USB Pinout Uitgelegd: Een Uitgebreide Beginnersgids

Tegenwoordig is het eenvoudig om projecten te voltooien die een fysieke verbinding creëren tussen een hostcontroller en diverse bus-gevoede apparaten, dankzij de USB-interface.

USB staat voor Universal Serial Bus en heeft zijn voorgangers (FireWire, RS-232 seriëel, en zelfs parallel) vervangen als de primaire interface voor het verbinden van een host met een apparaat.

Normaal gesproken omvat de architectuur van een USB-systeem een hostcontroller, USB-poorten, en een grote verscheidenheid aan apparaten. Soms kun je extra USB-netwerkhubs toevoegen om een boomstructuur te creëren.

Maar dat is nog maar het oppervlak.

In dit artikel leggen we alles uit over USB en geven verschillende USB-voorbeelden voor je schakelingen.

Laten we beginnen!

USB Pinout

De USB heeft vier afgeschermde draden die als pinnen functioneren. Twee zijn voor voeding, de andere twee voor differentiële dataseinenparen. Zie de tabel voor de complete USB pinout.

Pin	Naam	Kabelkleur	Beschrijving
1	VCC	Rood	+5 VDC voedingspin
2	D-	Wit	Data- pin
3	D+	Groen	USB datakabel Data+
4	GND (digitaal)	Zwart	Grondpin

Hoe Werkt een USB?

Als alle connectors hebben alle typen USB-connectors mannelijke en vrouwelijke varianten, zodat je apparaten in de juiste richting aansluit.

Correcte USB-verbindingen zijn essentieel om het systeem het vereiste USB-protocol te laten volgen. Om een verbinding tot stand te brengen, hebben USB-apparaten een upstream-verbinding. Deze apparaten gebruiken deze om verbinding te maken met een host.

Hosts hebben downstream-verbindingen om verbinding te maken met de externe apparaten.

Je kunt upstream en downstream verbindingen niet wisselbaar gebruiken. Dit voorkomt foutieve verbindingen en zorgt dat je de USB-kabel alleen in de juiste richting aansluit. Het voorkomt ook problemen zoals illegale loopback-verbindingen en het verbinden van een downstream-poort met een andere downstream-poort.

Hoe Het Echt Werkt

Eerst toont een USB-apparaat zijn maximumsnelheid door pull-up weerstanden de "D+" en "D-" terminalen naar 3,3 V te trekken. De host of hub gebruikt deze pull-up weerstanden om te detecteren wanneer je een samengesteld apparaat aan de poort verbindt. Zonder pull-up weerstand detecteert de USB je aangesloten apparaat niet, of een defect apparaat/connector.

Wanneer je een extern apparaat voor de eerste keer insteekt, scant de host het en laadt de juiste drijverversie die nodig is om het apparaat te draaien. Hiervoor gebruikt de host een product ID/leverancier ID (PID/VID) – geleverd door de aangesloten hardware/apparaat. Na het laden van de benodigde drivers is het hardware/apparaat klaar voor gebruik.

Let op: USB-hostcontrollers hebben hun eigen specificaties. Er is de Universal Host Controller Interface (UHCI), die voor alle USB-typen werkt, de Open Host Controller Interface (OHCI), die werkt met USB 1.1, en de Enhanced Host Controller Interface (EHCI), die werkt met USB 2.0.

USB Connector Typen

Oorspronkelijk kon een USB-kabel maar één van twee typen zijn: "Type A" en "Type B". Later kwam USB Type C, met betere data-overdrachtssnelheid en een robuustere systeem.

Bekijk de tabel voor een volledig overzicht van de verschillende USB-typen.

Type-A USB Connector Pinout

Type-A USB is de meest populaire USB-connector. Je vindt ze op hostcontrollers, computers, flash drives, en veel meer. Je kunt alleen downstream-verbindingen maken met Type-A USB, omdat het exclusief voor controllers en hubs is.

Type-A USB connectors zijn groter dan andere connectors en hebben een plat, rechthoekig formaat. Wrijving houdt deze connector op zijn plaats, wat eenvoudig verbinden en loskoppelen mogelijk maakt. In trillende omgevingen is het echter minder geschikt.

Type-A USB heeft twee versies: mannelijk en vrouwelijk. De mannelijke is de stekker, de vrouwelijke de socket of poort.

