Broche USB :le guide du débutant

De nos jours, il est facile de réaliser des projets qui impliquent la création d'une connexion physique entre un contrôleur hôte et plusieurs autres appareils alimentés par bus grâce à l'interface USB.

USB signifie Universal Serial Bus et a depuis remplacé ses prédécesseurs (FireWire, série RS-232 et même parallèle) comme interface principale pour connecter un hôte à un périphérique.

Normalement, l'architecture d'un système USB comprend un contrôleur hôte, des ports USB et une grande variété de périphériques. En outre, il existe des cas où vous pouvez ajouter des concentrateurs de réseau USB supplémentaires pour créer une structure de connexion arborescente.

Cependant, ce n'est que la surface de tout cela.

Donc, dans cet article, nous allons tout vous expliquer sur l'USB et donner différents exemples d'USB pour vos circuits.

Commençons !

Broche USB

Clé USB

L'USB a quatre fils blindés qui fonctionnent comme des broches. Deux de ces fils sont destinés à l'alimentation, tandis que les deux autres sont destinés aux paires de signaux de données différentiels. Consultez le tableau ci-dessous pour connaître le brochage USB complet.

Épingler	Nom	Couleur du câble	Description
1	CCV	Rouge	Broche d'alimentation +5 VDC
2	D-	Blanc	Data-pin
3	D+	Vert	Câble de données USB Data+
4	Masse numérique GND	Noir	Broche de mise à la terre

Comment fonctionne une clé USB ?

brancher une clé USB sur un ordinateur portable

Comme tous les connecteurs, tous les types de connecteurs USB ont des types mâles et femelles, garantissant que vous connectez vos appareils dans le bon sens.

Il est essentiel d'établir des connexions USB correctes pour permettre au système de suivre le protocole USB requis. Ainsi, pour établir une connexion, les périphériques distants USB disposent de ce que nous appelons une connexion en amont. Ces appareils distants utilisent cette connexion en amont pour se connecter à un hôte.

Désormais, les hôtes disposent également de connexions en aval qui leur permettent de se connecter aux appareils distants.

De plus, vous ne pouvez pas utiliser les connexions en amont et en aval de manière interchangeable. Cela vous aide à éviter les erreurs de connexion et garantit que vous ne connectez le câble USB que dans la bonne direction.

Cela vous aide également à éviter plusieurs problèmes tels que les connexions de bouclage illégales et la connexion d'un port en aval à un autre port en aval.

Comment ça marche vraiment

Tout d'abord, un périphérique USB affichera sa vitesse maximale en utilisant des résistances pull-up pour tirer les bornes « D+ » et « D- » à 3,3 V. Désormais, l'hôte ou le concentrateur utilisera également ces résistances de rappel pour détecter le moment où vous connectez un périphérique composé à son port. Ainsi, sans résistance de pull-up, l'USB ne détectera pas votre appareil connecté ou si vous avez un appareil cassé ou un connecteur cassé.

Ainsi, lorsque vous branchez un périphérique externe pour la première fois, le périphérique hôte l'analyse et charge la version de pilote correcte requise pour exécuter le périphérique. Pour ce faire, l'hôte utilise un ID de produit/ID de fournisseur (PID/VID) fourni par le matériel ou l'appareil connecté. Une fois que l'hôte a terminé le chargement des pilotes de périphérique nécessaires, le matériel/périphérique sera prêt à être utilisé.

Remarque :les contrôleurs hôtes USB ont leurs spécifications. Nous avons le Interface de contrôleur d'hôte universel (UHCI), qui fonctionne avec tous les types d'USB, l'Open Host Controller Interface (OHCI), qui fonctionne avec USB 1.1, et l'Enhanced Host Controller Interface (EHCI), qui fonctionne avec USB 2.0.

Types de connecteurs USB

À l'origine, le câble USB ne pouvait être que l'un des deux types, et ces deux types comprenaient le "Type A" et le "Type B". Ensuite, nous avons eu le type USB C, qui offrait une meilleure vitesse de transfert de données avec un système plus robuste.

Consultez le tableau ci-dessous pour un aperçu complet des différents types de clés USB.

Broche du connecteur USB de type A

L'USB de type A est le type de connecteur USB le plus populaire. De plus, vous pouvez les trouver sur les contrôleurs hôtes, les ordinateurs, les lecteurs flash et plusieurs autres éléments. De plus, vous ne pouvez établir des connexions en aval qu'avec l'USB de type A car son seul usage est pour les contrôleurs et les concentrateurs.

Clé USB

Les connecteurs USB de type A sont plus grands que les autres connecteurs et ont des formes plates et rectangulaires. De plus, la friction maintient ce connecteur en place, ce qui facilite la connexion et la déconnexion. Cependant, l'utiliser dans des zones où votre équipement pourrait vibrer n'est pas une bonne idée.

Schéma de brochage femelle et mâle

L'USB Type-A a deux versions :Versions mâle et femelle. La version mâle est la fiche, tandis que la version femelle est ce que nous appelons la prise ou le port.

