Интерфейс USB начали широко применять около 20-ти лет назад, если быть точным, с весны 1997 года. Именно тогда универсальная последовательная шина была аппаратно реализована во многих системных платах персональных компьютеров. На текущий момент данный тип подключения периферии к ПК является стандартом, вышли версии, позволившие существенно увеличить скорость обмена данных, появились новые типы коннекторов. Попробуем разобраться в спецификации, распиновки и других особенностях USB.

В чем заключаются преимущества универсальной последовательной шины?

Внедрение данного способа подключения сделало возможным:

• Оперативно выполнять подключение различных периферийных устройств к ПК, начиная от клавиатуры и заканчивая внешними дисковыми накопителями.
• Полноценно использовать технологию «Plug&Play», что упростило подключение и настройку периферии.
• Отказ от ряда устаревших интерфейсов, что положительно отразилось на функциональных возможностях вычислительных систем.
• Шина позволяет не только передавать данные, а и осуществлять питание подключаемых устройств, с ограничением по току нагрузки 0,5 и 0,9 А для старого и нового поколения. Это сделало возможным использовать USB для зарядки телефонов, а также подключения различных гаджетов (мини вентиляторов, подсветки и т.д.).
• Стало возможным изготовление мобильных контролеров, например, USB сетевой карты RJ-45, электронных ключей для входа и выхода из системы

Виды USB разъемов – основные отличия и особенности

Существует три спецификации (версии) данного типа подключения частично совместимых между собой:

1. Самый первый вариант, получивший широкое распространение – v 1. Является усовершенствованной модификацией предыдущей версии (1.0), которая практически не вышла из фазы прототипа ввиду серьезных ошибок в протоколе передачи данных. Эта спецификация обладает следующими характеристиками:

• Двухрежимная передача данных на высокой и низкой скорости (12,0 и 1,50 Мбит в секунду, соответственно).
• Возможность подключения больше сотни различных устройств (с учетом хабов).
• Максимальная протяженность шнура 3,0 и 5,0 м для высокой и низкой скорости обмена, соответственно.
• Номинальное напряжение шины – 5,0 В, допустимый ток нагрузки подключаемого оборудования – 0,5 А.

Сегодня данный стандарт практически не используется в силу невысокой пропускной способности.

1. Доминирующая на сегодняшний день вторая спецификация.. Этот стандарт полностью совместим с предыдущей модификацией. Отличительная особенность – наличие высокоскоростного протокола обмена данными (до 480,0 Мбит в секунду).

Благодаря полной аппаратной совместимости с младшей версией, периферийные устройства данного стандарта могут быть подключены к предыдущей модификации. Правда при этом пропускная способность уменьшиться до 35-40 раз, а в некоторых случаях и более.

Поскольку между этими версиями полная совместимость, их кабели и коннекторы идентичны.

Обратим внимание что, несмотря на указанную в спецификации пропускную способность, реальная скорость обмена данными во втором поколении несколько ниже (порядка 30-35 Мбайт в секунду). Это связано с особенностью реализации протокола, что ведет к задержкам между пакетами данных. Поскольку у современных накопителей скорость считывания вчетверо выше, чем пропускная способность второй модификации, то есть, она не стала удовлетворять текущие требования.

1. Универсальная шина 3-го поколения была разработана специально для решения проблем недостаточной пропускной способности. Согласно спецификации данная модификация способно производить обмен информации на скорости 5,0 Гбит в секунду, что почти втрое превышает скорость считывания современных накопителей. Штекеры и гнезда последней модификации принято маркировать синим для облегчения идентификации принадлежности к данной спецификации.

Еще одна особенность третьего поколения – увеличение номинального тока до 0,9 А, что позволяет осуществлять питание ряда устройств и отказаться от отдельных блоков питания для них.

Что касается совместимости с предыдущей версией, то она реализована частично, подробно об этом будет расписано ниже.

Классификация и распиновка

Коннекторы принято классифицировать по типам, их всего два:

Заметим, что такие конвекторы совместимы только между ранними модификациями.

