¿Por qué los conectores USB solo se ajustan en una dirección?

¿Por qué los enchufes USB solo encajan de una manera en los puertos USB?

Perdone mi ignorancia, pero hay varios tipos de enchufes que son "omnidireccionales" y no tienen que estar orientados de cierta manera para encajar en el enchufe correspondiente (de acuerdo con la forma). En el caso de USB, cuando intentas enchufar uno a ciegas, puede ser un poco molesto si intentas hacerlo al revés.

Supongo que esto tiene que ver con los pinouts, pero ¿por qué el estándar USB no solo negocia el "pin 1" cuando algo está enchufado, o usa un diseño de pinout funcionalmente simétrico?

La mayoría de los conectores del mundo solo permiten una orientación mecánica.

Los que no son específicos de la orientación suelen ser "concéntricos", como los conocidos enchufes de 2.5 / 3.5 / 6 mm en los auriculares y similares. Cuando estos tienen más de 2 conductores, los contactos para los conductores en el extremo interior del zócalo se montan sobre los conductores para el extremo de la punta a medida que se insertan los enchufes. Se debe tener cuidado para garantizar que estas conexiones espurias a corto plazo no causen problemas.

Los conectores de alimentación de CA en algunos sistemas pueden ser insensibles a la polaridad, pero esto puede dar lugar a problemas de seguridad donde hay alguna diferencia en el atributo entre los dos contactos además de su capacidad para proporcionar energía. Por ejemplo, en muchos sistemas, la potencia de la red eléctrica está referenciada a tierra con un conductor esencialmente a potencial de tierra. Revertir los dos contactos aún conduciría a una conexión de energía en funcionamiento, pero puede pasar por alto los sistemas de protección y seguridad.

PERO la gran mayoría de los sistemas de enchufes y enchufes son sensibles a la orientación.
Considere los enchufes para teclados y ratones (DB9, PS / 2, ahora USB), cualquier enchufe de 3 pines, conectores de alimentación del remolque, conectores de teléfono y red (RJ10, RJ11, RJ45, ...), XLR / Cannon y audio similar conectores, conectores de video para monitores ("IBM" / Apple / Other), conectores SCART AV, DMI, ... La
gente está bien acostumbrada a esto.
¿Por qué el USB debería ser diferente?

PERO, el USB de tamaño completo tiene dos conectores de alimentación y dos conectores de señal. Las conexiones de señal Rhe fácilmente podrían intercambiarse.
Pero intercambiar las dos conexiones de alimentación implica enrutar las señales + ve y -ve correctamente.
Esto podría hacerse con un puente de diodos y dos diodos, pero la caída de voltaje de aproximadamente 1.2 voltios representa una pérdida de aproximadamente el 25% del voltaje y una pérdida inmediata de energía del 25%. Esto podría abordarse con la conmutación automática mecánica, esencialmente relés, o con interruptores electrónicos de baja caída de voltaje (MOSFET u otros), pero el costo y la complejidad no se justifican en vista de la facilidad de "simplemente enchufarlo correctamente".

En los sistemas Im Mini y Micro USB con potencialmente más conductores, esto podría haberse solucionado mediante arreglos redundantes de contactos, pero eso desperdicia recursos potenciales (tamaño o contactos) y todavía solo da como resultado dos alineaciones posibles, separadas 180 grados por rotación. Aún no puede insertarlo alineado con el lado largo vertical o en ángulo.

Súper solución:

Para el conector definitivo, considere estos dos conectores hemafrodíticos simétricos completamente funcionales.

• No solo se pueden orientar en dos orientaciones de forma rotativa, sino que no hay un conector "macho" o "hembra": tanto el "enchufe" como el "enchufe" son idénticos.

Este esquema puede extenderse a más conductores utilizando una disposición coaxial. Este es un conector General Radio GR874. Si alguna vez encuentras algo usando estos, puedes estar bastante seguro de que estás en presencia de la grandeza :-).

Muchos muchos más de lo mismo

Tres razones:

1. Compatibilidad con versiones anteriores
   El estándar USB se inició en 1994 , y la versión 1.0 se hizo oficial en 1996 . DB-25 (para "D-subminiatura", no en serio) fue el puerto de impresora estándar. Todo desde esa fecha sigue siendo compatible con la especificación original. Hacer que el conector sea omnidireccional sería una incompatibilidad, lo cual es inaceptable para la organización de estándares que regula el USB.
2. Costo
   Como lo menciona mikeselectricstuff , esto agregaría un costo y / o tamaño adicional. El tamaño es un objetivo de diseño de USB (como lo demuestra la tendencia de USB-B a USB-mini a USB-micro), y el costo es siempre un objetivo de diseño.

3. Colocación del logotipo
   No, de verdad. La especificación USB exige que todos los cables compatibles coloquen el tridente USB:
   en la parte superior del conector. Aquí hay una referencia semioficial :

   El tridente USB estándar debe estar en la parte superior de ambos sobremoldes de enchufe como se describe en el capítulo 6 de la especificación USB 2.0.

