Todo sobre USB

Cables y conectores USB-C: estos son temas controvertidos, y con razón: no quiero andar con rodeos. También te mostraré que las cosas no tienen por qué ser tan malas para ti, siempre y cuando estés dispuesto a aplicar algunos trucos y ajustar tus expectativas.

Es posible que tenga un montón de cables USB-C y que todos parezcan exactamente iguales, pero probablemente haya experimentado que no son iguales internamente y, a menudo, no hay una etiqueta a la vista. Sí, es bastante malo y se podría argumentar que está empeorando.

Me gustaría aclarar que aquí solo estoy hablando de cables USB C macho – USB C macho. Si bien los cables como USB-A a USB-C son populares, son bastante simples; obtienes datos USB 2.0 o USB 3.0 y 2 A de corriente como máximo, y el enchufe USB-C generalmente está cableado como "host, suministrará cinco voltios", que se define mediante una resistencia pull-up. Además, si bien cables como “Type-C a DisplayPort” pueden parecer cables a primera vista, son adaptadores con una cantidad significativa de circuitos activos.

Siguiendo puramente las especificaciones, solía haber seis tipos de cables USB-C a USB-C. Luego, se convirtieron en ocho. Ahora, me temo, hay doce, siguiendo puramente las especificaciones, y hay muchos más si se cuentan todos los cables fuera de especificaciones. La buena noticia es que, la mayor parte del tiempo, la mayoría de estos cables serán adecuados para tareas simples como carga y transferencia de datos, y las situaciones en las que necesites un cable muy específico serán bastante raras. Aun así, repasémoslo y verás que es más fácil distinguirlos de lo que parece.

Para empezar, hay dos variaciones de capacidad de corriente: 3 A y 5 A, siendo 3 A el mínimo indispensable para cualquier cable disponible y la compatibilidad con 5 A es opcional. Por supuesto, como se puede imaginar, los cables del contenedor de oferta pueden tener un tamaño insuficiente incluso para 3 A, pero la mayoría de los cables pasarán 3 A sin problema. El año pasado, el grupo USB-C introdujo EPR, aumentando el voltaje máximo de 20 V a 48 V y requiriendo cambios en los cables y conectores para aumentar el aislamiento entre los pines de alimentación y datos. Son dos categorías más, SPR (20 V máx.) y EPR (48 V máx.). Sin embargo, no hay cables EPR de 3 A, por lo que es un poquito menos confuso de lo que parece.

Luego, existen al menos cuatro variaciones de velocidades de transferencia de datos. Solía ​​​​tener cables tipo C solo USB 2 y solo USB 3, así como cables con certificación Thunderbolt. Ahora hay un nuevo estándar USB 3 que quiere velocidades más altas y necesita cables con especificaciones más altas. Además, hay cables USB-C activos que envían la señal a través de redireccionadores o fibra óptica para lograr un funcionamiento a larga distancia. Si pensaba que podría haber cierta variabilidad en el cableado que introduce pequeñas permutaciones adicionales dentro y fuera de la especificación, desafortunadamente está en lo cierto.

Esto nos da una matriz de tres por cuatro de "qué cable podría tener a mano". Tres para 3 A, 5 A o EPR 5 A y cuatro para velocidades de cable. También hay muchos cables descaradamente fuera de especificaciones, como cables solo de carga sin pines 2.0, lo cual es una blasfemia según la especificación USB. Por supuesto, puedes comprarlos por accidente o intencionalmente. ¿Cómo sabes cuáles tienes? Simplifiquemos la situación al caso de tres por cuatro y descartemos principalmente las excepciones: con el tiempo, los cables extraños se volverán cada vez menos prominentes, ya que incluso los fabricantes de contenedores baratos aprenderán a mantenerlos juntos.

El beneficio innegable de tener tantas variaciones de cables es que en realidad puedes comprar un cable USB-C de $5 cuando solo necesitas $5 de capacidades, y un cable de $40 cuando necesitas $40. Los cables 2.0 también son más delgados, livianos y flexibles; realmente no querrás usar un cable Thunderbolt cuando quieras cargar tu computadora portátil mientras viajas. ¡Además, USB-C tiene funciones para distinguir entre diferentes cables! Deja que te enseñe.