Помимо этого, существуют удлинители для портов данного интерфейса. На одном их конце установлен штекер тип А, а на втором гнездо под него, то есть, по сути, соединение «мама» – «папа». Такие шнуры могут быть весьма полезны, например, чтобы подключать флешку не залезая под стол к системному блоку.

Теперь рассмотрим, как производится распайка контактов для каждого из перечисленных выше типов.

Распиновка usb 2.0 разъёма (типы A и B)

Поскольку физически штекеры и гнезда ранних версий 1.1 и 2.0 не отличаются друг от друга, мы приведем распайку последней.

Рисунок 6. Распайка штекера и гнезда разъема типа А

Обозначение:

• А – гнездо.
• В – штекер.
• 1 – питание +5,0 В.
• 2 и 3 сигнальные провода.
• 4 – масса.

На рисунке раскраска контактов приведена по цветам провода, и соответствует принятой спецификации.

Теперь рассмотрим распайку классического гнезда В.

Обозначение:

• А – штекер, подключаемый к гнезду на периферийных устройствах.
• В – гнездо на периферийном устройстве.
• 1 – контакт питания (+5 В).
• 2 и 3 – сигнальные контакты.
• 4 – контакт провода «масса».

Цвета контактов соответствует принятой раскраске проводов в шнуре.

Распиновка usb 3.0 (типы A и B)

В третьем поколении подключение периферийных устройств осуществляется по 10 (9, если нет экранирующей оплетки) проводам, соответственно, число контактов также увеличено. Но они расположены таким образом, чтобы имелась возможность подключения устройств ранних поколений. То есть, контакты +5,0 В, GND, D+ и D-, располагаются также, как в предыдущей версии. Распайка гнезда типа А представлена на рисунке ниже.

Рисунок 8. Распиновка разъема Тип А в USB 3.0

Обозначение:

• А – штекер.
• В – гнездо.
• 1, 2, 3, 4 – коннекторы полностью соответствуют распиновки штекера для версии 2.0 (см. В на рис. 6), цвета проводов также совпадают.
• 5 (SS_TХ-) и 6 (SS_ТХ+) коннекторы проводов передачи данных по протоколу SUPER_SPEED.
• 7 – масса (GND) для сигнальных проводов.
• 8 (SS_RX-) и 9(SS_RX+) коннекторы проводов приема данных по протоколу SUPER_SPEED.

Цвета на рисунке соответствуют общепринятым для данного стандарта.

Как уже упоминалось выше в гнездо данного порта можно вставить штекер более раннего образца, соответственно, пропускная способность при этом уменьшится. Что касается штекера третьего поколения универсальной шины, то всунуть его в гнезда раннего выпуска невозможно.

Теперь рассмотрим распайку контактов для гнезда типа В. В отличие от предыдущего вида, такое гнездо несовместимо ни с каким штекером ранних версий.

Обозначения:

А и В – штекер и гнездо, соответственно.

Цифровые подписи к контактам соответствуют описанию к рисунку 8.

Цвет максимально приближен к цветовой маркировки проводов в шнуре.

Распиновка микро usb разъёма

Для начала приведем распайку для данной спецификации.

Как видно из рисунка, это соединение на 5 pin, как в штекере (А), так и гнезде (В) задействованы четыре контакта. Их назначение и цифровое и цветовое обозначение соответствует принятому стандарту, который приводился выше.

Описание разъема микро ЮСБ для версии 3.0.

Для данного соединения используется коннектор характерной формы на 10 pin. По сути, он представляет собой две части по 5 pin каждая, причем одна из них полностью соответствует предыдущей версии интерфейса. Такая реализация несколько непонятна, особенно принимая во внимание несовместимость этих типов. Вероятно, разработчики планировали сделать возможность работы с разъемами ранних модификаций, но впоследствии отказала от этой идеи или пока не осуществили ее.

На рисунке представлена распиновка штекера (А) и внешний вид гнезда (В) микро ЮСБ.

