Как паять usb

Правильная пайка микро usb разъема феном и паяльником

Это одна из наиболее часто встречающихся поломок современной мобильной техники. Разъемы ломаются, окисляются из-за попадания влаги, а также отрываются дорожки от платы. Подробнее разберемся как можно поменять USB разъемы самостоятельно различными способами.

Существует много методов и способов пайки USB. Например, можно поменять USB разъем только одним паяльником. Этот способ не универсален, требует низкотемпературных сплавов и очень опасный в плане срыва дорожек вместе с самим разъемом. К тому же, расходников используется больше.

Необходимые детали, инструменты и расходники

Для качественной работы и улучшения навыков нужно пробовать все доступные методы и инструменты. Поэтому для начала определитесь какой из методов для вас будет проще, а уже затем приступайте к выбору инструментов и расходников.

Разъемы USB

Производители выпускают различные типы разъемов по креплению и количеству контактов. Какой именно неисправен в вашем устройстве можно узнать только после вскрытия. Новые разъемы продаются в радиомагазинах и магазинах по продаже запчастей для телефонов поштучно. Лучше всего купить целый набор разъемов в интернет магазина, например, AliExpress. Продавцы продают наиболее популярные типы целыми пачками, так что лучше купить сразу оптом, тем более если планируете и дальше заниматься такими ремонтами.

Инструменты

Собственно, для замены USB нам пригодится сам паяльник или паяльная станция. Отлично подойдет Lukey 702 и ему подобные аналоги. Можно обойтись и одним паяльником, но об этом чуть ниже. Так же могут понадобиться пассатижи и кусачки, если у вас нет в наличии необходимого по корпусным контактам разъема. Еще необходим самый простой пинцет для снятия деталей.

Расходные материалы

Термоскотч (или алюминиевый), оплетка для снятия припоя, флюс (подойдет простой RMA223), припой ПОС, а также сплав Розе. И чистящее средство (например, бензин калоша, изопропиловый спирт или же FLUX OFF).

Ликбез по температурам и местам пайки

Многие начинающие ставят температуры на паяльных станциях свыше 400 °C. Это самая критичная и опасная ошибка. При таких температурах ни один разъем целым не будет. Пластиковая основа плавится, а контакты могут быть замкнуты после такой жарки.

Место пайки и окружающая среда

Место пайки — очень важный момент. Если паять на металлической пластине или подставке, то плата будет отдавать поступающее тепло от фена т.е. металл будет действовать фактически как радиатор. Это критично т.к. многие из-за этого повышают температуру до 360 °C и выше, и по этой причине наступает перегрев. Когда плата уже прогревается от такой температуры, на сам разъем и верхний слой платы поступает критическая температура. То есть, фактически, припой плавится от 180 до 230 °C (свинец-содержащие припои) или же от 180 до 250 °C (бессвинцовые припои). И когда плата нагревается до условной температуры плавления припоя, на саму деталь или разъем, или верхний слой платы действует куда большая температура.

Дерево и бумага намного раньше нагреваются и меньше отдают тепла в окружающую среду. Также пайку микро USB разъема можно производить и при помощи так называемой третьей руки. Это настольная стойка, к которой прикреплены крокодилы для установки платы. Плата будет в подвесном состоянии и окружающий воздух намного быстрее прогреется.

Эффективная замена USB порта при помощи фена

Теперь подробнее поговорим о том, как поменять разъем зарядки на телефоне или другой мобильной технике самостоятельно. Метод замены разъема феном не такой опасный, как кажется. Основная проблема — это не только как выпаять разъем micro USB феном, но и каким образом установить новый, при этом не допустив перегрева.

Здесь кроется ошибка в плохом понимании температуры. Что это значит? При выпаивании разъема выставляют температуру что-то вроде 400 °C с максимальным потоком воздуха. Да, вы можете выпаять таким образом USB достаточно быстро. Правда из-за такой температуры наступит перегрев не только самого разъема, но и платы.

К тому же, по причине большого потока воздуха от паяльного фена, есть очень большой риск «сдуть» мелкие компоненты вокруг места пайки (обвязка микрофона, вибро двигателя, дата каналов). А вот это уже не очень приятно.