Cuando una fuente de alimentación es capaz de proporcionar más de 3 A a través de un cable, no lo hará instantáneamente; primero, verificará que el cable pueda manejar dicha corriente y que el dispositivo conectado sea capaz de aceptarla.

¿Cómo verifica exactamente la capacidad del cable? Leyendo el “emarker” del cable. Un marcador electrónico es un chip de memoria dentro del conector del cable que codifica las capacidades y parámetros del cable y accede al canal CC para transmitirlos. Se requiere para cualquier cosa que no sea USB de 3 velocidades o corriente de 3A, y hay una gran cantidad de parámetros que podrían codificarse en un marcador electrónico, incluidos incluso, ejem, códigos de país. ¿Te gustaría aprender mas? Aquí hay una hoja de datos de un marcador electrónico programable (VL151), que enumera un montón de información divertida que podrá obtener de un marcador electrónico promedio.

Si alguna vez lo desea, puede comprar emarkers en línea y colocarlos dentro de sus cables; aquí hay un WLCSP VL151 en stock y también hay versiones UDFN del mismo que están actualmente agotadas; puedes actualizarlo a través de I2C, lamentablemente, solo tres veces. Si desea crear sus propios cables USB-C con soporte 5A, también puede comprar enchufes de cable con marcadores electrónicos soldados. Sólo podemos esperar que pronto veamos Doom en los marcadores electrónicos USB-C.

Para que pueda verificar las capacidades del cable leyendo el marcador electrónico. Los usuarios de Linux podrían pensar que esta información debería haber estado disponible en algún lugar de /sys/, pero aparentemente, todavía no hay mucho soporte para ella: /sys/class/typec/ está vacío en mi computadora portátil Framework con 6.0.3 kernel, incluso con un monitor Tipo-C conectado. Mientras tanto, hay probadores USB-C que pueden leer información de emarker. Además, a medida que sigue esta serie de artículos, ¡podría mostrarte cómo crear un lector de marcadores electrónicos tú mismo!

Si no hay un marcador electrónico, puede asumir velocidades de USB 2.0 y soporte actual de 3 A, pero no necesariamente mucho más que eso. Además de la capacidad de transporte de corriente del cable, el emarker puede indicarle si el cable contiene pares de alta velocidad y de qué tipo.

Un cable USB-C no debe contener ningún par de alta velocidad o cuatro de ellos, además del par USB 2.0 necesario, por supuesto. Hay excepciones legales: si tiene un cable USB-A a USB-C con capacidad USB 3, contendrá solo dos pares. Y es probable que un adaptador USB-C a HDMI con un cable cableado (cautivo) solo tenga dos pares. Además, en la práctica, tengo un cable que vino con mi caja USB a M.2 NVMe y que solo contiene dos pares. Funcionará para USB 3.0, pero no para DisplayPort o similares; de todos modos, no es lo suficientemente largo para eso.

¿Quieres comprobarlo por ti mismo? Afortunadamente, no es necesario cortar el cable. Hemos cubierto muchos probadores USB-C, aquí hay uno reciente. Es de código abierto y puedes ensamblarlo fácilmente tú mismo; de lo contrario, Tindie y Aliexpress tienen un montón de productos ya preparados. Esto no mostrará ninguna diferencia entre un cable de 20 Gbps y 40 Gbps, pero le permitirá distinguir entre cables con capacidad 2.0 y 3.0.

También puedes probar cables en vivo. Si usa un cargador de 100 W y una computadora portátil de 100 W, puede verificar fácilmente si su cable tiene capacidad de 100 W, simplemente conectándolos a través de un medidor de potencia USB-C económico y viendo si el consumo de energía supera los 3 A. Lo mismo se aplica si tiene un montón de cables y quiere saber si son USB3 o superior, y también tiene, digamos, una carcasa NVMe M.2 con un puerto hembra tipo C compatible con USB3.

