conectores y enchufes usb

Propiedades de los conectores

 

Usabilidad y orientación.

Los conectores que especifica el comité USB respaldan una serie de objetivos subyacentes del USB y reflejan las lecciones aprendidas de los numerosos conectores que ha utilizado la industria informática. El conector montado en el host o dispositivo se llama receptáculo y el conector conectado al cable se llama enchufe. El estándar define esto deliberadamente para evitar el uso de cables de extensión. Los documentos oficiales de especificación USB también definen periódicamente el término macho para representar el enchufe y hembra para representar el receptáculo.

Por diseño, es difícil insertar incorrectamente un enchufe USB en su receptáculo. La especificación USB establece que el ícono USB requerido debe estar grabado en la "parte superior" del conector USB, lo que "...proporciona un fácil reconocimiento por parte del usuario y facilita la alineación durante el proceso de acoplamiento". La especificación también muestra que el "logotipo del fabricante" "recomendado" ("grabado" en el diagrama pero no especificado en el texto) está en el lado opuesto del icono USB. La especificación establece además: "El icono USB también se encuentra junto a cada receptáculo. Los receptáculos deben orientarse para permitir que el icono en el enchufe sea visible durante el proceso de acoplamiento". Sin embargo, la especificación no considera la altura del dispositivo en comparación con la altura al nivel de los ojos del usuario, por lo que el lado del cable que es "visible" cuando se acopla a una computadora en un escritorio puede depender de si el usuario está de pie o arrodillado.

cable de extensión USB

Si bien hubiera sido mejor para la usabilidad si el cable se pudiera enchufar con cualquier lado hacia arriba, el diseño original omitió esto para que la fabricación fuera lo más económica posible. Ajay Bhatt, que participó en el equipo de diseño USB original, está trabajando en un nuevo diseño para que el cable se pueda insertar en ambos lados. El nuevo enchufe reversible también es mucho más pequeño que el conector USB 3.0 Micro-B actual. Se llama Tipo-C y debería introducirse como una adición a la especificación USB 3.1 existente.

Solo se necesita una fuerza moderada para insertar o quitar un cable USB. Los cables USB y los dispositivos USB pequeños se mantienen en su lugar mediante la fuerza de agarre del receptáculo (sin necesidad de tornillos, clips o giros de pulgar que otros conectores requieren).

Topología de uso de energía
Los conectores estándar estaban destinados deliberadamente a imponer la topología dirigida de una red USB: conectores tipo A en dispositivos host que suministran energía y conectores tipo B en dispositivos de destino que consumen energía. Esto tiene como objetivo evitar que los usuarios conecten accidentalmente dos fuentes de alimentación USB entre sí, lo que podría provocar cortocircuitos y corrientes peligrosamente altas, fallas en los circuitos o incluso incendios. USB no admite redes cíclicas y los conectores estándar de dispositivos USB incompatibles son en sí mismos incompatibles.

Sin embargo, parte de esta topología dirigida se pierde con la llegada de las conexiones USB multipropósito (como USB On-The-Go en teléfonos inteligentes y enrutadores Wi-Fi alimentados por USB), que requieren A-to-A, B- a B y, a veces, a Y/cables divisores. Consulte la sección de conectores USB On-The-Go a continuación para obtener una descripción resumida más detallada.

 

Durabilidad
Los conectores estándar fueron diseñados para ser robustos. Debido a que el USB se puede conectar en caliente, los conectores se usarían con más frecuencia y quizás con menos cuidado que otros conectores. Muchos diseños de conectores anteriores eran frágiles y especificaban pines de componentes incrustados u otras piezas delicadas que eran vulnerables a doblarse o romperse. Los contactos eléctricos de un conector USB están protegidos por una lengüeta de plástico adyacente y todo el conjunto de conexión suele estar protegido por una funda metálica envolvente.