Les versions de connecteurs femelles sont celles que l'on trouve sur les contrôleurs hôtes, tandis que les versions de connecteurs mâles se trouvent généralement sur des périphériques tels que les clés USB, les claviers, les souris et d'autres connexions aux périphériques de stockage.

Applications

• Fonctionne avec la plupart des ordinateurs personnels.
• Fonctionne également dans les systèmes de télévision et de musique.
• Vous pouvez également les trouver sur les consoles de jeu et sur presque tous les chargeurs d'appareils mobiles portables.

Broche USB de type A

Les anciennes versions du connecteur Type-A ont quatre broches, tandis que les nouvelles versions ont neuf broches. Voici un tableau montrant toutes les broches du connecteur de type A.

Remarque :toutes les générations de connecteurs USB de type A ont des broches 1 à 4, tandis que les connecteurs de troisième génération ont des broches 5 à 9.

Schéma de brochage USB de type A

Broche USB-B

L'USB-B est le deuxième type de connecteur qui fonctionne principalement pour connecter des périphériques tels que des imprimantes et des scanners. De plus, leurs brochages ont un arrangement différent.

Disposition de brochage USB de type B

Il a une forme presque carrée avec un léger biseau aux coins supérieurs du connecteur. De plus, il utilise la friction pour rester en place lorsqu'il est connecté.

Le port USB de type B est un connecteur en amont que vous ne pouvez trouver que sur les périphériques. Ainsi, la plupart des applications USB de type B nécessitent des câbles USB A vers B.

Voici un fait intéressant :

L'USB de type B a annulé les chances de créer une connexion entre deux ordinateurs hôtes. Ainsi, aider à prévenir les dommages.

Applications

Ce connecteur fonctionne principalement pour les périphériques tels que les imprimantes et les scanners.

Broche

Comme l'USB Type-A, les anciennes versions de Type-B ont quatre broches, tandis que les nouvelles versions 3.0 ont neuf broches. Voici un tableau montrant toutes les épingles :

En outre, il existe un deuxième type de connecteur de type B doté de deux broches supplémentaires :

10	DPWR	N/A	Alimentation de l'appareil
11	DGND	N/A	Retour DPWR au sol

Disposition de brochage de type B

Connecteur USB-C

L'USB Type-C est la spécification USB qui remplace lentement l'USB-B. Il s'agit d'une petite prise réversible à 24 broches qui fonctionne pour les câbles et les appareils USB.

Les USB de type C peuvent servir de connecteurs pour les hôtes et les périphériques. De plus, vous pouvez trouver des clés USB de type C dans les appareils mobiles les plus récents.

Schéma de brochage USB de type C

Broche du connecteur USB-C

L'USB Type-C a 24 broches que vous pouvez connecter de manière réversible. Voici un tableau montrant la liste complète des épingles :

Broche micro USB

Un connecteur plus petit est devenu nécessaire car la technologie nécessitait des tailles USB plus petites pour de nombreux articles comme les téléphones portables modernes et les appareils audio. Ainsi, le microcontrôleur USB est né.

Le micro USB propose des versions USB de type A et de type B, comme le micro-USB 1.0 et le micro-USB 2.0. Cependant, ces versions sont plus petites et vous pouvez les utiliser pour des lignes d'équipement beaucoup plus fines.

De plus, le micro USB est la norme USB et offre de meilleurs taux de transfert à partir d'une source externe.

Broches

Les anciens connecteurs micro USB standard ont cinq broches, tandis que la version 3.0 moins courante a dix broches. Voici un tableau montrant les broches du connecteur micro USB :

Le quatrième mode de broche est ce que nous appelons l'USB en déplacement (OTG). Il vous permet de basculer entre les rôles de périphérique et d'hôte sur vos appareils. C'est aussi ce qui permet aux appareils de décider lesquels agiront comme source d'alimentation une fois connectés. Par exemple, brancher un téléphone Android sur un ordinateur portable. L'ordinateur portable chargera le téléphone si vous avez un câble de charge uniquement, et non le téléphone qui charge l'ordinateur portable.

Broche USB A et Micro USB

Brochage micro USB 3.0

Conclusion

Il convient de mentionner qu'il est parfois possible d'utiliser des câbles USB A vers USB A pour établir des connexions entre un ordinateur ou un périphérique USB et un autre périphérique USB doté d'un port femelle de type A. Ainsi, vous pouvez transférer des données entre les deux systèmes.

Concentrateur USB

Cependant, vous ne devez pas utiliser la connexion par câble de type A à A pour créer des connexions entre deux ordinateurs ou un concentrateur USB et deux ordinateurs. Pourquoi? Eh bien, créer une telle connexion signifierait que le câble recevrait des quantités égales de tension (5V) des deux ordinateurs. Ainsi, connecter les deux alimentations et causer des dommages irréparables et d'autres problèmes. Parfois, cela peut même causer un risque d'incendie.

Eh bien, cela conclut cet article. N'hésitez pas à nous contacter si vous avez des questions, et nous serons heureux de vous aider.