Conoscere le specifiche USB per selezionare i cavi, le spine e le prese giusti

I cavi, i connettori e le prese USB sono utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni industriali, come sensori industriali, moduli di controllo, segnaletica digitale, terminali per punti di vendita e molto altro. La chiave per incorporare il prodotto giusto per un'applicazione è ricordare che le diverse generazioni dei dispositivi USB influiscono direttamente sulle prestazioni.

USB è da tempo lo standard per il collegamento di ogni dispositivo, come tastiere, mouse, fotocamere, caricabatterie per telefoni, computer e adattatori a parete. Questi connettori sono utilizzati per trasferire dati e per l'alimentazione tra i dispositivi. I primi cavi e connettori USB potevano trasferire dati solo a velocità ridotte, fino a circa 12 Mbps, fino all'anno 2000, quando è stato introdotto USB 2.0. A quel punto la spinta verso una maggiore velocità dei dispositivi ha iniziato a crescere rapidamente.

Questo articolo tratta nei dettagli i diversi tipi di connettori e cavi USB e le loro funzionalità per fornire le informazioni necessarie per effettuare la scelta giusta per un'applicazione specifica.

Versioni USB e loro funzionalità

USB 2.0 offre agli utenti 480 Mbps, un aumento di velocità di oltre 40 volte rispetto all'offerta USB originale degli anni '90, che poteva gestire solo 12 Mbps. La versione più recente era progettata con quattro fili di collegamento e poteva interconnettere dispositivi con cavi lunghi fino a 30 metri. Sebbene fossero considerati in grado di trasferire dati ad alta velocità, questi cavi non potevano supportare il video. I connettori e i cavi sono in grado di supportare un'alimentazione fino a 500 mA di corrente, a differenza della versione precedente. Il cavo a quattro fili utilizzava i fili bianchi e verdi per il trasferimento dei dati, mentre i fili rossi e neri erano utilizzati per l'alimentazione: rosso per i 5 V e nero per la massa. USB 2.0 è facilmente riconoscibile per l'interno nero della porta del connettore. Queste funzionalità USB aggiornate hanno consentito una maggiore flessibilità in diverse applicazioni dell'epoca e sono ancora attuali.

Otto anni dopo l'introduzione di USB 2.0, è stato reso disponibile USB 3.0. La versione 3.0 offre agli utenti una velocità di trasmissione dati ancora più elevata (10 volte superiore, per l'esattezza) ed è considerata un dispositivo SuperSpeed. Questi cavi e connettori possono supportare trasferimenti di dati video. I cavi e i connettori USB 3.0 sono stati progettati per trasferire dati a una velocità di 4.800 Mbps (quasi 5 GB). Questa elevata velocità di trasferimento si è rivelata utile per il backup o il trasferimento di grandi quantità di dati da e verso un disco rigido o un controller. I fili aggiuntivi servono per le comunicazioni bidirezionali simultanee. I fotografi professionisti sono propensi a utilizzare i connettori USB 3.0 per la necessità di trasferire immagini ad alta risoluzione tra più dispositivi e per caricarle su computer di rete ad alta velocità.

La versione USB 3.0 era più veloce, ma poteva essere collegata a dispositivi solo con cavi non superiori a 18 metri. I connettori a nove fili dell'unità, invece di quelli a quattro fili di USB 2.0, hanno fornito l'ambiente giusto per l'aumento della velocità e della larghezza di banda che i dispositivi dovevano gestire. La tecnologia ha inoltre permesso ai cavi e ai connettori di essere compatibili con una corrente fino a 900 mA, oltre a fornire una maggiore efficienza energetica per l'uso con dispositivi energivori.

Si noti che i connettori della versione standard USB 2.0 e i connettori standard USB 3.0 offrono specifiche radicalmente diverse. Assicuratevi di abbinare un'applicazione alle capacità specifiche dei connettori e dei cavi USB che intendete incorporare. I connettori USB 2.0 si riconoscono perché le porte USB 2.0 sono nere, mentre le porte USB 3.0 sono blu. I dispositivi USB 3.0 sono retrocompatibili e funzionano anche con altre versioni USB, come USB 2.0. Tuttavia, la connessione sarà limitata alla velocità massima di USB 2.0. Verso il 2012, USB 3.0 è stato utilizzato su tutti i nuovi computer ed è diventato uno standard di produzione. Questi dispositivi si trovano nella maggior parte dei settori che utilizzano i cavi USB per collegare svariati tipi di dispositivi, da sensori e trasduttori a hub di dati, controller e computer.

