Advies

Deze tekst is automatisch vertaald.

Wat u moet weten over USB-connector

  • Algemeenheden met betrekking tot USB-connectoren

  • Hoe werkt de gegevensoverdracht bij USB?

  • Welke USB-generaties worden onderscheiden?

  • Welk stekker formaat heb ik nodig?

Algemeenheden met betrekking tot USB-connectoren

De Universal Serial Bus , USB is een veelgebruikte seriële interface, via de elektronische apparaten met elkaar worden verbonden en gegevens kunnen uitwisselen. De USB-technologie, oorspronkelijk afkomstig uit de PC-bereik en is ontwikkeld om perifere apparaten zoals printers, scanners en andere hardware aansluit op de computer thuis aan te sluiten.

USB-stekker

Door Comfortkenmerken zoals de mogelijkheid voor het verbinden van apparaten tijdens bedrijf (hot plugging) of voor het automatisch herkennen van hardware (Plug & Play) bracht USB sinds de introductie in 1996 een duidelijke vereenvoudiging voor de gebruiker. Met de introductie van USB 2.0 in het jaar 2000 kon de overdrachtssnelheid massief worden verhoogd, zodat USB ook voor de verbinding met externe massageheugens is gebruikt en zich inmiddels als standaard ten opzichte van een eventuele concurrerende systemen zoals FireWire of eSATA door heeft gezet. Stand met USB 1.0 kan een overdrachtssnelheid van maximaal 12 Mbit/s ter beschikking, zijn uitgerust met een USB 3.1 overdrachtssnelheden van 10 Gbit/s mogelijk. Daarbij bestaat een uitgebreide compatibiliteit, die echter (vooral in combinatie met de verhoogde variatie breedte in de connectoren) grenzen heeft.

Sinds mobiele telefoons USB als standaard interface en voor de stroomvoorziening gebruikt, zijn talrijke kabel met USB-C- of micro-USB-stekkers in gebruik . Daarentegen gebruiken klassieke PC-randapparatuur zoals printers of scanners eerder USB-aansluitstekker van het type B, terwijl host-zijdig de stekkertype A wordt verwacht. Bij de aanschaf van USB-connectoren moet dus vooraf bepaald welke USB-generatie en welk stekker formaat daadwerkelijk nodig is.

 

Hoe werkt de gegevensoverdracht bij USB?

De communicatie in een USB-systeem wordt centraal op één host-controller gestuurd, die gewoonlijk tot de geïmplementeerde hoofdmodules van een thuiscomputer moederborden behoort. De host-controller leest gegevens van aangesloten apparaten. Gekoppelde apparaten mogen gegevens alleen op aanvraag door de host-controller verzenden. Een uitzondering zijn "USB on the go"-apparaten, die ook zonder deelneming van een host controller kunnen communiceren. Nieuwe aangesloten apparaten krijgen door de host-controller een uniek adres toegekend en worden onder andere van de fabrikant- en product-ID gevraagd. De USB-standaard definieert verschillende klassen, met standaard stuurprogramma ́s bestuurbaar zijn. Daardoor is niet voor elk apparaat een eigen stuurprogramma nodig. Zo kunnen apparaten met essentiële functies zoals toetsenborden, muizen of massaopslag zonder vorige installatie van stuurprogramma's meteen te gebruiken.

USB levert aangesloten apparaten al sinds de eerste versie een stroomvoorziening via de gebruikte kabelverbinding. De maximale vermogensopname publiek, is met de voortzetting van de USB-specificatie van 0,5 W tot 100 W uitgebreid.

 

Welke USB-generaties worden onderscheiden?

USB-generaties

De USB-standaard kan in de volgende versies indelen:

USB 1.0

USB 1.0 is 1996 als vereinheitlichender opvolger een serie verschillende PC-interfaces geïntroduceerd. Door de universeel veeleisende beperkte de standaard niet op toetsenbord en muis, maar was ook voor verdergaande PC-randapparatuur.  Met een overdrachtssnelheid van maximaal 12 Mbit/s kwam de verbinding van massageheugen nauwelijks naar de trein.

USB 1.1

USB 1.1 is 1998 als specificatie geïntroduceerd, waarbij daarmee in de eerste plaats fouten en nog steeds onopgeloste problemen van zijn voorganger zijn verholpen. De overdrachtsnelheid bleef gelijk. 

USB 2.0

De in 2000 geïntroduceerde USB 2.0-specificatie ("High Speed") is de tot op de dag van vandaag snelst groeiende en in vrijwel alle computersystemen te vinden .  Met een overdrachtssnelheid van 480 Mbit/s maakte u de reguliere gebruik gegevensintensieve verbindingen zoals massaopslagmedia of video-apparaten. Hierdoor kan de USB-poort van de Firewire-system concurreren. De maximaal beschikbaar gestelde vermogen is door voorheen 0,5 W op 2,5 W verhoogd.

