Combattre vos exigences en matière d'alimentation et de transmission de données

En tant qu'industrie, nous avons abordé différemment l'augmentation de la consommation d'énergie et les exigences en matière de transmission de données selon l'application de nos appareils et dispositifs. Ne serait-il pas formidable d'avoir une solution simplifiée que tout le monde pourrait utiliser ?

Vos conceptions nécessitent-elles invariablement plus de composants alors que vous luttez pour maintenir une conception soignée ? Alors que nous cherchons à étendre les capacités de nos appareils, il devient plus difficile avec nos composants de maintenir nos conceptions de cartes à des dimensions gérables. L'évolution des appareils grand public vers des facteurs de forme plus petits a augmenté la pression sur les concepteurs pour qu'ils maximisent l'espace des cartes au lieu de se concentrer sur les fonctionnalités. En tant qu'industrie, nous avons abordé différemment les exigences accrues en matière de consommation d'énergie et de transmission de données en fonction de l'application de nos appareils et périphériques. Ne serait-il pas formidable d'avoir une solution simplifiée que tout le monde pourrait utiliser ? 

Évolution

Bien que les câbles USB de type A, de type B et d'autres câbles propriétaires répondent à nos besoins de transmission de données depuis plus d'un quart de siècle, ils ne tiennent pas compte de tous nos besoins en interfaces. Nous utilisons une large gamme de câbles pour répondre à toutes nos exigences en matière d'alimentation, de sorties d'affichage et de transmission de données. Ces méthodes sont répandues dans tous les produits de consommation, mais la transition vers une nouvelle norme universelle prendra du temps.

Il existe de nombreuses solutions de rechange sans fil, mais elles ne sont pas encore pratiques dans l'état actuel du secteur. La transmission, l'affichage et l'alimentation des données sans fil sont intermittents et nécessitent une communication constante entre les appareils. Ce serait formidable si nous pouvions faire tout cela sans fil, mais il faudra des années pour perfectionner ces méthodes sans fil et les développer davantage. Nous avons besoin d'une méthode qui fournit des vitesses de transfert de données rapides, des sorties d'affichage et une alimentation tout en étant assez facile à utiliser pour pouvoir être exploitée par toute entreprise pour son développement.

USB Versions

USB Version

Vitesse Maximale de Transmission de Dònnes

Sortie de Tension/Courant Maximale

USB 1.1

12Mbps

2.5V, 500mA

USB 2.0

480Mbps

2.5V, 1.8A

USB 3.0

5Gbps

5V, 1.8A

USB 3.1

10Gbps

20V, 5A

La norme USB a progressé au fil des ans grâce à la mise en œuvre de différentes versions, offrant à chaque version des vitesses de transmission de données plus rapides. Les USB de type A et de type B ont utilisé ces versions pour se mettre à niveau afin de mieux répondre aux besoins technologiques. Cependant, la version USB 3.1 ne peut pas atteindre son potentiel maximum avec les connexions USB de type A et de type B. 

Connectivité simplifiée : USB de type C

Le connecteur USB de type C permet la mise en œuvre complète des spécifications USB version 3.1 et USB Power Delivery (USB PD) tout en offrant les avantages de l'alimentation, de la transmission de données et des sorties d'affichage. Ce connecteur éliminera le besoin de connecteurs USB propriétaires et remplacera éventuellement les connecteurs USB de type A et de type B. Les adaptateurs et convertisseurs peuvent être utilisés pour obtenir une rétrocompatibilité avec les ports plus anciens, tels que les ports USB de type A traditionnels. Les futurs câbles de type C seront munis de connecteurs de type C aux deux extrémités, offrant ainsi une conception omnidirectionnelle.

Les connecteurs de type C fournissent une solution suffisamment performante pour les gros appareils, tels que les ordinateurs portables, mais aussi assez petite (environ 8,4 mm sur 2,6 mm) pour être utilisée dans les appareils portables. Les câbles pourront fournir 15 watts en fonctionnement normal et 5 ampères à 20 volts pour alimenter les appareils lorsqu'ils sont utilisés conformément aux spécifications actuelles de l'USB PD. De plus, les câbles fourniront une vitesse de transmission de données maximale de 10 Gbps avec la version USB 3.1.

 

USB Type-C Connector

Connecteur USB de type C

Les connecteurs USB de type C sont structurés pour s'adapter aux mises à jour futures des versions USB et des spécifications USB PD, assurant ainsi une conception à l'épreuve du temps. De plus, le connecteur de type C a été développé pour se connecter à des appareils hôtes ou périphériques, ce qui élimine le besoin d'une interface de type A. La disposition des broches à l'intérieur de chaque connecteur rend également le connecteur réversible afin que vous n'ayez jamais à vous soucier de brancher vos câbles dans le "bon sens".

L'utilisation d'une clé USB de type C permet aux périphériques de transmettre des données et de recevoir simultanément une alimentation électrique à partir d'un seul port, ce qui permet d'utiliser des disques durs externes, des écrans et tout périphérique pouvant fonctionner conformément aux spécifications en matière d'alimentation secteur. La clé USB de type C fournit également une alimentation bidirectionnelle permettant à l'hôte de charger un périphérique ou vice versa, si le besoin s'en fait sentir. 

Distribution d’alimentation dangereuse

Bien que les connecteurs USB de type C puissent tirer parti des spécifications USB PD pour fournir une excellente alimentation, il y a aussi des problèmes avec ce connecteur. L'ancienne devise, « un grand pouvoir implique de grandes responsabilités » s'applique ici sans aucun doute. De nombreux câbles sont produits pour tirer profit du nouveau marché des connecteurs USB de type C et certains de ces câbles ne répondent pas à toutes les exigences en matière de distribution d'alimentation.

Il est important de concevoir nos produits pour un usage général plutôt que pour un usage spécifique. Certains périphériques utilisant des ports USB de type C sont livrés avec des câbles qui fonctionnent correctement pour leur périphérique, mais qui pourraient endommager un autre périphérique. Il peut être difficile lors de la conception de tenir compte non seulement des besoins de votre produit, mais aussi de tous les autres systèmes avec lesquels votre appareil peut interagir. La conception de vos produits en matière de durabilité et d'interconnectivité est une responsabilité qui ne doit pas être prise à la légère et une étude attentive de la spécification USB doit précéder le développement de vos conceptions.

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About the Author

David Haboud

David Haboud is a Product Marketing Engineer at Altium. He studied electrical engineering with an emphasis in computer architecture and hardware/software design at the University of Southern California. David began his career as an embedded software engineer in the aerospace industry and has always strived to make it easier for hardware and software engineers to communicate. During his tenure as an embedded software engineer, he focused on firmware development and data acquisition for auxiliary power units. In his spare time, David hosts and performs in improvisational and stand-up comedy nights in San Diego, California.

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