USB, czyli Universal Serial Bus, to jedno z najbardziej rozpoznawalnych i powszechnie używanych złączy na świecie. Towarzyszy nam niemal wszędzie – od komputerów i laptopów, przez smartfony, aż po urządzenia RTV, konsole, drukarki czy nawet sprzęt medyczny. Jego głównym celem było uproszczenie komunikacji między urządzeniami i stworzenie uniwersalnego interfejsu, który zastąpi dziesiątki różnych portów i kabli.
USB opiera się na architekturze host-device, co oznacza, że zawsze istnieje główne urządzenie (np. komputer), które kontroluje inne podłączone sprzęty (np. myszkę, klawiaturę czy pendrive). Komunikacja odbywa się cyfrowo, w sposób zorganizowany i zoptymalizowany.
Każde złącze USB ma określoną liczbę pinów, które odpowiadają za zasilanie i transmisję danych. W przypadku USB-C mamy aż 24 styki, co umożliwia obsługę zaawansowanych funkcji, takich jak przesył obrazu w standardzie DisplayPort czy szybkie ładowanie.
W przypadku USB-C konstrukcja jest bardziej zaawansowana – symetryczny kształt umożliwia podłączenie w dowolny sposób, a wielość pinów pozwala na obsługę technologii takich jak DisplayPort, HDMI, Thunderbolt czy USB-PD (Power Delivery). Dzięki temu jeden kabel może pełnić rolę zasilacza, kabla do przesyłu danych i przewodu HDMI jednocześnie.
Od samego początku USB pozwalało nie tylko na przesyłanie danych, ale także na dostarczanie energii. Dzięki temu można było podłączać urządzenia bez potrzeby dodatkowych zasilaczy. Wraz z rozwojem technologii pojawił się standard USB Power Delivery (USB-PD), który pozwala na ładowanie laptopów, monitorów czy konsol mocą nawet do 100 W.
USB-A, USB-B, Mini i Micro USB
Pierwsze wersje USB wprowadziły różne typy złączy, dopasowane do potrzeb urządzeń. Najbardziej znane to:
Każda generacja przynosiła zmiany konstrukcyjne, ale wszystkie łączyła idea kompatybilności wstecznej.
USB-C – uniwersalne rozwiązanie
Największą zmianę wprowadziło USB-C. Jest to złącze symetryczne, co oznacza, że można je podłączyć w dowolny sposób – koniec z odwracaniem wtyczki trzy razy, zanim trafi się prawidłowo.
USB-C obsługuje:
Dzięki temu powoli staje się jedynym złączem potrzebnym w komputerach i smartfonach.
USB OTG (On-The-Go)
Specjalna funkcja USB OTG pozwala urządzeniom mobilnym działać zarówno jako host, jak i device. Dzięki temu można np. podłączyć pendrive do smartfona albo połączyć telefon z myszką czy klawiaturą
Transfer danych
Od 12 Mb/s w USB 1.0 aż po 40 Gb/s w USB 4.0 – ewolucja szybkości była ogromna. Dzięki temu możliwe stało się korzystanie z dysków zewnętrznych, kamer 4K, a nawet VR w oparciu o zwykły kabel USB.
Przesył obrazu i dźwięku
Nowoczesne standardy pozwalają na przesyłanie sygnału wideo i audio. USB-C z DisplayPort Alt Mode umożliwia podłączenie monitora 4K lub 8K, a także obsługę zestawów VR. USB znalazło zastosowanie również w profesjonalnym sprzęcie audio, zastępując karty dźwiękowe.
Zasilanie i szybkie ładowanie
Początkowo USB dostarczało skromne 2,5 W mocy, co wystarczało jedynie do małych urządzeń. Dziś dzięki USB Power Delivery możemy ładować nie tylko telefony, ale i laptopy czy nawet niektóre monitory, dostarczając nawet 240 W energii. To sprawiło, że producenci coraz częściej rezygnują z klasycznych zasilaczy.
W komputerach i laptopach
Najbardziej oczywiste zastosowanie – klawiatury, myszki, drukarki, dyski zewnętrzne czy pendrive’y. USB całkowicie wyparło starsze porty jak PS/2 czy LPT.
W urządzeniach mobilnych
Smartfony, tablety i czytniki e-booków korzystają z USB do ładowania i transferu danych. Dzięki USB-C możemy jednym kablem podłączyć telefon do monitora, klawiatury i ładowarki jednocześnie.
W przemyśle i medycynie
USB znalazło także zastosowanie w urządzeniach przemysłowych, skanerach kodów kreskowych, a nawet w aparaturze medycznej. Standaryzacja pozwoliła obniżyć koszty produkcji i uprościła obsługę sprzętu.
FireWire, Thunderbolt i inne
W historii próbowało konkurować z USB kilka innych standardów. FireWire (IEEE 1394) był popularny w kamerach i komputerach Apple, ale przegrał z prostotą USB. Thunderbolt, rozwijany przez Intela i Apple, oferuje jeszcze wyższe możliwości, lecz jest droższy i mniej popularny.
Mimo to USB wygrało dzięki uniwersalności, niskiemu kosztowi i kompatybilności wstecznej.
| Standard | Nazewnictwo (od 2019 r.) | Maksymalna prędkość transferu | Typ złącza | Standardowy prąd (5 V) |
| USB 1.1 | USB 1.1 | 12 Mb/s | USB-A/B | 500 mA (2,5 W) |
| USB 2.0 | USB 2.0 | 480 Mb/s | USB-A/B/Mini/Micro | 500 mA (2,5 W)<br/>do 1,5 A w trybie ładowania |
| USB 3.0 | USB 3.2 Gen 1 | 5 Gb/s | USB-A/B/C/Micro-B | 900 mA (4,5 W) |
| USB 3.1 | USB 3.2 Gen 2 | 10 Gb/s | USB-A/C | 900 mA (4,5 W) |
| USB 3.2 | USB 3.2 Gen 2×2 | 20 Gb/s | USB-C | 900 mA (4,5 W) |
| USB4 | USB4 | 40 Gb/s | USB-C | 5 A (z Power Delivery do 240 W) |
| USB4 2.0 | USB4 2.0 | 80 Gb/s | USB-C | 5 A (z Power Delivery do 240 W) |
Zapraszam Cię na Kurs Elektroniki i Lutowania – Elektronik Kompletny, część 2, w którym nie tylko poznasz niezbędną teorię, ale też zbudujesz własne układy, nauczysz się je lutować i testować. Cały kurs odbywa się na kanale YouTube!