Teniendo esto en cuenta, aquí hay una prueba rápida y sucia: conecte la carcasa a una computadora portátil equipada con USB-C con un cable, luego ejecute lsusb -t, que mostrará la velocidad de conexión (480 para cables USB2 y 5000/10000 para cables compatibles con USB3). ). Como beneficio adicional, puedes verificar si alguno de tus cables USB3 también falla la prueba de reversibilidad, ya que, aparentemente, eso sigue siendo un problema.

Por supuesto, el fabricante conoce las capacidades del cable y la estructura interna exacta cuando lo construye. Se supone que debería haber etiquetas, pero casi nunca hay etiquetas en los cables. A veces hay etiquetas en el paquete, por lo que, si aún no lo has tirado, quizás quieras tomar nota de lo que está escrito allí o volver a visitar la ficha de Play Store. Digamos que tienes un cable sin marcas y acabas de determinar qué tipo de cable es. ¿A qué te dedicas?

Bueno, sacas los botes de esmalte de uñas y sigues la propuesta de [@_saljam]. Es un esquema de colores para marcar cables USB-C después de haber aprendido de qué son capaces. Una franja significa 3A, dos franjas significan 5A. El naranja es USB 2.0, el azul es USB 3 de 20 Gbps (Gen 1), el verde es USB3 de 40 Gbps (Gen 2), el amarillo es Thunderbolt. Me gusta especialmente cómo, con este esquema, los cables compatibles con Thunderbolt 5A parecen abejas. Además, [_saljam] dice que este esquema es razonablemente compatible con el daltonismo.

Dicho esto, USB-C empezó a arreglar las cosas. Introdujeron un nuevo sistema de etiquetado del que mucha gente se rió. Sin embargo, este nuevo esquema de logotipo es bastante simple y tiene sentido. Si un cable admite 40 Gbps, tendrá el logotipo de 40 Gbps. Si el cable admite 240 W, tendrá el logotipo de 240 W. Si es compatible con ambos, tendrá ambos logotipos. Quizás no quieras pintar estos logotipos con esmalte de uñas, pero confío en que descubrirás algo.

Es posible que haya visto dispositivos, como bases, con cables USB-C cortos conectados permanentemente, en lugar de tener un puerto hembra en la base y usar un cable macho-macho. Esto se llama "cable cautivo". Los cables cautivos en realidad no se rigen por las mismas reglas, y los circuitos necesarios para ellos son mucho más simples, razón por la cual se usan con tanta frecuencia en cosas baratas.

En resumen, si desea utilizar carriles de alta velocidad en su dispositivo y le incorpora un cable cautivo, no necesita agregar un chip multiplexor de alta velocidad para admitir dos rotaciones de cable diferentes, ya que entonces, es responsabilidad del host para adaptarse a la orientación del cable cautivo. Además, dado que la única línea CC posible está cableada, solo necesita una resistencia de 5,1 KΩ en lugar de dos, y tampoco necesita un marcador electrónico. Por otro lado, si está agregando un puerto hembra con carriles de alta velocidad a su muelle, necesitará un multiplexor.

En un acuerdo económico de vender una base USB-C con muchas funciones en Aliexpress por $ 15, eso simplemente no sirve. Como resultado, muchos dispositivos baratos vienen con cables cautivos, lo que hace que las cosas sean más fáciles y más difíciles. Lo bueno es que ya no tiene que preocuparse por elegir el cable correcto para conectar dicho dispositivo, y es más probable que cumpla con los estándares de una manera útil, simplemente por lo simple que es implementar un cable cautivo. La desventaja es que estás limitado al cable que está soldado al dispositivo y se rompe, todo el dispositivo se rompe. Además, no puedes extenderlo del todo. ¿O puedes?

Hablemos de extensiones la próxima vez, así como de otros tipos de cables USB-C que pueden o no tener especificaciones legales. Por ahora, aquí hay algo que recordar: los cables deben ser fáciles de reemplazar. Si un cable ya no es tu amigo, o te resulta extraño, ponle una marca de vergüenza, colócalo en algún lugar donde no tengas la tentación de usarlo y pide un reemplazo; mejor aún, algunos reemplazos. Al igual que con los cables MicroUSB, reemplazarlos es la forma principal de hacer que la mayoría de los problemas con los cables desaparezcan.