Mengapa konektor USB hanya muat satu arah?

24

Mengapa colokan USB hanya muat satu jalan ke port USB?

Maafkan ketidaktahuan saya, tetapi ada beberapa jenis colokan yang "omnidirectional" dan tidak harus berorientasi cara tertentu untuk masuk ke colokan yang sesuai (sesuai dengan bentuk). Dalam kasus USB, ketika Anda mencoba untuk menyambungkannya menjadi buta, ini bisa sedikit mengganggu jika Anda mencoba melakukannya secara terbalik.

Saya menduga ini ada hubungannya dengan pinout, tetapi mengapa tidak standar USB hanya bernegosiasi untuk "pin 1" ketika sesuatu dicolokkan, atau menggunakan tata letak pinout fungsional simetris?

joelpt
sumber
1
Itu tidak benar-benar ada hubungannya dengan lokasi pin. Jika Anda membuat colokan yang dapat dicolokkan dengan dua cara, juga semudah membuat pinout berfungsi. Pikirkan kunci mobil yang dapat dimasukkan dengan cara apa pun.
Kellenjb
2
Konektor USB adalah dua arah di masa mendatang :) en.m.wikipedia.org/wiki/USB_Type-C
Michael Leonard

Jawaban:

24

Konektor PALING di dunia hanya memungkinkan satu orientasi mekanis.

Orang yang tidak spesifik orientasi biasanya "konsentris" seperti colokan 2.5 / 3.5 / 6mm yang biasa pada earphone dan sejenisnya. Jika memiliki lebih dari 2 konduktor, kontak untuk konduktor di ujung dalam soket menaiki konduktor untuk ujung ujung saat colokan dimasukkan. Harus diperhatikan untuk memastikan bahwa tidak ada masalah yang disebabkan oleh koneksi jangka pendek palsu ini.

Konektor daya AC di beberapa sistem dapat menjadi tidak sensitif terhadap polaritas, tetapi ini dapat menyebabkan masalah keamanan di mana ada beberapa perbedaan dalam atribut antara dua kontak selain kemampuan mereka untuk menyediakan daya. misalnya dalam banyak sistem, daya listrik adalah tanah yang dirujuk dengan satu konduktor yang pada dasarnya potensial pada tanah. Membalikkan dua kontak akan tetap mengarah pada koneksi daya yang berfungsi tetapi dapat mem-bypass sistem perlindungan dan keselamatan.

TETAPI sebagian besar sistem colokan dan soket peka terhadap orientasi.
Pertimbangkan colokan untuk keyboard dan mouse (DB9, PS / 2, sekarang USB), steker listrik 3 pin, konektor daya trailer, konektor telepon dan jaringan (RJ10, RJ11, RJ45, ...), XLR / Cannon dan audio serupa konektor, konektor video untuk monitor ("IBM" / Apple / Lainnya), konektor SCART AV, DMI, ...
Orang-orang terbiasa dengan hal ini.
Mengapa USB harus berbeda?

NAMUN, USB ukuran penuh memiliki dua konektor daya dan dua konektor sinyal. Koneksi sinyal rhe dapat dengan mudah dipertukarkan.
Tetapi menukar kedua koneksi daya melibatkan rute + ve dan -ve sinyal dengan benar.
Hal ini dapat dilakukan dengan jembatan dioda dan dua dioda tetapi penurunan voltase sekitar 1,2 Volt mewakili kehilangan sekitar 25% dari Tegangan dan 25% daya langsung hilang. Hal ini dapat diatasi dengan switching otomatis mekanis - pada dasarnya relay, atau dengan sakelar elektronik drop tegangan rendah (MOSFET atau lainnya) tetapi biaya dan kompleksitasnya tidak dapat dibenarkan mengingat kemudahan "cukup mencolokkannya dengan benar".

Sistem Im Mini dan Micro USB dengan potensi lebih banyak konduktor ini dapat diatasi dengan pengaturan kontak yang berlebihan tetapi menyia-nyiakan sumber daya potensial (ukuran atau kontak) dan masih hanya menghasilkan dua kemungkinan penyelarasan, terpisah 180 derajat secara rotasi. Anda masih tidak bisa memasukkannya sejajar dengan sisi panjang vertikal atau miring.


Solusi Super:

Untuk konektor akhir, pertimbangkan kedua konduktor ini yang sepenuhnya berfungsi sebagai konektor hemafrodit yang simetris.

