USB-C ve Pinout Özellikleri

USB tip-C son dönemlerde akıllı telefonlar ve mobil cihazlar gibi birçok elektronik cihazda, hem güç dağıtımı yönüyle hem de veri iletim hızı açısından popülerlik kazanmış bir USB versiyonudur. Bu yazımızda USB tip-C pinout yapısı açıklanmakta ve çeşitli modlarına değinilmektedir. Detaylar yazımızda.

A- A+

21.12.2018 tarihli yazı 13304 kez okunmuştur.

Birçoğumuz bilgisayarlarımıza USB bağlarken tekrar tekrar deneriz. USB tip-C değiştirilebilir, yani çift taraflı bir konnektör olduğu için, bağlantı yaparken buna engel olur.

USB-C Nedir?

USB-C, 100W'a kadar güç akış kapasitesi sağlamasının yanı sıra, teorikte 10 Gb/sn'ye kadar yüksek hızlı veri aktarımı sağlamayı amaçlayan yeni bir standarttır. USB-C daha sık kullanılmasına rağmen USB tip-C standarttaki genel adıdır.

Ayırt edilmesi gereken bir şey, USB tip-C'nin USB1.0, USB2.0, USB3.0 ve USB3.1 gibi yeni bir USB standardı olmamasıdır. Bunlar hız ve diğer özellikleri tanımlayan protokollerdir, USB tip-C ise fiziksel bağlantı ile ilgilidir. USB-C bağlantısı, USB-A ve USB-B konnektörlerinin yerini almak için tasarlanmıştır.

USB 2.0, USB 3.0 ve USB 3.1; Gen 2 standartlarını destekler. USB-C bunların yanında, alternatif mod olarak adlandırılan bir işlem modunda DisplayPort ve HDMI gibi üçüncü taraf protokolleri destekleyebilir.

USB-C Pinleri

USB-C’nin 24 adet pini vardır. Aşağıda pinlerin görüntüsü yer almaktadır.

►İlginizi Çekebilir: USB 3.1 Nedir?

►Güç ve Toprak Pinleri

VBUS güç, GND ise toprak pinidir. Varsayılan VBUS gerilimi 5V’tur, ancak cihazların farklı VBUS gerilimleri üzerinde de seçilmesine imkan sağlar. USB-C’de güç dağıtımı, VBUS'un 20 volta kadar gerilim değerine sahip olmasını sağlar. Maksimum akım da 5 ampere kadar yükseltilebilir. Bu nedenle, USB tip-C maksimum 100W güç sağlayabilir. 100 W’a kadar sağlanan yüksek güç akışı sayesinde, yüksek güç çeken cihazları şarj ederken fayda sağlamaktadır.

►İlginizi Çekebilir: Konnektör Nedir?

Güç dağıtım teknolojisi, USB-C'yi eski standartlara göre çok yönlü hale getirmiştir. Bunu şu şekilde açıklayabiliriz; her cihaz birbirinden farklı güç çeker, bunları sağlayacak aygıtlarında güç dağıtımları cihazlarla uyumlu olmalıdır. USB-C’de güç seviyesi yükün ihtiyaçlarına göre uyarlanabilir. Mobil bir cihazı ve dizüstü bilgisayarı aynı kabloyu kullanarak şarj edebilir.

►RX/TX Pinleri

RX (Receive X) / TX (Transmit X) çiftleri USB 3.1 “Yüksek Hızlı (SuperSpeed)” (10 Gbits/s) versiyonu için kullanılabilen diferansiyel çiftlerdir. USB 2.0 sinyalleri ise (480 Mbits/s) merkezi D +/D- çiftleri üzerinden taşınır.

►CC1 ve CC2 Pinleri

Ana bilgisayardaki verici pinleri veya Aşağı Yönlü Bağlantı Noktası (DFP), bir USB bağlantı noktasının Yukarı Yönlü Bağlantı Noktasındaki (UFP) alıcı pinlerine yönlendirilir. DFP'den UFP'ye bağlantı, iki adet kanal yapılandırma (CC) pini kullanılarak yönetilir ve korunur. Yani, CC1 ve CC2 pinleri kanal yapılandırmak için kullanılır. Ayrıca bu modlar, güç dağıtımı için de kullanılabilir.