Vrouwelijke connectorversies vind je op hostcontrollers, mannelijke versies op apparaten zoals geheugensticks, toetsenborden, muizen, en andere opslagapparaatverbindingen.

Toepassingen

• Werkt in de meeste personal computers.
• Werkt in televisies en muzieksystemen.
• Ook op gameconsoles en bijna alle laders voor mobiele draagbare apparaten.

Type-A USB Pinout

Oudere versies van de Type-A connector hebben vier pinnen, nieuwere versies er negen. Hier is een tabel met alle pinnen van de Type-A connector.

Let op: alle generaties van de Type-A USB connector hebben pinnen 1 tot 4; derde generatie connectors hebben pinnen 5-9.

USB-B Pinout

De USB-B is de tweede connector die voornamelijk werkt voor het verbinden van randapparatuur zoals printers en scanners. Hun pinouts hebben een andere indeling.

Het heeft een bijna vierkante vorm met een lichte afschuining aan de bovenste hoeken. Ook gebruikt het wrijving om op zijn plaats te blijven bij verbinding.

De Type-B USB poort is een upstream-connector die je alleen op randapparaten vindt. Daarom vereisen de meeste Type-B USB toepassingen A-naar-B USB-kabels.

Interessant feit: Type-B USB elimineert de kans op een verbinding tussen twee hostcomputers – wat schade voorkomt.

Toepassingen

Deze connector werkt voornamelijk voor randapparatuur zoals printers en scanners.

Pinout

Net als Type-A USB hebben oudere Type-B versies vier pinnen, nieuwere 3.0 versies er negen. Hier is een tabel met alle pinnen:

Er is een tweede Type-B connector met twee extra pinnen:

Pin	Naam	Kleur	Beschrijving
10	DPWR	N/A	Voeding naar apparaat
11	DGND	N/A	Grond DPWR terugkeer

USB-C Connector

De USB Type-C is de USB-specificatie die langzaam de USB-B vervangt. Het is een kleine 24-pins omkeerbare stekker die werkt voor USB-kabels en apparaten.

Type-C USBs kunnen als connectors dienen voor zowel hosts als apparaten. Je vindt Type-C USBs in de meeste recente mobiele apparaten.

USB-C Connector Pinout

De Type-C USB heeft 24 pinnen die je omkeerbaar kunt verbinden. Hier is de volledige lijst:

Micro USB Pinout

Een kleinere connector werd nodig toen de technologie kleinere USB-formaten vereiste voor items als moderne mobiele telefoons en audio-apparaten. Zo werd de Micro USB geboren.

De Micro USB heeft zowel Type-A als Type-B versies, zoals 1.0 micro-USB en 2.0 micro-USB. Deze versies zijn kleiner en geschikt voor dunner apparatuur.

Daarnaast is de Micro USB de USB-standaard en biedt betere overdrachtssnelheden vanaf een externe bron.

Pinouts

Standaard oudere micro USB connectors hebben vijf pinnen, de minder voorkomende 3.0 versie er tien. Hier is een tabel met de pinnen:

De vierde pinmodus is wat we USB On-The-Go (OTG) noemen. Hiermee schakel je tussen de periferie- en hostrollen op je apparaten. Het stelt apparaten in staat te beslissen welke als voedingsbron fungeert zodra ze verbonden zijn. Bijvoorbeeld: een Android-telefoon in een laptop. De laptop laadt de telefoon op als je een oplaad-kabel hebt, niet de telefoon de laptop.

Afsluiting

Het is de moeite waard om te vermelden dat je soms USB A-naar-USB A kabels kunt gebruiken om verbindingen te maken tussen een computer of USB-apparaat en een ander USB-apparaat met een A-stijl vrouwelijke poort. Zo kun je data tussen beide systemen overdragen.

Je mag niet de Type A-naar-A kabelverbinding gebruiken om twee computers of een USB-hub en twee computers te verbinden. Waarom? Een dergelijke verbinding betekent dat de kabel gelijke hoeveelheden spanning (5 V) van beide computers ontvangt. Dit verbindt beide voedingen en veroorzaakt onherstelbare schade en andere problemen. Soms zelfs een brandgevaar.

Dit was het artikel. Heb je vragen? Neem gerust contact op – we helpen graag!