USB konektory – ako ich optimálne využiť v modernom priemysle?
USB konektory – ako ich optimálne využiť v modernom priemysle?Dátum uverejnenia: 02-11-2020 Dátum aktualizácie: 10-04-2026 🕒 5 min čítania
- Typy a štandardy USB
- Prenosové štandardy USB konektorov
- Typy USB konektorov
- Využitie USB konektora v priemysle
USB je univerzálna sériová zbernica pre dátový prenos, s ktorou sa stretávame na dennej báze. V súčasnosti má jeden alebo viacero USB portov prakticky každé zariadení: počítač, telefón, tlačiareň, modem, televízor či externý disk. USB konektor vďačí za svoju popularitu jednoduchosti a univerzálnosti. Na prelome storočí bola zadná strana počítača vybavená množstvom najrozličnejších konektorov – DIN konektorov alebo paralelných portov, no zavedenie štandardu USB umožnilo všetky dovtedajšie porty nahradiť jedným, do ktorého sme mohli zapojiť akékoľvek zariadenie.
V priemysle sa USB štandard využíva veľmi často. Aj tu, podobne ako v spotrebnom sektore, zvíťazila jednoduchosť a univerzálnosť. Všetky dovtedy používané prenosové štandardy umožňujúce komunikáciu medzi rôznymi prvkami strojov, ovládačmi, časťami výrobných liniek bolo možné ľahko nahradiť jedným, všeobecne používaným štandardom. Pre správne prepojenie rôznych zariadení však treba poznať základné typy konektorov a prenosových USB štandardov.
Typy a štandardy USB
Pri koncepte spojenia dvoch zariadení pomocou USB kábla treba najprv vyčleniť dva pojmy – typ konektora a prenosový štandard. Typ konektora určuje presne použitý druh USB zásuvky a zástrčky. Prenosový štandard určuje také parametre ako dátový tok a prúdovú kapacitu. Tieto oba termíny je dobré rozlišovať tak, aby nedochádzalo k zbytočným nepresnostiam, pretože nie je možné postaviť znak = medzi USB v štandarde 3.0 a konektorom USB typu C, pretože nejde o identické pojmy, čo je častý omyl.
Prenosové štandardy USB konektorov
Štandard USB 1.x
Štandard 1.0 vydaný v januári 1996 sa neobjavil v mnohých zariadeniach, čoho dôvodom bola pomerne nízka prenosová rýchlosť a absencia akýchkoľvek predlžení a hubov. Až USB 1.1 o dva roky neskôr už predstavovalo všeobecne používanú verziu.
Štandard USB 2.0
Napriek tomu, že existuje už skoro 20 rokov, stále sa bežne používa aj v nových zariadeniach. Tento štandard zabezpečuje maximálnu rýchlosť na úrovni 480 Mbit/s (High speed). Porty USB 2.0 pracujú v režime half-duplex, čo znamená, že v danom momente môže odosielať dáta iba jedno zariadenie a až po ukončení prenosu môže začať dátový prenos druhé zariadenie. Maximálna dĺžka kábla v štandarde 2.0 predstavuje 5m.
Štandard USB 3.0
Tento štandard sa na trhu objavil ako nástupca štandardu 2.0, ponúka prenosovú rýchlosť na úrovni 5 Gbit/s (Super Speed). Novinkou bol režim full-duplex, v ktorom môžu obe zariadenia súčasne informácie odosielať aj prijímať. Navyše narástla prúdová zaťažiteľnosť konektora. Maximálna dĺžka kábla je 3m, čo je v porovnaní so štandardom 2.0 istým mínusom. Po príchode USB 3.1 na trh bol štandard 3.0 premenovaný na USB 3.1 Gen 1.
Štandard USB 3.1/3.2
Je to pokročilá verzia USB 3.0, a následne 3.1. ponúka vysoké prenosové rýchlosti na úrovni 10 Gbit/s (Super Speed+) pri USB 3.1 a 20 Gbit/s (Super Speed+) pri USB 3.2. Štandard 3.2 je v podstate identický s 3.1. Jediným rozdielom je používanie viacpásmového prenosu v štandarde 3.2, ktorý umožňuje nárast kapacity dátového prenosu konektora. Po publikovaní štandardu 3.2 bolo USB 3.1 premenované na USB 3.2 Gen 2, a zároveň USB 3.0 (USB 3.1 Gen 1) bolo premenované na USB 3.2 Gen 1. Aby toho nebolo málo, USB 3.2 sa označuje aj ako USB 3.2 Gen 2x2. Nasledujúca tabuľka má znázorniť systém názvoslovia štandardov USB.
| Súčasný názov | Predošlý názov | |
|---|---|---|
| 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
Špecifikácia štandardu USB4 bola publikovaná 29. augusta 2019. Vychádza z prenosového protokolu Thunderbolt 3 a prenosovej rýchlosti na úrovni 40 Gbit/s. Predpokladá sa, že prvé zariadenie vybavené konektorom USB4 sa objaví v roku 2021.
