Zaloguj się
Wszystkie
1 grudnia 2025
42
Powszechnie znane porzekadło głosi, że „jeśli coś jest do wszystkiego, to jest do niczego”. USB-C wydaje się całkowicie przeczyć temu twierdzeniu, co doskonale widać po uniwersalnych zastosowaniach tego niepozornego portu.
Unia Europejska konsekwentnie dąży do ujednolicenia standardu ładowania urządzeń elektronicznych. W 2022 roku znowelizowano unijną dyrektywę radiową (RED), wprowadzając wymóg, aby od 28 grudnia 2024 r. wszystkie nowe telefony komórkowe, tablety, aparaty fotograficzne, słuchawki, konsole przenośne, głośniki, e-czytniki i inne małe urządzenia elektroniczne sprzedawane na terenie UE były wyposażone w zunifikowany port ładowania USB typu C. Mało tego – od 28 kwietnia 2026 r. wymóg ten obejmie również laptopy.
Równolegle w październiku 2025 roku Komisja Europejska przyjęła regulacje dotyczące samych zewnętrznych zasilaczy (EPS), czyli popularnych ładowarek sieciowych. Zgodnie z nowymi wymogami, do końca 2028 wszystkie zasilacze sprzedawane w UE będą musiały mieć przynajmniej jedno gniazdo USB-C i odłączany kabel. Dzięki temu powstaną tzw. „wspólne ładowarki” pasujące do wielu urządzeń. Co ciekawe, pojęcie EU Common Charger odnosi się do oficjalnych aktów prawnych – standard mają „uprawomocnić” dwa dokumenty:
- Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2022/2380 z dnia 23 listopada 2022 r. w sprawie zmiany dyrektywy 2014/53/UE w sprawie harmonizacji ustawodawstw państw członkowskich dotyczących udostępniania na rynku urządzeń radiowych
oraz
- Rozporządzenie Delegowane Komisji (UE) 2023/1717 z dnia 27 czerwca 2023 r. zmieniające dyrektywę Parlamentu Europejskiego i Rady 2014/53/UE w odniesieniu do specyfikacji technicznych dotyczących gniazda ładowania i protokołu komunikacyjnego w zakresie ładowania dla wszystkich kategorii lub klas urządzeń radiowych, które można ładować za pomocą ładowania przewodowego.
Mamy więc do czynienia z ciekawą sytuacją, w której organy ustawodawcze bezpośrednio ingerują w zagadnienia stricte techniczne, implementując standard opracowany przez instytucję pozarządową, czyli USB Implementers Forum (w skrócie USB-IF). Czy to dobrze? Z wielu względów zdecydowanie tak. Unifikacja standardu zasilania i ładowania urządzeń elektronicznych nie tylko znacznie ułatwi życie konsumentom, ale także pozytywnie wpłynie na środowisko oraz jednoznacznie ukierunkuje decyzje projektowe zapadające w biurach konstrukcyjnych producentów urządzeń. Martwić się mogą przede wszystkim firmy, które do tej pory żyły z produkcji i sprzedaży uniwersalnych zasilaczy do laptopów, wyposażonych w zestaw końcówek pasujących do rozmaitych modeli komputerów przenośnych – choć przy odpowiednim przezbrojeniu produkcji i one zapewne nie ucierpią na wprowadzonych właśnie zmianach.
Nowe ładowarki będą musiały spełniać wyższe wymagania dotyczące efektywności energetycznej, a urządzenia objęte regulacją będą oznaczane specjalnym logo informującym o zgodności ze wspólnym standardem. Celem tych działań jest ułatwienie życia konsumentom oraz redukcja odpadów elektronicznych – według szacunków unijnych, nowe przepisy rocznie ograniczą zużycie energii o ok. 3% (co odpowiada pracy 140 tys. samochodów elektrycznych przez rok) i pozwolą zaoszczędzić konsumentom ok. 100 mln euro. Nowe przepisy to także symboliczny koniec epoki chaosu wśród kabli zasilających: port USB Type-C został oficjalnie uznany za jednolity standard ładowania dla szerokiej gamy elektroniki użytkowej. W niniejszym artykule przyjrzymy się temu interfejsowi od strony technicznej – omówimy jego budowę, właściwości i przewagi nad poprzednikami (Micro USB, Mini USB), a także dodatkowe możliwości, jakie oferuje (szybkie ładowanie, tryby alternatywne, Thunderbolt, USB Power Delivery itp.).