Пошаговый процесс пайки феном

Дополнительно ставим радиатор (например, монетку, можно обойтись и термоскотчем, алюминиевым скотчем) Теперь же, ставим фен на 100 – 150 °C и максимальный поток воздуха (Lukey 702). Прогреваем плату в течении 2-3 минут.

Затем, повышаем температуру до 250-290 °C и немного уменьшаем поток воздуха. Уже через условные 10-30 секунд место пайки будет под температурой плавления припоя. Если этого не происходит, нужно подождать еще или же поднять температуру на 10 — 20 °C. Снимать разъём пинцетом нужно аккуратно, чтобы не задеть SMD компоненты.

Далее подготавливаем место пайки. Пропаиваем контактные площадки, добавляем немного флюса и припоя. Также преимущество пайки воздухом в том, что в принципе нет острой необходимости убирать старый припой оплеткой. Ставим новый разъем и по точно такому же принципу впаиваем его. Только при пайке феном ставить можно либо аналогичный разъем, либо схожий по конструкции (расстояние контактных выводов и корпусных должны быть идентичны). А их бывает несколько сотен видов по креплению и контактам. Если у вас нет такого, то придется впаивать паяльником т.к. воздухом будет практически невозможно.

Плюсы и минусы метода

Из плюсов это скорость работы. А очевидные недостатки — нужен точно такой же разъем какой и был сломанный, иначе пайка USB разъема паяльным феном не получится вовсе.

Пайка разъема паяльником

Следующий метод замены микро USB предназначен для более аккуратного и медленного демонтажа. Вообще, сам принцип очень прост. Можно одним паяльником поменять разъем, не бояться перегрева платы. Основная задача — это прогреть паяльником сам разъем. Но самой температуры паяльника из-за площади банально может не хватить. Нужно добавить припой к разъёму.

Припой на весь разъем

Конечно, можно это сделать и при помощи обычного свинцового припоя, но поддерживать температуру его плавления сложнее, поэтому лучше воспользоваться низкотемпературными сплавами такими как Розе или Вуда.

Лучше всего использовать Розе так как он менее токсичен. Такими сплавами нужно только выпаивать, но не впаивать детали! Розе и Вуда очень хрупкие, они быстро трескаются и любой резкий удар по месту пайки сразу же критично повредит контакт. Поэтому эти сплавы после пайки нужно полностью убирать с платы и деталей и только выпаивать ими, а не впаивать детали на плату.

Пошаговый процесс пайки паяльником

Перед началом пайки наносим флюс на сломанный разъем. Затем добавляем пару купель сплава Розе. И корпусные, и контактные пропаиваем этим сплавом. Самое главное — не нужно давить, только поверхностно каплей проходим по разъему. Если же давить тогда та часть, которая будет уже низкотемпературная начнет выпаивать и из-за этого есть большой риск сорвать весь разъем сразу же с контактами. Так же контактные аккуратно пропаиваем каплей.

Выпаивать разъем нужно со стороны контактов. Сами контакты сложнее хорошо залудить, поэтому у них более высокотемпературный сплав получается. Их-за этого нужно начать нагрев именно с контактов, а остального тепла корпусным хватит так как там много Розе и температура плавления существенно ниже, около 110-120 °C. Ставим паяльник на контакты и разъем уже сам начнет выплывать из платы.

При помощи оплетки очищаем плату. Это не так сложно сделать из-за более низкой температуры, добавляем флюса и за пару заходов плата чистая.

Плата полностью готова к новой детали, и уже паяем обычным припоем.

Плюсы и минусы метода

Плюсы — можно сделать эту работу одним паяльником без фена и припаять обратно любой другой разъем. Из минусов — большее количество расходников, а также высокая опасность срыва дорожек при демонтаже.

Чистка после пайки

После любой пайки желательно очищать место паяльных работ. Это необходимо для 100% исключения коррозии от флюса (если бы используете не дорогой флюс). А также для красоты, чтобы место пайки было чистым.

Используемые средства

Бензин «Калоша» отлично подходит для чистки места пайки. Можно чистить как обычной щеткой, так и ватными палочками или дисками, а также обычной ватой.

Нюансы при чистке

Часто возле micro USB разъемов находятся микрофоны. Во время чистки не стоит забывать об этом так как если флюс или чистящее средство с примесями остатков флюса попадет на мембрану микрофона, то он уже не будет работать вовсе и микрофон придется менять.

