Warum passen USB-Anschlüsse nur in eine Richtung?

Warum passen USB-Stecker nur in eine Richtung in USB-Ports?

Vergib mir meine Unwissenheit, aber es gibt verschiedene Arten von Steckern, die "omnidirektional" sind und nicht auf eine bestimmte Weise ausgerichtet werden müssen, um in den entsprechenden Stecker (entsprechend der Form) zu passen. Wenn Sie versuchen, einen USB-Stick blind anzuschließen, kann es etwas ärgerlich sein, wenn Sie versuchen, ihn verkehrt herum anzuschließen.

Ich vermute, das hat mit den Pinbelegungen zu tun, aber warum handelt der USB-Standard dann nicht einfach "Pin 1" aus, wenn etwas eingesteckt ist, oder verwendet er ein funktional symmetrisches Pinbelegungslayout?

Die meisten Steckverbinder der Welt ermöglichen nur eine mechanische Ausrichtung.

Personen, die nicht orientierungsspezifisch sind, sind normalerweise "konzentrisch", wie die bekannten 2,5 / 3,5 / 6-mm-Stecker an Kopfhörern und dergleichen. Wenn diese mehr als 2 Leiter haben, laufen die Kontakte für die Leiter am inneren Ende der Buchse über die Leiter für das Spitzenende, wenn die Stecker eingeführt werden. Es muss darauf geachtet werden, dass durch diese störenden Kurzzeitverbindungen keine Probleme verursacht werden.

Wechselstromanschlüsse in einigen Systemen können verpolungsunabhängig sein, dies kann jedoch zu Sicherheitsbedenken führen, wenn sich die beiden Kontakte in ihren Eigenschaften unterscheiden, abgesehen von ihrer Fähigkeit, Strom zu liefern. zB wird in vielen Systemen die Netzspannung mit einem Leiter im Wesentlichen auf Massepotential bezogen. Das Umkehren der beiden Kontakte würde immer noch zu einem funktionierenden Stromanschluss führen, könnte jedoch Schutz- und Sicherheitssysteme umgehen.

ABER die allermeisten Stecksysteme sind orientierungsempfindlich.
Betrachten Sie die Stecker für Tastaturen und Mäuse (DB9, PS / 2, jetzt USB), beliebige 3-polige Netzstecker, Anhänger-Netzstecker, Telefon- und Netzwerkstecker (RJ10, RJ11, RJ45, ...), XLR / Cannon und ähnliche Audiogeräte Anschlüsse, Videoanschlüsse für Monitore ("IBM" / Apple / Other), SCART AV-Anschlüsse, DMI, ... Die
Leute sind gut daran gewöhnt.
Warum sollte USB anders sein?

ABER USB in voller Größe hat zwei Stromanschlüsse und zwei Signalanschlüsse. Rhe-Signalverbindungen könnten leicht genug ausgetauscht werden.
Das Vertauschen der beiden Stromanschlüsse setzt jedoch die korrekte Weiterleitung von + ve und -ve Signalen voraus.
Dies könnte mit einer Diodenbrücke und zwei Dioden geschehen, aber der Spannungsabfall von ungefähr 1,2 Volt bedeutet einen Verlust von ungefähr 25% der Spannung und einen sofortigen Leistungsverlust von 25%. Dies könnte mit mechanisch automatisierten Schaltvorgängen - im Wesentlichen Relais - oder mit elektronischen Schaltern mit geringem Spannungsabfall (MOSFETs oder andere) behoben werden. Die Kosten und die Komplexität sind jedoch nicht gerechtfertigt, da es einfach ist, sie nur richtig einzustecken.

Bei Mini-USB- und Micro-USB-Systemen mit möglicherweise mehr Leitern hätte dies durch redundante Kontaktanordnungen behoben werden können, was jedoch potenzielle Ressourcen (Größe oder Kontakte) verschwendet und nur zu zwei möglichen Ausrichtungen führt, die um 180 Grad drehbar voneinander entfernt sind. Sie konnten sie immer noch nicht vertikal oder in einem Winkel an der Längsseite ausgerichtet einsetzen.

