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 к 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 достоинства 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. 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 3.1 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.
Серой обводкой помечены провода, чей цвет по словам Википедии не регламентирован стандартом. Автор вообще не нашёл каких-либо указаний на цвета проводов в официальной документации.
Кабели USB type-C
Схема типового кабеля USB-C «вилка-вилка»▼
Схема дата-кабеля для подключения устройств с USB-C к порту USB 3.0 ▼
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±20% кОм — 500 или 900 мА
22±5% кОм — 1,5 А
10±5% кОм — 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 кОм
▲ 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 USB-micro—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 кОм между контактами CC и Vbus.
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 ▼
Универсальный переходник USB-micro—USB-C с поддержкой OTG
Наш читатель Сергей выслал схему универсального переходника micro-USB-BF to USB type-C (Тип 51125 Z22) − через него можно подключить как Data-кабель так и OTG-кабель USB 2.0. В зависимости от кабеля смартфон либо заряжается, либо работает с периферией.
В идеале вместо 55 кОм стоило бы использовать 51 (как в аналогичном переходнике от Huawei), чтобы в цепи Vcc-CC получались каноничные 56 кОм. Но спецификация не требует такой точности. Номинал сопротивления Vcc-CC допускается в диапазоне 45…67 кОм.
Вариант универсального переходника
Наш читатель Кирилл поделился схемой занятного переходника, подобного предыдущему▲. Ключевое отличие — в гнезде micro-USB не задействован контакт ID (№5), и оба резистора (и DFP, и UFP) подключены постоянно.
Устройство, к которому подключен этот переходник через Type-C, определяет свою роль по наличию или отсутствию напряжения на контакте Vbus. Если сперва подключить к переходнику зарядное устройство через гнездо micro-USB, а потом подключить переходник к смартфону, то порт смартфона обнаружит напряжение заряда и переведёт смартфон в режим потребления. Если же просто подключить переходник, то смартфон входит в режим OTG и подаёт напряжение сам.
Переходник испытывался на смартфоне Samsung Galaxy S8.
Переходник USB-C—USB-AF
Чтобы подключить USB-периферию к устройству с портом USB-C, в переходнике необходим резистор 5,1 кОм между контактами CC 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 Vbus 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
Стандартом предусмотрена возможность передачи аналогового звука через цифровой порт. Эта возможность реализована в смартфонах HTC серии U, HTC 10 Evo, Xiaomi Mi, LeTV. Автор будет признателен, если читатель пополнит этот список.
Режим называется «Audio Adapter Accessory Mode». За подробностями обращайтесь к статье «Аналоговый звук через USB-C».
Для работы в этом режиме служат аналоговые гарнитуры с вилкой Type-C. Для подключения классической гарнитуры со штекером «джек» предусмотрены переходники.
Переходник для наушников и одновременной зарядки на GearBest ▶
Аналоговый звук передаётся по каналам Data−, Data+, SBU1 и SBU2. Смартфон переходит в этот режим, если в вилке гарнитуры или переходника между контактами A1—A5 и B1—B5 установлено сопротивление менее 0,8…1,2 кОм. Вместо резистора доводилось видеть просто перемычку.
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 ▼
Если материал оказался полезным для вас…
…вы можете нас отблагодарить! Авторам сайта будет очень приятно!
Лучшая статья в инете по теме! Спасибо.
Спасибо за отзыв!
Огромное спасибо за информацию! Очень познавательная статья.
Дайте совет, если можно. Есть два адаптера с алика SATA — USB 3.0 и SATA — Type-C. Вот такие как тут
Только хотелось бы у одного из них, штекер заменить на гнездо Type-C. Если я правильно понял, переделать можно любой из них, ведь доп канал мне не нужен. Нужно только поставить соответствующий резистор чтобы винт распознавался как пассивное устройство и хочет жрать до 1,5А.
Осталось определиться куда паять Rx, Tx.
Да, всё верно. Вы можете перепаять штекер, и в этом вам поможет схема переходника с type-c на USB 3.0 — http://rones.su/wp-content/uploads/OTG_type-C.png
Спасибо!
Только у меня наоборот USB 3.0 штекер, а Type-C гнездо.