Контакты с 1-го по 5-й полностью соответствуют микро коннектору второго поколения, назначение других контактов следующее:

• 6 и 7 – передача данных по скоростному протоколу (SS_ТХ- и SS_ТХ+, соответственно).
• 8 – масса для высокоскоростных информационных каналов.
• 9 и 10 – прием данных по скоростному протоколу (SS_RX- и SS_RX+, соответственно).

Распиновка мини USB

Данный вариант подключения применяется только в ранних версиях интерфейса, в третьем поколении такой тип не используется.

Как видите, распайка штекера и гнезда практически идентична микро ЮСБ, соответственно, цветовая схема проводов и номера контактов также совпадают. Собственно, различия заключаются только в форме и размерах.

В данной статье мы привели только стандартные типы соединений, многие производители цифровой техники практикуют внедрение своих стандартов, там можно встретить разъемы на 7 pin, 8 pin и т.д. Это вносит определенные сложности, особенно когда встает вопрос поиска зарядника для мобильного телефона. Также необходимо заметить, что производители такой «эксклюзивной» продукции не спешат рассказывать, как выполнена распиновка USB в таких контакторах. Но, как правило, эту информацию несложно найти на тематических форумах.

Desert Eagle 21-07-2010 13:54

Доброго времени суток желаю уважаемым участникам форума!

Возник у меня такой вопрос - вредно ли для компа использование напряжения юсб-порта (5 вольт, емнип) в своих низменных целях?
У меня с лицевой панели идёт на стол удлиннитель, от которого я периодически запитываю мааленький кулер для модема (греется сильно), мобильник заряжаю и т.п.

Может ли это навредить компу?

Заранее благодарю за внимание!

SiteCoolOff 21-07-2010 14:32

Я телефон (Voxtel VS600) практически от ПК и заряжаю уже 4 года...

Desert Eagle 21-07-2010 14:37

quote: не более 0,5 А

О! А вот это ценно! Спасибо!

Архангел 22-07-2010 05:29

А почему именно 0,5? Я всегда смотрел максимально допустимую мощность на блоке питания. Там всегда есть табличка с вольтажом и мощностью. Ведь этот показатель зависит от блока питания...

SiteCoolOff 22-07-2010 05:39

Заходим в Диспетчер устройств, в Контроллерах USB смотрим свойства любого Корневого USB-концентратора, во вкладке питание есть строчка Доступная мощность 500 мА на порт. От блока питания никоим образом не зависит.

Архангел 22-07-2010 07:59

Возможно. Видимо через контроллер фиксировано идет. По крайней мере по вольтажу 5v и 12v мощность была зависящая от БП. Много чего паял в своё время.

Desert Eagle 22-07-2010 09:39

Стоп, получается, где-то на юсб-порте можно поймать

?

Архангел 22-07-2010 09:44

Нет 12 не поймать. Я про внутренние разъемы с питанием для HDD, флопаря...
Вот USB 3 уже более мощный.

Архангел 22-07-2010 13:21

Википедия глаголит следующее:
Версия 3.0 может похвастаться не только более высокой скоростью передачи информации, но и увеличенной силой тока с 500 мА до 900 мА

quote: Originally posted by SiteCoolOff:
Вреда никакого не будет, если не перегружать по потребляемому току, не более 0,5 А

SiteCoolOff 22-07-2010 13:36

quote: Originally posted by Архангел:

Это наверное на один порт фраза? Вспомним внешние винты и сидиромы, у них есть дополнительный штекер по мимо интерфейсного который втыкается в другой свободный порт USB тем самым суммируя мощность.

Совершенно верно.

Desert Eagle 22-07-2010 13:45

Хо-хо! Получается, если у меня приблуда мощностью, к примеру, в 1,5 ватта - мне нужно взять 3 удлиннителя юсб, найти каждому место и законнектить 6 контактов в 2 провода - и вуаля?! Готовые полтора ватта?

SiteCoolOff 22-07-2010 14:02

Господи, что за мегаколлайдр вы там собираетесь подключать? . Право, чем огород городить, взять подходящий AC/DC импульсный адаптер, ИМХО.