►İlginizi Çekebilir: Yapışkan Not Kağıdı ve USB Flash Bellek Bir Arada

DFP, CC1 ve CC2 pinlerini Rp dirençleri üzerinden çeker, ancak UFP bunları Rd üzerinden aşağı çeker. Eğer kablo bağlı değil ise kaynak CC1 ve CC2 pinlerinde lojik 1 görür. USB tip-C kablosunun bağlanmas ile 5 V beslemeden toprağa bir yol oluşturur. USB tip-C kablosunun içinde sadece bir CC kablosu bulunduğundan, sadece bir akım yolu oluşturur. Örneğin, yukarıdaki görselin üst grafiğinde, DFP'nin CC1 pini UFP'nin CC1 pinine bağlanır. Bu nedenle, DFP CC1 pininde 5 V'tan düşük bir voltaj olacaktır, ancak DFP CC2 pin hala lojik 1’de kalacaktır. Bu nedenle, DFP CC1 ve CC2 pinlerindeki voltajın takibi yapılabilir ve yönü belirlenebilir.

Rp-Rd yolu, akımın akması için bir yol olarak kullanılır. Bu amaçla, güç tüketicisi (UFP) CC hattındaki gerilimi izler. CC hattındaki gerilim en düşük değere (yaklaşık 0,41 V) sahip olduğunda, kaynak USB 2.0 ve USB 3.0 için sırasıyla 500 mA ve 900 mA olan varsayılan USB gücünü sağlayabilir. CC hat gerilimi yaklaşık 0,92 V olduğunda, kaynak 1,5 A akım sağlayabilir. Yaklaşık 1,68 V olan en yüksek CC hat gerilimi 3 A'nın kaynak akım kapasitesine karşılık gelir.

►VCONN Pini

USB tip-C, yüksek seviyede güç akışıyla birlikte, hızlı veri aktarımı sağlamayı amaçlamaktadır. Bu özellikler, içinde bir çip kullanılarak elektronik olarak özel kabloların kullanılmasını gerektirebilir. Ayrıca, bazı kablolar, sinyali güçlendirmek ve kablonun neden olduğu kayıpları telafi etmek için bir yeniden-sürücü çipini kullanır. Bu durumlarda, 5-V, 1W güç uygulayarak kablonun içindeki devrelere güç sağlanabilir.

►İlginizi Çekebilir: 7 Segment Display Nedir?

Kablo CC2 pinlerini aşağı çekmek için Ra dirençlerini kullanır. Ra'nın değeri Rd'den farklıdır, dolayısıyla DFP, DFP CC1 ve CC2 pinleri üzerindeki gerilimi inceleyerek kablo yönünü belirleyebilir. “Aktif Kablo IC” ye karşılık gelen kanal pini, kablonun içindeki devrelere güç sağlamak için 5 V, 1W beslemeye bağlanacaktır. Örneğin, yukarıdaki görselde görülen, geçerli Rp-Rd yolu CC1 pinine karşılık gelir. Bu nedenle, CC2 pini VCONN tarafından belirtilen kaynağa bağlanır.

►SBU1 ve SBU2 Pinleri

Bu iki pin, yalnızca Alternatif Modda kullanılan düşük hızlı sinyal yollarına karşılık gelir.

USB Güç Dağıtımı

Yazımızın başında belirtildiği üzere, USB tip-C standardını kullanan cihazlar, uygun bir güç akışı seviyesine ayarlanabilir. Bu güç ayarlamaları, yukarıda anlatılan CC hattı üzerinde tek telli iletişim olan, USB Güç Dağıtımı adlı bir protokol aracılığıyla gerçekleştirilir.

►İlginizi Çekebilir: Endüstriyel Tip Konnektörlerde Heavycon Modüler Serisi

Öncelikle 9 V VBUS beklenir. Kaynak, 9 V'taki bus gerilimini sabitledikten sonra, aktif çıkış düğümüne “güç kaynağı hazır” mesajını gönderir. Daha sonra, düğümden 5 volt talep edilir ve kaynak bunu sağlar. Sonrasında tekrar “güç kaynağı hazır” mesajı gönderilir. Bu tekrar tekrar gerçekleştirilir.

Güç dağıtımı sadece “USB Güç Dağıtımı” protokolüyle değil, Alternatif modlarda da sağlanabilir. Alternatif mod ; USB tip-C standardını kullanarak DisplayPort ve HDMI gibi üçüncü taraf protokollerinin uygulanmasına olanak sağlar. Tüm Alternatif Modlar en azından bir USB 2.0 ve USB Güç Dağıtımı bağlantısıyla desteklenmelidir.

Sonuç olarak, USB-C günümüz elektronik cihazları için 10 Gb/s'ye varan yüksek hızlı veri aktarım hızı ve 100 W'a varan yüksek güç akışı ile diğer standartlara göre avantaj sağlar.

Yazar: Gökçe Gürbüz

Kaynak:

►allaboutcircuits.com
►componentes101.com
►electronicproducts.com