Pourquoi les connecteurs USB ne s'adaptent que dans un sens?

Pourquoi les fiches USB ne s'insèrent-elles que dans un sens dans les ports USB?

Pardonnez mon ignorance, mais il existe plusieurs types de fiches qui sont "omnidirectionnelles" et ne doivent pas être orientées d'une certaine manière pour s'insérer dans la fiche correspondante (conformément à la forme). Dans le cas de l'USB, lorsque vous essayez d'en brancher un en aveugle, cela peut être un peu ennuyeux si vous essayez de le faire à l'envers.

Je suppose que cela a à voir avec les brochages, mais alors pourquoi la norme USB ne négocie-t-elle pas simplement pour la "broche 1" lorsqu'un élément est branché ou utilise-t-elle une disposition de brochage fonctionnellement symétrique?

La plupart des connecteurs au monde ne permettent qu'une seule orientation mécanique.

Ceux qui ne sont pas spécifiques à l'orientation sont généralement «concentriques», comme les fiches 2,5 / 3,5 / 6 mm familières sur les écouteurs et similaires. Lorsque ceux-ci ont plus de 2 conducteurs, les contacts pour les conducteurs à l'extrémité intérieure de la douille chevauchent les conducteurs pour l'extrémité de la pointe lorsque les fiches sont insérées. Il faut veiller à ce qu'aucun problème ne soit causé par ces fausses connexions à court terme.

Les connecteurs d'alimentation CA de certains systèmes peuvent être insensibles à la polarité, mais cela peut entraîner des problèmes de sécurité où il existe une différence d'attribut entre les deux contacts autre que leur capacité à fournir de l'énergie. Par exemple, dans de nombreux systèmes, l'alimentation secteur est référencée à la terre avec un conducteur essentiellement au potentiel de terre. Inverser les deux contacts conduirait toujours à une connexion électrique fonctionnelle mais pourrait contourner les systèmes de protection et de sécurité.

MAIS la grande majorité des systèmes de fiches et prises sont sensibles à l'orientation.
Considérez les fiches pour claviers et souris (DB9, PS / 2, maintenant USB), toute prise d'alimentation à 3 broches, connecteurs d'alimentation de remorque, connecteurs de téléphone et de réseau (RJ10, RJ11, RJ45, ...), XLR / Cannon et audio similaire connecteurs, connecteurs vidéo pour moniteurs ("IBM" / Apple / Other), connecteurs SCART AV, DMI, ... Les
gens y sont bien habitués.
Pourquoi l'USB devrait-il être différent?

MAIS, l'USB pleine taille a deux connecteurs d'alimentation et deux connecteurs de signal. Les connexions de signaux peuvent être facilement échangées.
Mais l'échange des deux connexions d'alimentation implique l'acheminement correct des signaux + ve et -ve.
Cela pourrait être fait avec un pont de diodes et deux diodes, mais la chute de tension d'environ 1,2 Volt représente une perte d'environ 25% de la tension et une perte de puissance immédiate de 25%. Cela pourrait être résolu avec une commutation mécanique automatisée - essentiellement des relais, ou avec des commutateurs électroniques à faible chute de tension (MOSFET ou autres), mais le coût et la complexité ne sont pas justifiés compte tenu de la facilité de «le brancher correctement».

Les systèmes Im Mini et Micro USB avec potentiellement plus de conducteurs auraient pu être résolus par des dispositions redondantes de contacts, mais cela gaspille des ressources potentielles (taille ou contacts) et ne donne toujours lieu qu'à deux alignements possibles, distants de 180 degrés en rotation. Vous ne pouviez toujours pas l'insérer aligné long côté vertical ou à un angle.

Super solution:

Pour le connecteur ultime, considérez ces deux connecteurs hémaphrodites entièrement symétriques fonctionnellement.

• Non seulement ceux-ci peuvent être orientés dans deux directions en rotation, mais il n'y a pas de connecteur "mâle" ou "femelle" - les deux "fiche" et "prise" sont identiques.

Ce schéma peut être étendu à plus de conducteurs en utilisant un arrangement coaxial. Il s'agit d'un connecteur General Radio GR874. Si jamais vous rencontrez quelque chose en utilisant ces derniers, vous pouvez être presque sûr que vous êtes en présence de la grandeur :-).

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Trois raisons:

1. Compatibilité descendante
   La norme USB a été lancée en 1994 et la version 1.0 est devenue officielle en 1996 . DB-25 (pour "D-subminiature", non sérieusement) était le port d'imprimante standard. Tout depuis cette date est toujours rétrocompatible avec les spécifications d'origine. Rendre le connecteur omnidirectionnel serait une incompatibilité, ce qui est inacceptable pour l'organisme de normalisation qui réglemente l'USB.
2. Coût
   Comme mentionné par mikeselectricstuff , cela ajouterait un coût et / ou une taille supplémentaires. La taille est un objectif de conception de l'USB (comme en témoigne la tendance de l'USB-B à l'USB-mini à l'USB-micro), et le coût est toujours un objectif de conception.

3. Placement du logo
   Non, vraiment. La spécification USB exige que tous les câbles conformes placent le trident USB:
   sur le côté supérieur du connecteur. Voici une référence semi-officielle :

   Le trident USB standard doit se trouver sur le dessus des deux surmoulages de prise, comme décrit au chapitre 6 de la spécification USB 2.0.

