Износостойкость электрических контактов USB разъемов

Вопросы износостойкости электрических контактов всегда занимали умы разработчиков электронной аппаратуры различного назначения. Износостойкость электрических контактов напрямую связана с надёжностью электрических соединений и непосредственно влияет на надёжность и правильность функционирования электронной аппаратуры, компьютеров, гаджетов и приборов.

USB-разъёмы в компьютерах и мобильных устройствах

Помимо приборных соединителей в компьютерах и ноутбуках используются так называемые USB-соединители. Подробнее о USB см. Разъёмы, кабели и распайка USB 1.1 и USB 2.0

Эти соединители используются для подключения самых различных периферийных устройств, например, таких как компьютерный мыши, графические планшеты, принтеры, сканеры, флэш-карты и внешние жёсткие диски с подключением по USB.

Стандартные USB-A и USB-B разъёмы рассчитаны минимум на 1 500 циклов подключения-отключения. Об износостойкости этих и других USB-соединителей см. Износостойкость контактов USB разъёмов

Такого ресурса USB-соединителей USB-A и USB-B хватает на 4 года ежедневного использования.

Износостойкость контактов USB разъёмов

В середине 1990-х годов был разработан и принят индустриальный стандарт, касающийся USB (сокращение от Universal Serial Bus) определяющий кабели, соединители и протоколы обмена при использовании данной шины для целей связи, коммуникации, энергопитания между компьютерами и периферийными электронными устройствами.

Стандартные USB-A и USB-B соединители используются для подключения таких устройств как компьютерные мыши, графические планшеты, принтеры, сканеры и МФУ.

Посредством стандартных USB разъёмов подключаются различные хранилища данных, наиболее распространёнными являются USB флэш-накопители и жёсткие диски с USB-интерфейсом.

Кроме того, такие соединители используются для подключения различных дивайсов, например, фотокамер и видеокамер для выгрузки изображений, музыкальных плееров для загрузки музыки, электронных книг (digital book) для загрузки файлов.

Стандартные USB-A и USB-B разъёмы (standard USB-A и USB-B) рассчитаны минимум на 1 500 циклов подключения-отключения

Насколько велика износостойкость стандартных USB-A и USB-B соединителей?

Если принять, что в году 365 дней и пользователь производит один цикл подключения-отключения в день, то заявленного ресурса в 1 500 циклов будет достаточно для эксплуатации в течение 1 500/365=4.1 года.

При оценке ресурса стандартных USB-A и USB-B соединителей следует учитывать несколько моментов:

Во-первых, в стационарных компьютерах стандартные USB-разъёмы монтируются в корпусе устройства (на передней или задней панели, либо сбоку) и соединяются с материнской платой при помощи плоского кабеля или шлейфа. Эта конструкция, теоретически, обладает весьма высокой ремонтопригодностью, ведь при износе разъёма его несложно заменить.

Во-вторых, системные блоки стационарных компьютеров устанавливаются в определённых местах офисной или иной мебели, на полках или на полу. Для своего удобства пользователи включают длинный USB-кабель в соответствующий разъём системного блока. При этом другой конец кабеля с разъёмом для дивайсов располагается на рабочем месте. Таким образом основному износу подвергается кабельный USB-разъём для подключения дивайсов, а не USB-разъём компьютера.

Эти соединители вызваны к жизни миниатюризацией электронных устройств, при компоновке которых конструкторы не располагают достаточным местом для размещения стандартных USB-B соединителей.

Мини USB соединители нередко используются в фотокамерах, карт-ридерах и жёстких дисках с USB-интерфейсом.

Мини USB соединители (mini USB разъёмы) рассчитаны не менее, чем на 5 000 циклов подключения-отключения

Насколько велика износостойкость мини USB-соединителей?

Если принять, что в году 365 дней и пользователь производит один цикл подключения-отключения в день, то заявленного ресурса в 5 000 циклов будет достаточно для эксплуатации в течение 5 000/365=13.6 года. А при двух циклах в день – более шести лет.

