A incrível porta USB-C. Ela está em todo lugar agora. Até a Apple finalmente cedeu e migrou toda a sua linha de produtos para ela. E melhor ainda, você pode até mesmo Carregando pilhas AA usando USB-CNesse ritmo, quem não usaria USB-C? Claro, uma de suas maiores vantagens é a reversibilidade: ao contrário do USB-A, USB-B ou HDMI, você pode inverter um cabo USB-C em qualquer direção e ele funcionará exatamente da mesma maneira. Bem, pelo menos para você.
Recentemente, me deparei com um cabo USB-C que era mais lento do que deveria. Mas na próxima vez que o conectei, funcionou perfeitamente. Depois, na vez seguinte, não funcionou. Percebi então que uma direção funcionava, mas a outra não. A promessa de reversibilidade havia sido quebrada, então precisei investigar. Fiz isso e aprendi mais do que esperava sobre o funcionamento interno de um conector USB-C.
Links Rápidos
Mas... o que é exatamente o USB-C?
Conector multipino
O USB-C é um conector padrão. É um retângulo arredondado com 24 pinos internos. O conector (a porta no seu celular ou laptop) possui 24 pontos de conexão. O plugue do cabo também possui tecnicamente 24 pontos de conexão, mas alguns estão interligados internamente, resultando em um número menor de conexões independentes dentro do cabo do que o número de pinos pode sugerir. Falaremos mais sobre isso adiante.
Se você observar atentamente uma porta USB-C, poderá ver os minúsculos pontos de contato em seu interior. Acima, você pode ver a porta USB-C do meu antigo Nothing Phone (1) e do meu MacBook. A porta USB-C do carregador da Apple é mais visível, mas faltam alguns pinos, pois ela serve apenas para carregamento, não para transferência de dados em alta velocidade.
Guia Rápido de USB-C
Tabelas e gráficos
Existem muitos pinos, mas eles não são apenas pinos conectados a fios. Cada um tem uma função específica. Aqui está um diagrama simplificado que criei para mostrar os pinos em um conector (porta) USB-C. Este diagrama se refere a uma porta USB-C completa; nem todos os cabos ou carregadores usam todos esses pinos.

Em muitos cabos utilizados na prática, aplica-se o par de sinais diferenciais D+/D−. USB 2.0 Como um único par compartilhado entre os dois lados do conector, ele funciona internamente como um "par operando em ambas as direções", mesmo que pareça ligeiramente diferente em diagramas diferentes. Portanto, para um conector USB-CVocê terá algo semelhante ao seguinte:

| As partes | rótulo | Descrição |
|---|---|---|
| ⬛A1, A12, B1, B12 | GND | Pontos de aterramento. |
| 🟥A4, A9, B4, B9 | VBUS | Alimentação da portadora: +5V por padrão (valor superior mediante negociação) Entrega de energia USB). |
| 🟪A5 | CC1 | O canal 1 é para configuração. O canal fica ativo quando o conector está na orientação A. Ele é usado para detecção de giro/orientação e conexões. USB-PD. |
| 🟪B5 | CC2 | O canal 2 é para configuração. O canal ativo é ativado quando o conector é ligado. |
| 🟩A6, B6 | D+ | USB 2.0 D+. Dentro do cabo, essas extremidades geralmente são conectadas juntas em um único par diferencial. |
| 🟩A7, B7 | D- | USB 2.0 D−. Também é predominantemente ligado internamente. |
| 🟧A8, B8 | SBU1/SBU2 | Terminais de uso secundário são usados principalmente para situações alternativas (por exemplo, DisplayPort AUXConversores de áudio e correção de erros). |
| 🟦A2, A3 | TX1+/TX1− | Par de transmissão de alta velocidade (Track 1 TX). |
| 🟦B11, B10 | RX1+/RX1− | Par de receptores de alta velocidade (RX de faixa 1). |
| 🟦B2, B3 | TX2+/TX2− | Par de transmissão de alta velocidade (Track 2 TX). |
| 🟦A11, A10 | RX2+/RX2− | Par de receptores de alta velocidade (RX de faixa 2). |
Na verdade, era USB 2.0 tipo A Possui (e ainda possui) apenas quatro terminais: GND, VBUS, D+ e D−. Isso é suficiente para transferência básica de dados e carregamento de 5V. USB-C Com esses terminais, ele adiciona mais terminais de alimentação, pares diferenciais de alta velocidade e terminais laterais acima deles.