Typy konektorov USB
V priebehu rokov vzniklo niekoľko typov USB konektorov. Niektoré z nich boli známe z používania v konkrétnych zariadeniach, napríklad štandardný konektor typu A sa bežne používa v počítačových myškách, klávesniciach alebo v USB flash diskoch. USB typu B bolo známe najmä vďaka tlačiarňam a USB Micro B mobilným telefónom. V súčasnosti sa už väčšina druhov konektorov USB oficiálne stiahla z trhu. Na trhu ostalo iba USB C a USB A, pričom to druhé sa už nebude používať v štandarde USB4.
Konektor USB A
Keď uvažujeme o USB, predstavíme si pravdepodobne klasický obdĺžnikový hranatý konektor USB typu A. Používa sa od samého začiatku existencie USB štandardu. Najčastejšie sa s ním môžeme stretnúť v počítačoch a nabíjačkách mobilných telefónov. Modrá farba plastových prvkov konektora znamená, že obsluhuje štandard od 3.0 do 3.2.
Konektor USB B
Tento typ je známy najmä vďaka tlačiarňam a skenerom. Konektor obsluhuje štandard 3.0 a 3.1 a má tiež plastové prvky modrej farby, výnimkou je konektor micro B. Ten nemá modré prvky, ale líši sa vzhľadom, pričom trochu pripomína dva navzájom spojené konektory micro B.
Konektor USB AB
Verzie konektorov AB sa vyskytovali iba v podtypoch mini a micro a obsluhovali štandard 2.0. v súčasnosti sú veľmi zriedkavé.
Kábel USB typ AB:
CAB-USBAB0.5
Konektor USB C
Tvorcovia signalizujú, že v budúcnosti má nahradiť všetky doteraz používané typy konektorov. Tento má symetrický tvar, ma vďaka čomu nie je problém s jeho pripájaním. Keďže konektor typu C nemá spätnú kompatibilitu, konštruktéri doň mohli implementovať niekoľko zaujímavých funkcií. Jednou z nich je USB Power Delivery, ktorá umožňuje napájať ľubovoľné zariadenie prúdom 5A pri napätí 20V. Navyše,USB C sa vyznačuje dvojnásobnou rýchlosťou odosielania dát. Konektor typu C využíva aj štandard 3, ktorý dosahuje rýchlosť až 40 GB/s. V súčasnosti sa môžeme s konektorom typu C stretnúť čoraz častejšie. Najprv sa vyskytoval predovšetkým v smartfónoch, dnes sú prítomné aj v laptopoch, desktopových počítačoch či externých diskoch. Ak chceme do vlastného zariadenia umiestniť USB port, treba sa zaujímať o USB C, pretože tento typ bude v budúcnosti štandard.
Využitie USB konektora v priemysle
Existuje veľmi veľa dôvodov, pre ktoré sa v modernom priemysle oplatí implementovať riešenia postavené na USB konektoroch. Jedným z nich môžu byť aj ekonomické otázky, ani samce ani samice nie sú v súčasnosti príliš drahé. Preto, ak je taká možnosť, treba používať USB káble na všetkých možných miestach, čo umožní v budúcnosti znížiť náklady.
Ďalšou dôležitou otázkou je popularita USB u potenciálnych zákazníkov. Ak produkujeme zariadenie vybavené akumulátorom, ktorý je treba aspoň z času na čas nabíjať, treba tiež myslieť na inštalovanie USB portu. Prakticky každý z nás má doma nabíjačku s USB káblom, vďaka čomu nebude potenciálny zákazník nútený kupovať dedikovanú nabíjačku, ale použije tú, ktorú má doma.
V mnohých firmách, predovšetkým v tých, ktoré pochádzajú z Japonska, sa uplatňuje pravidlo 5S. V zjednodušenej skratke ide o to, že cieľom 5S je zvyšovanie bezpečnosti v práci v spojení so zvýšením produktivity. Jedným z prvkov 5S je štandardizácia, ktorá môže byť dôvodom pre používanie USB konektorov. Ak máme vo firme veľmi veľa zariadení, ktoré treba navzájom prepájať, v súlade s filozofiou 5S by sme mali použiť čo najmenej rôznych typov káblov. Väčšina zariadení je v súčasnosti vybavená USB portami, preto môže štandardizácia prebehnúť oveľa jednoduchšie.
Okrem používania USB portov tiež treba venovať pozornosť ich optimálnemu využitiu. Musíme sa dobre zamyslieť nad vzdialenosťami, v rámci ktorých bude prebiehať dátový prenos a s akým množstvom dát. Po zhromaždení všetkých potrebných informácií bude možné vybrať vhodné USB káble obsluhujúce príslušný prenosový štandard.
Transfer Multisort Elektronik (TME) je jedným z najväčších globálnych distribútorov elektronických komponentov, elektrotechnických častí, dielenského vybavenia a priemyselnej automatizácie. Katalóg obsahuje viac ako 1 300 000 produktov od 1 300 popredných výrobcov. Moderné logistické centrá TME v Lodži a Rzgówe (Poľsko) s celkovou rozlohou viac ako 40 000 m² denne odosielajú takmer 6 000 balíkov zákazníkom vo viac ako 150 krajinách.
TME tiež investuje do rozvoja vedomostí a zručností mladých inžinierov a nadšencov elektroniky prostredníctvom projektu TME Education a podporuje technologickú komunitu organizovaním série podujatí TechMasterEvent, ktoré podporujú inovácie a výmenu skúseností.