Cavi e gruppi di cavi USB

GlobTek, Inc. propone un'offerta completa di cavi e gruppi di cavi USB in diverse configurazioni e combinazioni, comprese le configurazioni non standard basate sui requisiti applicativi specifici del cliente.

L'intera linea di cavi USB soddisfa gli standard USB 2.0, USB 3.0 e/o USB 3.1 ed è disponibile in un'ampia gamma di lunghezze schermate e non schermate. Sono inoltre disponibili altre opzioni di connettori per cavi, come spine di alimentazione c.c. e terminazioni a taglio smussato o spellate e stagnate. I gruppi di cavi sono rivestiti in PVC o in TPE, un materiale senza alogeni. Inoltre, su richiesta, sono disponibili anche connettori USB personalizzati con rivestimento olefinico con caratteristiche aggiuntive.

Per i gruppi e i cavi assemblati, GlobTek, Inc. offre un'ampia varietà di lunghezze, a partire da 100 mm, e di colori per l'uso in apparecchiature sensibili dove la rapida identificazione visiva è un vantaggio. Molti prodotti di serie sono disponibili con terminazioni, spine e prese standard già installate.

I tipi USB hanno usi specifici nella maggior parte degli ambienti commerciali e industriali. Ad esempio, i tipi USB Type-A sono utilizzati con le prese di corrente e i computer per ricaricare i dispositivi. Poiché questi connettori e cavi, come USBA2C1MOUSBCR mostrato nella Figura 1, si inseriscono nella porta del dispositivo in un solo orientamento, gli utenti non possono facilmente collegarli in modo errato. Le porte USB Type-B sono spesso utilizzate per collegare dispositivi periferici, come stampanti, scanner e dischi rigidi esterni, a un computer o a un controller. Questi connettori non sono così comuni come quelli per uso generale.

Figura 1: USBA2C1MOUSBC(R) è un cavo con spina USB 2.0 Type-A maschio a Type-C maschio con un cavo non schermato di 1 metro. I connettori USB Type-A possono essere inseriti nella porta del dispositivo in un solo modo, quindi gli utenti non possono collegarli con l'orientamento sbagliato. (Immagine per gentile concessione di GlobTek, Inc.)

Prodotti come USBCM302M0MICBMMBKR, illustrato nella Figura 2, sono utilizzati per dispositivi mobili, come cellulari, tablet, lettori MP3 e fotocamere, nonché per misuratori portatili o unità di controllo utilizzate in ambito industriale. La spina micro USB Type-B consente di leggere i dati senza il collegamento a un computer in applicazioni come le unità flash o le chiavette collegate direttamente a un dispositivo. Come i connettori Type-A, questi dispositivi si inseriscono in una porta solo in un modo e possono danneggiarsi se l'orientamento è sbagliato.

Figura 2: USBCM302M0MICBMMBKR, un cavo con spina micro USB Type-B maschio a Type-C maschio con cavo schermato di 2 metri, è spesso utilizzato per collegare i dispositivi direttamente alle unità flash o alle chiavette senza doverli collegare tramite un computer. (Immagine per gentile concessione di GlobTek, Inc.)

Il connettore più recente è USB Type-C. Questo tipo di connettore e cavo, come il modello USBCM311M0USBCMMWHR illustrato nella Figura 3, è progettato specificamente per il trasferimento di dati ad alta velocità e per un flusso di corrente più elevato, che consente ai dispositivi di caricarsi più rapidamente. A differenza di altri connettori USB, USB Type-C può essere collegato a un dispositivo in entrambi gli orientamenti.

Figura 3: USBCM311M0USBCMMWHR è un cavo schermato USB-C maschio a USB-C maschio di 1 metro in grado di gestire velocità di dati di 10 Gbps. (Immagine per gentile concessione di GlobTek, Inc.)

Conclusione

I connettori e i cavi USB sono parte integrante della vita quotidiana. Sono entrati in quasi tutte le case per collegare computer portatili e desktop a più periferiche, nonché per collegare telefoni cellulari e tablet alle fonti di alimentazione. I componenti USB sono utilizzati anche nell'automazione, dove è essenziale il trasferimento di dati ad alta velocità tra computer e sensori e trasduttori remoti. Le certificazioni e l'impegno per la qualità fanno di GlobTek una fonte affidabile in grado di soddisfare le esigenze di consumatori e produttori.