¿Por qué los conectores USB solo encajan de una manera?

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

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

Los conectores de alimentación de CA en algunos sistemas pueden ser insensibles a la polaridad, pero esto puede llevar a problemas de seguridad donde existe una diferencia en el atributo entre los dos contactos, aparte de su capacidad para proporcionar energía. por ejemplo, en muchos sistemas, la alimentación 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 alimentación que funcione, 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.
 Tenga en cuenta los enchufes para teclados y ratones (DB9, PS / 2, ahora USB), cualquier enchufe de alimentación de 3 pines, conectores de alimentación del remolque, teléfono y conectores de 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 debería ser diferente el USB?

PERO, el USB de tamaño completo tiene dos conectores de alimentación y dos conectores de señal. Las conexiones de señal de Rhe podrían ser intercambiadas fácilmente.
 Pero el intercambio de las dos conexiones de alimentación implica enrutar las señales + ve y -ve correctamente.
 Esto se podría hacer con un puente de diodo 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 de energía inmediata del 25%. Esto podría solucionarse con conmutación mecánica automatizada, esencialmente relés, o con interruptores electrónicos de baja caída de voltaje (MOSFET u otro), pero el costo y la complejidad no se justifican en vista de la facilidad de "simplemente enchufarlo correctamente".

Los sistemas Im Mini y Micro USB con potencialmente más conductores podrían haber sido solucionados por arreglos redundantes de contactos, pero eso desperdicia recursos potenciales (tamaño o contactos) y aún así solo da como resultado dos posibles alineamientos, separados 180 grados por rotación. Todavía no puedes insertarlo alineado en el lado largo vertical o en ángulo.

Super Solución:

Para el conector definitivo, considere estos dos conectores hemafrodíticos totalmente funcionalmente simétricos.

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

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

Muchos muchos más de lo mismo

Tres razones:

1. Compatibilidad con versiones anteriores
   El estándar USB comenzó en 1994 , y la versión 1.0 se convirtió en oficial en 1996 . DB-25 (para "D-subminiature", no seriamente) era el puerto de impresora estándar. Todo desde esa fecha todavía es 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. Coste
   Como mencionado por 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 siempre es un objetivo de diseño.

3. Ubicación del logotipo
   No realmente. La especificación de USB exige que todos los cables compatibles coloquen el tridente USB:
   enlapartesuperiordelconector. Aquí hay una referencia semioficial :

     

   El tridente USB estándar debe estar en la parte superior de ambos sobremoldeados, 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 cables.

Por cierto, el último punto, si bien puede parecer exigente para la organización de estándares USB exigirlo, es útil . Como se describe en este artículo de Lifehacker , puede determinar qué forma de conectar el cable USB buscando el tridente y orientando este "hacia arriba". A menos que, por supuesto, esté oscuro y no pueda ver el tridente ... en cuyo caso le recomiendo que encienda las luces y se mueva a una posición donde pueda ver lo que está 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 deben dejar espacio para la ambigüedad, especialmente cuando existen fallas potenciales o riesgos de seguridad. Parafraseando la ley de Murphy,

  

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

al igual que el viejo disquete, que ingresa al orificio solo en una dirección, y también a las tarjetas SD, un buen diseño implica también que el usuario final casi no tiene oportunidad de conectarlo de manera incorrecta, e idealmente no debería tener ninguna duda.

Esta no es la razón para no conectarlo simétricamente, pero como tiene una orientación, está hecho de una manera que no se puede conectar de 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 clavijas que solo usa contactos 2x para lograr las 4 orientaciones posibles.

Echa un vistazo:

Porque agregaría un costo innecesario. La gran mayoría de los conectores son direccionales, y proporcionar uno omnidireccional probablemente causaría confusión ya que la gente pensaría que era 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 es necesario tener puertos "MHL" en teléfonos celulares que solo son compatibles en su mayoría con micro-USB) y velocidades de transferencia USB SuperSpeed (hasta 10Gbps).

enlace

Las clavijas USB heredadas tienen contactos paralelos en ubicaciones simétricas en ambas caras del conector, para permitir que los 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 estar cortocircuitados a sus reflejos, la polaridad se detecta automáticamente (probablemente con la ayuda de los pines heredados de orientación invariable).

Estos conectores se están popularizando rápidamente, por lo que los conectores que se ajustan de una sola manera pronto deberían ser solo una memoria.

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

Cita de Wikipedia:

  

Los conectores estándar fueron deliberadamente destinados a hacer cumplir la   Topología dirigida de una red USB: conectores tipo A en dispositivos host   que suministran alimentación y conectores tipo B en los dispositivos de destino que reciben   poder. Esto evita que los usuarios conecten accidentalmente dos fuentes de alimentación USB   suministros entre sí, lo que podría conducir a corrientes peligrosamente altas,   Fallos del circuito, o incluso fuego. USB no soporta redes cíclicas   y los conectores estándar de dispositivos USB incompatibles son   ellos mismos incompatibles.    Wikipedia

Tampoco veo por qué.

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 hacer. Se ajusta a las ranuras de host USB en ambos sentidos, pero con solo un conjunto de pines, tiene una orientación requerida.

Entonces, si tuviera que colocar un conjunto de contactos en el otro lado del dispositivo y cruzar los existentes, no importaría en qué orientación lo conecté. Luego ponga 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 amp; conexión - pero los cables son reemplazables y desechables de todos modos - Aumento del costo de fabricación de los contactos + cruce - aunque esto se compensaría (quizás completamente) de no tener la carcasa de metal. Además, de todos modos, estaría dispuesto a pagar $ 5 más por un cable bidireccional genial

Simplemente funcionaría, y muchas vidas serían, de manera muy pequeña, pero muy frecuentemente, ¡mejoradas!

editar: Ah. Sandisk tiene una patente en ello. enlace