Делать по той же схеме?
Да, конечно, схема та же с учётом зеркальности разъёмов «штекер-гнездо».
И ещё мааааленький вопросик. Если поменять штекер Tupe-C на гнездо Tupe-C. Просто перепаивает с учётом зеркальности и всё?
Да, других отличий нет.
Огромное Вам спасибо! Вы мне очень помогли!
Здравствуйте. Помогите пожалуйста с одним вопросом. Есть видеокамера Dji Osmo Pocket. маленькая да удаленькая. но есть одно НО… к ней идут 2 переходника для того что бы подключить ее к телефону. Lighting и USB-C. при подключении камеры к яблоку все хорошо так сказать. программа запускает и работает. все ок. А вот с Андроидом есть один косяк. При подключении к телефону с Андроид. Самсунг А50 (телефон был выбран для проверки). Программа запускается и работает, но вот при этом подключении телефон видит камеру, как еще и powerbank и начинает тянуть из нее питание. Естесственно камера разряжается и съемка достаточно быстро заканчивается. У меня Самсунг Note4 на борту имеет разъем MicroUSB. Вот мне и нужен переходник с USB-C на micro USB. в данной статье есть схема этого переходника. и сказано про резистор в 56 ком для согласования токов. я так понял. Вот и вопрос. А если удалить этот резистор вообще из переходника, будет ли идти зарядка или нет? Заранее благодарен за помощь.
Данный переходник вам не подойдёт, так как «ставит» смартфон в подчинённое положение, даже если удалить резистор 56 кОм. А в подчинённом положении должна быть камера.
Чтобы смартфон увидел периферию, переходник должен поддерживать функцию OTG. То есть в штекере microUSB контакт 4 должен быть замкнут на землю (контакт 5).
Для эксперимента вам нужен переходник «microUSB OTG male — Type-C female», но мне такой найти не удалось.
Собрать такую штуку можно из двух переходников:
• «microUSB OTG — USB Female» (например: https://market.yandex.ru/product—perekhodnik-atcom-usb-microusb-otg-at3792-0-1-m/431635868?hid=91074&nid=55294&clid=836)
• «USB Male — Type-C Female» (например: https://www.lelong.com.my/usb-c-3-1-type-c-female-to-usb-3-0-male-data-adapter-connector-abtan-196811994-2020-09-Sale-P.htm)
Добрый день,
Есть необходимость передать картинку и звук со смартфона (usb type-C) на RCA входы (Монитор в машине).
Везде описан метод подключения кабеля или адаптера USB MHL-HDMI далее в адаптер HDMI-RCA, при этом у них внешнее питание.
Вопрос, можно ли спаять переходник USB type-C — RCA или же, всё таки необходимо городить огород из нескольких адаптеров?
Для такой передачи данных потребуются адаптеры. Простыми переходниками не обойтись.
Спасибо за ответ.
Вопрос! Если мне нужно получить от устройства через type-c напряжение 12v кроме резистора на 5,1Ком между CC1 и gnd и CC2 и gnd что еще нужно? Где-то видел что на D+ и D- подать некоторое напряжение
Снова забыл по приветствовать… Здравствуйте!
Запрос на повышение зарядного напряжения потребитель подаёт цифровым способом, а не просто подачей напряжения. Эмулировать запрос можно с помощью специального контроллера, поддерживающего технологию USB PD, но это уже выходит за рамки моей компетенции.
Вот подробности — https://habr.com/ru/post/166661/
Огромное спасибо
Type-C всего лишь физический разъем. 12В можно получить если зарядка поддерживает протокол USB PD или QC.
В первом случае все сложнее, там общение идет по протоколу, разные уровни, нужна специализированная микросхема. Ну и естественно разъем у зарядки должен быть Type-C, то есть получается нужен кабель Type-C-Type-C.
Во втором случае с QC все проще, напряжения на D+ и D-. Но просто резисторами тоже не выставить, но можно сделать самостоятельно QC триггер на какой нибудь AVR. Или уж смотреть готовый триггер на алиэкспресс.
Thanks, for the great work.
I am a little bit confused if you can help me.