La construcción del conector siempre garantiza que la funda externa del enchufe haga contacto con su contraparte en el receptáculo antes de que cualquiera de los cuatro conectores dentro haga contacto eléctrico. La funda metálica externa normalmente está conectada a tierra del sistema, disipando así cargas estáticas dañinas. Este diseño de gabinete también proporciona un grado de protección contra interferencias electromagnéticas a la señal USB mientras viaja a través del par de conectores acoplados (el único lugar donde el par de datos trenzado viaja en paralelo). Además, debido a los tamaños requeridos de las conexiones de alimentación y comunes, se realizan después de la tierra del sistema pero antes de las conexiones de datos. Este tipo de sincronización por etapas permite un intercambio en caliente eléctricamente seguro. ^[41]

Los receptáculos Micro-USB más nuevos están diseñados para hasta 10.000 ciclos de inserción y extracción entre el receptáculo y el enchufe, en comparación con los 1.500 del USB estándar y los 5.000 del receptáculo Mini-USB. Esto se logra agregando un dispositivo de bloqueo y moviendo el conector de ballesta del conector al enchufe, de modo que la parte más estresada esté en el lado del cable de la conexión. Este cambio se realizó para que el conector del cable menos costoso sufriera el mayor desgaste en lugar del dispositivo micro-USB más costoso.

 

Compatibilidad
El estándar USB especifica tolerancias relativamente flexibles para los conectores USB compatibles para minimizar las incompatibilidades físicas en conectores de diferentes proveedores. Para abordar una debilidad presente en algunos otros estándares de conectores, la especificación USB también define límites al tamaño de un dispositivo de conexión en el área alrededor de su enchufe. Esto se hizo para evitar que un dispositivo bloquee puertos adyacentes debido al tamaño del mecanismo de alivio de tensión del cable (generalmente moldeado integral con el aislamiento exterior del cable) en el conector. Los dispositivos compatibles deben ajustarse a las restricciones de tamaño o admitir un cable de extensión compatible que lo haga.

En general, los cables sólo tienen enchufes y los hosts y dispositivos sólo tienen receptáculos. Los hosts casi universalmente tienen receptáculos de tipo A y los dispositivos de una u otra variedad de tipo B. Los enchufes tipo A se acoplan únicamente con receptáculos tipo A y los tipo B con receptáculos tipo B; son deliberadamente incompatibles físicamente. Sin embargo, una extensión de la especificación estándar USB llamada USB On-The-Go permite que un solo puerto actúe como host o dispositivo, elegido según qué extremo del cable se conecta al receptáculo de la unidad. Incluso después de conectar el cable y las unidades se comunican, las dos unidades pueden "intercambiar" los extremos bajo el control del programa. Esta capacidad está destinada a unidades como PDA en las que el enlace USB puede conectarse al puerto host de una PC como dispositivo en una instancia, pero conectarse como host a un dispositivo de teclado y mouse en otra instancia.

 

Conectores USB 3.0
Artículo principal: compatibilidad con versiones anteriores de USB 3.0
Los enchufes y receptáculos tipo A de USB 3.0 y USB 2.0 están diseñados para interoperar. Los enchufes y receptáculos tipo B en USB 3.0 son algo más grandes que los de USB 2.0; por lo tanto, los enchufes USB 2.0 Tipo B pueden encajar en receptáculos USB 3.0 Tipo B, mientras que lo contrario no es posible.

 

Tipos de conectores

Tipos de conectores USB de izquierda a derecha (regla en centímetros): enchufe Micro-B, enchufe propietario UC-E6 (no USB), enchufe Mini-B, receptáculo Estándar-A (al revés), enchufe Estándar-A, Estándar- enchufe B
Hay varios tipos de conectores USB, incluidos algunos que se agregaron a medida que avanzaba la especificación. La especificación USB original detallaba enchufes y receptáculos Estándar-A y Estándar-B; El conector B era necesario para que el cableado pudiera tener extremos enchufables en ambos extremos y aun así evitar que los usuarios conectaran un receptáculo de computadora a otro. El primer aviso de cambio de ingeniería a la especificación USB 2.0 agregó enchufes y receptáculos Mini-B.

Tipos de conectores USB de izquierda a derecha (regla en centímetros): enchufe Micro-B, enchufe propietario UC-E6 (no USB), enchufe Mini-B, receptáculo Estándar-A (al revés), enchufe Estándar-A, Estándar- enchufe B

Los conectores de datos en el enchufe Estándar-A en realidad están empotrados en el enchufe en comparación con los conectores de alimentación externos. Esto permite que la alimentación se conecte primero, lo que evita errores de datos al permitir que el dispositivo se encienda primero y luego transfiera los datos. Algunos dispositivos funcionan en diferentes modos dependiendo de si se realiza la conexión de datos. Esta diferencia en la conexión se puede aprovechar insertando el conector sólo parcialmente. Por ejemplo, algunos reproductores de MP3 que funcionan con baterías cambian al modo de transferencia de archivos y no pueden reproducir archivos MP3 mientras el enchufe USB está completamente insertado, pero pueden funcionar en modo de reproducción de MP3 usando alimentación USB insertando el enchufe solo parcialmente para que las ranuras de alimentación hacen contacto mientras que las ranuras de datos no lo hacen. Esto permite que esos dispositivos funcionen en modo de reproducción de MP3 mientras reciben energía del cable.

