30 августа 2013 в 12:26

Чиним USB-шнур на коленке

• Электроника для начинающих

Предыстория

В связи с учебой за границей, пришлось пересесть полностью на ноутбук. С собой взял свою геймерскую мышку SS Kana. Само собой, проводная мышь не рассчитана на частые перемещения, со временем шнур стал заламываться у самого основания, все чаще контакт стал пропадать. В течение последних трех месяцев я старался поддерживать работоспособность мышки, даже перестал брать её на занятия, но наступил день П, и контакт пропал окончательно; никакие манипуляции уже не давали результата.
Мои Жадность за дорогую мышку и Лень идти покупать новую сплотились против меня и заставили чинить контакт. Сразу оговорюсь, что данную статью пишу пост-фактум, пошагово я ничего не записывал, но я покажу на примере, как это делается. Качество фотографий оставляет желать лучшего, но суть уловить можно.

Оборудование

Нож. Все. Изоленты или каких-нибудь инструментов у меня под рукой нет.
Обычный кухонный нож. Достаточно острый, чтобы без проблем резать изоляцию.
Первоначальный вариант включал в себя пайку казеным паяльником, полученным в универе, однако в силу некоторых обстоятельсв, которые я опишу далее, пришлось все переделывать заного.

Первоначальный вариант

Как я уже сказал, кабель переломился у самого основания. Чтобы хоть немного получить места, я обстрогал ножом штекер и зачистил все четыре провода. Оплетку кабеля скрутил и отвернул в сторону, после чего отправился в универ за паяльником. Мне дали старенький паяльник, катушку с миллиметровым припоем и баночку с флюсом. Опыт пайки у меня есть, поэтому получилось нормально. Единственный недостаток - так как все четыре провода очень короткие, расположены на одном уровне, а изоляции у меня не было, получилась своеобразная «розочка» из проводов, торчащих в разные стороны. Однако, пробный запуск оказался удачным - мышка ожила, и я, гордый собой, вернулся в общежитие.
Но там меня ждало разочарование. Не вдаваясь в подробности, у меня, скорее всего, коротнули черный и красный провода и ноут заблокировал USB-гнездо. Поэтому что бы я дальше не делал, мышка не реагировала.
Я, пытаясь разобраться, стал грешить на оплетку (что она коротит провода), даже отрезал её, он ничего не помогло. В итоге, я полностью отрезал вилку и решил сделать все по-новой. Стоило бы перезагрузить компьютер и попробовать снова, скорее всего, мышь бы заработала. Кто знает...

Соединение очень мелкое, нормальной камеры у меня нет. Просто все четыре провода торчат пучком из штекера и к каждому припаян соответствующий провод. Оплетка отрезана, т.к. я думал, что она коротит провода. Неважно.

Соединение кабелей

Уже под вечер я достал мышь из ящика стола и принялся за дело. Первым делом, я взял новую вилку от ненужного mini-USB кабеля.

USB-шнуры мало чем отличаются друг от друга - четыре провода (черный и красный для питания, белый и зеленый для информации) и оплётка. Поэтому любой USB-кабель подойдет.

При починке я использовал метод, описанный . Вкратце - многожильные кабели соединяются «лесенкой». Таким образом, провода не касаются друг-друга и соединение получается тоньше.
На примере оставшегося куска провода я покажу, как это делается. Сперва, аккуратно отрезаем верхнюю изоляцию на длину около четырех-пяти сантиметров.


Расплетаем оплётку и отводим в сторону.


Затем оголяем 4 провода «лесенкой» - красный только самый кончик, чтобы скрутить; белый чуть подлиннее, с расчетом, чтобы не задевать красный; затем зеленый. Черный зачищаем дальше всех. Другой кабель оголяем точно так же, только зеркально - черный только кончик, затем зеленый, белый и красный у самого основания. Таким образом, мы исключаем замыкание проводов между собой.


Осталось только соединить два кабеля между собой. Каждый провод соединяем скруткой. Надеюсь, цвета Вы не перепутаете. После скрутки, лишние провода лучше обрезать, чтобы избежать ненужных контактов.


В своем варианте я еще покрыл все это дело куском верхней изоляции, чтобы избежать касания с оплеткой. В дальнейшем, я планирую либо достать где-нибудь изоленту, либо попросить бесцветный лак у девушек для изоляции.