I have a USB C port which will connect with the phone. Now I have two other ports. One is USB A port which will connect with a pheripheral device and 2nd is a USB C port which will connect with a Wall charger. Now I want to know the connection and resistors value for both functions. Like if I connect a pheripheral device then phone behave as a power sourcing device along with data but when I connect a wall charger then phone recieve power and charge. Note: I don’t want to use both at the same time but if it is possible that would be great. thanks for help
Hello! I hope that I understand you correctly.
Resistors are needed only when we connect the USB 3.1 port (Type-C) to the old USB port (2.0 or 3.0).
When we connect type-C to type-C, the devices themselves are negotiating and no resistors are needed.
Д.день, уважаемый Rones. Спасибо за ваш сайт и желание делиться с нами (читателями) своими знаниями. Вопрос такой: имею «маковский» 85-ваттный блок питания с выходом под USB-C разъем. Мак умер — блок остался, хочу расширить область его использования. Блок-то очень хороший — маленький и мощный. В спецификации написано, что потребителю может быть выдано 5-9-12-20вольт. Тупо подключил первый попавшийся шнурок USB-C/USB-2, включил в сеть. Померял напряжение на крайних контактах USB-2 — 0,1вольта. Как мне сообщить процессору блока питания, что мне нужно 5 вольт и все остальные вольты из спецификации? После прочтения вашей статьи дошло, что процессор узнаёт о том какое напряжение требуется потребителю, опрашивая линии кабеля и измеряя их калиброванные сопротивления и/или напряжение между линиями. Если моё предположение верно, то какие дополнительные сопротивления между какими линиями нужно припаять , чтобы получить, например, 5 вольт питания через вилку USB-2? Как получить другие напряжения?
Приветствую!
Напряжение 5 вольт порт выдаёт по умолчанию. Остальные напряжения потребляющее устройство должно «выпросить» у порта электронным способом. То есть, не с помощью контрольных напряжений, а путём обмена данными. Как это сымитировать я не знаю.
Стандартные 5 вольт порт выдаёт, если в вилке потребителя есть резистор 5,1 кОм между контактами CC и GND ▼
Здравствуйте!
Что будет если в Активном устройстве (DFP) между контактами Vcc и CC впаять резистор в 12 кОм? Устройство от источника питания начнёт потреблять не 0,5…0,9 А, а 1.5А? Дело в том что в продаваемых https://www.banggood.com/BlitzWolf-Ampcore-Turbo-TC10-3A-Durable-USB-Type-C-Charging-Data-Cable-p-1188424.html?rmmds=myorder&cur_warehouse=CN» кабелях уже впаян резистор 56 кОм…
Не знаю, что будет при 12 кОм. При 22 кОм потребитель попытается принять 1,5 А. Так как прот компа USB 2.0 или 3.0 способен дать лишь 0,5-0,9 А, в переходник впаивают резистор 56 кОм. Если потребитель попытается взять от компа 1,5 А могут быть неприятности.
А причём тут порт USB 2.0 или 3.0? ЗУ с портом USB способны выдавать 2,4…3 А! Например, https://www.banggood.com/BlitzWolf-BW-S9-18W-USB-Charger-EU-US-UK-AU-Adapter-with-Power3S-Tech-p-1153784.html?rmmds=myorder&ID=43100&cur_warehouse=CN или https://www.banggood.com/BlitzWolf-BW-S6-QC3_0-2_4A-30W-Dual-USB-Charger-EU-Adapter-for-iphone-8-8-Plus-iphone-X-Xiaomi-p-1047935.html?rmmds=category
В первую очередь это data-кабель для синхронизации с ПК. Вот изготовитель и перестраховывается.
Прекрасная работа, спасибо!
Здравствуйте. Подскажите, будет ли работать беспроводная зарядка, если выпаять с платы usb c разъём и припаять только провода питания?
Если зарядка питается по Type-C USB 2.0, то достаточно пары проводов. Если Type-C USB 3.1, то я бы впаял на плату зарядного устройства резистор между контактами Vbus и CC, как того требует стандарт — http://rones.su/techno/usb-type-c-anatomy.html#pd
Спасибо