Что делать, если плохо паяются контакты

Если же во время пайки контактных выводов возникают проблемы (например, припой не убирается или появляются сплошные «сопли») то можно помогать феном. То есть, сверху подогреваем плату на 100 — 150 °C, чтобы плата прогрелась и припой легче убирался. А температура паяльника не должна быть выше 350 °C, иначе можно перегреть контактные выводы.

Восстановление контактов

Если контактные площадки были сорваны или перегреты во время процедуры замены, то можно их восстановиться при помощи тонких проволок. Для этого необходимо найти контрольные точки на плате или дорожки и к ним подпаять проволоку. В качестве проволоки можно использовать оплетку от коаксиального кабеля мобильного устройства или катушку со сломанного динамика. Важно подпаивать не слишком толстую проволоку, но и не слишком тонкую и чтобы она ни в ком случае не была как струна у гитары.

Мы в подробностях рассмотрели несколько методов самостоятельной замены USB разъема на мобильных устройствах. Как может показаться на первый взгляд это трудно, однако все приходит с опытом. Главные правила — не нужно торопиться, преждевременно выдирать разъем с платы и не нужно жарить плату.

Описанные выше методы подходят и для самостоятельной замены микро USB на планшете, принципиальных различий нет.

Стоимость работы

В различных сервисных центрах цена на эту работу в среднем начинается от 500 рублей. Цена может быть больше по причине сложной разборки (например, расклейка дисплейного модуля, сервис берет ответственность на себя), гарантий после процедуры замены, а также сложности проводимых работ (оторванные дорожки и куски платы).

Пайка USB-разъемов

У современных гаджетов (смартфонов, компьютеров, ноутбуков и планшетов) из-за небрежности обращения могут расшатываться и выходить из строя USB-разъемы. Выполнить ремонт своими руками несложно, имея под рукой обычный паяльник и составляющие для процесса пайки.

Особенности пайки

Процесс пайки зависит от степени повреждений. Если рабочий USB-разъем расшатан и в нем повреждена целостность контактов, пайка восстановит соединения.

Неисправный штекер целесообразно заменить на новый и припаять. Для пайки штекера или micro-штекера (как впрочем и любого элемента USB-порта) необходимо знать распиновку USB-кабеля, чтобы не ошибиться с контактами.

В штекере USB провода по цветам (слева направо) находятся в следующем порядке:

• черный – заземление, без напряжения;
• белый – напряжение 5 В;
• красный – 5 В;
• зеленый – включение.

Mini- и micro-разъемы состоят из 5 проводов со следующим расположением:

• красный провод (5 В);
• белый (5 В);
• зеленый – включение;
• ID – этот провод в коннекторах (стандарт В) свободный;
• провод (стандарт А), нужный для замыкания на черном проводе.

Что понадобится?

Необходимые инструменты для пайки:

• паяльник с тонким жалом и мощностью 15-40 Вт;
• материал для припоя, проволока толщиной 2-3 мм;
• канифоль и флюс (жидкий);
• пинцет;
• кусачки и плоскогубцы;
• нож;
• напильник для затачивания;
• наждачная бумага и мелкий напильник для чистки окислов;
• спирт для обезжиривания деталей.

Жало паяльника должно быть острым, ровным и без зазубрин.

Технология

Технологический процесс пайки жил, штекера, micro- и USB-разъема в последовательности ничем не отличается. Главное, соблюдать распиновку.

1. Очистить поверхность от окислов, применив наждачную бумагу или напильник. Производится очистка того участка, на котором будет выполнена пайка.
2. Далее нужно обильно нанести флюс и, нагрев провод, прижать его к канифоли. Обрабатываемый участок провода должен полностью покрыться флюсом.
3. Зацепить каплю припоя жалом паяльника (около 1 мм). Затем прижать паяльник к материалу и нагреть его. Припой должен будет покрыть площадь поверхности. Этот процесс называется лужением.
4. Соединить провода параллельно и припаять их паяльником, что обеспечит прочность соединения. Скрутка сделает данную спайку прочнее.
5. Покрыть спайку второй раз флюсом.
6. Паять таким же образом, как и при лужении. Набрать припой и нагреть соединительные провода. В процессе остывания следить, чтобы провода не сместились.