После обработки изолентой, разумеется, это все примет божеский вид, а пока оплётка будет нависать таким странным образом. Соединение рабочее, никаких лишних контактов нет. Мышка работает как новая!

Однако

Сразу мышка работать отказалась. Уже было совсем отчаявшись, я заметил сообщение системы о нарушениях работы USB-входов. Как я уже говорил, первоначальный вариант закоротил контакты и ноут отрубил USB-входы. После перезагрузки, мышь снова заработала. Конечно, соединение недолговечное, без изоленты никак, однако мышь работает.

Спасибо за внимание. Надеюсь, эта статья Вам помогла.

P.S. это моя первая статья на Хабре. Спасибо за инвайт!

Разъемы типа Micro USB встроены во множество современных устройств, однако встречаются и гнезда другого типа - Mini USB, которые требуют отдельного специального кабеля. У многих возникает логичный вопрос: почему бы не заменить гнездо Mini USB на Micro USB.
Легко ли перепаять USB гнездо самостоятельно без паяльной станции, и какие трудности могут возникнуть у человека без опыта ремонта электроники при замене USB разъема.
Рассмотрим процесс замены Mini USB коннектора на Micro USB детально!
Прежде всего стоит знать, что у этих разъемов чаще всего не совпадают ни контактные площадки для припаивания к плате, ни шаг между выводами контактов!
Если эти трудности вас не пугают, и вы все равно решили заменить Mini USB разъем на Micro USB, обязательно позаботьтесь об изоляции всех контактов разъема!

Что касается инструментов, то для самостоятельной замены USB разъема понадобится:
1. Качественный легкоплавкий припой и бескислотный флюс.
2. Оловоотсос хотя бы простейший не обязателен, но желателен! Выпаивать детали с его помощью получится гораздо быстрее!
3. Оплетка для снятия припоя.
4. Средство для промывки плат или обычный спирт. Даже, если вы используете профессиональный безотмывочный флюс, протереть плату после пайки не помешает!
5. Термостойкий каптоновый скотч.
6. Держатель печатных плат хотя бы простейшего типа иметь очень желательно!
7. Паяльная станция или паяльник с термо-стабилизацией! Без них велика вероятность:
- перегрева детали! Перегретые дорожки печатной платы обычно просто отслаиваются!
- её недогрева! Если припой недостаточно пластичен и быстро твердеет, вы рискуете оторвать деталь вместе с контактными площадками печатной платы! Это особенно актуально при замене Micro USB, Mini USB и других аналогичных разъемов!

Процесс замены USB разъема состоит из нескольких этапов:
1. Прежде всего устройство полностью обесточивают, отключив от сети и автономного питания (аккумуляторы обязательно отсоединяют)!
2. Все легкоплавкие детали вблизи разъема обычно защищают от оплавления, заклеивая каптоновым скотчем.
3. На место демонтажа USB разъема наносится бескислотный флюс.
4. Тугоплавкий припой удаляют и наносят легкоплавкий.

Чем больше припоя удастся нанести, тем легче будет выпаять USB разъем паяльником.

5. Равномерно перемещая паяльник, стараются одновременно прогреть все контактные площадки разъема и его выводы.
6. Аккуратно снимают разъем с платы, предварительно убедившись, что припой достаточно нагрет. Лучше снимать разъем керамическим пинцетом, а не обычным металлическим!

7. Все контактные площадки очищают от припоя настолько, чтобы их поверхность стала ровной!
8. Если производится замена разъема Mini USB на Micro USB, и контактные площадки не совпадают, на плату наклеивается каптоновый скотч. Он нужен для предотвращения замыкания!

9. Очень важно точно выставить Micro USB гнездо на плате! Учитывайте, что выступающая металлическая часть Micro USB штекеров бывает разной длины!

Слишком "глубоко" размещенное в корпусе Micro USB гнездо не обеспечит надежного контакта с контактами штекера из-за того, что его пластик просто упрется в корпус! И наоборот слишком близко припаянный разъем может легко сломаться от бокового перекоса при вытаскивании кабеля!

Все выводы разъема нужно обязательно тщательно залудить и убедиться, что припой действительно проник в металл! Если этого не сделать, разъем может просто отвалиться или сместиться при вставке/вытаскивании коннектора!