Desert Eagle 22-07-2010 14:33

Есть такой - заслуженнейшая вещица - 8 лет непорочной варварской работы! Однако и он, зараза, сильно греется в процессе работы! Да и просто не хочется втыкать в розетку ещё один тройник ради новой приблуды. Ей хватит уже того, что есть.
А про 1,5 ватта - это я чисто теоретически, пока... а так, хрен его знает, может, лампу настольную на юсб питание переведу!

Desert Eagle 22-07-2010 14:40

quote: Нет 12 не поймать. Я про внутренние разъемы с питанием для HDD, флопаря...

Извините за кучу вопросов!

Alex1i 22-07-2010 16:22

quote: Значит, от настольного компа можно получить 12 вольт постоянного тока, если наружу вывести хвост от шины жёсткого или флоппи?

Это можно, надо смотреть документацию на БП, и там достаточно большую нагрузку можно подключить.

Гефест 22-07-2010 16:44

Ватты с амперами не путаем Если в ваттах считать, то по 2,5 на дырку выходит

Desert Eagle 22-07-2010 16:48

Благодарю! Действительно, перепутал... Жара-с!

c00xer 22-07-2010 23:04

вредно ли для компа использование напряжения юсб-порта (5 вольт, емнип) в своих низменных целях?

Вопрос не праздный, мало кто его задаёт, топикстартеру респект. Товарищ Архангел упомянул табличку на БП, но не более. А почему никто не спросил, от какой линии блока питания запитаны USB-порты? На некоторых материнках USB запитан от линии +5VSB, а там 0.5А на-всё-про-всё. "Мозги" самой материнки, клава, мышка (она ведь светится при выключенном компе, замечали?), сетевая карта, да ещё и мобильник туда норовят воткнуть В новых БП этот предел до 1.5А, но всё равно немного.
Кроме смеха. Если при выключенном компьютере вы подключаете устройство к конкретному USB-порту и при этом оно не "засветилось", значит, подключение к этому порту безвредно. Потому что этот порт подключён к обычной, "мощной" линии +5V. Превысить её нагрузочную способность ой как трудно. На некоторых материнках можно выбрать джампером, от какой линии запитать каждый конкретный порт.

c00xer 22-07-2010 23:15

quote: Originally posted by Desert Eagle:

Получается, если у меня приблуда мощностью, к примеру, в 1,5 ватта - мне нужно взять 3 удлиннителя юсб, найти каждому место и законнектить 6 контактов в 2 провода - и вуаля?! Готовые полтора ватта?

Полтора ампера. Да, действительно, токи складываются, и "двухголовые" кабели для переносных жёстких дисков - тому подтверждение. У жёстких дисков потребляемый ток близок к 0.5А, а иногда и превышает этот предел, поэтому приходится "кушать" от второго порта.

quote: Originally posted by Desert Eagle:

Кстати, с ноутом такое дело тоже без последствий пройдет?

Не факт. В ноутбуках часто всё делается "впритык", особенно в нетбуках. EEE PC 700, например, молча отключался при подключении чего-либо мощного. Поэтому гарантировать ничего нельзя, надо пробовать.

Desert Eagle 22-07-2010 23:51

О! Александр, искренне благодарю за подробную консультацию!
Перещупаю с лампочкой все доступные порты... Но, насколько я помню (в ноуте точно) я настраивал так, чтобы питание на юсб подавалось сверх штатного, рабочего режима, ещё и в ждущем: проги завершил, буку закрыл, дисплей вырубился - аккум держится суток двое железно - дольше просто не проверял - а питание на юсб ЕСТЬ!

Просто частенько в пути, например, требуется зарядить аккум мобильного - почему бы не сделать это от ноутбука, который тяжёлым камнем висит за спиной... ? А уж возможность приложить дополнительный кулер к дюзам вечно горячего нетбука - да и ещё запитать не с каких-то других внешних аккумов, кои надо ещё таскать с собой и периодически перезаряжать, а автономно - самообслуга! А если этот вентилятор на себя направить... !

Кстати, мой нетбук - Асеr espire one ZG5 - такой эксперимент выдерживает - заряжал от него нокию через фирменный нокиевский зарядник по юсб, купленный в Связном за 150 р.