   Tendrás que comprar la especificación USB si la quieres directamente de la boca del caballo. (Por cierto, considero que es un lenguaje muy apropiado para aplicar a las organizaciones de estándares que no publican sus estándares de forma gratuita.) Si el conector fuera reversible, la marca podría no ser visible o la marca tendría que estar en ambos lados, lo que haría infelices a los fabricantes de cable.

Por cierto, el último punto, si bien puede parecer bastante exigente por parte de la organización de estándares USB para exigirlo, es útil . Como se describe en este artículo de Lifehacker , puede determinar de qué manera conectar el cable USB buscando el tridente y orientándolo "hacia arriba". A menos que, por supuesto, esté oscuro y no puedas ver el tridente ... en cuyo caso te recomiendo que enciendas las luces y te muevas a una posición donde puedas ver lo que estás haciendo.

También hay una razón que no se ha mencionado, y está relacionada con el concepto de poka-yoke (gracias a mi amigo que estudia ingeniería industrial).

El principio es que los conectores bien diseñados no deberían dejar espacio para la ambigüedad, especialmente cuando hay posibles fallas o riesgos de seguridad. Parafraseando la ley de Murphy,

Si hay alguna forma de hacerlo mal, él (alguien) lo hará.

Al igual que el viejo disquete, que ingresa en el orificio solo en una dirección, y también las tarjetas SD, el buen diseño implica también que el usuario final casi no tiene posibilidad de conectarlo incorrectamente, e idealmente no debería tener ninguna duda.

Esta no es la razón para no hacerlo simétricamente conectado, pero dado que tiene una orientación, está hecho de una manera que no se puede conectar de la manera incorrecta.

Entiendo las otras respuestas aquí, y también estoy de acuerdo en que esto es un inconveniente importante. He elaborado un conector omnidireccional de 4 pines que solo usa 2 contactos para lograr las 4 orientaciones posibles.

Echar un vistazo:

Porque agregaría costos innecesarios. La gran mayoría de los conectores son direccionales, y proporcionar uno omnidireccional probablemente causaría confusión, ya que las personas pensarían que es necesario enchufarlo de una manera particular.

Desde agosto de 2014, el USB tiene un nuevo conector "Tipo C" que es completamente reversible, además de tener límites de potencia más altos, pines para señales de video (ya no se necesitan puertos "MHL" en teléfonos celulares que solo sean compatibles en su mayoría con micro- USB) y velocidades de transferencia USB SuperSpeed ​​(hasta 10 Gbps).

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

Los pines USB heredados tienen contactos paralelos en ubicaciones simétricas en ambas caras del conector, para permitir cables convertidores para dispositivos antiguos que no pueden realizar la detección de orientación. Los nuevos pines también se colocan en ubicaciones simétricas, pero en lugar de acortarse a sus reflejos, la polaridad se detecta automáticamente (probablemente con la ayuda de los pines heredados invariantes de orientación).

Estos conectores se están volviendo populares con bastante rapidez, por lo que los conectores que se ajustan de una sola manera pronto deberían ser solo un recuerdo.

Los dispositivos cliente USB dependen de la fuente de alimentación de los hosts USB.

Cita de Wikipedia:

Los conectores estándar estaban destinados deliberadamente a aplicar la topología dirigida de una red USB: conectores tipo A en dispositivos host que suministran energía y conectores tipo B en dispositivos de destino que reciben energía. Esto evita que los usuarios conecten accidentalmente dos fuentes de alimentación USB entre sí, lo que podría provocar corrientes peligrosamente altas, fallas en los circuitos o incluso incendios. USB no admite redes cíclicas y los conectores estándar de dispositivos USB incompatibles son incompatibles. Wikipedia

No puedo ver por qué tampoco.

Tengo una unidad flash USB que no tiene carcasa metálica; Es solo un rectángulo de plástico que va en la ranura del host. Es menos robusto que con, pero obviamente más barato de fabricar. Cabe en ranuras de host USB en ambos sentidos, pero con solo un conjunto de pines, tiene una orientación requerida.

Entonces, si tuviera que poner un conjunto de contactos en el otro lado del dispositivo, y cruzar a los existentes, no importaría en qué orientación lo conecté. Luego coloque un tridente en / ambos / lados de la cosa. Lo mismo funcionaría para cables, no solo para tarjetas de memoria.

Las desventajas que puedo ver son: - Disminución de la robustez del cable y la conexión - pero los cables son reemplazables y desechables de todos modos - Mayor costo de fabricación para contactos + cruce - aunque esto se compensaría de alguna manera (tal vez por completo) al no tener la carcasa metálica. Además, estaría dispuesto a pagar $ 5 más por un cable bidireccional genial de todos modos

Simplemente funcionaría, y muchas vidas mejorarían, de una manera muy pequeña, pero con mucha frecuencia.

editar: Ah. Sandisk tiene una patente sobre ello. http://www.google.com/patents/US7666035?printsec=drawing#v=onepage&q&f=false