  • Tidak hanya ini dapat diorientasikan dalam dua orientasi secara rotasi tetapi tidak ada konektor "pria" atau "wanita" - baik 'steker' dan 'socket' identik.

Skema ini dapat diperluas ke lebih banyak konduktor menggunakan pengaturan koaksial. Ini adalah konektor GR874 Radio Umum. Jika Anda pernah bertemu sesuatu menggunakan ini, Anda bisa yakin Anda di hadapan kebesaran :-).

masukkan deskripsi gambar di sini

Masih banyak lagi yang sama

Russell McMahon
sumber
3
@Russel - Cara lebih mudah untuk menyelesaikan masalah koneksi daya dibuktikan oleh konektor MagSafe pada notebook Apple: Jadikan simetris dengan menggandakan koneksi:[D1] [+5] [GND] [+5] [D2]
Kevin Vermeer
Anda sebenarnya tidak bisa hanya menukar jalur sinyal USB. Standar USB2.0 sejauh yang saya ketahui tidak memiliki persyaratan untuk inversi polaritas, dan urutan enumerasi (serta reset deteksi yang menggunakan resistor pull-up pada D +) akan gagal jika Anda membalikkan garis, belum lagi semua data akan terbalik.
Tom Carpenter
Ini jawaban yang bagus. Catatan kecil - GR874s juga terhubung hanya dalam dua orientasi 180 derajat relatif satu sama lain. Jadi, mereka perlu diputar hingga seperempat putaran masing-masing (dalam arah yang berlawanan) untuk diorientasikan dengan benar.
sscirrus
15

Tiga alasan:

  1. Kompatibilitas Mundur
    Standar USB dimulai pada tahun 1994 , dan v. 1.0 resmi pada tahun 1996 . DB-25 (untuk "D-subminiature", tidak serius) adalah port printer standar. Semuanya sejak tanggal itu masih kompatibel dengan spesifikasi asli. Membuat konektor omnidirectional akan menjadi ketidakcocokan, yang tidak dapat diterima untuk organisasi standar yang mengatur USB.
  2. Biaya
    Seperti disebutkan oleh mikeselectricstuff , ini akan menambah biaya dan / atau ukuran tambahan. Ukuran adalah tujuan desain USB (sebagaimana dibuktikan oleh tren dari USB-B ke USB-mini ke USB-mikro), dan biaya selalu merupakan tujuan desain.
  3. Penempatan Logo
    Tidak, sungguh. Spesifikasi USB menuntut agar semua kabel yang sesuai menempatkan trisula USB: masukkan deskripsi gambar di sini
    di sisi atas konektor. Ini referensi semi-resmi :

    Trisula USB standar harus ada di bagian atas kedua plug overmolds seperti dijelaskan dalam bab 6 spesifikasi USB 2.0.

    Anda harus membeli spesifikasi USB jika ingin langsung dari mulut kuda. (Kebetulan, saya menganggap bahwa idiom yang sangat tepat untuk diterapkan pada organisasi standar yang tidak melepaskan standar mereka secara gratis!) Jika konektornya reversibel, branding mungkin tidak terlihat, atau branding harus berada di kedua sisi, yang akan membuat produsen kabel tidak senang.

Kebetulan, poin terakhir, meskipun mungkin agak pilih-pilih organisasi standar USB untuk menuntutnya, berguna . Seperti yang dijelaskan dalam artikel Lifehacker ini , Anda dapat menentukan cara menghubungkan kabel USB dengan mencari trisula dan mengarahkan "ke atas" ini. Kecuali, tentu saja, gelap dan Anda tidak dapat melihat trisula ... dalam hal ini saya sarankan Anda menyalakan lampu dan pindah ke posisi di mana Anda dapat melihat apa yang Anda lakukan.