Точно отпозиционировав USB разъем, припаивают его крепежные выводы.
10. Затем припаивают выводы питания и (если нужно) сигнальные выводы.
Если шаг между ними не совпадает, для соединения обычно используют проводки ("волоски" из тонкого провода). Однако следует учесть, что проводники питания ("+" и "-") должны иметь достаточное сечение!
11. Крепление Micro USB разъема к плате может быть усилено, припаиванием дополнительной скобы из залуженной проволоки (обязательно твердой).

Конечно припаивать её нужно аккуратно, чтобы не расплавить разъем и не залепить припоем его отверстия для фиксации Micro USB штекера!
12. После замены USB разъема тщательно промойте плату от флюса и убедитесь в отсутствии на ней "соплей" (частичек припоя), которые могут стать причиной короткого замыкания! Разумеется все паяные контакты перед сборкой устройства лучше "прозвонить" мультиметром!

Всем привет. Сегодня я подробно расскажу и покажу как меняю micro-USB разъёмы и иную мелочь,на коленках», т.е. в домашних условиях, не имея специального навыка и особых профессиональных дорогостоящих приблуд и веществ. Просто вооружившись вдохновением, всегда выручающим оптимизмом, смекалкой, усидчивостью, терпением и достаточным временем.

Вчера мне принесли на ремонт смартфон Lumia Denim 630 с неисправным гнездом питания, со словами: ,Зарядку показывает — а заряжать не хочет!» Смартфон выглядел монолитным, без винтов и защёлок, подумал было: ,Ну вот — запара! Сейчас придётся отогревать феном!», хотя повозившись оказалось что вскрывается легко, так как внутренности лежат в крышке- ,корытце» которое легко отделяется (на внутренних защёлках). Т.е. разработчиками Nokia всё продумано,по военному». За это им от меня смачный лайк!

Гнездо внешне оказалось в хорошем состоянии, трещин на пайке не обнаружилось, значит как часто бывает неисправность крылась в стёртых контактах внутри разъёма. Решил смело менять на новое. После ремонта разобрал старое гнездо и действительно контакты были в грязи, в,масляном войлоке» и выглядели заюзанными. Сфоткать забыл, а вообще какими бывают убитыми разъёмы, смотрите на приложенном к статье фото.

Верный признак того, что гнездо необходимо менять

Гнезда я покупал на Aли Экспресс ,кучкой» около 100 шт, 10-ти видов, что удобно.

Набор micro-usb гнезд

Подобрал подходящее, но не идентичное, которое пришлось доработать-подпилить.

Гнездо предстоит подогнать

Как оказалось впоследствии при почти внешней схожести гезда, на нём не подходили золочёные контакты по высоте, т.е,парили» над платой! Берите на заметку!

Гнездо подогнал, но не заметил несоответствие оригиналу

Пришлось по новой подбирать гнездо, снова подпиливать, подгонять, так как нужного не было.

Гнездо предстоит подогнать

При подгонке выявился лёгкий перекос гнезда, т.е. раскрытие скрепляющих замков гнезда, которые пришлось поставить на место, пропаять и слегка подогнать к крышке смарта острым ножом.

Гнездо подогнано

А всё потому что заказанные оптом гнёзда дешёвенькие, а значит попроще, из не очень прочного металла, в сравнении с родным гнёздами. Родные гнёзда как правило стоят очень дорого, сделаны добротно, надёжно, но таких на любой случай не напасёшься. Заказывать же родные в Китае и нудно ждать — проблематично. Определился разбирая старое гнездо, взвешивая все за и против, и сравнивая ценники в Али.

Для выпайки я использую специальный термофен , хотя вы можете вполне обойтись и строительным феном, проявляя при этом бдительность и внимательность, чтобы не,поджарить» УсЁ кругоОом.

Паяльный фен

Обязательно закройте все пластмассовые детали, конденсаторы, кондитерсокой фольгой или от шоколада, иначе они могут поплавиться! Тогда кирдык вашему смарту может прийти до обидного внезапно и безисходно! 🙂 Т.е. сначала круговыми движениями прогреваете всю плату, дабы её не повело,пропеллером» от разности температур, а потом уже круговыми движениями греете само гнездо (около 300 градусов, проверяете температурным датчиком мультиметра или обойдясь интуицией и пальцами). Перед прогревом желательно просто пропаять гнездо обычным припоем с флюсом или канифолью (смешать своё олово с заводским, этим облегчив выпайку), так как заводской припой на плате часто бывает безсвинцовым, что вызывает проблемы с выпаиванием гнезда.