Super Lösung:

Für den endgültigen Verbinder sollten diese zwei Leiter als vollständig funktionssymmetrische hemaphroditische Verbinder betrachtet werden.

• Diese können nicht nur in zwei Drehrichtungen ausgerichtet werden, sondern es gibt auch keinen "männlichen" oder "weiblichen" Steckverbinder - sowohl "Stecker" als auch "Buchse" sind identisch.

Dieses Schema kann unter Verwendung einer koaxialen Anordnung auf mehr Leiter erweitert werden. Dies ist ein General Radio GR874-Anschluss. Wenn Sie jemals etwas mit diesen treffen, können Sie ziemlich sicher sein, dass Sie sich in Gegenwart von Größe befinden :-).

Viele, viele mehr davon

Drei Gründe:

1. Rückwärtskompatibilität
   Der USB - Standard wurde damit begonnen , 1994 und v. 1.0 wurde in der offiziellen 1996 . DB-25 (für "D-Subminiatur" nicht im Ernst) war der Standard-Druckeranschluss. Alles seit diesem Datum ist immer noch abwärtskompatibel mit der ursprünglichen Spezifikation. Omnidirektionales Herstellen des Anschlusses wäre eine Inkompatibilität, die für die Standardorganisation, die USB reguliert, nicht akzeptabel ist.
2. Kosten
   Wie von mikeselectricstuff erwähnt , würde dies zusätzliche Kosten und / oder Größe hinzufügen. Größe ist ein Designziel von USB (wie der Trend von USB-B zu USB-Mini zu USB-Micro zeigt), und Kosten sind immer ein Designziel.

3. Logoplatzierung
   Nein, wirklich. Die USB-Spezifikation verlangt, dass alle konformen Kabel den USB-Dreizack
   auf die Oberseite des Anschlusses legen . Hier ist eine halboffizielle Referenz :

   Der Standard-USB-Dreizack muss sich wie in Kapitel 6 der USB 2.0-Spezifikation beschrieben oben auf beiden Steckerüberzügen befinden.

   Sie müssen die USB-Spezifikation kaufen, wenn Sie sie direkt aus dem Maul des Pferdes haben möchten. (Im Übrigen halte ich es für eine sehr angemessene Redewendung, für Standardorganisationen zu gelten, die ihre Standards nicht kostenlos veröffentlichen!) Wenn der Konnektor umkehrbar wäre, wäre das Branding möglicherweise nicht sichtbar, oder das Branding müsste auf beiden Seiten sein. Das würde die Kabelhersteller unglücklich machen.

Übrigens ist der letzte Punkt nützlich , auch wenn es für die USB-Standardorganisation etwas pingelig erscheint, ihn zu fordern . Wie in diesem Lifehacker-Artikel beschrieben , können Sie bestimmen, wie das USB-Kabel angeschlossen werden soll, indem Sie nach dem Dreizack suchen und diesen nach oben ausrichten. Es sei denn natürlich, es ist dunkel und Sie können den Dreizack nicht sehen. In diesem Fall empfehle ich Ihnen, das Licht einzuschalten und sich in eine Position zu bewegen, in der Sie sehen können, was Sie tun.

Es gibt auch einen Grund, der nicht erwähnt wurde und der mit dem Konzept des Poka-Jochs zusammenhängt (dank meines Freundes, der Wirtschaftsingenieurwesen studiert).

Das Prinzip ist, dass gut gestaltete Steckverbinder keinen Raum für Unklarheiten lassen sollten, insbesondere wenn es um potenzielle Fehler oder Sicherheitsrisiken geht. Murphys Gesetz umschreiben,

Wenn es eine Möglichkeit gibt, es falsch zu machen, wird er (jemand) es tun.

Wie die alte Diskette, die nur in einer Richtung in das Loch eintritt, und auch SD-Karten, impliziert ein gutes Design auch, dass der Endbenutzer fast keine Chance hat, sie falsch anzuschließen, und idealerweise keinen Zweifel haben sollte.

Dies ist nicht der Grund dafür, dass die Verbindung nicht symmetrisch hergestellt wird. Da sie jedoch ausgerichtet ist, können Sie sie nicht falsch anschließen.

