USB-spesifikaatiot oikeiden kaapeleiden, liitinten ja jakkien valintaan

USB (Universal Serial Bus) -kaapeleita, -liittimiä ja -jakkeja käytetään mitä erilaisimmissa teollisissa sovelluksissa, kuten teollisuusantureissa, ohjausmoduuleissa, digitaalisissa opasteissa ja myyntipistepäätteissä. Sovellukseen sopivan tuotteen valinnassa on tärkeää muistaa, että käytettyjen USB-laitteiden sukupolvella on suora vaikutus suorituskykyyn.

USB on ollut jo pitkään standardiliitäntä kaikenlaisille laitteille, kuten näppäimistöille, hiirille, kameroille, puhelinten latureille, tietokoneille ja seinäadaptereille. Näitä liittimiä käytetään datan ja virran siirtämiseen laitteiden välillä. Alkuvaiheessa USB-kaapelit ja -liittimet kykenivät vain noin 12 Mbps:n tiedonsiirtonopeuteen, kunnes vuonna 2000 lanseerattiin USB 2.0. Tällöin entistä nopeampaa tiedonsiirtoa tukevien laitteiden kehitys alkoi kiihtyä nopeasti.

Tässä artikkelissa käsitellään erilaisia USB-liittimiä ja -kaapeleita sekä niiden ominaisuuksia, jotta voit valita sovellukseesi sopivan ratkaisun.

USB-versiot ja niiden ominaisuudet

USB 2.0 tukee 480 Mbps:n tiedonsiirtonopeutta, mikä on yli 40-kertainen lisäys 1990-luvulla lanseerattuun alkuperäiseen USB-tekniikkaan, jonka enimmäiskapasiteetti oli vain 12 Mbps. Tässä uudemmassa versiossa käytettiin neljää johdinta ja se tuki jopa 30 metrin kaapeleita. Näiden kaapeleiden nopeasta tiedonsiirtonopeudesta huolimatta ne eivät tukeneet videota. Vanhemmasta versiosta poiketen nämä liittimet ja kaapelit tukivat jopa 500 mA:n virransyöttöä. Neljän johtimen kaapeleissa tiedonsiirtoon käytettiin valkoista ja vihreää johdinta, kun taas punaista ja mustaa käytettiin virransyöttöön – punainen oli 5 volttia ja musta oli maadoitus. USB 2.0:n voi tunnistaa helposti liittimen sisäosan mustasta väristä. Nämä uudet USB-ominaisuudet mahdollistivat entistä monipuolisemman käytön useissa sovelluksissa, ja ne ovat relevantteja vielä nykypäivänäkin.

Kahdeksan vuotta USB 2.0:n lanseerauksen jälkeen saataville tuli USB 3.0. Tämä 3.0-versio tarjosi 10-kertaisen tiedonsiirtonopeuden, ja sitä tukevia laitteita kutsutaankin SuperSpeed-laitteiksi. Nämä kaapelit ja liittimet tukevat videota. USB 3.0 -kaapelit ja -liittimet suunniteltiin tukemaan jopa 4800 Mbps:n (eli lähes 5 Gbps:n) tiedonsiirtoa. Tämä huippunopea tiedonsiirto osoittautui erittäin hyödylliseksi suurten tietomäärien varmuuskopioinnissa ja siirrossa käytettäessä kiintolevyjä ja ohjaimia. Lisäjohtimet mahdollistavat samanaikaisen kaksisuuntaisen tiedonsiirron. Ammattivalokuvaajat käyttävät mielellään USB 3.0 -liittimiä, koska ne mahdollistavat korkean resoluution kuvien nopean siirron erilaisten laitteiden ja verkkoon kytkettyjen tietokoneiden välillä.

USB 3.0 paransi tiedonsiirron nopeutta, mutta kaapeleiden enimmäispituus lyheni 18 metriin. Tähän standardiin kuuluu yhdeksän johdinta, mikä on huomattava lisäys USB 2.0:n neljään johtimeen. Näin voidaan tukea entistä suuremman nopeuden ja kaistanleveyden laitteita. Tämä tekniikka myös korotti enimmäisvirtakapasiteetiksi 900 mA ja tarjosi paremman energiatehokkuuden enemmän tehoa vaativien laitteiden käyttöön.

Huomaa, että USB 2.0- ja USB 3.0 -standardien spesifikaatiot eroavat huomattavasti toisistaan. Varmista siis, että käytettävät USB-liittimet ja -kaapelit sopivat sovelluksesi vaatimuksiin. USB 2.0 -liittimet voi tunnistaa, koska USB 2.0 -porttien sisäosa on musta, kun taas USB 3.0 -portit ovat sinisiä. USB 3.0 -laitteet ovat taaksepäin yhteensopivia, joten ne toimivat muiden USB-versioiden kanssa, kuten USB 2.0. Tällöin yhteyden nopeus kuitenkin rajoittuu USB 2.0:n tasolle. Vuoteen 2012 mennessä USB 3.0 oli jo käytössä kaikissa uusissa tietokoneissa, ja siitä oli tullut standardi. Näitä laitteita on käytössä useimmilla teollisuudenaloilla, ja USB-kaapeleilla kytketään kaikenlaisia laitteita aina antureista keskittimiin, ohjaimiin ja tietokoneisiin.