Para habilitar de manera confiable una función de solo carga, los periféricos accesorios USB modernos ahora incluyen cables de carga que brindan conexiones de alimentación al puerto host pero no conexiones de datos, y hay disponibles bases de carga tanto para el hogar como para el vehículo que suministran energía desde un dispositivo convertidor y no incluyen un dispositivo host y pines de datos, lo que permite que cualquier dispositivo USB compatible se cargue o funcione desde un cable USB estándar.

 

Conectores estándar

Configuración de pines de los conectores USB Estándar A/B, vistos mirando hacia la cara/extremo del enchufe
El tipo de enchufe USB USB 2.0 Estándar-A es un rectángulo aplanado que se inserta en un receptáculo de "puerto descendente" en el host USB, o un concentrador, y transporta energía y datos. Este enchufe se ve con frecuencia en cables que están conectados permanentemente a un dispositivo, como uno que conecta un teclado o mouse a la computadora mediante una conexión USB.

Configuración de pines de los conectores USB Estándar A/B, vistos mirando hacia la cara/extremo del enchufe

Las conexiones USB eventualmente se desgastan a medida que la conexión se afloja al enchufarlas y desenchufarlas repetidamente. La vida útil de un conector macho USB-A es de aproximadamente 1500 ciclos de conexión/desconexión.

Un enchufe Estándar B, que tiene una forma cuadrada con esquinas exteriores biseladas, normalmente se conecta a un "receptáculo aguas arriba" de un dispositivo que utiliza un cable extraíble, por ejemplo, una impresora. En algunos dispositivos, el receptáculo tipo B no tiene conexiones de datos y se usa únicamente para aceptar energía del dispositivo ascendente. Este esquema de tipo dos conectores (A/B) evita que un usuario cree accidentalmente un bucle eléctrico.

 

Conectores mini y micro

Conectores USB Mini A (izquierda) y USB Mini B (derecha)
Se han utilizado varios conectores para dispositivos más pequeños, como cámaras digitales, teléfonos inteligentes y tabletas. Estos incluyen los conectores Mini-A y Mini-AB, ahora obsoletos (es decir, sin certificación pero estandarizados) (los conectores Mini-B todavía son compatibles pero no compatibles con OTG (On The Go, es decir, móviles)).[45] El conector USB Mini-B era estándar para transferir datos hacia y desde los primeros teléfonos de datos y PDA, como los Blackberry.

Los enchufes Mini-A y Mini-B miden aproximadamente 3 por 7 mm. Los enchufes micro-USB tienen un ancho similar y aproximadamente la mitad del grosor, lo que permite su integración en dispositivos portátiles más delgados. El conector micro-A mide 6,85 por 1,8 mm con un tamaño máximo de sobremolde de 11,7 por 8,5 mm. El conector micro-B mide 6,85 por 1,8 mm con un tamaño máximo de sobremolde de 10,6 por 8,5 mm.

El conector Micro-USB fue anunciado por USB-IF el 4 de enero de 2007. El conector USB Micro B tiene una corriente nominal máxima de 1 A por pin, o 1,8 A para los pines 1 y 5, y 0,5 A para los pines 2. 3 y 4. El conector Mini-A y el conector de receptáculo Mini-AB quedaron obsoletos el 23 de mayo de 2007. Si bien muchos dispositivos y cables actualmente disponibles todavía usan Mini enchufes, los conectores Micro más nuevos se están adoptando ampliamente y, a partir de diciembre de 2010, son los más utilizados. Los microconectores más delgados están destinados a reemplazar los Mini enchufes en dispositivos nuevos, incluidos teléfonos inteligentes, asistentes digitales personales y cámaras. El diseño del Micro enchufe está clasificado para al menos 10,000 ciclos de conexión y desconexión, significativamente más que el diseño del Mini enchufe. También está diseñado para reducir el desgaste mecánico del dispositivo; en cambio, el cable, más fácil de reemplazar, está diseñado para soportar el desgaste mecánico de conexión y desconexión. La especificación de cables y conectores Micro-USB de bus serie universal detalla las características mecánicas de los enchufes Micro-A, los receptáculos Micro-AB (que aceptan enchufes Micro-A y Micro-B) y los enchufes y receptáculos Micro-B, junto con un Receptáculo estándar A a adaptador de enchufe Micro-A.