Se você observar atentamente o layout do terminal, verá que as fileiras A e B não são exatamente idênticas. Elas são suficientemente semelhantes para que o condutor seja reversível, mas existem diferenças sutis, porém importantes. E é aí que as coisas ficam interessantes.
USB-C Não totalmente reversível "mecanicamente".
Simetria, mas com um problema.
|
| Lembre-se: as entradas de áudio eram populares antes de qualquer outra coisa. |
Considere outro conector reversível. Ele me vem à mente. Os conectores de áudio de 3.5 mm coloridos do meu computador.Esses conectores são reversíveis em 360 graus; você pode girá-los como um brinquedo antiestresse e eles continuarão funcionando. Não tenho certeza se a "reversibilidade" era o objetivo original do projeto de conectores de áudio, mas certamente era o objetivo do projeto de portas USB. USB-CA reversibilidade não era apenas um efeito colateral não intencional, mas o objetivo principal, e os engenheiros (que Deus os abençoe) fizeram grandes esforços para alcançá-la.
A presença de múltiplos pontos de conexão de aterramento (GND) E o VBUSIsso faz sentido para aumentar a confiabilidade e a capacidade de lidar com a corrente. No entanto, USB-C Vai além e reforça os pontos de conexão de dados críticos, de modo que o conector funciona tanto com o logotipo voltado para cima quanto para baixo. No entanto, não se trata apenas de uma peça de metal simples e perfeitamente uniforme.
Na verdade, com pontos de conexão GND و VBUSAlém do par de dados USB 2.0 D+/D−É praticamente impossível errar. Independentemente da forma como esteja conectado, ele se integra aos seus equivalentes e tudo funciona perfeitamente. No entanto, USB 3. x Alta velocidade e DisplayPort و RaioEla se preocupa muito em estar no caminho certo.
Vamos imaginar um plugue conectado a uma tomada. Essa conexão pode ocorrer de duas maneiras; vamos chamá-las de direção A e direção B. Quando você inverte a polaridade do plugue, os dois pares SuperSpeed Elas não se alinham magicamente com as mesmas almofadas.
| Direção A | Direção B |
| O plugue é inserido de forma que o pino fique alinhado. A1 O seu próprio com A1 Localizado na tomada. O par de alta velocidade é compatível. TX1 O plugue vem com um conjunto de eletrodos de alta velocidade (Trilha 1) na tomada e é compatível. RX1 Com a recepcionista correspondente. | Vire o conector. Agora, o mesmo par de cobre dentro do cabo se conecta aos outros contatos (trilha 2) no soquete. |
Padrão usado **USB 3.x** (Independentemente das complexidades por enquanto) **USB 3.2 x2** Multitrack e **USB4 / Raio**) Há um par de transmissão e um par de recepção para dados. Portanto, se o conector aparecer como "Caminho 1" ou "Caminho 2", dependendo da orientação, como o dispositivo sabe qual combinação de pinos usar? É para isso que os pinos servem. **CC**.
Qual a função dos pinos CC?
O porto sabe qual direção é a mais alta.
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| Os pinos ficam mais visíveis no conector. **USB-C**, Os pontos de contato de cobre estão localizados na pequena lingueta dentro do conector. |
Dabah **CC** Ela atua como coordenadora social para **USB-C**. Ele determina quem é o host, quem é o dispositivo, quem está fornecendo energia, quanta energia e, o mais importante para nós, qual a direção do conector que está em uso no momento (vamos simplificar aqui).
Do lado de Mosul, um ponto de conexão é conectado. **CC** (**A5** De um lado da língua, e **B5** Por outro lado, através de diferentes resistores dependendo do tipo de cabo. No lado do dispositivo, a porta possui resistores de ligação (ou de tração) que permitem detectar se algo está conectado, se é um dispositivo, carregador ou acessório, e qual pino está sendo usado. **CC** (**CC1** أو **CC2**) Atualmente ativo, ou seja, qual lado do conector está "desligado".
Se for **CC1** (**A5**) É aquela que acaba sendo conectada. O dispositivo diz: "Ok, esta é a direção **A**; a faixa rápida 1, que é a mais próxima de **CC1**, é a que devo usar." Mas se... **CC2** (**B5**) Se a conexão for estabelecida, o dispositivo saberá que se trata da direção **B** e, em vez disso, usará o caminho mais próximo de **CC2**.
Em outras palavras:
- Direção A ← CC1 Ativo → A porta define internamente as configurações. Rota 1 Para o par de cabos ativos de alta velocidade.