При оценке ресурса мини USB-соединителей следует учитывать несколько моментов:

Во-первых, мини USB-соединители встраиваются в компактную аппаратуру и дивайсы с плотной компоновкой. Такие устройства имеют ограниченную ремонтопригодность, поэтому запас надёжности разъёмов повышает надёжность подобных устройств в целом.

Во-вторых, устройства, оборудованные мини USB-разъёмами используются достаточно интенсивно и регулярно подключаются к компьютеру для переноса информации.

Дальнейшая миниатюризация различных электронных устройств привела к появлению микро USB соединителей.

Микро USB соединители нашли применение в телефонах, смартфонах, планшетных компьютерах и других мобильных устройствах.

Micro USB рассчитаны, как минимум, на 10 000 циклов подключения-отключения

Насколько велика износостойкость микро USB-соединителей?

Если принять, что в году 365 дней и пользователь производит один цикл подключения-отключения в день, то заявленного ресурса в 10 000 циклов будет достаточно для эксплуатации в течение 10 000/365=27.3 года. А при четырёх циклах в день – более шести лет.

При оценке ресурса микро USB-соединителей следует учитывать следующее:

Во-первых, мобильные устройства стали многофункциональными. Планшетные компьютеры и сматрфоны получили встроенные камеры. Эти устройства «умеют» фотографировать, снимать видео, проигрывать музыку и фильмы и многое другое. Кроме того, некоторые гаджеты применяются для хранения и переноса информации в режиме USB-диска или флэшки. В связи с этим интенсивность обмена данными с внешними устройствами существенно выросла и, естественно, выросли требования к износостойкости USB-разъёмов.

Во-вторых, уменьшилось число разъёмов на корпусах электронных дивайсов. На разъём микро USB легла дополнительная нагрузка, ведь он служит как для обмена данными, так и для питания устройства и зарядки его аккумуляторов. Многие устройства, независимо от того, подключали их к компьютеру или нет, требуют ежесуточной подзарядки аккумуляторов.

Разъемы USB-C вызваны к жизни желанием создать унифицированный вариант разъёма, который с успехом заменит мини- и микро-USB в миниатюрных устройствах. Ведь современные дивайсы всё больше и больше напоминают небольшие плоские пластинки, а их толщина стремительно уменьшается. Традиционно все разъёмы таких устройств располагаются на тонких и узких боковых сторонах, поэтому габаритные размеры ответной части разъёма имеют важное значение для разработчиков дивайсов.

Несомненно положительным потребительским качеством USB-C соединителя является отсутствие необходимости как-то ориентировать разъём.

Разъемы USB-C рассчитаны не менее, чем на 10 000 циклов подключения-отключения

Насколько велика износостойкость USB-C соединителей?

Если принять, что в году 365 дней и пользователь производит один цикл подключения-отключения в день, то заявленного ресурса в 10 000 циклов будет достаточно для эксплуатации в течение 10 000/365=27.3 года. А при четырёх циклах подключения-отключения в день – более шести лет.

При оценке ресурса USB-C соединителей следует учитывать следующее:

Во-первых, мобильные устройства стали многофункциональными. Планшетные компьютеры и сматрфоны получили встроенные камеры. Эти устройства «умеют» фотографировать, снимать видео, проигрывать музыку и фильмы и многое другое. Кроме того, некоторые гаджеты применяются для хранения и переноса информации в режиме USB-диска или флэшки. В связи с этим интенсивность обмена данными с внешними устройствами существенно выросла и, естественно, выросли требования к износостойкости USB-разъёмов.

Во-вторых, уменьшилось общее число разъёмов на корпусах ноутбуков, смартфонов и других электронных дивайсов. На разъём USB-C возлагается дополнительная нагрузка, ведь он служит как для обмена данными, так и для питания устройства и зарядки его аккумуляторов. Многие мобильные устройства, независимо от того, подключали их к другим устройствам или нет, требуют ежесуточной подзарядки аккумуляторов.