Кстати для удобства работы я вполне обхожусь обычным кондитерским силиконовым ковриком, так как профессиональные дороги.

Мой коврик для пайки

Он держит высокие температуры и на нём ничего не скользит, т.е. вещь практичная и уместная. Так же использую специальный держатель плат с,крокодильчиками», с помощью которого удобно фиксирую плату.

Держатель плат

Коврик и держатель приобретал на Али. Вообще вы можете обойтись и без них, включая соображалку. 🙂

После выпайки использую оплётку смоченную флюсом или канифолью, прислоняя её с помощью паяльника и водя ими по дорожкам и отверстиям с оловом, так же заранее смазанных флюсом.

оплетка для удаления припоя

В результате оплётка вбирает в себя весь мешающий припой, оставляя всё вокруг чистым (круто придумано!). Единственное имейте ввиду, не сдерите дорожки и контактные пятаки оплёткой! Такое тоже имеет место быть! Будьте внимательны и не торопитесь!

Забыл сказать что выпаять гнездо паяльником проблематично и рискованно. Конечно при хорошем опыте можно выпаять и изощрённо — с помощью одной бООльшой капли припоя, накрыв ею всё гнездо и смотря на то чтобы не,ушатать» и не прилепить соседние детальки к вашей мега-капле и т.д. Но всё же это мастерски делают люди с набитой рукой и опытом. Ещё как вариант, в мастерских ранее (когда не было фенов, при СССР) изготавливали (покупали) специальные насадки-жала под необходимые разъёмы и гнёзда, которые позволяли подвести тепло ко всем требуемым участкам за раз и легко выпаять. Это был экскурс, но для вас всё же проще термофеном.

Специальные жала

В идеале для пайки мелких деталей в мастерских с успехом используют специальный микроскоп. Я же использую очки-лупа, так как хороший микроскоп мне пока не по карману, а дешёвый брать — только деньги на ветер.

Очки-лупа с подсветкой

Так же для разборки и сборки использую набор часовых отвёрток, их же с удовольствием использую и как удобные мелкие чистилки (от канифоли на плате), ковырялки, толкалки, поддевалки ножек элементов и т.д. Приобрёл в ближайшем строительном магазине, за символическую сумму.

Набор дешёвых часовых отверток

Здорово помогают разновидности пинцетов, приобретённых мной в Али и в,Фикс-прайсе». В важем же случае может пригодится женский косметический пинцет. 🙂

Жало вашего семейного сорокаватного паяльника нужно будет заточить под острым углом и со слегка закруглённым концом, чтобы аккуратно и эффективно подлезать к ножкам гнезда и безболезненно для соседних радиоэлементов.

Заточка жала паяльника

Или просто намотать медную проволоку на жало и использовать её в качестве тонкого жала, в простонародье: ,Минипаяльник на скорую руку»!

Мини паяльник

Желательно купить дешёвый регулятор мощности для светильников, которым вы будете регулировать температуру жала, чтобы канифоль на жале быстро не превращалась в нагар, чтобы не перегреть токопроводящие дорожки и чтобы они не отлетели.

Регулятор мощности светильника

Можно конечно и без регулятора мощности, но тогда придётся паять кратковременными прикосновениями, чтобы не перегреть дорожки и занудно часто чистя жало от чёрных канифольных окислов. И опять же — и это искусство возможного, на грани риска. Решайте сами.