Kevin Vermeer
sumber
6
Semua jawaban itu mengatakan "mereka tidak pernah ada". Anda bertanya MENGAPA mereka tidak - ini mengatakan bahwa mereka tidak jadi mereka masih belum sekarang. Itulah alasan yang sama kebanyakan orang mengendarai mobil untuk bekerja di sisi jalan yang sama setiap hari, tetapi tidak mengapa sisi jalan tertentu digunakan secara absolut. Dengan konektor USB A ukuran penuh, Anda dapat menentukan orientasi dalam gelap gulita menggunakan ujung jari / kuku. Harder untuk Mini / Micro bus masih bisa dilakukan.
Russell McMahon
Sama seperti catatan tambahan, saya memiliki komputer Acer yang konektor USB depannya terbalik - hanya satu dari kekurangannya :)
clabacchio
2
Anda masih dapat menemukan orientasi steker yang tepat dalam gelap, karena logo trisula diembos dan Anda dapat merasakan di sisi mana steker itu berada ...
Count Zero
Mengapa pabrikan tidak senang membuat embos logo di kedua sisi? Tampaknya operasi sepele.
sharptooth
1
@RussellMcMahon - Maaf, saya tidak mengklarifikasi dengan cukup baik pada poin # 1 - Mereka belum pernah, karena ketika alternatifnya adalah DB-9, USB sudah jauh lebih baik. Alasan lain (sebagian besar biaya) akan menentukan bahwa itu bukan omnidirectional pada '96. Mungkin tampak jelas sekarang bahwa USB bisa lebih kecil, lebih cepat, dan memiliki colokan omnidirectional, tetapi ketika ditemukan fitur-fitur ini tidak layak.
Kevin Vermeer
6

Ada juga alasan yang belum disebutkan, dan itu terkait dengan konsep poka-kuk (terima kasih kepada teman saya yang mempelajari teknik industri).

Prinsipnya adalah bahwa konektor yang dirancang dengan baik tidak boleh meninggalkan ruang untuk ambiguitas, terutama ketika potensi kegagalan atau risiko keselamatan terlibat. Mengutip hukum Murphy,

Jika ada cara untuk melakukan kesalahan, dia (seseorang) akan melakukannya.

seperti floppy disk lama, yang masuk ke dalam lubang hanya dalam satu arah, dan juga kartu SD, desain yang baik menyiratkan juga bahwa pengguna akhir hampir tidak memiliki kesempatan untuk menghubungkannya dengan tidak tepat, dan idealnya tidak perlu ragu.

Ini bukan alasan untuk tidak membuatnya terhubung secara simetris, tetapi karena memiliki orientasi, itu dibuat sedemikian rupa sehingga Anda tidak dapat menghubungkannya dengan cara yang salah.

clabacchio
sumber
Floppy disk dengan senang hati akan terbalik, dan bahkan ada tradisi melakukannya di antara pemilik komputer rumahan yang lebih murah dengan drive satu sisi. Atau apakah yang Anda maksudkan plastik kaku yang terbungkus 3.5 "hembusan nafas terakhir dari teknologi yang jauh lebih tua?
Chris Stratton
@ ChrisStratton yang saya maksud memang kaku, 3,5 "satu, yang lain hanya beberapa tahun terlalu tua untuk pengalaman saya :)
clabacchio
6

Saya mengerti jawaban lain di sini, dan saya juga setuju bahwa ini adalah ketidaknyamanan yang signifikan. Saya telah membuat konektor 4-pin omnidirectional yang hanya menggunakan kontak 2x untuk mencapai semua 4 orientasi yang mungkin.

Lihatlah:

kabel omnidirectional

Nate Ferrero
sumber
Sangat menarik. Pergi dengan konektor persegi panjang (seperti USB) dimodelkan setelah desain ini mungkin bahkan lebih bermanfaat secara umum, karena beberapa perangkat (ponsel) benar-benar membutuhkan sesuatu yang setipis mungkin sepanjang satu sumbu. Dan saya tidak berpikir konektor persegi panjang benar-benar jauh lebih sulit untuk menyambungkan "buta" vs konektor persegi, dengan asumsi bahwa itu dapat dicolokkan dengan cara baik di sekitar.
joelpt
Bergabunglah dengan Forum USB dan dorong mereka untuk membuat konektor simetris, atau mulai forum Anda sendiri dan dapatkan
dukungan
1
@Dagelf: Komentar Anda agak terlambat untuk itu, karena mereka sudah melakukannya pada Agustus 2014
Ben Voigt
4

Karena itu akan menambah biaya yang tidak perlu. Sebagian besar konektor adalah directional, dan memberikan yang omnidirectional mungkin akan menyebabkan kebingungan karena orang akan berpikir itu perlu dipasang dengan cara tertentu.

mikeselectricstuff
sumber
2
Saya tidak begitu yakin tentang orang-orang yang bingung tentang hal itu. Lihat steker listrik AC di banyak tempat. Tetapi saya telah melihat orang-orang menjadi bingung karena tidak dapat memasukkan colokan USB dengan cara yang salah.
Hitung Nol
+1 untuk biaya . Pembuat komputer dan periferal yang menggerakkan desain konektor USB peduli dengan setiap nikel dari biaya produksi produk mereka, bahkan jika itu adalah $ 1000 PC. Terlebih lagi jika itu adalah memory stick $ 5.
The Photon
2