В случае пайки кабеля с USB-разъемами шнура они припаиваются на контактирующую площадь.

Схема проста и универсальна:

• красный цвет – питание (5 В);
• белый цвет – минус (обозначение D-);
• зеленый цвет – плюс (D+);
• черный – это масса (GND);
• фиолетовый – применяется для OTG (обозначение ID).

Чтобы паять micro-USB, нужно иметь в наличии скальпель. Его вставляют между платой и разъемом. Необходимо отпаять паяльником крепежи от платы, а уж потом отпаять выводы micro-USB, нагрев их одновременно.

При этом надо следить за температурой, чтобы не подвергнуть деформации пластмассовые части. Паяльник с тонким жалом идеально подойдет – он не повредит разъемы. Пайка контактов платы принтера требует такой же ювелирной отточки и подготовки. USB-паяльник с выверенной температурой нагрева и игольчатым жалом подходит для ремонта микросхем.

Схема пайки контактов универсальна, главное – не ошибаться в цвете проводки. Спаять гнезда на клавиатуре, начиная с открытия корпуса тем же скальпелем, не представляет труда.

Процесс пайки проводов USB-кабеля с удлинителем делается в определенной последовательности:

• зачистка от изоляции и оголение проводов кабеля;
• пайка производится при помощи USB-паяльника, в котором температура и нагрев контролируются;
• провода паяются к разъему согласно цвету оплетки.

Пайка и замена штекера micro-USB:

• зачистить контакты от изоляции и обезжирить спиртосодержащей жидкостью;
• подготовить новый штекер, оставив красный и черный провода;
• чтобы избежать замыкания, нужно обрезать красный провод на одной стороне, укоротив его, а также сделать то же самое с черным проводом, но только на другой стороне спаиваемых проводов;
• соедините части оголенных проводов пайкой с последующей изоляцией.

Сделать самостоятельно ремонт под силу каждому. Главное, разобраться в тонкостях электрических схем и мастерстве пайки. Освоив несложный технологический процесс, можно сэкономить не только время, но и деньги.

Распиновка USB: расположение контактов и особенности классификации

Стандарт универсальной последовательной шины, иначе USB, был разработан в далёком 1996 году как класс, унифицирующий разъёмы и снижающий энергопотребление. Так компаниям-разработчикам оборудования и персональных компьютеров удалось избавиться от многообразия кабелей и разъёмов, а также упростить взаимодействие пользователя с ПК. С тех пор спецификация была несколько раз обновлена, получила различные форм-факторы, соответственно, менялось количество контактов и их расположение. Сегодня мы расскажем о расположении этих контактов в спецификации USB или их распиновке.

Виды USB-разъёмов

Среди пользователей имеет место путаница между разъёмами и версиями спецификаций. Тип разъёма — это форм-фактор, то есть физическая форма разъёма. Основных существует три: A, B и C. Типы A и B могут иметь версии micro и mini.

A – стандартный вид для ПК. Флешки, внешние диски и принтеры со стороны компьютера чаще всего подключаются именно с помощью него. Его подвиды micro и mini встречаются крайне редко. А вот тип B – наоборот. Его классический форм-фактор встречается редко, в основном, в принтерах. Зато его подвиды micro и mini получили широкое распространение. Если ваш смартфон подключается с помощью micro USB, то это — тип B. Вообще, тип B регламентирован спецификацией как разъём для использования на стороне периферийного устройства.

Тип С — это новый тип разъёма, который впервые был описан в 2014 году. В нём наконец-то решили проблему симметричности контактов, то есть штекер можно вставить в гнездо правильно с первого раза.

Теперь о версиях спецификаций: USB 3.0, USB 2.0. Цифры в названиях показывают версии спецификации. То есть, это описание работы алгоритмов интерфейса, которое используют производители устройств. Последняя действующая на сегодняшний день версия — 3.2. В 2019 году также ожидается публикация спецификации 4.

Распайка USB кабеля по цветам

Так как спецификаций имеется много, а тип разъёма накладывает свои ограничения на размещение контактов, то и распиновка отличается от версии к версии. Стало быть, и разбирать их надо по отдельности.