Продолжаем. Перед впаиванием, смыл с платы использованый флюс зубной щёткой смоченной в спирте (можно и водкой, но она не совсем подходит из-за масел), шебурша ею в направлении за края платы, чтобы старый флюс не размазался по плате, улетел с платы и не привёл к корозии соседних медных дорожек. Вообще это по большому счёту касается почти всех флюсов, безотмывных и нейтральных, касается и канифоли, так все они в той или иной степени агрессивны и в той или иной степени испарения оных вредны для здоровья (проветривайте комнату!). Поэтому желательно смывать спиртом, отмывками и т.д., а канифоль соскабливать и промывать спиртом (под канифолью тоже бывает разъедает дорожки!). Далее посмотрел чистые ли и пропаяны ли контактные площадки (много припоя не должно быть, т.е. без горок, просто пропайка, чтобы гнездо ровно легло и припаялось) смазал места паек флюсом (флюс см. на фото), положил его,прицелившись» аккурат на посадочные места, чтобы гнездо потом совпало с задней крышкой и припаял, периодически пополняя жало припоем. Ну или если у вас припой в виде тоненькой проволочки, подносите его к месту пайки с жалом. Если у вас только канифоль то просто набираете жалом припой, потом мокаете его в канифоль и быстренько пока канифоль на жале не превратился в мерзкую чёрную массу из-за перегрева, припаиваете необходимые контактные пятаки к гнезду.

После обязательно проверьте как вы припаяли, всё ли красиво выглядит, не выпирает ли чего, нет ли т.н. ,соплей» между контактными площадками, так как это может вызвать короткое замыкание и чревато более серъёзной поломкой аппарата. Используйте немного оплётку, если жалом соплю убрать не удаётся, она отберёт лишний припой, а под ножкой гнезда олово отсавит. Если всё же чуток останется, тогда смажьте место канифолью и лёгкими движениями посрывайте жалом остатки олова между контактами. Но не переусердствуйте, припой должен быть в виде достаточной капельки, покрывающей контакт, для крепости контакта. Не жалейте флюса (канифоля) чтобы пайка была электропроводящей (а не т.н. ,холодная» или,сухая» пайка, не проводящая ток).

Теперь частично, без винтов, собираем смартфон, подключаем шлейфы, включаем, проверяем на работоспособность, если всё хорошо, зарядка идёт, батарея показывает что накапливает заряд, тогда окончательно собираем привинчивая и закрывая заднюю декоративную крышку.

Для ясности процесса замены гнезда, нарезал вам gif-ки из видео работы профессионала. Смотрите и внимайте.

Разъём USB является универсальной последовательной шиной. Сегодня этот разъём в различных форм-фактора присутствует практически на любом электронном гаджете или устройстве. Однако в виду длительной эксплуатации может возникнуть негативная ситуация – разъём либо отламывается, либо отпаивается (при учёте присутствия высоких температур).

Подробнее о том, как осуществить замену разъёма читайте в нижеприведённой статье. Следует помнить, что вся приводимая методика если будет применяться Вами, то только на свой страх и риск! Как правило, когда непрофессионал старается самостоятельно починить сложную электронику, всё заканчивается крайне плачевно.

Многие профессионалы в случае возникновения вышеописанной ситуации советуют приобрести новый разъём. По цене он стоит сущие копейки. Продаётся в любом компьютерном салоне.

Чтобы не перепутать разъём ни с чем, лучше отправиться за покупкой со старым разъёмом (который отвалился). Приобрести нужно точно такой же. Далее представлен комплект инструментов, который обязательно потребуется для выполнения замены разъема:

• флюс для пайки;
• паяльник с тонким жалом;
• канифоль;
• припой.

У стандартно UBS-разъёма имеется несколько выводов. Крайне важно, чтобы эти выводы попали в переходные отверстия, которые предназначены именно для них. Но перед тем, как помещать разъём на плату, рекомендуется зачистить контакты.

Выполняется это при помощи обыкновенного резинового ластика, который используется для удаления простого карандаша с бумаги. Это исключит возможность плохого контакта после пайки.

Следует сразу отметить, что запаивать выводы рекомендуется таким образом, чтобы не торчало лишнего припоя. Ведь он проводит электричество, а значит, может замкнуть на массу в случае некорректной установки платы в ноутбук (или любое другое устройство).

Чтобы непрофессионалу выполнить пайку корректным образом, рекомендуется использовать флюс или канифоль. Это даст возможность припою не прилипать к жалу паяльника.

В результате пайка будет выполнена аккуратной и прочной.

Крайне важно не перегревать саму плату во время пайки. Ведь в ней находятся дорожки. При перегреве они могут подняться, что нарушит всю работу устройства.

В видео будет продемонстрировано, как можно самостоятельно заменить разъём USB на ноутбуке:

В данной статье приведена общая информация о стандарте USB, а также распиновка USB разъема по цветам всех видов (USB, mini-USB, micro-USB, USB-3.0).