USB 3.0

In 2008 werd USB 3.0 met de naam "SuperSpeed" en een theoretische overdrachtssnelheid van 5 Gbit/s geïntroduceerd. De maximaal mogelijke Netto overdrachtssnelheid ligt ondertussen bij een iets onder 4GBit/s. Met USB 3.0 zijn nieuwe stekkervormen en aansluitingen worden geïntroduceerd. In de handel verkrijgbare thuiscomputer hebben naast de bekende USB 2.0- meestal meerdere USB 3.0-aansluitingen. Vindt echter USB 3.0-overdracht alleen wanneer zowel host controller als kabels en apparaten de standaard beheersen. Anders wordt in de USB 2.0-modus gewisseld. Met USB 3.0 is opnieuw een stroomverbruik van 4,5 W beschikbaar - met de 2014 voorgestelde USB-type-C-stekker zelfs 15 W of 100 W in de modus USB Power Delivery (USB-PD).

USB 3.1

De 2013 toch onrustbarend? USB 3.1-standaard verdubbelde onder de naam "SuperSpeed +" de verbindingssnelheid in op bruto 10 Gbit/s. De bestaande USB 3.0-standaard ging in de nieuwe specificatie op en heet sindsdien officieel "USB 3.1 Gen 1". SuperSpeed + wordt dus als "USB 3.1 Gen 2" genoemd.

Compatibiliteit

De USB-technologie wordt gekenmerkt door een uitgebreide achterwaartse compatibiliteit, die ook de lang termijn van oudere eindapparaten mogelijk maakt. Zo kunt u USB 2.0-apparaten op een USB 3.0-compatibele host controller worden gebruikt. Het is ook mogelijk om USB 3.0-apparaten op een maximaal USB 2.0-compatibele host-controller worden gebruikt. Er moet echter op worden toegezien dat deze het benodigde vermogen opname van het eindapparaat kan bedienen. Voor een daadwerkelijk gebruik in de USB 3.0-specificatie moeten naast de host-controller ook de kabel en het betreffende eindapparaat de standaard beheersen. 

 

Welk stekker formaat heb ik nodig?

Stekker formaat

De gebruikelijke formaten zijn:

Type A

De meest gebruikte constructie is de stekkertype A, voor de als klassieke USB-aansluitingstype op vrijwel elke computer een passende bus te vinden is. De meer grote constructie is de ontwikkelingshistorie op PC-gebied verschuldigd en maakt hem voor kleine of mobiele apparaten weinig interessant. Type-A-stekker worden meestal voor aansluiting op een host gebruikt. 

Type B

Stekkertype B is duidelijk minder spywareproblemen als type A. Gebruikelijk volgende toepassingsgebied is de aansluiting van afdruk- en kopieermachines. Vaak heeft hij ook bij de aansluiting van externe harde schijven.

Type C

De vorm van het type C werd 2014 gepresenteerd en is het nieuwste formaat van de USB-stekkerseries. Ten opzichte van type A en type B is deze vorm duidelijk compacter. Vanwege het punt symmetrische opbouw moet de stekker niet in de juiste richting worden gestoken, wat de bediening aanzienlijk vereenvoudigd. De type C-stekker maakt in vergelijking met de huidige specificaties een stroomsterkte van regular 3 A bij 5 V nominale spanning en kan daarom 15 W stroomverbruik garanderen. In de USB-PD-modus is een stroomsterkte van 5 A mogelijk. Daarbij kan de spanning van regular 5 op 12 of 20 V worden verhoogd, wat vermogen opnamen tot 100 W mogelijk maakt. Door de vrijgave van de stroomrichting wordt de stroomvoorziening nu ook in beide richtingen mogelijk.

Micro-USB

Micro-USB

De Micro-USB-stekker is momenteel het meest aansluiting voor mobiele eindapparaten, zoals smartphones of tablets. Door zijn compacte vorm vindt deze gemakkelijk ruimte in één behuizing. Deze stekkertype wordt in de lopende ontwikkeling door de type C vervangen.

Uitvoeringen

De universele toepassingsgebied van USB-steekverbindingen brengt in vergelijking met de beginfase van USB-technologie vandaag een duidelijk grotere keuze aan uitvoeringen met. Daarbij zijn de specificaties van de desbetreffende USB-generatie ook in acht te worden genomen zoals de mogelijke combinaties en de ruimte in de toepassingsgebied. Door micro- en mini-stekker zijn er varianten voor geringe ruimte-aanbiedingen, die met het nieuwe type C aanvult en op de lange termijn worden vervangen.

Er is dus enkele criteria die het bij de aanschaf van USB-connectoren. Het belangrijkste moet de compatibiliteit van de te verbinden apparaten zijn. Afhankelijk van de configuratie kan de keuze ter beschikking staande varianten al daardoor tot een beter overzichtelijke worden beperkt. Daarnaast speelt de ruimte in de toepassingsgebied mogelijk een rol of speciale doeleinden zoals een krachtigere voeding, die in voorkomend geval voor de keuze van type-C-stekker spreken. In elk geval helpt een blik in de technische specificaties en gegevensbladen van alle gebruikte eindapparaten om kenmerken duidelijk te kunnen beoordelen en onduidelijkheden weg te nemen.