Stecken – drehen – stecken – drehen – stecken: keine leichte Arbeit mit USB!

Die schwierige Arbeit mit USB – INHALT

1. USB-A ist ein fühlbar ununterscheidbares Rechteck
2. Aus mechanischer Sicht sind USB-Ports ein Unglück
3. Die Lebensdauer wird unter idealen Bedingungen gemessen
4. Wie man die Lebensdauer seiner USB-Stecker verlängert?

USB-A ist ein fühlbar ununterscheidbares Rechteck

Serielle Ports hatten den Standard DB-9 oder DB-25, der auf einer Seite breiter als auf der anderen war. Parallele Ports hatten zwar auch einen DB-25-Anschluss, dieser wurde jedoch umgekehrt entworfen – der serielle Port war auf der Seite des Computers männlich (mit Pins), während der parallele Port auf der Computerseite weiblich (mit Löchern) war – und auf der Druckerseite hatte er die Form eines Centronics-Ports, so dass er einfach nicht falsch eingesteckt oder umgekehrt werden konnte. Der FireWire-Port war ebenfalls asymmetrisch und fühlbar unterscheidbar, er hatte die Form eines Pentagons, so dass er auf einer Seite eine „Kante mehr“ hatte und daher blind ausgerichtet werden konnte. Der USB-A-Port wurde jedoch als Rechteck mit der Kodierung entworfen, dass auf einer Seite des Ports eine Plattform mit Anschlüssen war – und das Verbindungskabel musste umgekehrt eingesteckt werden.

Es ist schwer zu sagen, woran die Designer gedacht haben, aber sicher nicht daran, dass nur ein Rechteck fühlbar unterscheidbar ist. Die Kodierung innerhalb des Ports zu erkennen bedeutet, den Finger ganz hineinzustecken – und das macht niemand aus vernünftigen Gründen, also finden sie den Port durch Tasten, versuchen das Kabel einzustecken, es geht nicht, also drehen sie es um, es geht wieder nicht, also drehen sie es erneut um und dieses Mal geht es vielleicht. Warum sich die Designer so entschieden haben, ist schwer zu sagen – DisplayPort und HDMI sind asymmetrisch und auch alte Ports waren kodiert, so dass sie, solange Sie sie nicht im richtigen Winkel gedreht haben, gegen die Hülle des Ports drückten und Sie nicht weiter ließen.

Aus mechanischer Sicht sind USB-Ports ein Unglück

Ein USB-Port ist anders. Wenn Sie einen Flash-Laufwerk mit reduzierter Breite (eine schmale „Platte“ mit halber Dicke) verwenden, können Sie es mit etwas Pech auf die falsche Seite in den USB-Port stecken, einfach den Kunststoffteil mit den Anschlüssen biegen oder brechen. Und das Schlimmste ist – aufgrund der Kompatibilität blieben die USB 3.0 Typ A-Ports so, denn sie akzeptieren jeden Typ A-Kabel.

USB-Ports sind aus mechanischer Sicht ziemlich ein Unglück, was sich erst im Laufe der Zeit zeigte. Erstens haben sie absolut keinen Verankerungsmechanismus, sie sind immer nur eingesteckt. Klassische Ports ermöglichten es, ein dauerhaft verwendetes Kabel mit Schrauben direkt am Rahmen des Anschlusses zu befestigen, was es ziemlich fest mit dem Rest des Computers verband. Ich habe Computer gesehen, die physisch an eingeschraubten VGA-Anschlüssen oder parallelen Ports hingen. Das sollte nicht sein, aber als Illustration der Festigkeit der Konstruktion war es ziemlich beeindruckend.

Es ist natürlich eine philosophische Debatte darüber, ob es besser ist, den Anschluss im Falle eines Gerätefalls und ähnlichem mechanisch zu trennen, oder ein fest angeschlossenes Kabel und das angeschlossene Gerät mitzureißen, aber die Tatsache ist, dass bei älteren Anschlüssen der Benutzer die Wahl hatte, die Fixierung mit Schrauben zu verwenden, während USB sie einfach nicht hat – es gab nie welche. Der Stolperstein bei USB-Ports liegt jedoch nicht in der Möglichkeit, sie fest zu fixieren, sondern in der eigentlichen Konstruktion des Ports.

