הבנת מפרטי USB‏ עבור בחירת הכבלים, התקעים והשקעים הנכונים

כבלי, מחברי ושקעי USB (אפיק טורי אוניברסלי) משמשים במגוון רחב של יישומים תעשייתיים, כגון חיישנים, מודולי בקרה, שילוט דיגיטלי, מסופי נקודת מכירה תעשייתיים ועוד. המפתח לשילוב המוצר הנכון ביישום הוא לזכור שדורות שונים של התקני USB משפיעים ישירות על ביצועים.

USB כבר מזמן מהווה את התקן לחיבור הכל‏, כולל מקלדות, עכברים, מצלמות, מטעני טלפון, מחשבים ומתאמי קיר. מחברים אלה משמשים להעברת נתונים ואספקת כוח בין התקנים. כבלי ומחברי USB‏ מוקדמים יכלו להעביר נתונים רק במהירויות איטיות של עד בערך ‎‎12 Mbps, עד שנת 2000‏ כשהושק USB 2.0‏. זה כשהדחף לעבר מהירויות התקן גבוהות יותר החל לגדול במהירות.

במאמר זה נדון בידע המפורט ההכרחי של הסוגים השונים של מחברי וכבלי‏ USB‏, כמו גם היכולות שלהם, כדי לספק את המידע הדרוש לביצוע הבחירה הנכונה עבור יישום ספציפי.

גרסאות USB‏ והיכולות שלהן

USB 2.0‏ הציע למשתמשים שלו Mbps‏ 480‏, הגדלת מהירות של יותר מפי 40 מהיצע ה-USB המקורי בשנות ה-1990,‏ שיכול היה להתמודד עם 12‎ Mbps בלבד‏. הגרסה החדשה יותר תוכננה עם ארבעה חוטי מחבר ויכלה לחבר התקנים עם אורכי כבל של עד 30 מטר (98 רגל). למרות שהם נחשבו מסוגלים להעביר נתונים במהירות גבוהה, כבלים אלה לא יכלו לתמוך באותות וידאו. המחברים והכבלים יכלו לתמוך באספקת-כוח עם עד mA‏ 500‏ של זרם, בעוד הגרסה הישנה יותר לא הייתה מסוגלת. כבלי הארבעה-חוטים השתמשו בחוטים לבנים וירוקים עבור העברת נתונים, בעוד חוטים אדומים ושחורים שמשו עבור אספקת כוח, אדום עבור 5 וולט ושחור עבור ארקה. ניתן לזהות בקלות USB 2.0 על-ידי החלק הפנימי השחור של יציאת המחבר. יכולות USB מעודכנות אלו בזמנן אפשרו גמישות רבה יותר ביישומים מרובים והן רלוונטיות גם כיום.

שמונה שנים לאחר הצגת ה-USB 2.0, ה-USB 3.0 הפך לזמין. גרסת ה-3.0 ספקה למשתמשים מהירויות נתונים אפילו גבוהות יותר, אם לדייק, גבוהות פי 10, ונחשבות להתקני SuperSpeed. כבלים ומחברים אלה יכולים לתמוך בהעברת נתוני וידאו. כבלי ומחברי USB 3.0‏ תוכננו להעביר נתונים במהירויות של‏ ‎4,800 Mbps‏ (קרוב ל-GB‏ 5‏). קצב מהירות העברה סופר-מהיר זה הפך לשימושי כששימש עבור גיבוי או העברת כמויות גדולות של נתונים אל ומדיסק קשיח או בקר. החוטים הנוספים משמשים לספק תקשורת דו-כיוונית בו-זמנית. צלמים מקצועיים נלהבים להשתמש במחברי USB 3.0 בשל הצורך שלהם להעביר תמונות ברזולוציה גבוהה בין התקנים מרובים כמו גם להעלות למחשבי רשת מהירות-גבוהה.

גרסת ה-3.0 USB‏ הייתה מהירה יותר אך ניתן היה לחבר אותה להתקנים באורך כבל של עד 18 מטר (59 רגל). מחברי התשעה-חוטים של היחידה, במקום מחברי הארבעה-חוטים של ה-‏USB 2.0, סיפקו את הסביבה הנכונה עבור הגדלת המהירות ורוחב-הפס שההתקנים נדרשו לטפל בהם. הטכנולוגיה גם אפשרה לכבלים ומחברים להיות תואמים עם עד ‏900‎ mA של זרם, בנוסף סיפקה נצילות הספק גדולה יותר עבור שימוש עם התקנים זוללי-הספק.

שים לב שמחברי גרסת התקן USB 2.0‏ ומחברי תקן USB 3.0‏ מספקים מפרטים שונים באופן קיצוני. היה בטוח להתאים‏ יישום ליכולות הספציפיות ‏של מחברי וכבלי ה-USB‏ שאתה מתכנן לשלב. מחברי USB 2.0‏ ניתנים לזיהוי בגלל שיציאות USB 2.0‏ הן שחורות, בעוד יציאות USB 3.0‏ הן כחולות. התקני USB 3.0‏ הם תואמים-לאחור ויעבדו עם גרסאות USB‏ אחרות, כמו USB 2.0‏. עם זאת, החיבור יהיה מוגבל למהירות המקסימלית של ה-USB 2.0. מאז בערך 2012, USB 3.0‏ היה בשימוש בכל המחשבים החדשים והפך לתקן ייצור. התקנים אלה נמצאים במרבית התעשיות המשתמשות בכבלי USB כדי לחבר הכל, מחיישנים ומתמרים עד רכזות נתונים, בקרים ומחשבים.

