Почему разъемы USB подходят только в одном направлении?

БОЛЬШИНСТВО разъемов в мире допускают только одну механическую ориентацию.

Те, которые не зависят от ориентации, обычно являются «концентрическими», такими как знакомые штекеры 2,5 / 3,5 / 6 мм на наушниках и тому подобное. Там, где они имеют более 2 проводников, контакты проводников на внутреннем конце розетки надеваются на проводники на конце, когда вилки вставляются. Необходимо позаботиться о том, чтобы эти ложные краткосрочные соединения не вызывали никаких проблем.

Разъемы питания переменного тока в некоторых системах могут быть нечувствительны к полярности, но это может привести к проблемам с безопасностью, поскольку между двумя контактами есть некоторая разница в свойствах, кроме их способности обеспечивать питание. например, во многих системах сетевое питание связано с землей с одним проводником, по существу, с потенциалом земли. Перестановка двух контактов по-прежнему приведет к функционирующему подключению питания, но может привести к обходу систем защиты и безопасности.

НО подавляющее большинство систем вилок и розеток чувствительны к ориентации.
Обратите внимание на разъемы для клавиатур и мышей (DB9, PS/2, теперь USB), любые 3-контактные разъемы питания, разъемы питания прицепа, телефонные и сетевые разъемы (RJ10, RJ11, RJ45, ...), разъемы XLR/Cannon и аналогичные аудиоустройства. разъемы, видеоразъемы для мониторов ("IBM"/Apple/Другое), разъемы SCART AV, DMI,...
Люди к этому привыкли.
Почему с USB должно быть иначе?

НО, полноразмерный USB имеет два разъема питания и два сигнальных разъема. Сигнальные соединения можно было достаточно легко поменять местами.
Но замена двух силовых соединений требует правильной разводки сигналов +ve и -ve.
Это можно сделать с помощью диодного моста и двух диодов, но падение напряжения примерно на 1,2 В представляет собой потерю примерно 25% напряжения и немедленную потерю мощности на 25%. Эту проблему можно решить с помощью механического автоматического переключения - в основном реле, или электронных переключателей с низким падением напряжения (MOSFET или других), но стоимость и сложность не оправданы ввиду простоты «просто правильно подключить».

В системах Mini и Micro USB с потенциально большим количеством проводников это можно было бы решить за счет избыточного расположения контактов, но это тратит впустую потенциальные ресурсы (размер или контакты) и по-прежнему приводит только к двум возможным выравниваниям, вращающимся на 180 градусов друг от друга. Вы все еще не могли вставить его, выровняв длинную сторону по вертикали или под углом.

Супер решение:

В качестве окончательного соединителя рассмотрим эти двухпроводные полностью функционально симметричные гемафродитные соединители.

• Мало того, что они могут быть ориентированы в двух ориентациях по вращению, но нет разъема «папа» или «мама» - и «вилка», и «розетка» идентичны.

Эту схему можно распространить на большее количество проводников, используя коаксиальное расположение. Это разъем General Radio GR874. Если вы когда-нибудь встретите что-то, использующее их, вы можете быть уверены, что находитесь в присутствии величия :-).

Много много такого же

Три причины:

1. Обратная совместимость
   Стандарт USB был принят в 1994 году, а версия 1.0 стала официальной в 1996 году . DB-25 (от «D-subminiature», не серьезно) был стандартным портом принтера. Все, начиная с этой даты, по-прежнему обратно совместимо с исходной спецификацией. Сделать разъем всенаправленным было бы несовместимостью, что неприемлемо для организации по стандартизации, регулирующей USB.
2. Стоимость
   Как упоминалось mikeselectricstuff , это добавит дополнительные расходы и/или размер. Размер является целью дизайна USB (о чем свидетельствует тенденция от USB-B к USB-мини и USB-микро), а стоимость всегда является целью дизайна.

3. Размещение логотипа
   Нет, правда. Спецификация USB требует, чтобы все совместимые кабели располагали трезубец USB:
   на верхней стороне разъема. Вот полуофициальная справка :

   Стандартный трезубец USB должен находиться на верхней части обоих разъемов, как описано в главе 6 спецификации USB 2.0.

   Вам придется купить спецификацию USB, если вы хотите получить ее прямо из первых уст. (Между прочим, я считаю, что это очень уместная идиома для применения к организациям по стандартизации, которые не выпускают свои стандарты бесплатно!) Если бы соединитель был обратимым, брендинг мог бы быть не виден или брендинг должен был бы быть с обеих сторон, что сделало бы производителей кабелей недовольными.