Der erste Faktor ist die Lebensdauer des Anschlusses, die Anzahl der Ein- und Aussteckzyklen. Bei den ersten USBs lag die Lebensdauer zwischen tausend und fünfzehnhundert Steckzyklen, was eine ausreichende Anzahl für fest angeschlossene Geräte wie eine Maus oder einen Drucker ist, aber sehr problematisch für USB-Speichergeräte. Die Einführung des Mini-USB-Interfaces erhöhte diese Zahl auf etwa fünftausend Zyklen und bei dem neuesten USB-C liegt sie bei etwa zehntausend Zyklen.

Die Lebensdauer wird unter idealen Bedingungen gemessen

Es muss angemerkt werden, dass es sich um die erwartete Lebensdauer des Anschlusses unter idealen Bedingungen handelt. In der Praxis ist die Physik des eigentlichen Steckvorgangs ein limitierender Faktor, der stark davon abhängt, wie der Port physisch implementiert ist. Stellen Sie sich die ideale Lebensdauer eines Ports als frei liegendes Kabel vor, das mit einem Computer verbunden ist, so dass keine weiteren Kräfte wirken, einfach ein- und ausgesteckt wird. In der realen Situation ist das Kabel jedoch typischerweise unter Spannung (zum Beispiel durch das eigene Gewicht oder weil etwas darauf liegt) oder verdreht und übt Drehmoment auf den Anschluss aus – Torsion. Dies führt zu neuem mechanischen Stress, der in den ursprünglichen Schätzungen nicht berücksichtigt wurde.

Große USB-Anschlüsse sind typischerweise am Gerüst des Geräts verankert oder haben mechanische Halterungen, die sie an der Hauptplatine (PCB) des Geräts befestigen, wodurch sie mechanischen Stress auf sie übertragen können. Bei kleinen Geräten und kleinen Anschlüssen ist es hingegen üblich, dass der gesamte Port nur mit der Oberflächenmontagetechnik gelötet ist, nicht fest verankert ist, und insbesondere Torsion ihn verdrehen und schließlich von der Hauptplatine abbrechen kann. Unangemessenes Einstecken kann daher die Lebensdauer des Geräts auf einen Bruchteil der erwarteten reduzieren.

Wie man die Lebensdauer seiner USB-Stecker verlängert?

• Stecken Sie Kabel immer an ihrem „Kopf“ ein und aus, ziehen Sie nicht am Kabel selbst. Wenn Sie am Kabel ziehen, ziehen Sie wahrscheinlich direkt an den Drähten, die an den Pins des eigentlichen Anschlusses gelötet sind, und reißen mit der Zeit einen ab, wodurch das Kabel zerstört wird.
• Testen Sie ihre korrekte Verbindung nicht blind mit Gewalt. Schauen Sie sich die Orientierung der Flächen in den USB-A-Anschlüssen an, und wenn Sie sie regelmäßig blind verwenden, kleben Sie eine Notiz an den Computer, wo sich die Flächen mit den Anschlüssen befinden, damit Sie die Kabel gleich beim ersten Mal richtig einstecken.
• Verwenden Sie bei kleinen Anschlüssen wie Mini USB, Micro USB und ähnlichem niemals Gewalt. Besser zweimal hinschauen, als es einmal unter Druck falsch hineinzuzwängen! Besonders Micro USB ist tückisch, es erzeugt leicht die Illusion, dass Sie es richtig einstecken, ist aber mechanisch sehr zerbrechlich.
• Jedes Kabel, das in einen USB-Anschluss führt, sollte auch nach dem Einstecken in Bewegung frei sein. Wenn das Kabel unter Zugspannung oder in Torsion gespannt ist, ist etwas sehr falsch, korrigieren Sie das!
• Wenn Sie in Ihrem Computer wenige Ports haben, schlecht darauf zugreifen können und sie dennoch oft verwenden, erwägen Sie den Kauf eines USB-Hubs, den Sie griffbereit haben. Sie sehen ihn besser und verschleißen die Anschlüsse darin, nicht im Computer.
• Wenn Sie ein Kabel „genau richtig“ für die Entfernung kaufen, die Sie benötigen, kaufen Sie lieber das um eine Stufe längere. Stecken Sie Kabel niemals bewusst so ein, dass sie unter mechanischer Spannung stehen!