El grupo de operadores de telefonía móvil Open Mobile Terminal Platform (OMTP) respaldó en 2007 el Micro-USB como conector estándar para datos y alimentación de dispositivos móviles. Además, el 22 de octubre de 2009, la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) también anunció que había adoptó el micro-USB como la solución de carga universal, su "nueva solución de teléfono móvil con un solo cargador y eficiencia energética que se adapta a todos", y agregó: "Basados ​​en la interfaz Micro-USB, los cargadores UCS también incluyen una eficiencia de 4 estrellas o superior". clasificación: hasta tres veces más eficiente energéticamente que un cargador sin clasificación".

Los organismos europeos de normalización CEN, CENELEC y ETSI (independientes de la propuesta OMTP/GSMA) definieron una fuente de alimentación externa (EPS) común para su uso con teléfonos inteligentes vendidos en la UE basada en micro-USB.14 de los mayores fabricantes de teléfonos móviles del mundo firmaron Memorando de Entendimiento (MoU) común sobre EPS de la UE. Apple Inc., uno de los firmantes originales del MoU, ofrece adaptadores micro-USB (según lo permitido en el MoU común EPS) para sus iPhones equipados con el conector de base de 30 pines patentado de Apple o (posteriormente) el conector "Lightning".

 

 

Conectores USB en movimiento
Artículo principal: USB On-The-Go

Todos los dispositivos USB On-The-Go (OTG) actuales deben tener un solo conector USB: un receptáculo Micro-AB. Este receptáculo es capaz de aceptar enchufes Micro-A y Micro-B, conectados a cualquiera de los cables y adaptadores legales definidos en Micro-USB1.01. Antes del desarrollo de Micro-USB, los dispositivos USB On-The-Go debían utilizar receptáculos Mini-AB para realizar el trabajo equivalente.

El dispositivo OTG con el conector A insertado se denomina dispositivo A y es responsable de alimentar la interfaz USB cuando sea necesario y, de forma predeterminada, asume el papel de host. El dispositivo OTG con el conector B insertado se denomina dispositivo B y por defecto asume el papel de periférico. Un dispositivo OTG sin enchufe insertado actúa de forma predeterminada como un dispositivo B. Si una aplicación en el dispositivo B requiere la función de host, entonces se utiliza el Protocolo de negociación de host (HNP) para transferir temporalmente la función de host al dispositivo B.

Los dispositivos OTG conectados a un dispositivo B solo periférico o a un host estándar/integrado tienen su función fijada por el cable, ya que en estos escenarios solo es posible conectar el cable de una manera.

Receptáculo (imágenes no a escala)	Enchufe (imágenes no a escala)
	USB estándar A.png	USB estándar B.png	Mini-A	USB Mini B.png	USB Micro A.png	USB Micro B.png
USB tipo A.png	Sí	No	No	No	No	No
USB tipo B.png	No	Sí	No	No	No	No
Mini-A	No	No	Obsoleto	No	No	No
Mini-AB	No	No	Obsoleto	Obsoleto	No	No
Receptáculo USB Mini-B.png	No	No	No	Sí	No	No
Receptáculo USB Micro-AB.jpg	No	No	No	No	Sí	Sí
Receptáculo USB Micro-B.svg	No	No	No	No	No	Sí

 

Conectores de cable (USB 1.x/2.0)

Los cables existen con pares de enchufes:

Enchufar (imágenes no a escala)	Enchufe (imágenes no a escala)
	USB tipo A.png	USB tipo B.png	Mini-A	USB Mini B.png	USB Micro A.png	USB Micro B.png
USB tipo A.png	No estándar	Sí	No estándar	Sí	No estándar	Sí
USB tipo B.png	Sí	No	Obsoleto	No	No estándar	No
Mini-A	No estándar	Obsoleto	No	Obsoleto	No	No estándar
USB Mini B.png	Sí	No	Obsoleto	No	No estándar	No
USB Micro A.png	No estándar	No estándar	No	No estándar	No	Sí
USB Micro B.png	Sí	No	No estándar	No	Sí	No

 

No estándar

Existe para fines de propiedad específicos y, en la mayoría de los casos, no es interoperable con equipos compatibles con USB-IF. Sin embargo, existen cables A a A compatibles con un circuito en el medio que se comporta como un par de dispositivos, como el Easy Transfer Cable.