Между прочим, последний пункт, хотя может показаться довольно придирчивым со стороны организации по стандартизации USB, требует его, но он полезен . Как описано в этой статье Lifehacker , вы можете определить, каким способом подключить USB-кабель, отыскав трезубец и сориентировав его «вверх». Если, конечно, не темно и вы не можете видеть трезубец... в этом случае я рекомендую вам включить свет и переместиться в такое положение, откуда вы сможете видеть, что делаете.

Есть также причина, о которой не упоминалось, и она связана с концепцией пока-йоке (спасибо моему другу, изучающему промышленную инженерию).

Принцип заключается в том, что хорошо спроектированные соединители не должны оставлять места для двусмысленности, особенно когда речь идет о потенциальных отказах или угрозах безопасности. Перефразируя закон Мерфи,

Если есть какой-то способ сделать это неправильно, он (кто-то) это сделает.

как и старая дискета, которая входит в отверстие только в одном направлении, а также SD-карты, хороший дизайн подразумевает также, что у конечного пользователя почти нет шансов неправильно подключить ее, а в идеале не должно быть никаких сомнений.

Это не причина того, что его нельзя соединить симметрично, но, поскольку он имеет ориентацию, он сделан таким образом, что вы не можете соединить его неправильно.

Я понимаю другие ответы здесь, а также согласен, что это значительное неудобство. Я нарисовал всенаправленный 4-контактный разъем, который использует только 2 контакта для достижения всех 4 возможных ориентаций.

Взглянем:

Потому что это добавило бы ненужных затрат. Подавляющее большинство разъемов являются направленными, и предоставление всенаправленного, вероятно, вызовет путаницу, поскольку люди будут думать, что его нужно подключать определенным образом.

С августа 2014 года USB имеет новый разъем «Тип C», который является полностью обратимым, в дополнение к более высоким ограничениям мощности, контактам для видеосигналов (больше нет необходимости в портах «MHL» на сотовых телефонах, которые в основном совместимы только с микро- USB) и SuperSpeed ​​(до 10 Гбит/с) скорости передачи USB.

http://www.usb.org/press/USB_Type-C_Specification_Announcement_Final.pdf

Устаревшие контакты USB имеют параллельные контакты в симметричных местах на обеих сторонах разъема, что позволяет использовать кабели-преобразователи для старых устройств, которые не могут выполнять определение ориентации. Новые контакты также размещаются в симметричных местах, но вместо того, чтобы замыкаться на их отражения, полярность определяется автоматически (вероятно, с помощью устаревших контактов, не зависящих от ориентации).

Эти коннекторы довольно быстро становятся популярными, так что коннекторы, подходящие только одним способом, скоро станут просто воспоминанием.

Клиентские USB-устройства полагаются на электропитание от хостов USB.

Цитата из Википедии:

Стандартные разъемы были намеренно предназначены для обеспечения направленной топологии сети USB: разъемы типа A на хост-устройствах, которые подают питание, и разъемы типа B на целевых устройствах, которые получают питание. Это предотвращает случайное подключение пользователями двух источников питания USB друг к другу, что может привести к опасным высоким токам, сбоям в цепи или даже возгоранию. USB не поддерживает циклические сети, а стандартные разъемы несовместимых USB-устройств сами по себе несовместимы. Википедия

Я тоже не понимаю, почему нет.

У меня есть флешка без металлического корпуса; это просто пластиковый прямоугольник, который вставляется в хост-слот. Он менее надежен, чем с, но, очевидно, дешевле в изготовлении. Он подходит к USB-разъемам хоста в обоих направлениях, но только с одним набором контактов и имеет требуемую ориентацию.

Поэтому, если бы я поместил набор контактов на другую сторону устройства и перешел к существующим, не имело бы значения, в какой ориентации я его подключил. Затем поместите трезубец на /обе/ стороны устройства. То же самое будет работать для кабелей, а не только для карт памяти.

Недостатки, которые я вижу, это: - Уменьшенная надежность кабеля и соединения - но кабели в любом случае сменные и одноразовые - Повышенная стоимость изготовления контактов + кроссовер - хотя это было бы несколько (возможно, полностью) компенсировано отсутствием металлического корпуса. Кроме того, я в любом случае готов заплатить еще 5 долларов за крутой двунаправленный кабель.

Это просто сработало бы, и многие жизни улучшились бы — очень незначительно, но очень часто!

редактировать: Ах. У Sandisk есть на это патент. http://www.google.com/patents/US7666035?printsec=drawing#v=onepage&q&f=false