Geneza i zalety USB typu C
Standard złącza USB-C (oficjalnie: USB Type-C) został opracowany przez konsorcjum USB-IF w 2014 roku jako odpowiedź na potrzeby nowoczesnej elektroniki. W tym czasie na rynku królowały jeszcze złącza micro USB (typ Micro-B) w urządzeniach przenośnych oraz duże złącza USB typu A w komputerach. Kompaktowe Micro USB (fotografia 1), wprowadzone w 2007 r., oferowało niezłe parametry jak na swoje czasy – było trwalsze od starszego Mini USB (wytrzymywało 10 000 cykli łączenia, czyli dwukrotnie więcej niż Mini USB) i umożliwiało transfer danych z prędkością do 480 Mb/s (USB 2.0 High Speed). A jednak miało też wady: podobnie jak wszystkie inne gniazda i wtyki USB, złącze to było asymetryczne (wtyczkę trzeba było wkładać do gniazda tylko w jednej, ściśle określonej pozycji), obsługiwało ograniczony prąd ładowania (domyślnie 0,5...2 A przy napięciu 5 V) i nie przewidywało żadnych możliwości łatwego przekazywania sygnałów wideo czy ładowania bądź zasilania urządzeń wymagających dostarczenia wyższej mocy.
USB Type-C eliminuje wszystkie wspomniane ograniczenia. Jest to złącze symetryczne i odwracalne, które można podłączyć w obu orientacjach (nie ma „góry” i „dołu”). Type-C od początku projektowano jako interfejs uniwersalny – mający zastąpić wszystkie wcześniejsze typy USB (A, B, Micro, Mini) oraz nawet inne złącza, takie jak chociażby DisplayPort czy Lightning firmy Apple.
Co ważne, wprowadzony w międzyczasie (a dokładniej w 2008 roku) standard USB 3.0 znacznie podniósł poprzeczkę w zakresie przepustowości danych – i właśnie USB typu C jest tak naprawdę pierwszym rodzajem złącza, które zrobiło furorę na rynku elektroniki konsumenckiej, pozwalając na wykorzystanie pełni możliwości nowych interfejsów do superszybkiego transferu danych. W międzyczasie na rynku pojawiły się wprawdzie dość niezgrabne implementacje mające zapewnić pewną interoperacyjność pomiędzy urządzeniami różnych generacji (np. wtyki i gniazda Type A oraz Type B w celu przyspieszenia transferu otrzymały – obok standardowych 4 styków – także 5 dodatkowych, ukrytych w głębi złącza lub dostawionych nad głównym złączem i obsługujących szybszą magistralę – patrz fotografie 2 i 3), ale taka dywersyfikacja tylko pogłębiła i tak już istniejący chaos w świecie portów komputerowych. USB Type-C miało ten problem zlikwidować – i udało mu się to z imponującą skutecznością.
Wspomniana wysoka przepustowość jest jedną z najważniejszych zalet USB-C: dochodzi ona do 10 Gb/s w trybie USB 3.2 Gen2, do 20 Gb/s w USB 3.2 Gen 2x2, a nawet do 40 Gb/s w trybach Thunderbolt 3/USB4). Do listy przymiotów USB-C trzeba dodać obsługę zasilania o dużej mocy (do 100 W w standardzie USB-PD 2.0, a obecnie nawet do 240 W w USB-PD 3.1) oraz tryb Alternate Mode pozwalający transmitować przez ten sam port także inne protokoły (np. DisplayPort, HDMI, Thunderbolt). Krótko mówiąc, USB-C to prawdziwie uniwersalne złącze dla współczesnej elektroniki – mogące jednocześnie zasilać urządzenie i transmitować różnego typu dane (w tym obraz i dźwięk, do niedawna nawet w postaci analogowej).