Распиновка USB 2.0

«Классика» разъёмов USB 2.0 предусматривает 4 контакта, а мини и микроверсии — 5. В любом случае, данные передаются по двум из них. Обычно их отмечают на схемах как D- и D+. Им соответствуют зелёный и белый цвета кабелей. В стандартных A и B может быть золотой, который на деле выглядит просто жёлтым. Два контакта отвечают за питание. По одному проводится напряжение в 5 В. Цвета кабелей — красный и оранжевый.

Второй может называться «минус» или просто «земля». Он имеет традиционный цвет — чёрный или синий. На схемах отмечается как GND. Для микро и мини версий USB пятый контакт нужен для поддержки стандарта OTG – подключения к мобильным устройствам периферии. Он не используется в типе B и замыкается на землю в типе А именно для поддержки OTG.

Расположение контактов на всех видах USB 2.0
ФОТО: ru.wikipedia.org

Распиновка USB 3.0

Спецификация 3.0 была полностью сформирована в 2008 году. При изготовлении устройств и кабелей принято использовать синий пластик для цветового оформления штекеров и разъёмов. Реже — красный. С помощью новых алгоритмов передачи данных была увеличена скорость передачи информации, сила тока и добавлено 5 контактов. Таким образом, всего контактов на USB 3.0 – 9, в отличие от USB 2.0, где их 4. При этом, оба стандарта полностью совместимы — просто лишние контакты становятся неактивными. Также для USB были частично переработаны формы разъёмов. Внешне тип А остался таким же, но добавились контакты. Тип B, а также версии mini и micro конструктивно изменились. Новый симметричный разъём типа C поддерживает USB 3.0 полностью.

4 контакта в типах A и B перешли от версии 2.0. Это «земля», +5 В и два для передачи данных. Они и определяют обратную совместимость. Новые 5 включают в себя два для приёма данных по SuperSpeed, два для передачи по SuperSpeed и ещё один — «земля».

Размещение контактов в стандарте USB 3.0 в типах A и B
ФОТО: ru.wikipedia.org

Коренным образом поменялось расположение контактов на разъёме типа C. Всего в нём 24 контакта. Для симметричности, 12 дублируют другие 12. То есть, как ни воткни, работать устройство всё равно будет. Два центральных контакта из 12 повторяют контакты USB 2.0 для передачи данных. Собственно, USB 2.0 также может быть реализован в типе C. Однако, это редкость. Два крайних контакта проводят «землю». 4 отведено для высокоскоростной передачи и приёма данных. Ещё два нужны для питания. Оставшиеся два контакта являются конфигурационным и дополнительным каналом.

Размещение контактов USB 3.0 в типах C
ФОТО: ru.wikipedia.org

Распиновка USB на материнской плате

По умолчанию, на материнских платах уже есть выведенные порты USB на задней панели. Но дополнительно практически всегда присутствуют штыревые выходы, например, для передней панели системного блока. В подключении нет ничего сложного. Встречаются два варианта коммутации. Это может быть набор фишек для вставки в штырьки, либо используется целый блок. Один набор штырей на плате рассчитан на два USB-разъёма. Для версии 2.0 используется 9 контактов, для 3.0 — 19. Если подключение происходит с помощью набора фишек, то можно использовать всего четыре контакта для одного разъёма, а в случае с 3.0 — 9.

Разъёмы USB на плате подписаны. USB 3.0 заметно отличается от 2.0 размером
ФОТО: forum.oszone.net

Назначение контактов на материнской плате строго регламентировано. Обе линии имеют один и тот же набор, исключение составляет пятый контакт, который служит своеобразным маяком, чтобы не подключить блок неправильно. Если он находится справа, то самая крайняя левая пара контактов отвечает за передачу питания, затем две пары для данных и правая — земля. Можно ориентироваться и по надписям на фишках, и по цветам. Хотя последний способ не так надёжен.

Схема контактов USB 2.0 на материнской плате
ФОТО: forum.oszone.net

Изучать назначение контактов для USB 3.0 на плате не имеет смысла, так как разработчики максимально упростили подключение. Для этого используется фишка со всем необходимым комплектом контактов, воткнуть который неправильно практически невозможно.

Вообще, распиновка USB постепенно уходит в прошлое. Актуальным было знать размещение контактов для версий 1.0 и 2.0. Затем же кабели и разъёмы стали всё больше унифицироваться и проектироваться с наименьшими для пользователей проблемами при подключении. Большинству из них вообще никогда не придётся сталкиваться с ручной установкой или пайкой контактов. Это, скорее, удел радиолюбителей и «гиков».