А теперь прикиньте, каково мне было смотреть на эту полуторасотенную приблуду, когда из нескольких сантиметров провода в 5 минут (на налаживание контактов и устранение переполюсовки) я запитал мобильник не хуже!!!
Вот тогда я и вспомнил и про 5 вольт, и про кучку старых горелых СЗУ, из которых самое ценное - хвосты - ради них, собственно, и хранил.

Здесь пришлось крепко подумать - ведь СЗУ, судя по надписям, выдают 3,7, 4,7 и тому подобные значения вольт, а в юсб - целых 5! Но, подумав, что не только в аккумуляторе есть защитные схемы, но и мобильнике уж наверное до аккума тоже предусмотрены, решил питаться по юсб.
Успешно!

Настольный комп так же выдерживает эти испытания с одним интересным нюансом - кулер работает, охлаждает. Поверх него, от того же порта пытаюсь накинуть провода с мобилы - мобиле силы тока/вольтажа не хватает - индикаторы зарядки молчат, однако комп регистрирует подключение юсб устройства, которое он не может опознать. Не вырубается, только на колонках появляются помехи-зерно.

В дальнейших смелых планах - блок питания по юсб для зарядки пальчиковых АА и мизинчиковых ААА аккумов!

Архангел 23-07-2010 05:59

quote: Originally posted by Desert Eagle:

Значит, от настольного компа можно получить 12 вольт постоянного тока, если наружу вывести хвост от шины жёсткого или флоппи?
А такое варварство не повредит мамке?
И какова мощность у того тока?
И на каких примерно контактах ловить напряжение?
Извините за кучу вопросов!

Ловить просто. Если мне память не изменяет то красный - это 5 вольт, желтый - это 12 вольт. Мощность написана в табличке на вашем БП по каждому вольтажу.

О! Память мне не изменила. Перейдите по ссылке http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D1%8C%D1%8E%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B1%D0%BB%D0%BE%D0%BA_%D0%BF%D0%B8%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F и поглядите на цветные таблички по проводам.

Разъемов на системном блоке компьютера зачастую катастрофически не хватает, поэтому многие пользователи приобретают дополнительные устройства - хабы. Но в электронике разбираются не все, и часто возникает нехватка электропитания порта концентратора USB. Что делать в этой ситуации, приходится выяснять всякому, кто столкнулся с таким сообщением на экране монитора.

Что такое USB-хаб

Первоначально стандарт «ю-эс-би» (USB) проектировался для подключения к ЭВМ сторонних телекоммуникационных устройств. Кто бы мог подумать, что сегодня в этот порт подключается практически вся мыслимая техника:

• Маломощные колонки;
• Клавиатуры;
• Мышки;
• Модемы;
• Портативные флеш-накопители;
• Зарядные кабели от смартфонов и т. д.

Таким образом, налицо диссонанс между необходимостью подключить к машине несколько устройств и ограниченным количеством портов. К примеру, компьютер MacBook последней модели имеет лишь одно гнездо такого типа: в результате будет невозможно одновременно заряжать устройство и использовать флешку.

Одним из способов обойти огрехи производителей компьютеров может быть приобретение специального оборудования - USB-концентратора. Сие чудо при подключении к порту дает на выходе сразу несколько гнезд, куда можно вставлять несколько устройств.

Виды концентраторов

В продаже имеются несколько модификаций хабов:

1. Подключаемые непосредственно к системной плате. Для того чтобы использовать данный вид устройств, нужно будет снять крышку корпуса ПК. Для тех, кто не совсем уверен в своей компьютерной грамотности, лучше не покупать такое оборудование. В случае ошибки ущерб будет оцениваться в тысячи рублей.
2. Вторая категория данных устройств гораздо более проста в использовании, поскольку их можно подсоединять к одному из расположенных снаружи гнезд «ю-эс-би». Количество разъемов, имеющихся на выходе, может достигать 5. Однако некоторые энергоемкие девайсы лучше к ним не подсоединять.
3. Третий вид хабов, в целом аналогичен предыдущему, за одним лишь исключением: помимо подключения к ЭВМ для стабильной их работы нужно питание от сети. Тем самым решается проблема с энергетически «жадными» периферийными компьютерными устройствами.
4. Четвертая группа концентраторов имеет очень узкоспециализированную сферу применения. А именно - они приспособлены только к переносным портативным ПК (ноутбукам)

Что значит нехватка электропитания порта концентратора?

