Kunden-panel
in Deinem Warenkorb
Registrierung

USB-Anschlüsse - wie kann man sie in der modernen Industrie optimal nutzen?

2020-11-02

 USB-Anschlüsse - wie kann man sie in der modernen Industrie optimal nutzen?

USB ist ein universeller serieller Datenübertragungsstandard, dem wir jeden Tag begegnen. Derzeit verfügt praktisch jedes Gerät: Computer, Telefon, Drucker, Modem, Fernseher oder externes Laufwerk über einen oder mehrere USB-Anschlüsse. USB-Anschluss verdankt seine Beliebtheit der Einfachheit und Universalität. Um die Jahrhundertwende war die Rückwand des Computers mit vielen verschiedenen Anschlüssen ausgestattet - DIN-Steckern oder parallelen Anschlüssen. Mit der Einführung des USB -Standards konnten wir alle zuvor verwendeten Anschlüsse durch einen ersetzen, an den wir jedes Gerät anschließen konnten.

In der Industrie ist der USB-Standard ebenfalls sehr beliebt. Hier, wie in der Konsumindustrie, herrschten Einfachheit und Universalität vor. Alle bisher verwendeten Übertragungsstandards, die die Kommunikation zwischen verschiedenen Maschinenelementen, Steuerungen und Teilen von Produktionslinien ermöglichen, können problemlos durch einen allgemein verwendeten Standard ersetzt werden. Um jedoch verschiedene Geräte ordnungsgemäß anschließen zu können, sollte man die grundlegenden Anschlusstypen und USB-Übertragungsstandards kennen.

USB-Typen und -Standards

Wenn wir das Konzept der Verbindung zweier Geräte mit einem USB-Kabel diskutieren, müssen wir zwei Begriffe unterscheiden – Anschlusstyp und Übertragungsstandard . Der Anschlusstyp bestimmt den genauen Typ der verwendeten Buchse und des verwendeten USB-Steckers. Der Übertragungsstandard bestimmt jedoch Parameter wie Durchsatz und Stromeffizienz. Es lohnt sich, zwischen den beiden Begriffen zu unterscheiden, um unnötige Verwechslungen zu vermeiden und kein Gleichheitszeichen zwischen USB im 3.0-Standard und dem USB-Typ-C-Anschluss zu setzen, da es sich nicht um identische Begriffe handelt - was ein häufiger Fehler ist.

USB-Übertragungsstandards

Diagramm der USB-Standards

Standard USB 1.x

Der im Januar 1996 herausgegebene Standard 1.0 erschien nicht in vielen Geräten. Der Grund dafür war die relativ niedrige Übertragungsgeschwindigkeit und keine Möglichkeit, Erweiterungen und Hubs zu verwenden. Erst USB 1.1, das zwei Jahre später veröffentlicht wurde, wurde zu einem weit verbreiteten Standard.

Standard USB 2.0

Obwohl es seit fast 20 Jahren existiert, ist es in neuen Geräten immer noch weit verbreitet. Der Standard bietet eine maximale Bandbreite von 480 Mbit/s (High-Speed). USB 2.0-Anschlüsse arbeiten im Halbduplexmodus. Dies bedeutet, dass jeweils nur ein Gerät Informationen senden kann. Erst nach Abschluss der Übertragung kann das andere Gerät mit dem Senden von Daten beginnen. Die maximale Kabellänge im 2.0-Standard beträgt 5 m.

Standard USB 3.0

Der Standard erschien als Nachfolger des 2.0-Standards auf dem Markt und bietet eine Bandbreite von 5 Gbit/s (Super Speed). Neu war hier die Verwendung des Vollduplex-Modus, in dem beide Geräte gleichzeitig Informationen senden und empfangen können. Zusätzlich hat sich die Stromeffizienz des Übergangs erhöht. Die maximale Kabellänge beträgt 3 m, was im Vergleich zum 2.0-Standard eine gewisse Regression darstellt. Nach dem Erscheinen von USB 3.1 auf dem Markt wurde der 3.0-Standard in USB 3.1 Gen 1 umbenannt.

Standard USB 3.1/3.2

Es ist die entwickelte Version von USB 3.0, dann 3.1. Es bietet Datenübertragungsraten von 10 Gbit/s (Super Speed ​​+) mit USB 3.1 und 20 Gbit/s (Super Speed ​​+) mit USB 3.2. Standard 3.2 ist im Wesentlichen identisch mit 3.1. Der einzige Unterschied ist die Verwendung der Multiband-Übertragung im 3.2-Standard, die eine Erhöhung der Bandbreite des Steckverbinders ermöglichte. Nach der Veröffentlichung des 3.2-Standards wurde USB 3.1 in USB 3.2 Gen 2 umbenannt, während USB 3.0 (USB 3.1 Gen 1) in USB 3.2 Gen 1 umbenannt wurde. Dazu wird USB 3.2 auch als USB 3.2 Gen 2x2 bezeichnet. Die folgende Tabelle zeigt die Benennung von USB-Standards.

Aktueller Name Vorheriger Name
USB 3.0 USB 3.2 Gen 1 USB 3.1 Gen 1
USB 3.1 USB 3.2 Gen 2 USB 3.1 Gen 2
USB 3.2 USB 3.2 Gen 2x2 -

Standard USB4

Die USB4-Spezifikation wurde am 29. August 2019 veröffentlicht. Es basiert auf dem Thunderbolt 3-Übertragungsprotokoll und Datenübertragungsraten von 40 Gbit/s. Es wird davon ausgegangen, dass die ersten Geräte mit USB4-Anschlüssen ab 2021 erscheinen.

