Zasuň – otoč – zasuň – otoč – zasuň: neľahká práca s USB!

Neľahká práca s USB – OBSAH

1. USB-A je po hmate nerozoznateľný obdĺžnik
2. Z mechanického hľadiska sú USB porty nešťastie
3. Životnosť sa meria v ideálnych podmienkach
4. Ako predĺžiť životnosť svojich USB konektorov?

USB-A je po hmate nerozoznateľný obdĺžnik

Sériové porty mali štandard DB-9 alebo DB-25, ktorý bol na jednej strane širší ako na druhej. Paralelné porty mal síce aj konektor DB-25, ten bol ale navrhnutý obrátene – sériový port bol na strane počítača samec (s pinmi), zatiaľ čo paralelný bol na strane počítača samica (s otvormi) – a na strane tlačiarne mal podobu portu Centronics, takže ho jednoducho nebolo možné zasunúť zle alebo naopak. Port FireWire bol tiež asymetrický a hmatovo rozoznateľný, mal podobu pentagonu, takže na jednej strane mal „o hranu viac“, a dal sa teda nasmerovať poslepiačky. Port USB-A ale vznikol ako obdĺžnik s tým, že kľúčovaný bol tým, že vo vnútri portu bola na jednej strane plošina s konektormi – a prepojovací kábel sa musel zasunúť naopak.

Ťažko povedať, na čo dizajnéri mysleli, ale rozhodne nie na to, že hmatovo možno rozoznať iba obdĺžnik. Rozoznať kľúčovanie vo vnútri portu znamená zasunúť prst až dovnútra – a to nikto z rozumných dôvodov nerobí, takže pohmatom nájde port, skúsi zasunúť kábel, ono to nejde, tak ho otočí, ono to zasa nejde, takže ho otočí znova a tentoraz to možno pôjde. Prečo sa takto dizajnéri rozhodli, je ťažké povedať – DisplayPort aj HDMI sú asymetrické a aj staré porty boli kľúčované, takže pokiaľ ste ich nenatočili správnym uhlom, tlačili ste proti obalu portu a ten vás nepustil ďalej.

Z mechanického hľadiska sú USB porty nešťastie

USB port je iný. Pokiaľ používate flash disk redukovanej šírky (úzku „palacinku“ s polovičnou hrúbkou), môže sa vám ho s trochou nešťastia podariť zatlačiť do USB portu na zlú stranu, jednoducho plastovú časť s konektormi ohnete alebo zlomíte. A čo je najhoršie – z dôvodu kompatibility takto zostali aj porty USB 3.0 typu A, pretože tie akceptujú akýkoľvek kábel typu A.

USB porty sú z mechanického hľadiska celkom nešťastie, čo sa prejavilo až po čase. Po prvé nemajú vôbec žiadny mechanizmus ukotvenia, vždy sú len zasunuté. Klasické porty umožňovali priskrutkovať trvalo používaný kábel skrutkami priamo k rámu konektora, čo ho pomerne pevne spojilo so zvyškom počítača. Videl som počítače, ktoré fyzicky viseli na zaskrutkovaných VGA konektoroch alebo paralelných portoch. Tak by to byť nemalo, ale ako ilustrácia o pevnosti konštrukcie to bolo vcelku impozantné.

Je samozrejme na určitú filozofickú debatu o tom, či je lepšie v prípade pádu zariadenia a podobne konektor mechanicky rozpojiť, alebo strhnúť pevne pripevneným káblom aj pripojené zariadenie, ale faktom je, že pri starších konektoroch mal používateľ voľbu použiť fixáciu skrutkami, zatiaľ čo USB ju jednoducho nemá – žiadne tam nikdy neboli. Kameň úrazu v prípade USB portov ale neleží v možnosti pevne ich zafixovať, ale vo vlastnej konštrukcii portu.

Prvým faktorom je životnosť konektora, počet zasunutí čiže insert-removal cycles. V prípade prvých USB sa životnosť pohybovala medzi tisícom a pätnástimi stovkami zasunutí, čo je dostačujúci počet pre napevno zapojené zariadenia, ako je myš alebo tlačiareň, ale veľmi problematický pri USB úložných zariadeniach. Príchod mini USB rozhrania navýšil tento počet približne na päť tisíc cyklov a pri najnovšom USB-C sa pohybuje okolo desať tisíc cyklov.

Životnosť sa meria v ideálnych podmienkach

Treba podotknúť, že ide o očakávanú životnosť konektora v ideálnych podmienkach. V praxi je viac limitujúcim faktorom fyzika samotného zasunutia, ktorá veľmi výrazne súvisí s tým, ako je port fyzicky implementovaný. Ideálnu životnosť portu si predstavte ako voľne ležiaci kábel, ktorý je prepojený s počítačom tak, že nevzniká žiadne ďalšie silové pôsobenie, jednoducho ho len vysuniete alebo zasuniete. V reálnom stave je ale typicky kábel pod napätím (napríklad vlastnou hmotnosťou, alebo na ňom niečo leží) alebo je skrútený a pôsobí na konektor krutom – torziou. To prináša nový mechanický stres, s ktorým pôvodné odhady nepočítajú.

Veľké USB konektory sú typicky kotvené ku kostre zariadenia alebo majú mechanické úchyty, ktoré ich prichytávajú k základnej doske (PCB) zariadenia, čím na ňu dokážu prenášať mechanický stres. U malých zariadení a malých konektorov je naopak bežné, že celý port je iba priletovaný technikou plošnej montáže, nie je napevno uchytený, a najmä torzo ho dokáže pootočiť a nakoniec odlomiť od základnej dosky. Nevhodné zapájanie preto môže skrátiť životnosť zariadenia na zlomok tej očakávanej.

Ako predĺžiť životnosť svojich USB konektorov?

• Káble vždy zasúvajte a vysúvajte za ich „hlavu“, neťahajte za kábel samotný. Ak ťaháte za kábel, zrejme ťaháte priamo za drôty naletované k pinom vlastného konektora a časom nejaký odtrhnete, čím kábel zničíte.
• Netestujte ich správne zapojenie naslepo silou. Pozrite sa na orientáciu plôch v konektoroch typu USB-A, a ak ich naslepo používate pravidelne, nalepte si na počítač poznámku o tom, kde majú plochu s konektormi, aby ste káble už na prvýkrát zasúvali správne.
• U malých konektorov mini USB, micro USB a podobne nepoužívajte nikdy silu. Lepšie sa dvakrát pozrieť, ako to tam napchať raz pod tlakom zle! Zvlášť micro USB je zákerné, ľahko vytvorí ilúziu, že ho zasúvate správne, ale pritom je mechanicky veľmi krehké.
• Každý kábel vedúci do USB konektora by mal byť aj po zapojení v pohybe voľný. Ak je kábel napätý v ťahu alebo v krute, niečo je strašne zle, opravte to!
• Ak máte v počítači málo portov, zle sa k nim pristupuje, a pritom ich používate často, zvážte nákup USB hubu, ktorý budete mať po ruke. Uvidíte ho lepšie a opotrebujete si konektory v ňom, nie v počítači.
• Ak si kupujete kábel „tak akurát“ na vzdialenosť, ktorú potrebujete, kúpte radšej ten o jeden stupeň dĺžky dlhší. Nikdy vedome nezapájajte káble tak, aby boli v mechanickom napätí!