Это довольно распространенная проблема концентраторов второго типа. Выделим основные возможные причины и способы их разрешения:

• В хаб подключено слишком много энергоемких устройств. Оборудование просто не справляется с навалившейся на него нагрузкой. Единственное, что можно посоветовать в качестве выхода из ситуации - отключить слишком «прожорливые» девайсы.
• Если данная ошибка характерна для абсолютно всех портов концентратора, то, скорее всего, проблема в нем самом. Как правило, это говорит о поломке провода или проблемах с микросхемой хаба.
• Еще одна распространенная проблема связана с использованием так называемых USB-удлинителей . Это кабель (обычно в 1-2 метра длиной), который часто приобретают владельцы модемов мобильного интернета, дабы разместить интернет-устройство поближе к окну. Однако дешевые китайские кабели имеют невероятно большое сопротивление, и до устройства практически не доходит энергия. В этом случае стоит приобрести более дорогой кабель именитой марки.

Увеличение мощности порта

Для того чтобы подать больше энергии через USB, нужно проделать несколько шагов:

1. Узнать всю информацию о своем компьютере и его структурных компонентах. Это можно несложно сделать с помощью утилиты «Эверест ». Для этого следует просто запустить сканирование и подождать несколько минут. После этого найти пункт с моделью системной платы.
2. Если модель платы позволяет увеличить подачу питания через порты, то следующий шаг - открыть окно настроек BIOS. Затем нужно увеличить показатель до максимального, выйти из программы и сохранить настройки. В случае с устаревшими моделями материнских карт такое сделать невозможно, поэтому единственный выход из ситуации - обновление компьютера.
3. Также можно приобрести отдельный блок питания, подсоединяемый в гнездо данного типа.
4. Еще один способ устранить проблему - использовать специальный переходник, увеличивающий подачу напряжения. При этом стоит обратить свое внимание на качество изделия, поскольку дешевые поделки с маркировкой made in China имеют свойство портить порты.

Как выбрать активный hub?

Пожалуй, самый верный путь предоставить достаточное питание каждому USB-устройству - это купить разветвитель, который получает дополнительное питание от обычной электросети и раздает его на выходе.

Вот составляющие успешной покупки:

1. Не стоит экономить на качественном устройстве. Цена на хорошие концентраторы может доходить до 3 000 рублей, но такие гаджеты стоят своих денег.
2. Не стоит обращаться в китайские интернет-магазины. Во-первых, качество данных устройств без названия весьма спорное. Чудо-машины из Поднебесной сломали компьютер не одному доверчивому пользователю. Во-вторых, доставка из Китая может достигать месяца и более. Поэтому лучший способ купить хороший товар здесь и сейчас - посетить страницу крупного сетевого магазина.
3. Обратить внимание на бренд. Признанные мастера в своем деле: Hama, TP-Link и Greenconnect. Неизвестные марки лучше не брать.
4. Расстояние между гнездами на концентраторе также имеет значение. Некоторые пользователи жалуются на недостаток пространства для подключения всех необходимых устройств.
5. Если есть возможность подержать оборудование в руках, нужно прикинуть его массу. Она не должна быть ни слишком малой, ни слишком большой.
6. Внимательно осмотреть кабель питания и место его крепления. Это одно из самых частых «больных мест» хабов.

Использование дешевых разветвителей в сочетании с энергоемкими приборами служит наиболее частой причиной того, что происходит нехватка электропитания порта концентратора USB. Что делать, зависит от финансовых ресурсов.

USB (универсальная последовательная шина) – Интерфейс передачи данных USB сегодня распространён повсеместно, используется практически во всех устройствах телефонах, ПК, МФУ, магнитофонов и в других устройствах применяются как для передачи данных так и для зарядки батарей телефона.