Ich verstehe die anderen Antworten hier und stimme auch zu, dass dies eine erhebliche Unannehmlichkeit ist. Ich habe einen omnidirektionalen 4-poligen Stecker entworfen, der nur 2x Kontakte verwendet, um alle 4 möglichen Ausrichtungen zu erreichen.

Schau mal:

Weil es unnötige Kosten hinzufügen würde. Die überwiegende Mehrheit der Anschlüsse ist gerichtet, und die Bereitstellung eines omnidirektionalen Anschlusses würde wahrscheinlich zu Verwirrung führen, da die Leute glauben, dass er auf eine bestimmte Weise eingesteckt werden muss.

Seit August 2014 verfügt USB über einen neuen Typ-C-Anschluss, der vollständig umschaltbar ist. Außerdem gibt es höhere Strombegrenzungen sowie Anschlüsse für Videosignale (keine MHL-Anschlüsse mehr bei Mobiltelefonen, die nur noch mit Mikrofonen kompatibel sind). USB) und SuperSpeed ​​(bis zu 10 Gbit / s) USB-Übertragungsraten.

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

Die alten USB-Pins haben parallele Kontakte an symmetrischen Stellen auf beiden Seiten des Anschlusses, damit Konverterkabel für alte Geräte verwendet werden können, die keine Orientierungserkennung durchführen können. Die neuen Stifte befinden sich ebenfalls an symmetrischen Orten. Die Polarität wird jedoch nicht zu ihren Reflexionen kurzgeschlossen, sondern automatisch erkannt (wahrscheinlich mithilfe der orientierungsinvarianten Legacy-Stifte).

Diese Steckverbinder erfreuen sich immer größerer Beliebtheit. Daher sollten Steckverbinder, die nur in eine Richtung passen, bald nur noch eine Erinnerung sein.

USB-Client-Geräte sind auf die Stromversorgung von USB-Hosts angewiesen.

Zitat aus Wikipedia:

Die Standardanschlüsse sollten absichtlich die gerichtete Topologie eines USB-Netzwerks erzwingen: Anschlüsse vom Typ A auf Hostgeräten, die Strom liefern, und Anschlüsse vom Typ B auf Zielgeräten, die Strom erhalten. Dies verhindert, dass Benutzer versehentlich zwei USB-Netzteile miteinander verbinden, was zu gefährlich hohen Strömen, Stromausfällen oder sogar Bränden führen kann. USB unterstützt keine zyklischen Netzwerke und die Standardanschlüsse von inkompatiblen USB-Geräten sind selbst inkompatibel. Wikipedia

Ich kann auch nicht verstehen, warum nicht.

Ich habe ein USB-Flash-Laufwerk ohne Metallgehäuse. Es ist nur ein Plastikrechteck, das in den Host-Steckplatz passt. Es ist weniger robust als mit, aber offensichtlich billiger zu machen. Es passt in beide Richtungen in USB-Host-Steckplätze - hat jedoch mit nur einem Satz von Stiften eine erforderliche Ausrichtung.

Wenn ich also eine Reihe von Kontakten auf der anderen Seite des Geräts platzieren und zu den vorhandenen wechseln würde, wäre es unerheblich, in welcher Richtung ich sie eingesteckt habe. Legen Sie dann einen Dreizack auf / beide / Seiten des Objekts. Dasselbe würde für Kabel funktionieren, nicht nur für Speichersticks.

Die Nachteile, die ich sehen kann, sind: - Verringerte Robustheit von Kabel und Verbindung - aber Kabel sind ohnehin austauschbar und wegwerfbar - Erhöhte Herstellungskosten für Kontakte + Frequenzweiche - obwohl dies etwas (möglicherweise vollständig) ausgeglichen würde, wenn das Metallgehäuse nicht vorhanden wäre. Außerdem wäre ich sowieso bereit, 5 USD mehr für ein cooles bidirektionales Kabel zu zahlen

Es würde einfach funktionieren und viele Leben würden - auf sehr kleine Weise, aber sehr häufig - verbessert werden!

bearbeiten: Ah. Sandisk hat ein Patent darauf. http://www.google.com/patents/US7666035?printsec=drawing#v=onepage&q&f=false