Sejak Agustus 2014, USB memiliki konektor "Tipe C" baru yang sepenuhnya dapat dibalik, selain memiliki batas daya lebih tinggi, pin untuk sinyal video (tidak perlu lagi port "MHL" pada ponsel yang sebagian besar hanya kompatibel dengan mikro USB) dan Kecepatan Super (hingga 10Gbps) kecepatan transfer USB.

http://www.usb.org/press/USB_Type-C_Specification_Announcement_Final.pdf

Pin USB lama memiliki kontak paralel di lokasi simetris pada kedua sisi konektor, untuk memungkinkan kabel konverter untuk perangkat lama yang tidak dapat melakukan deteksi orientasi. Pin baru juga ditempatkan di lokasi yang simetris, tetapi alih-alih disingkat menjadi pantulannya, polaritasnya terdeteksi secara otomatis (mungkin dengan bantuan pin warisan orientasi-invarian).

Konektor ini menjadi sangat populer dengan cepat, jadi konektor yang hanya cocok dengan satu cara seharusnya segera menjadi memori.

Ben Voigt
sumber
1

Perangkat klien USB mengandalkan catu daya dari host USB.

Kutipan dari Wikipedia:

Konektor standar sengaja dimaksudkan untuk menegakkan topologi diarahkan dari jaringan USB: konektor tipe A pada perangkat host yang memasok daya dan konektor tipe B pada perangkat target yang menerima daya. Hal ini mencegah pengguna untuk secara tidak sengaja menghubungkan dua catu daya USB satu sama lain, yang dapat menyebabkan arus tinggi yang berbahaya, gangguan sirkuit, atau bahkan kebakaran. USB tidak mendukung jaringan siklis dan konektor standar dari perangkat USB yang tidak kompatibel sendiri tidak kompatibel. Wikipedia

msms
sumber
Tapi ini menjelaskan alasan koneksi searah (perempuan-laki-laki), bukan asimetri
clabacchio
Asimetri membuat arah lebih jelas. Anda tidak akan mencoba menghubungkan steker "Tipe A" ke stopkontak "Tipe B".
msms
5
Ini masih topik lain: apa yang diminta OP adalah mengapa Anda dapat memasukkan steker usb terbalik, tetapi di wadah yang tepat ... dan ini tidak tergantung pada jenis atau menjadi pria atau wanita.
clabacchio
0

Saya juga tidak mengerti mengapa tidak.

Saya memiliki flash drive USB yang tidak memiliki rumah logam; itu hanya persegi panjang plastik yang masuk dalam slot host. Ini kurang kuat dibandingkan dengan, tetapi jelas lebih murah untuk dibuat. Ini pas di slot host USB dua arah - tetapi dengan hanya dengan satu set pin, memang memiliki orientasi yang diperlukan.

Jadi jika saya meletakkan satu set kontak di sisi lain perangkat, dan crossover ke yang sudah ada, tidak masalah orientasi mana saya memasangnya. Kemudian meletakkan trisula di / kedua / sisi benda itu. Hal yang sama berlaku untuk kabel, bukan hanya memory stick.

Kerugian yang bisa saya lihat adalah: - Penurunan kekuatan kabel & koneksi - tetapi kabel dapat diganti dan sekali pakai - Peningkatan biaya produksi untuk kontak + crossover - meskipun ini akan agak (mungkin seluruhnya) diimbangi dengan tidak memiliki perumahan logam. Plus, saya bersedia membayar $ 5 lebih banyak untuk kabel dua arah yang keren

Itu hanya akan berhasil, dan banyak kehidupan akan - dalam cara yang sangat kecil, tetapi sangat sering - ditingkatkan!

sunting: Ah. Sandisk memiliki hak paten di atasnya. http://www.google.com/patents/US7666035?printsec=drawing#v=onepage&q&f=false

Nick
sumber
Sebenarnya, jika Anda meletakkan kontak di sisi lain perangkat itu, itu hanya akan pendek terhadap perisai wadah. Namun, konektornya bisa saja dirancang seperti firewire (yang menggunakan bantalan di kedua sisi lidah) di tempat pertama.
Yann Vernier