   Vous devrez acheter la spécification USB si vous la voulez directement de la bouche du cheval. (Par ailleurs, je considère qu'un idiome très approprié à appliquer aux organismes de normalisation qui ne publient pas leurs normes gratuitement!) Si le connecteur était réversible, la marque pourrait ne pas être visible, ou la marque devrait être des deux côtés, ce qui rendrait les fabricants de câbles mécontents.

Soit dit en passant, le dernier point, bien qu'il puisse sembler assez difficile à l'organisation de normalisation USB de l'exiger, est utile . Comme décrit dans cet article Lifehacker , vous pouvez déterminer la manière de connecter le câble USB en recherchant le trident et en l'orientant "vers le haut". À moins, bien sûr, qu'il fasse sombre et que vous ne puissiez pas voir le trident ... auquel cas je vous recommande d'allumer les lumières et de vous déplacer dans une position où vous pouvez voir ce que vous faites.

Il y a aussi une raison qui n'a pas été mentionnée, et elle est liée au concept de poka-joug (merci à mon ami qui étudie l'ingénierie industrielle).

Le principe est que les connecteurs bien conçus ne doivent pas laisser de place à l'ambiguïté, en particulier lorsque des pannes potentielles ou des risques de sécurité sont impliqués. Paraphrasant la loi de Murphy,

S'il y a un moyen de le faire mal, il (quelqu'un) le fera.

comme la vieille disquette, qui n'entre dans le trou que dans une seule direction, ainsi que les cartes SD, une bonne conception implique également que l'utilisateur final n'a presque aucune chance de la connecter incorrectement, et idéalement ne devrait avoir aucun doute.

Ce n'est pas la raison pour laquelle il n'est pas connecté symétriquement, mais comme il a une orientation, il est fait de manière à ce que vous ne puissiez pas le connecter de la mauvaise façon.

Je comprends les autres réponses ici, et je suis également d'accord que c'est un inconvénient important. J'ai établi un connecteur omnidirectionnel à 4 broches qui n'utilise que 2x contacts pour atteindre les 4 orientations possibles.

Regarde:

Parce que cela ajouterait des coûts inutiles. La grande majorité des connecteurs sont directionnels, et en fournir un omnidirectionnel causerait probablement de la confusion car les gens penseraient qu'il doit être branché d'une manière particulière.

Depuis août 2014, l'USB dispose d'un nouveau connecteur "Type C" qui est entièrement réversible, en plus d'avoir des limites de puissance plus élevées, des broches pour les signaux vidéo (plus besoin de ports "MHL" sur les téléphones portables qui ne sont pour la plupart compatibles qu'avec les micro- USB) et SuperSpeed ​​(jusqu'à 10 Gbps) Taux de transfert USB.

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

Les broches USB héritées ont des contacts parallèles dans des emplacements symétriques sur les deux faces du connecteur, pour permettre aux câbles de conversion pour les anciens appareils qui ne peuvent pas effectuer la détection d'orientation. Les nouvelles broches sont également placées dans des emplacements symétriques, mais plutôt que d'être court-circuitées à leurs réflexions, la polarité est auto-détectée (probablement à l'aide des broches héritées invariantes d'orientation).

Ces connecteurs deviennent populaires assez rapidement, donc les connecteurs ne s'adaptant que dans un sens devraient bientôt être juste une mémoire.

Les périphériques clients USB dépendent de l'alimentation des hôtes USB.

Citation de Wikipedia:

Les connecteurs standard étaient délibérément destinés à appliquer la topologie dirigée d'un réseau USB: connecteurs de type A sur les périphériques hôtes qui fournissent l'alimentation et connecteurs de type B sur les périphériques cibles qui reçoivent de l'énergie. Cela empêche les utilisateurs de connecter accidentellement deux alimentations USB l'une à l'autre, ce qui pourrait entraîner des courants dangereusement élevés, des pannes de circuit ou même un incendie. L'USB ne prend pas en charge les réseaux cycliques et les connecteurs standard des périphériques USB incompatibles sont eux-mêmes incompatibles. Wikipédia

Je ne vois pas pourquoi non plus.

J'ai une clé USB sans boîtier métallique; c'est juste un rectangle en plastique qui va dans le slot hôte. C'est moins robuste qu'avec, mais évidemment moins cher à fabriquer. Il s'insère dans les emplacements d'hôte USB dans les deux sens - mais avec un seul jeu de broches, a une orientation requise.

Donc, si je mettais un ensemble de contacts de l'autre côté de l'appareil et un croisement avec les contacts existants, peu importe l'orientation dans laquelle je l'ai branché. Ensuite, placez un trident sur / les deux / côtés de la chose. La même chose fonctionnerait pour les câbles, pas seulement pour les clés USB.

Les inconvénients que je peux voir sont: - Diminution de la robustesse du câble et de la connexion - mais les câbles sont remplaçables et jetables de toute façon - Coût de fabrication accru pour les contacts + le croisement - même si cela serait quelque peu (peut-être entièrement) compensé par l'absence de boîtier métallique. De plus, je serais prêt à payer 5 $ de plus pour un câble bidirectionnel sympa de toute façon

Cela ne ferait que fonctionner et de nombreuses vies seraient améliorées - de façon très modeste, mais très fréquente!

modifier: Ah. Sandisk a un brevet dessus. http://www.google.com/patents/US7666035?printsec=drawing#v=onepage&q&f=false