Computer: USB (aus Wiki)

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Gehört zu: Computer, Hardware, Schnittstellen
Siehe auch: Stecker, OTG, Stromversorgung

Stand: 5.12.2021

USB Computer-Schnittstelle (aus Wiki)

USB steht für: “Universal Serial Bus”.
USB dient zum Anschluss von peripheren Geräten an einen PC. Dabei läuft die Datenübertragung und die Stromversorgung über ein und dasselbe Kabel.

Anwendung

Ich benutze USB z.B. für:

Historie und Spezifikationen

USB ist eine Entwicklung von Intel, die die Wurzel in älterer Apple-Technologie hat.

Es geht um Datenübertragungsraten, Stromversorgung und Steckertypen (und auch um maximale Längen eines USB-Kabels).

Tabelle 1: USB-Spezifikationen

Jahr Bezeichnung Datenübertragungsrate Stecker Leistungsabgabe
1996 USB 1.0 12 Mbit/sec Typ A
1998 USB 1.1 12 Mbit/sec Typ A USB aktiv: 500 mA bei 5 V  d.h. 2,5 Watt
USB passiv: 100 mA bei 5 V d.h. 0,5 Watt
2000 USB 2.0 Bis 480 Mbit/sec Typ A
Typ Mini B
Typ Micro B		 500 mA bei 5 Volt d.h.  2,5 Watt
2008 USB 3.0 (USB 3.1. Gen 1) bis 4.8 Gbit/sec blau 900 mA bei 5 V d.h. 4,5 Watt
2013/14 USB 3.1 (USB 3.1 Gen 2) bis 10 Gbit/sec bis 5000 mA
2017 USB 3.2 bis 20 GBit/sec USB Type C
USB-Type-C USB Type C 3000 mA bei 5 Volt d.h. 15 Watt
USB-PD (Power Delivery) USB Type C 5000 mA bei 5-20 Volt d.h. 100 Watt

Bei USB 3.0 gab es eine lang ersehnte Steigerung der Datenübertragungsgeschwindigkeit. Zur Unterscheidung von USB 2.0 mussten die USB-3.0-fähigen Stecker und Buchsen  besonders gekennzeichnet werden (in blau).

Der USB-Type-C-Stecker ist endlich symmertrisch, sodass man ihn in beiden Orientierungen einstecken kann.

USB-PD steht für “Power Delivery” und bedeutet eine Stromversorgung, die mit einem besonderen Protokoll im Einzelnen ausgehandet werden muss.

Architektur

  • Der Host-Controller im PC kommuniziert mit bis zu 127 “Clients” (d.h. Geräte s.o.).
  • Kommunikationsrichtung vom Client zum Host heißt “upstream”
  • Kommunikationsrichtung vom Host zum Client heißt “downstream”
  • Es gibt USB-Hubs zum Anschluss mehrerer Geräte an einen USB-Host.
  • Jeder USB-Anschluss liefert einen Strom von 500mA zur Speisung des Client-Geräts.

USB OTG

Bei einer USB-Verbindung kommt es darauf an, wer der “Host” (der Aktive) ist und wer der “Client” (der passive) ist. Z.B. der Computer-USB ist der Host, die USB-Maus ist der Client.

Die Abkürzung “OTG” steht für “On The Go”. Da wird ein Client mal schell (“on the go”) zum Host…

Ich kann also mit einen kleinen USB-OTG-Adapter aus einem passiven USB-Client (z.B. USB-Buchse am Tablet) schnell (im Fluge) einen aktiven USB-Host machen und so z.B. einen USB-Speicherstick anschließen. Besonders komfortabel wäre es, wenn die USB-Buchse am Tablet bereits als USB-Host oder zumindest als USB-OTG ausgelegt wäre…

USB PD

PD steht für Power Delivery. Dabei geht es darum, die USB-Verbindung weniger zur Datenübertragung als vorrangig zur Stromversorgung zu benutzen.
“Aufladen über USB” kennen wir ja schon länger z.B. bei unseren SmartPhones und Tablets…

Mit der Erfindung des USB-C-Steckers, der nicht mehr falsch herum reingesteckt werden kann, weil er symmetrisch ist, sollte USB-C auch als überall zu verwendende Stromversorgung eingesetzt werden. Früher war man bei USB auf eine Spannung von 5 Volt und geringe Stromstärken limitiert. Bei USB-PD sind höhere Stromstärken (bis 5 A) unterstützt und die Spannung wird zwischen dem USB-Host und dem USB-Client ausgehandelt (5-20 Volt) , wozu das spezielle PD-Protokoll dient. Die USB-PD-Stecker und -Buchsen müssen also über eine kleine Elektronik verfügen, die dieses Protokoll realisiert.

Mein ins Auge gefasster neuer kleiner Mini-PC (den ich auf mein Teleskop schnallen will) ist der: Quieter 2Q von MeLE  er hat zur Stromversorgung nur eine USB-C-Buchse, als Plattenspeicher könnte man gleich eine 1 TB SSD bestellen.

Bei meinem Teleskop habe ich aber standardmäßig alle Stromverbraucher mit 12 Volt und die entsprechenden Netzteile für Montierung HEQ5 Pro und die gekühlte ASI294MC Pro. Ich brauche also einen Adapter von 12 Volt DC 5,5 x 2,1 Buchse (female) auf USB-C-Stecker (male). Die USB-C-Buchse am Quieter unterstützt aber nicht das USB-PD-Protokoll, sodass Vorsicht geboten ist. Als einfachen Adapter (ohne PD) habe ich bestellt: Cablecc Ladeadapter

USB-Device-Server

Das sind Geräte (z.B. Druckerserver), mit denen man ein (oder mehrer) USB-Geräte ins Netzwerk hängen kann.

  • Firma Keyspan
  • Firma Silex: SX1000U, SX2000U2

— Main.DietrichKracht – 01 Sep 2006

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