Виды разъёмов USB.

Существует большое количество разновидностей типов разъёмов ЮСБ. Все они показаны ниже.

Тип А - активное, питающее устройство (компьютер, хост). Тип B - пассивное, подключаемое устройство (принтер, сканер)

Распиновка usb кабеля по цветам.

Распиновка Usb 2.0.

USB является последовательная шина. Он использует 4 экранированных провода: два для питания (+ 5v & GND) и два для дифференциальных сигналов данных (помечены как D + и D-).

USB micro

USB micro используется с 2011 г. в телефонах, Mp3 и в других устройствах. Micro — это более новая разновидность разъема mini. У него есть преимущество в соединение разъемов, разъем соединен плотно со штекером и обеспечивает плотное соединения.

1. Сам зарядник (или любое другое устройство с USB хостом) просаживается, когда с него берут больше тока, чем он может дать. В обычном режиме напряжение на выходе заряди поддерживается на уровне 5.0в - 5.2в
А вот на другом конце кабеля уже возможна просадка! Чем более качественные провода и разъёмы в них используются, тем меньше просадка напряжения. (именно потому не получится выжать 2А, используя плохой кабель - напряжение просядет, телефон это увидит и умерит аппетит)

2+3. Стандарт USB (до 2.1 включительно) обязывает производителей устройств потреблять не более 0.5А при работе. В USB 3.0 этот порог поднят до 1А. Более того, USB хост не обязан поддерживать устройства с потреблением даже 0.5А - по стандарту, при первоначальном подключении, устройство сообщает, какой ток ему требуется для работы, и хост отвечает, может ли он это обеспечить. Согласно стандарту, при инициализации устройство не должно потреблять более 0.1А
И здесь вступает в дело индустрия телефонов и стандарт разъёма для зарядки microUSB. Когда стандарт USB, предназначенный для коммуникации, начали применять "тупо" для обеспечения устройств питанием, началась путаница. Если при подключении к ПК телефон мог "спросить", сколько тока он может выдавать, "тупые" зарядки не поддерживали никакой инициализации и установления соединения, и от них можно было брать... а как узнать, сколько можно взять ампер от зарядки? Какой ток потреблять телефону, когда втыкается 5 вольт?? И вообще, вдруг это не тупая зарядка, а кабель с перебитыми шинами данных, подключенный к ПК, с которого нельзя брать больше 0.5А???
В общем, придумали проверять, замкнуты ли шины данных, и если замкнуты - брать, например, 1А. У других производителей, того же Apple, зарядка подавала на шину данных определенное напряжение, которое телефон определял, распознавал зарядку как "свою" и потреблял уже, например, 2А.
Потом Qualcomm придумал QuickCharge, сделал умную зарядку и пустил по кабелю вместо 5 вольт целых 9. В новых версиях вольтаж поднялся до 12, а потом и вообще до 20. И всё это по USB... Что-то не туда меня занесло. Какой там дальше пункт?

4. Предохранителей в зарядках я не видал. Обычно проседает напряжение, вольт эдак до четырех. На такой напруге телефон уже не может брать много ампер и автоматически уменьшает потребляемый ток.

5. Стандартный вольтаж, на котором теоритически могут заряжаться девайсы - в диапазоне 4.0-5.5 вольт (у меня есть зарядка с 5.5). С QuickCharge 3.0 - вольтаж до 20 вольт. В зависимости от качества кабеля, через него может течь до 2 ампер. Ну максимум 3, больше не стоит - перегреется место контакта и все поплавится нафиг.

6. В каком направлении? Зарядка это вообще побочная вещь в стандарте USB. Если вы про подключение телефона к ПК, при котором он заряжается - обычно всегда такое работает. Если OTG - на своем телефоне мне удавалось сделать так, чтобы он при этом ещё и заряжался. Но далеко не всегда. В этом режиме согласно стандарту USB, телефон должен служить источником питания, а не наоборот, заряжаться от подключенного к нему устройства.