USB-kaapelit ja johtokokoonpanot

GlobTek Inc. tarjoaa kattavan valikoiman USB-kaapeleita ja -johtokokoonpanoja, myös asiakkaan sovellusvaatimusten mukaisia räätälöityjä kokoonpanoja.

Koko USB-kaapelikokoonpanojen valikoima täyttää USB 2.0-, USB 3.0- ja/tai USB 3.1 -standardit, ja niitä on saatavilla lukuisina pituusvaihtoehtoina sekä suojattuina että suojaamattomina. Saatavilla on myös muita liitinvaihtoehtoja, kuten DC-virtapistokkeet sekä suorakatkaistut tai kuoritut ja tinatut terminoinnit. Kaapelikokoonpanoissa käytetään joko PVC-vaippaa tai halogeenitonta TPE-vaippaa. Lisäksi pyynnöstä on saatavilla erilaisia lisäominaisuuksia tarjoavia räätälöityjä valukuorisia USB-liittimiä.

GlobTek, Inc. tarjoaa kaapeli- ja johtokokoonpanoille erilaisia pituuksia, alkaen 100 mm, sekä useita herkille laitteille tarkoitettuja värivaihtoehtoja, jotka nopeuttavat kaapeleiden silmämääräistä tunnistusta. Saatavilla on myös useita käyttövalmiita tuotteita, joissa on vakiomalliset terminoinnit sekä valmiiksi asennetut uros- ja naarasliittimet.

Erilaisia USB-tyyppejä käytetään kaupallisissa ja teollisissa ympäristöissä eri tarkoituksiin. Esimerkiksi USB Type-A -liittimiä käytetään laitteiden lataamiseen pistorasiasta tai tietokoneesta. Nämä liittimet ja kaapelit, kuten esimerkiksi kuvassa 1 näytetty USBA2C1MOUSBCR, sopivat laitteen porttiin vain yhdessä asennossa, joten käyttäjät eivät voi kytkeä niitä helposti väärin. USB Type-B -portteja käytetään usein oheislaitteiden, kuten tulostinten, skannereiden ja ulkoisten kiintolevyjen, kytkemiseksi tietokoneeseen tai ohjaimeen. Nämä liittimet eivät ole kaikista yleisimpiä.

Kuva 1: USBA2C1MOUSBC(R), 1 metrin suojaamaton USB 2.0 -kaapeli, jossa on Type-A- ja Type-C-urosliittimet. USB Type-A -liittimet sopivat laiteporttiin vain yhdessä asennossa, joten käyttäjät eivät voi kytkeä niitä väärin. (Kuvan lähde: GlobTek, Inc.)

Sellaisia tuotteita kuten kuvan 2 USBCM302M0MICBMMBKR käytetään mobiililaitteiden (kuten matkapuhelinten, tablettien, MP3-soitinten, kameroiden) sekä teollisuusympäristöjen kannettavien mittareiden ja ohjausyksiköiden kanssa. USB Type-B micro -liitäntä mahdollistaa esimerkiksi Flash-asemien ja muistitikkujen käyttämisen suoraan laitteiden kanssa ilman kytkentää erilliseen tietokoneeseen. Type-A-liitinten tavoin nämä voidaan kytkeä porttiin vain yhdessä asennossa, muutoin ne saattavat vaurioitua.

Kuva 2: USBCM302M0MICBMMBKR, 2 metrin suojattu USB-kaapeli, jossa on Type-B micro- ja Type-C-urosliittimet. Tätä käytetään usein Flash-asemien ja muistitikkujen kytkemiseksi suoraan laitteisiin ilman tarvetta erilliselle tietokoneelle. (Kuvan lähde: GlobTek, Inc.)

Uusin liitintyyppi on USB Type-C. Nämä liittimet ja kaapelit, kuten kuvan 3 USBCM311M0USBCMMMWHR, on kehitetty erityisesti tukemaan nopeaa tiedonsiirtoa ja korkeampia sähkövirtoja, jotta laitteita voi ladata nopeammin. Muista USB-liitintyypeistä poiketen USB Type-C voidaan kytkeä laitteeseen kummin päin tahansa.

Kuva 3: USBCM311M0USBCMMMWHR, 1 metrin suojattu USB-kaapeli, jossa USB-C-urosliittimet. Tukee jopa 10 Gbps:n tiedonsiirtoa. (Kuvan lähde: GlobTek, Inc.)

Yhteenveto

USB-liittimet ja -kaapelikokoonpanot ovat osa arkeamme. Nämä kokoonpanot ovat löytäneet tiensä lähes kaikkiin koteihin kannettavien ja pöytätietokoneiden yhdistämiseksi erilaisiin oheislaitteisiin sekä matkapuhelinten ja tablettien kytkemiseksi virtalähteisiin. USB-komponentteja käytetään myös automaatiossa, missä tarvitaan nopeaa tiedonsiirtoa tietokoneiden ja matkan päässä sijaitsevien anturien ja muunninten välillä. GlobTekin sertifiointien ja korkeaan laatuun sitoutumisen ansiosta yritys on luotettava kumppani täyttämään sekä kuluttajien että valmistajien vaatimukset.