Además de los conjuntos de cables anteriores que comprenden dos enchufes, un cable "adaptador" con un enchufe Micro-A y un receptáculo Estándar-A cumple con las especificaciones USB. Otras combinaciones de conectores no cumplen.

 

Obsoleto

Algunos dispositivos y cables más antiguos con conectores Mini-A han sido certificados por USB-IF. El conector Mini-A está obsoleto: no se certificarán nuevos conectores Mini-A ni receptáculos Mini-A ni Mini-AB.

 

Conectores de cables (USB 3.0)

Ver también: Conectores USB 3.0

Conector USB 3.0 Micro-B
Ver también: Conectores USB 3.0
USB 3.0 introdujo un nuevo conector de cable Micro-B, vea la foto a la derecha. Consiste en un conector de cable Micro-B USB 1.x/2.0 estándar, con un conector adicional de 5 pines "apilado" en un costado. De esa manera, el conector host USB 3.0 Micro-A conservó su compatibilidad con los enchufes del cable USB 1.x/2.0 Micro-B.

Conector USB 3.0 Micro-B

 

Distribución de pines
Ver también: Distribución de pines USB 3.0
USB es un bus serie que utiliza cuatro cables blindados para la variante USB 2.0: dos para alimentación (VBUS y GND) y dos para señales de datos diferenciales (etiquetados como pines de entrada D+ y D-). El esquema de codificación NRZI (sin retorno a cero invertido) se utiliza para transferir datos, con un campo de sincronización para sincronizar los relojes del host y del receptor. Las señales D+ y D- se transmiten en un par trenzado, lo que proporciona transferencias de datos semidúplex para USB 2.0.

Hay cables adicionales presentes en la variante USB 3.0, que constan de dos pares trenzados y proporcionan varias mejoras, incluidas transferencias de datos full-duplex a mayor velocidad.

Tipos-usb th1.svg

Conectores estándar, Mini y Micro USB (no a escala). Las áreas blancas en estos dibujos representan espacios huecos. Como se muestran aquí los enchufes, el logotipo de USB (con la letra A o B opcional) está en la parte superior del sobremolde en todos los casos. La numeración de pines mirando hacia los receptáculos se refleja en los enchufes, de modo que el pin 1 del enchufe se conecta al pin 1 del receptáculo.

Conector USB 3.0 Micro B.PNG

Conector Micro-B USB 3.0 Alimentación (VBUS) Par diferencial USB 2.0 (D−) Par diferencial USB 2.0 (D+) USB OTG ID para identificar líneas Tierra Línea de transmisión de señal USB 3.0 (-) Línea de transmisión de señal USB 3.0 (+) Tierra Línea de recepción de señal USB 3.0 (-) Línea de recepción de señal USB 3.0 (+)

 

Configuración de pines estándar USB 1.x/2.0

Alfiler	Nombre	Color de cables	Descripción
1	VBUS	Rojo (o naranja)	+5V
2	D-	Blanco (u dorado)	Datos -
3	D+	Verde	Datos +
4	Tierra	Negro (o azul)	Suelo

 

Configuración de pines USB 1.x/2.0 Mini/Micro

Alfiler	Nombre	Color de cables	Descripción
1	VBUS	Rojo	+5V
2	D-	Blanco	Datos -
3	D+	Verde	Datos +
4	IDENTIFICACIÓN	N / A	Permite distinguir una conexión de host de una conexión de dispositivo: • host: conectado a la señal de tierra • dispositivo: no conectado
5	Tierra	Negro	Tierra de señal

 

Conectores y formatos propietarios
Es posible que los fabricantes de dispositivos electrónicos personales no incluyan un conector USB estándar en sus productos por razones técnicas o de marketing. Algunos fabricantes proporcionan cables patentados que permiten que sus dispositivos se conecten físicamente a un puerto USB estándar. No se garantiza la funcionalidad completa de los puertos propietarios y cables con puertos USB estándar; por ejemplo, algunos dispositivos sólo utilizan la conexión USB para cargar la batería y no implementan ninguna función de transferencia de datos.

 

Colores
Los puertos y conectores suelen estar codificados por colores para distinguir diferentes funciones. Estos colores no forman parte de la especificación USB y pueden variar según el fabricante.
[cita requerida]

Color	Descripción
Blanco o negro	USB 1.x o USB 2.0
Azul	USB 3.0
Amarillo o rojo (solo puertos)	Corriente alta y/o suspensión y carga