W praktyce USB typu C, za sprawą oczywistych i niepodważalnych zalet, szybko zdobyło popularność. Już kilka lat po premierze zaczęto wyposażać w nie smartfony, laptopy, monitory, dyski zewnętrzne, a także drobne akcesoria. Pomogły w tym wymierne zalety konstrukcyjne: duża trwałość mechaniczna, wysoka gęstość styków oraz wielofunkcyjność. Standard wymaga, by gniazdo wytrzymywało co najmniej 10 000 cykli łączeniowych. Złącze Type-C ma też solidną konstrukcję mocującą: większość gniazd jest lutowana do płytki drukowanej zarówno poprzez pady SMT, jak i dodatkowe kołki przewlekane (THT), zintegrowane z metalowym ekranem i stanowiące solidne kotwice mechaniczne. Dzięki temu porty USB-C nieporównanie rzadziej odrywają się od PCB w wyniku działania nadmiernych sił mechanicznych – co było niezwykle częstym problemem w przypadku starszych złączy Micro USB, lutowanych nierzadko tylko powierzchniowo (fotografia 4).
Kolejnym usprawnieniem, którego istnienia większość użytkowników zapewne nie jest nawet świadoma, są miniaturowe zatrzaski wewnątrz wtyczki USB-C (fotografia 5), zahaczające o wypustki w gnieździe. Zapewniają one pewne osadzenie wtyku, a jednocześnie – w przeciwieństwie do zaczepów Micro USB – są niewidoczne na zewnątrz, więc też mniej podatne na zużycie lub przypadkowe uszkodzenie.
Budowa i układ wyprowadzeń złącza USB-C
W odróżnieniu od wcześniejszych standardów, w ramach których istniały różne złącza dla urządzeń nadrzędnych (typ A) i podrzędnych (typy B, Micro-B itp.), USB-C jest symetryczne po obu stronach kabla – ten sam typ wtyczki obsługuje zarówno funkcję hosta, jak i urządzenia. I samo to rozwiązuje już w znacznej mierze problem obsługi USB OTG (czyli dwufunkcyjnego portu USB, mogącego – w zależności od potrzeb użytkownika – pracować zarówno jako host, jak i peripheral). Wszak wcześniej konsorcjum USB IF starało się wprowadzić rozróżnienie urządzeń na wspierające oraz niewspierające OTG poprzez modyfikację kształtu gniazda (stąd wzięły się złącza Micro-AB) oraz rezystor podłączony do linii ID.
Port ma kształt płaskiego owalu (a ściślej rzecz ujmując – wydłużonego prostokąta o silnie zaokrąglonych narożnikach), o wymiarach zewnętrznych ok. 8,4×2,6 mm. Co ciekawe, szerokość gniazda jest zatem nieznacznie większa nie tylko od Micro-B, ale nawet od Mini-B. W jego wnętrzu znajduje się izolacyjny rdzeń z dwoma rzędami precyzyjnych styków. Podstawowa wersja gniazda USB-C ma łącznie 24 piny ułożone w dwóch symetrycznych rzędach po 12 (oznaczanych jako rzędy A i B). Rysunek 1 pokazuje schemat układu wyprowadzeń typowego gniazda USB-C (widok od czoła). W każdym rzędzie znajdują się piny o identycznych funkcjach elektrycznych, z tym że umiejscowione po przeciwnej stronie wtyku – dzięki temu możliwe jest odwracanie wtyczki, bez wpływu na funkcje elektryczne. Można powiedzieć, że złącze jest środkowosymetryczne: styki rzędu A pełnią tę samą rolę co odpowiadające im styki rzędu B, gdy wtyczka jest obrócona.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