- Direção B ← CC2 Ativo ← Redefine a porta para Rota 2 Ao invés disso.
O conector em si é praticamente idêntico, mas os componentes eletrônicos internos realizam algumas comutações para que tudo pareça reversível. O **USB-C** com os dados **USB 3.x** apropriados não é totalmente reversível mecanicamente. Na verdade, existe uma lógica que redireciona os caminhos para corresponder à orientação.
Por que tudo isso importa para você?
A história é interessante, mas e agora?

Se você estiver usando um cabo USB-C Somente para envio ou para transferência rápida de dados essenciais. USB 2.0A orientação da conexão não importa muito. Nesse caso, o conector é considerado "totalmente reversível" em relação à sua aplicação. No entanto, as coisas se complicam quando há uma falha. Por exemplo, suponha um par de transmissão de alta velocidade (SuperSpeedUm dos lados do plugue está danificado. Imagine que TX1 No plugue (pinos) A2 و A3Pode estar inativo:
- Se você conectar na direção selecionada pelo dispositivo, a trilha 1 (o lado que usa) TX1 / RX1O link não funcionará. USB 3. xOs dispositivos geralmente retornam a USB 2.0.
- Se você inverter o cabo, a porta passará a usar o outro caminho.TX2 / RX2(O que talvez seja bom.) De repente, o mesmo cabo parece "funcionar melhor" quando conectado ao contrário.
Esse é exatamente o tipo de comportamento que observei com meu cabo. Uma direção me fornecia dados rápidos, enquanto a outra era visivelmente mais lenta. Nesse caso, marquei as direções de funcionamento em ambas as extremidades e agora funciona perfeitamente. A mesma lógica se aplica à porta do dispositivo. Por exemplo, vamos supor que o pino D+ في A6 Na tomada USB-C Seu telefone está torto ou sujo:
- Conecte o cabo de forma que o par fique alinhado. USB 2.0 O seu próprio com A6/A7Os dados podem falhar. USB 2.0Ou o telefone pode oscilar entre conectar e desconectar.
- Vire o plugue de forma que um par desça. USB 2.0 O cabo já está ligado. B6/B7 Em vez disso: De repente, a transferência básica de dados e o carregamento voltam a funcionar normalmente.
É por isso que inverter a direção às vezes dá a sensação de estar consertando uma porta ou cabo com defeito. Você está literalmente movendo a conexão de um ponto de contato danificado para um ponto duplicado em bom estado.
USB-C رائع
(Mesmo que o marketing não seja assim)
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| cabo USB-C Qualidade ruim, frequentemente embalado com acessórios baratos. |
Que USB-C Não se trata apenas de um "feixe de fios", como aqueles que você vê quando está fazendo uma instalação elétrica. crimpagem de cabos Ethernet por você mesmo
Isso requer alguma explicação. Dentro de qualquer dispositivo USB-C de boa qualidade (e, em alguns casos, dentro do próprio cabo), existe um chip de silício que monitora os pinos CC para determinar quais extremidades estão conectadas, em que direção estão conectadas, quanta energia é segura e qual caminho de alta velocidade deve ser ativado.

Infelizmente, na prática, A reputação do USB-C foi um tanto prejudicada pela forma como seus cabos e portas são comercializados.À primeira vista, você vê 24 pinos no conector fêmea e até 24 pontos de contato no conector macho, mas em muitos cabos baratos, apenas um subconjunto desses pontos está realmente conectado. Isso é aceitável: USB-C é um padrão de conector, não uma garantia de que todos os aplicativos suportam todos os recursos.
Para a maioria dos dispositivos, o mínimo absoluto é GND (terra), VBUS (alimentação) e um par de pinos D+/D− USB 2.0. Qualquer coisa além disso é fiação extra opcional. Você pode ver um dos cabos que eu (de forma grosseira) desmontei acima.
Às vezes, tudo o que você precisa fazer é inverter o cabo.
Esta é uma explicação detalhada de por que meu cabo USB-C fica mais lento quando conectado de uma maneira e volta a funcionar normalmente quando conectado da outra. Quando um conjunto de pinos ou uma trilha está danificado, a outra direção pode não sofrer danos e parecer estar reparada.
De qualquer forma, espero que isso lhe dê uma nova perspectiva sobre a magia escondida por trás da pequena e aparentemente inocente porta USB-C. Por favor, me avise se eu cometi algum erro.