Если вы владеете знаниями или собственным опытом по подключению USB разных версий, то можете поделиться им в комментариях.

Чиним USB-шнур на коленке

Нож. Все. Изоленты или каких-нибудь инструментов у меня под рукой нет.
Обычный кухонный нож. Достаточно острый, чтобы без проблем резать изоляцию.
Первоначальный вариант включал в себя пайку казеным паяльником, полученным в универе, однако в силу некоторых обстоятельсв, которые я опишу далее, пришлось все переделывать заного.

Первоначальный вариант

Как я уже сказал, кабель переломился у самого основания. Чтобы хоть немного получить места, я обстрогал ножом штекер и зачистил все четыре провода. Оплетку кабеля скрутил и отвернул в сторону, после чего отправился в универ за паяльником. Мне дали старенький паяльник, катушку с миллиметровым припоем и баночку с флюсом. Опыт пайки у меня есть, поэтому получилось нормально. Единственный недостаток — так как все четыре провода очень короткие, расположены на одном уровне, а изоляции у меня не было, получилась своеобразная «розочка» из проводов, торчащих в разные стороны. Однако, пробный запуск оказался удачным — мышка ожила, и я, гордый собой, вернулся в общежитие.
Но там меня ждало разочарование. Не вдаваясь в подробности, у меня, скорее всего, коротнули черный и красный провода и ноут заблокировал USB-гнездо. Поэтому что бы я дальше не делал, мышка не реагировала.
Я, пытаясь разобраться, стал грешить на оплетку (что она коротит провода), даже отрезал её, он ничего не помогло. В итоге, я полностью отрезал вилку и решил сделать все по-новой. Стоило бы перезагрузить компьютер и попробовать снова, скорее всего, мышь бы заработала. Кто знает.
Соединение очень мелкое, нормальной камеры у меня нет. Просто все четыре провода торчат пучком из штекера и к каждому припаян соответствующий провод. Оплетка отрезана, т.к. я думал, что она коротит провода. Неважно.

Соединение кабелей

Уже под вечер я достал мышь из ящика стола и принялся за дело. Первым делом, я взял новую вилку от ненужного mini-USB кабеля.
USB-шнуры мало чем отличаются друг от друга — четыре провода (черный и красный для питания, белый и зеленый для информации) и оплётка. Поэтому любой USB-кабель подойдет.

При починке я использовал метод, описанный здесь. Вкратце — многожильные кабели соединяются «лесенкой». Таким образом, провода не касаются друг-друга и соединение получается тоньше.
На примере оставшегося куска провода я покажу, как это делается. Сперва, аккуратно отрезаем верхнюю изоляцию на длину около четырех-пяти сантиметров.

Расплетаем оплётку и отводим в сторону.

Затем оголяем 4 провода «лесенкой» — красный только самый кончик, чтобы скрутить; белый чуть подлиннее, с расчетом, чтобы не задевать красный; затем зеленый. Черный зачищаем дальше всех. Другой кабель оголяем точно так же, только зеркально — черный только кончик, затем зеленый, белый и красный у самого основания. Таким образом, мы исключаем замыкание проводов между собой.

Осталось только соединить два кабеля между собой. Каждый провод соединяем скруткой. Надеюсь, цвета Вы не перепутаете. После скрутки, лишние провода лучше обрезать, чтобы избежать ненужных контактов.

В своем варианте я еще покрыл все это дело куском верхней изоляции, чтобы избежать касания с оплеткой. В дальнейшем, я планирую либо достать где-нибудь изоленту, либо попросить бесцветный лак у девушек для изоляции.

После обработки изолентой, разумеется, это все примет божеский вид, а пока оплётка будет нависать таким странным образом. Соединение рабочее, никаких лишних контактов нет. Мышка работает как новая!

Однако

Сразу мышка работать отказалась. Уже было совсем отчаявшись, я заметил сообщение системы о нарушениях работы USB-входов. Как я уже говорил, первоначальный вариант закоротил контакты и ноут отрубил USB-входы. После перезагрузки, мышь снова заработала. Конечно, соединение недолговечное, без изоленты никак, однако мышь работает.