כבלי ומכללי כבל USB‏

היצע מלא של כבלי ומכללי כבל USB זמין בתצורות ושילובים מרובים ‏מ-.GlobTek, Inc, כולל תצורות לא-סטנדרטיות המבוססת על דרישות‏ יישום ספציפיות של לקוח.

הקו השלם של מכללי כבל ה-USB שלהם עומד בתקני USB 2.0,‏ USB 3.0 ו/או USB 3.1‏ ומגיע במגוון רחב של‏ אורכים מסוככים ולא-מסוככים. אפשרויות מחבר כבל נוספות זמינות גם כן, כגון תקעי כוח DC‏ וסיומות חתוכות או חשופות ומצופות בדיל. מכללי כבל הם מחופים ב-PVC או TPE, חומר שרוול נטול-הלוגן. נוסף לכך, מחברי USB מותאמים-במיוחד עם יציקת-על (Overmold) ומאפיינים נוספים זמינים גם כן לפי דרישה.

עבור מכללי כבל, .GlobTek, Inc מספקת מגוון רחב של‏ אורכים מ-100 מ"מ ויותר, כמו גם צבעים מרובים לשימוש בציוד רגיש היכן שזיהוי חזותי מהיר הוא יתרון מובהק. מוצרים רבים מן-המדף זמינים עם סיומות סטנדרטיות, תקעים ושקעים כבר מותקנים.

לסוגי USB‏ יש שימושים ספציפיים במרבית המסגרות המסחריות והתעשייתיות. לדוגמה, USB Type-A משמשים עם שקעי חשמל ומחשבים עבור טעינת התקנים. מאחר ומחברים וכבלים אלה, כמו ה-USBA2C1MOUSBCR המוצג באיור 1‏, נכנסים בנקודת היציאה של ההתקן באוריינטציה אחת בלבד, משתמשים אינם יכולים לחבר אותם באופן שגוי בקלות. יציאות USB Type-B משמשות לעיתים קרובות לחבר התקנים היקפיים, כגון מדפסות, סורקים ודיסקים חיצוניים קשיחים‏ למחשב או בקר. מחברים אלה אינם נפוצים כמו אלה המשמשים לשימוש כללי.

איור 1: מוצג תקע זכר GlobTek USBA2C1MOUSBC(R) USB 2.0 Type-A אל תקע זכר Type-C עם שילוב כבל 1 מ' לא מסוכך.‏ מחברי USB Type-A יכולים להיכנס ביציאת התקן רק באוריינטציה אחת, כך שמשתמשים אינם יכולים לחבר אותם באופן שגוי. (מקור התמונה: .GlobTek, Inc)

מוצרים כמו ה-USBCM302M0MICBMMBKR המוצג באיור 2‏, משמשים עבור התקנים ניידים, כמו טלפונים סלולאריים, טאבלטים, נגני MP3 ומצלמות, כמו גם מודדים או יחידות בקרה ניידים המשמשים במסגרות תעשייתיות. ה-USB Type-B micro מאפשר קריאת נתונים מבלי להיות מחובר למחשב ביישומים כגון דיסק און קי או כרטיסי זיכרון מסוג Memory Stick המחוברים ישירות להתקן. בדומה למחברי Type-A, התקנים אלה נכנסים לנקודת יציאה באוריינטציה אחת בלבד ויכולים להינזק אם מנסים אחרת.

איור 2‏: תקע הזכר GlobTek USBCM302M0MICBMMBKR USB Type-B micro אל תקע זכר Type-C עם כבל ‎2.00 מ' מסוכך המוצג, משמש לעיתים קרובות לחבר התקנים ישירות לדיסק און קי או כרטיסי זיכרון מסוג Memory Stick ללא הצורך לחבר דרך‏ מחשב. (מקור תמונה: .GlobTek, Inc)

התקן המחבר החדש ביותר הוא ה-USB Type-C‏. מחברים וכבלים אלה, כמו ה-USBCM311M0USBCMMMWHR המוצג באיור 3‏, מתוכננים במיוחד עבור העברת נתונים מהירות-גבוהה וזרימת זרם גבוה יותר, דבר המאפשר טעינת התקנים מהירה יותר. שלא כמו מחברים אחרים מסוג USB, ניתן לחבר את ה-USB Type-C להתקן בכל אחת משתי האוריינטציות.

איור 3: ה-USBCM311M0USBCMMMWHR הוא כבל USB-C זכר אל USB-C זכר, באורך 1 מ', מסוכך, המסוגל לטפל בקצבי נתונים של ‎10 Gbps. (מקור תמונה: .GlobTek, Inc)

סיכום

מחברי ומכללי כבל USB‏ הם חלק‏ בלתי נפרד מחיי היום יום. מכללים אלה הגיעו כמעט לכל בית כדי לחבר מחשבים ניידים ומחשבים שולחניים להתקנים היקפיים מרובים, כמו גם לחיבור טלפונים ניידים וטאבלטים למקורות מתח. רכיבי USB‏ משמשים גם באוטומציה, היכן שהעברת נתונים מהירות-גבוהה בין מחשבים וחיישנים ומתמרים מרוחקים היא‏ חיונית. הסמכות ומחויבות לאיכות של GlobTek ממקמות אותה כמקור מהימן המסוגל לעמוד בדרישות צרכנים ויצרנים כאחד.