USB-Anschlüssentyp

Im Laufe der Jahre wurden verschiedene Arten von USB-Anschlüssen entwickelt. Einige von ihnen waren für ihre Verwendung in bestimmten Geräten bekannt, z. B. wird der Standardanschluss vom Typ A häufig in Computermäusen, Tastaturen oder Sticks verwendet, USB Typ B war lange Zeit hauptsächlich von Druckern bekannt, und USB Micro B wurde in Mobiltelefonen verwendet. Die meisten Arten von USB-Anschlüssen wurden inzwischen offiziell eingestellt. Es sind nur noch USB C und USB A auf dem Markt, letzteres wird im USB4-Standard nicht mehr verwendet.

USB A-Anschluss

Wenn wir an die USB-Schnittstelle denken, werden wir wahrscheinlich den klassischen rechteckigen USB-Typ-A-Anschluss sehen, der seit Beginn des Standards verwendet wird. Am häufigsten finden wir sie in Computern und Ladegeräten für Mobiltelefone. Die blaue Farbe der Kunststoffteile des Steckverbinders bedeutet, dass der Standard von 3.0 bis 3.2 unterstützt wird.

USB B-Anschluss

Es ist vor allem für Drucker und Scanner bekannt. Der Stecker, der den Standard 3.0 und 3.1 unterstützt, hat blaue Kunststoffelemente, bis auf den micro-B-Stecker. Er hat keine blauen Elemente, zeichnet sich jedoch durch sein Aussehen aus und ähnelt leicht zwei miteinander verbundene Micro-B- Anschlüsse.

USB AB-Anschluss

Die AB-Anschlussversionen waren nur in den Subtypen Mini und Micro verfügbar und unterstützten den 2.0-Standard. Sie werden jetzt sehr selten gesehen. CAB-USBAB0.5 USB-Kabel Typ AB: CAB-USBAB0.5

USB C-Anschluss

Wie von den Erstellern angekündigt, soll USB-C alle bisher verwendeten Steckverbindertypen ersetzen. Diese Art von Stecker hat eine symmetrische Form, so dass es kein Problem gibt, ihn anzuschließen. Aufgrund der Tatsache, dass der C-Anschluss nicht abwärtskompatibel ist, konnten die Designer hier einige interessante Funktionen implementieren. Eine davon ist die USB-Stromversorgung, mit der man jedes Gerät mit einem Strom von bis zu 5 A bei 20 V aufladen kann. Außerdem zeichnet sich USB C durch eine zweifache Erhöhung der Datenübertragungsgeschwindigkeit aus. Erwähnenswert ist auch, dass der Thunderbolt 3-Standard auch den Typ-C-Anschluss mit einer Bandbreite von bis zu 40 GB / s verwendet.Derzeit werden Steckverbinder vom Typ C immer häufiger gefunden. Anfangs waren sie hauptsächlich in Smartphones zu finden, heute aber auch in Laptops, Desktop-PCs und tragbaren Laufwerken. Wenn wir einen USB-Anschluss in unser eigenes Gerät integrieren möchten, lohnt es sich, sich für C-Steckverbinder zu interessieren, da diese in Zukunft der Standard sein werden.

Die Verwendung des USB-Anschlusses in der Industrie

Es gibt einige Gründe, warum es sich lohnt, Lösungen zu implementieren, die auf USB-Anschlüssen in der modernen Industrie basieren. Eines davon können wirtschaftliche Gründe sein - Stecker und Buchsen dieses Typs sind derzeit nicht sehr teuer. Daher lohnt es sich, wenn möglich, USB-Kabel zu verwenden, um die Kosten in Zukunft zu senken.

Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Beliebtheit von USB bei potenziellen Kunden. Wenn wir ein Gerät mit einem Akku herstellen, der von Zeit zu Zeit aufgeladen werden muss, lohnt es sich, einen dedizierten USB-Anschluss in das Gehäuse einzubauen. Praktisch jeder hat zu Hause ein Ladegerät mit einem USB-Kabel, so dass der potenzielle Kunde nicht verpflichtet ist, ein spezielles Ladegerät zu kaufen, und das Ladegerät verwenden kann, das er zu Hause hat.

Das 5S-Prinzip wird in vielen Unternehmen angewendet, insbesondere in Unternehmen mit Ursprung in Japan. Einfach ausgedrückt ist das Ziel von 5S die Erhöhung der Sicherheit am Arbeitsplatz in Verbindung mit der Steigerung der Produktivität. Eines der Elemente von 5S ist die Standardisierung, die auch der Grund für die Verwendung von USB-Anschlüssen sein kann. Wenn wir im Unternehmen viele Geräte haben, die gemäß der 5S-Philosophie miteinander verbunden werden müssen, sollten die wenigsten Kabeltypen verwendet werden. Die meisten Geräte verfügen heutzutage über USB-Anschlüsse, was die Standardisierung erheblich vereinfacht.

Neben der Verwendung von USB-Kabeln lohnt es sich auch, auf deren optimale Verwendung zu achten. Wir müssen sorgfältig überlegen, über welche Entfernungen die Datenübertragung stattfinden wird und wie viele Informationen gesendet werden. Nachdem wir alle erforderlichen Informationen gesammelt haben, können wir die geeigneten USB-Kabel auswählen, die den entsprechenden Übertragungsstandard unterstützen.

LESE AUCH

Dein Browser wird nicht mehr unterstützt, bitte lade eine neue Version herunter