Разъем USB (Universal Serial Bus) – это последовательная шина универсального назначения, современный способ подсоединения внешних устройств к персональному компьютеру. Заменяет ранее используемые способы подключения (последовательный и параллельный порт, PS/2, Gameport и т.д.) для обычных видов периферийных устройств — принтеры, мыши, клавиатуры, джойстики, камеры, модемы и т.д. Также данный разъем позволяет организовывать обмен данными между компьютером и видеокамерой, карт-ридером, MP3 — плеером, внешним жестким диском.

Преимуществом USB разъема перед иными разъемами заключается в возможности подключения Plug&Play устройств без необходимости перезагрузки компьютера или ручной установке драйверов. Устройства Plug&Play могут быть подключены во время работы компьютера и в течение нескольких секунд приступить к работе.

При подключении нового устройства сначала хаб (кабельный концентратор) получает высокий уровень по линии передачи данных, которое сообщает, что появилось новое оборудование. Затем следуют следующие шаги:

1. Хаб сообщает Хост-компьютеру о том, что было подключено новое устройство.
2. Хост-компьютер запрашивает хаб, на какой порт было подключено устройство.
3. После получения ответа компьютер выдает команду об активации данного порта и выполняет обнуление (сброс) шины.
4. Концентратор формирует сигнал сброса (RESET) длительностью 10 мсек. Выходной ток питания устройства составляет 100 мА. Устройство теперь готово к работе и имеет адрес по умолчанию.

Создание USB — результат сотрудничества таких компаний как Compaq, NEC, Hewlett-Packard, Philips, Intel, Lucent и Microsoft. USB стандарт был призван заменить широко используемый последовательный порт RS-232. USB в целом облегчает работу пользователю и имеет большую пропускную способность, чем последовательный порт RS-232. Первая спецификация USB была разработана в 1995 году, как недорогой универсальный интерфейс для подсоединения внешних устройств, которые не требовали большую пропускную способность данных.

Три версии USB

USB 1.1

Версия USB 1.1 предназначен был для обслуживания медленных периферийных устройств (Low-Speed) со скоростью передачи данных 1,5 Мбит/с и быстрых устройств (Full-Speed) со скоростью передачи данных 12 Мбит/с. USB 1.1, однако, был не в состоянии конкурировать с высокоскоростным интерфейсом, например. FireWire (IEEE 1394) от компании Apple со скоростью передачи данных до 400 Мбит/с.

USB 2.0

В 1999 году стали задумываться о втором поколении USB, который был бы применим и для более сложных устройств (например, цифровых видеокамер). Эта новая версия, обозначаемая как USB 2.0 была выпущена 2000 году и обеспечивала максимальную скорость до 480 Мбит/с в режиме Hi-Speed и сохранила обратную совместимость с USB 1.1 (тип передачи данных: Full-Speed , Low-Speed).

USB 3.0

Третья версия (обозначаемая также как Super-speed USB) была спроектирована в ноябре 2008 года, но, вероятно, из-за финансового кризиса ее массовое распространение было отложено вплоть до 2010. USB 3.0 имеет более чем в 10 раз большую скорость по сравнению с USB 2.0 (до 5 Гбит/с). Новая разработка имеет 9 проводов вместо первоначальных 4 (шина данных уже состоит из 4 проводов), тем не менее, этот стандарт по-прежнему поддерживает и USB 2.0 и обеспечивает пониженное энергопотребление. Благодаря этому можно использовать любую комбинацию устройств и портов USB 2.0 и USB 3.0.

USB разъем имеет 4 контакта. К контактам DATA+ и DATA- подключается витая пара (скрученные между собой два провода), а к выводам VCC (+5 В) и GND подключаются обычные провода. Затем весь кабель (все 4 провода) экранируется алюминиевой фольгой.

Ниже представлена распиновка (распайка) всех видов USB разъемов.

Виды и распиновка USB разъемов

Распайка USB кабеля по цветам:

1. +5 вольт
2. -Data
3. +Data
4. Общий

Схема распиновки разъема USB — тип А:

Схема распиновки разъема USB — тип В:

Распайка кабеля по цветам разъемов: mini (мини) и micro (микро) USB:

1. +5 вольт
2. -Data
3. +Data
4. Не используется / Общий
5. Общий

Распиновка разъема mini-USB — тип А: