главная фишка USB type-C! Благодаря этому каналу система может определить:

— Факт подключения/отключения периферийного устройства;
— Ориентацию подключенного штекера. Как это ни странно, но разъём не абсолютно симметричен, и в некоторых случаях устройству хочется знать его ориентацию;
— Ток и напряжение, которое следует предоставить периферии для питания или заряда;
— Необходимость работы в альтернативном режиме, например, для передачи аудио-видео потока.
— Кроме функций мониторинга этот канал в случае необходимости подаёт питание на активный кабель.

Дополнительный канал — SBU (контакт 8). Дополнительный канал обычно не используется и предусмотрен лишь для некоторых экзотических случаев. Например, при передаче по кабелю видео, по SBU идёт аудиоканал.

Распиновка USB 3.0 Type-C

«Полосатым цветом» здесь изображены контакты неизолированного провода.

Странным решением было отмаркировать провода D+ и D- не как в USB 2.0, а наоборот: D+ белый, D- зелёный.

Некоторые контакты на схеме обведены серым — так я пометил провода чей цвет по словам Википедии не регламентирован стандартом. Правда, в спецификации я пока не нашёл вообще никаких указаний, касаемо цветовой маркировки проводов.

Штекер по прихоти разработчика создан «щербатым» — многострадальные контакты USB 2.0 расположены только с одной стороны ▼


Схема типового кабеля USB-C «вилка-вилка»▼

Технология питания/заряда USB PD Rev.2 (USB Power Delivery)

У кабеля USB-C нет таких понятий как «коннектор-A» или «коннектор-B» — коннекторы теперь во всех случаях одинаковы.

Роли устройства обозначены новыми терминами:

DFP — активное, питающее устройство (как бы порт USB-A)
UFP — пассивное, приёмное устройство (как бы порт USB-B)
DRP — «двуличное», динамически изменяющее свой статус устройство.
Кроме того, заряжающее устройство называется Power Provider, заряжаемое — Power Consumer.

Распределение ролей осуществляется установкой на контакте CC определённого потенциала с помощью того или иного резистора:

▶Активное устройство (DFP) определяется по резистору между контактами CC и Vbus.
Номинал резистора сообщает потребителю, на какой ток он может рассчитывать:
56 kΩ — 500 или 900 мА
22 kΩ — 1,5 А
10 kΩ — 3 А

• Переходники с USB 2.0 (3.0) на USB-C, служащие для подключения новых смартфонов к старым ПК или ЗУ распаяны по схеме DFP, то есть, показывают себя смартфону как активное устройство

▶Пассивное устройство (UFP) определяется по резистору между контактами CC и GND.
Номинал резистора: 5,1 kΩ

Переходники с USB-C на USB-OTG распаяны именно по схеме UFP, то есть, имитируют потребляющее устройство

⚠ Технологию USB PD Rev2 в которой по контакту CC согласуются ток и напряжение заряда не следует путать с технологией Quick Charge (QC), где по контактам D− и D+ согласуется только напряжение заряда. USB PD Rev2 поддерживается только в USB 3.1.
QC поддерживается без привязки к версии порта.

Переходник с USB 2.0 на USB-C

Переходник micro-USB 2.0 на USB type-C служит для подключения гаджета с гнездом Type-C к стандартному дата-кабелю USB 2.0 для заряда и синхронизации с ПК. В переходнике установлен резистор 56 kΩ между контактами CC1 и Vcc.

Этот резистор как бы говорит смартфону: «К тебе подключили активное устройство − заряжайся. Больше 0,9 ампер не дам».

То есть, даже от мощного зарядного устройства (скажем, на 3 ампера)  через такой переходник мы не возьмём больше 0,9 ампер. Чтобы смартфон не стеснялся и взял 3 ампера, нужно заменить резистор на 10 кОм ▼

Внешний вид платы:

USB Type-C male to micro-USB female

Наш читатель Сергей выслал схему другого переходника micro-USB-BF to USB type-C (Тип 51125 Z22), а позже Михаил внёс уточнения в схему.

Переходник претендует на универсальность − через него можно подключить как дата- так и OTG-кабель 2.0.

Контакты изображены изнутри разъёма, со стороны пайки.

OTG-host на основе USB-C

Чтобы подключить USB-периферию к устройству с портом USB-C, в переходнике необходим резистор 5,1 kΩ между контактами CC1 и GND.

Этот резистор сообщает смартфону: «К тебе подключено пассивное устройство. Подай питание».

Рассмотрим схему переходника OTG type-C на примере Type-C USB 3.1 To USB 3.0 OTG Adapter. Это переходник для подключения периферии USB 3.0 (2.0) к ПК или к смартфону Type-C.

Цвета проводов Data, TX и RX в этой модели несколько отличаются от каноничных, прошу обратить на это внимание! ▼

Ещё одна важная деталь — во всех переходниках типа USBtype-C—type-C или USBtype-C—USB3.0 (не обязательно OTG!) между контактами Vcc и Gnd необходим конденсатор для защиты контактов разъёма от искр при подключении. Например, для переходников на USB 3.0 требуется номинал конденсатора — 10нФ±20%×30В. Переходники на USB 3.1 требуют конденсатор большей ёмкости, а переходники на USB 2.0 не требуют конденсатора вовсе. Подробнее читайте в англоязычной статье «VBUS Bypass Capacitor».

Распайка платы переходника Type-C to USB 3.0 OTG с разных сторон ▼

Аналоговый звук через Type-C

Некоторые устройства поддерживают нестандартный режим «Audio Adapter Accessory Mode», в котором порт передаёт аналоговый звук по каналам Data- и Data+. Для перехода в этот режим в вилке подключаемого аудиоустройства должны быть резисторы 1kΩ между контактами 01 и 05 на обоих сторонах разъёма (CC1—GND и CC2—GND) ▼

Разработаны переходники, позволяющие подключать обычные гарнитуры с разъёмом TRRS к порту USB-C. Отдельная статья — «Аналоговый звук через USB Type-C»

Видео через USB-C

Для передачи видео через USB 3.1 разработан режим «DisplayPort Alternate Mode».
См. перечень устройств, поддерживающих этот режим.
В режиме «Display Port» назначение контактов порта меняется — две пары TX2/RX2 превращаются в видеоканал, а звуком занимается SBU1/2 ▼


Обсуждение: 166 комментариев
  1. Николай:

    Здравствуйте, у меня проблема с хонор8, в один момент просто перестал определяться компом как устройство, просто одет зарядка и выбор режимов не появляется. Пробовал 3 кабеля и 2 компа. При внешнем осмотре разъема каких либо повреждений не заметил

    Ответить
    1. Rones:

      Если не ошибаюсь, у Honor 8 версия порта — USB 2.0. По отношению к этой версии порта разъём Type-C может быть несимметричен. Отсюда странный вопрос — пробовали подключать кабель к Honor’у, повернув штекер кабеля на 180°?

      Ну и приглядитесь на всякий случай к двум центральным контактам на обоих сторонах гнезда в смартфоне — именно они отвечают за передачу данных.

      Задайте этот вопрос в сообществе https://vk.com/rones_su если у вас есть аккаунт Вконтакте.
      Дополните вопрос сведениями: Версии Windows на компах и к каким портам подключали: USB 2.0, 3.0 или 3,1 (разъём Type-C).

      Ответить
      1. Николай:

        Переворачивать пробовал и не раз. Подключал к компам на семерках, к юсб 2.0 и 3.0. Перетыкал все разъемы

        Ответить
        1. Rones:

          Проверяли какой режим подключения по USB выставлен в смартфоне?
          Вот подробная статья: https://mobimozg.com/android/problemy/kompyuter-ne-vidit-cherez-usb.html#i

          Других вариантов я не вижу. Если не поможет, пишите в наше сообщество Вконтакте https://vk.com/rones_su — там читатели активнее, возможно, помогут.

          Ответить
  2. Ринат:

    Резистор и кондюк есть. Кондюк на 9 нанофарад, а вот сопротивление не могу прозвонить(показывает милиОмы 300-400) технология TurboPower

    Ответить
  3. Ринат:

    Добрый день, имеется зарядка TurboPower от Моторола с кабелем type-c. Уже второй раз переламывается основание у блока, кабель перепаивать. А вчера решил впаять USB маму в блок, в блоке всего два провода + и -. Все сделал, собрал. На телефоне зарядка отображается, но не идёт. Кабель Hama Type-c с заявленным током зарядки до 3 А, толстый, как сварочный

    Ответить
  4. Иван:

    Здравствуйте, мне нужен кабель для соединения lg g5 с creative sound blaster x g5. Нужно передать аудио в цифровом формате на креатив. Как спаять такой провод?

    Ответить
    1. Rones:

      Из этой затеи ничего не выйдет. У звуковой карты нет цифрового входа.

      Ответить
  5. Дмитрий:

    Я так и не понял. Если стоит 56 кОм и кабель имеет характеристику в 5 Ампер, то это хорошо? Просто на стороннем сайте в статье указывается, что ноутбук Бенсона Ленга, сгорел из-за того, что кабель был с 56 кОм, а не 10 кОм. Я окончательно запутался. Ответьте пожалуйста.

    Ответить
    1. Rones:

      Резистор 56 или 10 кОм имеет значение только для устройств с портом USB 3.1 (у вас порт USB 2.0).
      Этот резистор предупреждает о токе заряда:
      56 кОм — не больше 0,9 ампера
      10 кОм — 3 ампера
      Так что, странно ставить 56 кОм на 5-амперный кабель.

      К вашему Samsung’у это никак не относится. У него порт USB 2.0. Данный порт просто не видит этого резистора.

      Дайте ссылку на эту статью про сгоревший ноутбук.

      Ответить
      1. Дмитрий:

        Ссылка на статью https://www.iguides.ru/blogs/googleblog/poor-quality-cable-usb-typec-is-burned-on-the-laptop-of-the-google-emp/
        Я правильно понимаю, что есть у меня кабель USB 2.0 Male / Type C Male и он с резистором в 56 кОм и 5 Ампер, то 5 Амер не будет выдавать при быстрой зарядке, из-за резистора в 56 кОм ?

        Ответить
        1. Rones:

          Забудьте вы про 56 кОм. Вашему смартфону наплевать на резистор в кабеле — он его просто не увидит. Поэтому годится любой кабель.

          У вашего Samsung’а старый порт USB 2.0, просто к нему припаяли новый разъём.
          Заряд смартфонов со старым портом зависит не от кабеля, а от распайки гнезда зарядного устройства и от его мощности.

          Если гнездо зарядного устройства распаяно с резисторами, как на схеме ▼, то ток заряда будет больше 0,5 А. Сколько конкретно — не скажу, но теоретически ток будет максимально возможный.

          Если просто замкнуты контакты D- и D+, ток будет 0,5 А.

          Ответить
          1. Дмитрий:

            Меня не телефон интересует, а кабель именно который я Вам описываю. Так а кабель с маркировкой USB 2.0 Male / Type C Male 5 Ампер, это как бы «круто», ну там быстрее заряжать будет все дела, или так просто понты?

            Ответить
            1. Rones:

              Всё зависит от смартфона.
              Для любого смартфона со старым портом, вроде вашего, это крутой кабель. Зарядка будет заметно быстрее, чем с дешёвым тоненьким кабелем, тупо за счёт толщины жил.
              Для смартфона с USB 3.1 ситуация бредовая. Из-за резистора смартфон скорее всего будет брать маленький ток, не смотря на возможности ЗУ и кабеля. Заряжаться будет долго.

              Ответить
              1. Дмитрий:

                Старый порт? USB 3.1, Gen 1 или Gen 2 , Вы это имеете ввиду? Извините за тупость, но не понятно выражение «старый порт». Я думал, что если у тебя на телефоне USB type C , то он априори не старый. И все таки 5 Ампер на моем кабеле, будет заметная разница в зарядке, или нет подскажите пожалуйста?

                Ответить
                1. Rones:

                  Прошу прощения, я видимо принял вас за другого читателя с подобным вопросом. У того и впрямь на Samsung Galaxy A5 старый порт (USB 2.0), но с разъёмом Type-C.
                  Назовите модель своего смартфона.

                2. Дмитрий:

                  Назовите модель своего смартфона.
                  Дело не в смартфоне, а в кабеле с маркировкой USB 2.0 Male / Type C Male 5 Ампер. Он будет лучше заряжать, любой телефон или планшет(независимо от порта, просто порт USB Type C), или это понты?

                3. Rones:

                  Я уже говорил. Для USB 3.1 это понты — резистор не тот. И не известно ещё, какова толщина жил этого кабеля.
                  Вообще, гаджеты с разъёмом Type-C надо заряжать от зарядных устройств с Type-C, а не скрещивать ужа с ежом.

    1. Rones:

      Подойдёт любой.

      Ответить
      1. Владимир:

        Спасибо. Теперь и я обратил внимание что у всех есть «кабели Ampcore Тип-С имеют встроенный резистор 56 кОм, который обеспечивает плавную и безопасную зарядку.» Просто у меня смартфон больше не заряжается в режиме Samsung AFC (аналог QC2.0) — 1,67 А при напряжении 9 В даже он комплектного адаптера. Это началось после установки обновления ПО от 01.09.2018. Вот я и запутался: заряжает током в 1,3 А при напряжении 5 В как от комплектного адаптера, так и от BlitzWolf® BW-S9, BlitzWolf® BW-S2, SUNGUY, AUKEY PA-U35

        Ответить
        1. Rones:

          Резистор 56 кОм между Vbus и CC имеет значение только для порта USB 3.1.
          USB 2.0 согласует ток и напряжение по паре Data+ Data-.

          Ответить
          1. Владимир:

            То есть не обязательно покупать кабель «USB 3.0 — USB Type C», а достаточно купить «USB 2.0 — USB Type C»?

            Ответить
            1. Rones:

              Да. У вашего Samsung всё равно порт 2.0.

              Ответить
              1. Владимир:

                Спасибо.

                Ответить
  6. Иван:

    Добрый день!

    Подскажите, пожалуйста.
    Есть ноутбук Dell Vostro 5471 c портом USB 3.1 Type-C (PowerDelivery)
    Планирую взять PowerBank на aliexpress Xiaomi Mi 20000 мАч (такой)
    у него есть поддержка зарядки usb type-C.

    Если взять какой-то подобный кабель (ссылка)

    то есть вероятность что ноутбук будет заряжаться от этого PowerBank через USB Type-C ?
    и есть ли вероятность при таком подключении сжечь материнку ноутбука?

    Зарядка у ноутбука 19.5V 2.3A,
    у PowerBank выход 2 х DC 5,1 В/2.4A, 9 В/2.0A, 12 В/1.5A, Макс 18 Вт

    Ответить
    1. Rones:

      Вам не подойдёт сам powerbank — не потянет. Указанный шнур, судя по отзывам, тоже не годится.
      Рекомендую напрямую обратиться в техподдержку Dell и проконсультироваться по вопросу зарядки от повербанка. Может быть порекомендуют конкретную модель.

      Ответить
    2. Rones:

      В любом случае, нужен повербанк с настоящим USB 3.1, то есть с поддержкой технологии Power Delivery. Ёмкость банка должна быть не ниже ёмкости ноута.

      Ответить
      1. Иван:

        Спасибо за ответ!

        Еще подскажите, пожалуйста, как PowerBank и ноутбук договариваются по USB Type-C кто кого будет заряжать? Ведь и ноутбук может отдавать заряд в PowerBank.

        Ответить
        1. Rones:

          Если повербанк выключен — он будет заряжаться от ноутбука.
          Если повербанк включен — ноутбук будет заряжаться, так как увидит определённое напряжение между контактами CC и GND.

          Ответить
          1. Ринат:

            Добрый день, имеется зарядка TurboPower от Моторола с кабелем type-c. Уже второй раз переламывается основание у блока, кабель перепаивать. А вчера решил впаять USB маму в блок, в блоке всего два провода + и -. Все сделал, собрал. На телефоне зарядка отображается, но не идёт.

            Ответить
            1. Rones:

              Двух проводов не достаточно для того, чтоб заряжаемое устройство заряжалось. Видимо в кабеле был резистор между плюсом и контактом CC. Об этом говорится в разделе «Технология питания/заряда USB PD Rev.2 (USB Power Delivery)» данной статьи.

              Ответить
              1. Ринат:

                Стоит разрезать провод и прозвонить резистор? Суть вот ещё в чем, разъем поставил обычный 2.0. токи зарядки на блоке 5В/9В/12В 2.85 А. Может и разъем нужен был 3.1? Хотя сам смартфон поддерживает только 2.1

                Ответить
                1. Rones:

                  Как я понял, в шнуре всего два провода. Значит резистор надо искать в штекере шнура.
                  Вы теперь используете кабель USB2.0-USB-C?

                2. Ринат:

                  Вот такой. Может просто замкнуть data + и data — в гнезде?

                3. Rones:

                  Кстати, попробуйте!
                  Прошу отписаться о результатах. И какой смартфон заряжаете?

                4. Ринат:

                  Просто уже всё собрал и залил клеем) а вчера понял что забыл перемычку сделать. Заряжаю Moto Z Force. При подключении родного устройства высвечивается TurboPower connected. За пол часа до 70 %

                5. Ринат:

                  Зарядка пошла, но без технологии турбоПавер, всего 1500 Ампера берет.

                6. Rones:

                  А что это за технология?
                  Если это Quick Charge, то нужно 4 провода — 2 на заряд и 2 на согласование.
                  Если речь идёт о большем токе заряда, то закоротки D- с D+ не достаточно. Прозвоните старый штекер ЗУ между контактами Vbus, D+, D-, GND. Наверняка там какие-то резисторы.

Ваш комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Если нужно, добавьте картинку (только JPG)

Рубрики