USB-Pinout erklärt: Umfassender Einsteiger-Leitfaden

Heute lassen sich Projekte mit physischer Verbindung zwischen Host-Controller und busgespeisten Geräten dank USB-Schnittstelle leicht realisieren.

USB = Universal Serial Bus. Er ablöste Vorgänger (FireWire, RS-232, Parallel) als primäre Host-Device-Schnittstelle.

Typische USB-Architektur: Host-Controller, USB-Ports, vielfältige Geräte. Zusätzliche USB-Netzwerk-Hubs ermöglichen Baumstrukturen.

Das ist aber nur die Oberfläche. Dieser Artikel erklärt USB vollständig und zeigt USB-Beispiele für Ihre Schaltungen.

USB-Pinout

USB hat vier abgeschirmte Adern als Pins. Zwei für Stromversorgung, zwei für differentielles Datensignalpaar. Vollständiger Pinout:

Pin	Name	Kabelfarbe	Beschreibung
1	VCC	Rot	+5 VDC Stromversorgung
2	D−	Weiß	Data− Pin
3	D+	Grün	USB Datenkabel Data+
4	GND	Schwarz	Massepin (digitaler Ground)

Wie funktioniert USB?

Wie alle Stecker: USB-Stecker haben Male (Stecker) und Female (Buchse) – sichert korrekte Verbindungsrichtung.

Korrekte USB-Verbindungen sind essenziell für Protokollkonformität. Remote-Geräte nutzen Upstream-Verbindung zum Host. Hosts haben Downstream-Verbindungen zu Geräten.

Upstream/Downstream nicht austauschbar – verhindert Fehlanschlüsse, illegale Loopback-Verbindungen, Downstream-Downstream-Verbindungen.

Die eigentliche Funktionsweise

USB-Gerät signalisiert Maximalgeschwindigkeit via Pull-up-Widerstände an D+/D− auf 3,3 V. Host/Hub nutzt gleiche Pull-ups zur Erkennung angeschlossenes Gerät. Ohne Pull-up: Gerät nicht erkannt oder defekter Anschluss.

Erstmaliges Einstecken: Host scannt Gerät, lädt passenden Treiber (via Product ID / Vendor ID – PID/VID vom Gerät). Nach Treiberladung: Hardware betriebsbereit.

Hinweis: USB-Host-Controller haben eigene Spezifikationen: UHCI (alle USB-Typen), OHCI (USB 1.1), EHCI (USB 2.0).

USB-Steckertypen

Ursprünglich zwei Typen: „Type A“ und „Type B“. Später kam USB-C mit höherer Datenrate & robusterem System.

Übersicht:

Type-A USB Stecker Pinout

Beliebtester USB-Typ. An Host-Controllern, PCs, Flash-Laufwerken, u. v. m. Ausschließlich Downstream-Verbindungen – nur für Controller/Hubs.

Type-A: größer, flach, rechteckig. Reibschluss hält Stecker – leichtes Ein-/Ausstecken. Bei Vibrationen weniger geeignet.

Zwei Versionen: Male (Stecker) & Female (Buchse/Port).

Female an Host-Controllern, Male an Geräten (Memory Sticks, Tastaturen, Mäuse, Speicher).

Anwendungen

• Fast alle PCs
• TV & Musikanlagen
• Spielkonsolen & fast alle Ladegeräte für mobile Geräte

Type-A Pinout

Ältere Versionen: 4 Pins. Neuere (USB 3.x): 9 Pins. Pin-Tabelle:

Hinweis: Alle Generationen haben Pins 1–4. Gen 3 fügt Pins 5–9 hinzu.

USB-B Pinout

Zweiter Steckertyp – hauptsächlich Peripherie (Drucker, Scanner). Andere Pin-Anordnung.

Fast quadratisch, leicht abgeschrägte obere Ecken. Reibschluss für Halt. Type-B = Upstream-Connector, nur an Peripheriegeräten. Meist A-auf-B-Kabel nötig.

Interessant: Type-B verhindert Verbindung zweier Host-PCs → Schadensvermeidung.

Anwendungen

Hauptsächlich Peripherie: Drucker, Scanner.

Pinout

Ältere Type-B: 4 Pins. USB 3.0: 9 Pins. Pin-Tabelle:

Zweiter Type-B-Typ mit zwei zusätzlichen Pins:

Pin	Name	Farbe	Beschreibung
10	DPWR	N/A	Gerätestromversorgung
11	DGND	N/A	DPWR Rückführung (Masse)

USB-C Stecker

USB Type-C löst USB-B ab. Winziger 24-Pin reversibler Stecker für USB-Kabel & Geräte.

Type-C dient als Connector für Host und Device. In aktuellen Mobilgeräten Standard.

USB-C Pinout

24 Pins, reversibel ansteuerbar. Vollständige Pin-Liste:

Micro-USB Pinout

Kleinere Stecker nötig für moderne Smartphones, Audiogeräte → Micro-USB.

Micro-USB hat Type-A & Type-B Versionen (1.0 Micro-USB, 2.0 Micro-USB). Kleiner, für dünnere Geräte. Micro-USB = USB-Standard mit besseren Übertragungsraten von extern.

Pinouts

Standard Micro-USB (alt): 5 Pins. Seltenere 3.0-Version: 10 Pins. Pin-Tabelle:

Pin 4 = USB On-The-Go (OTG). Ermöglicht Rollenwechsel Peripherie/Host. Entscheidet, welches Gerät Stromquelle ist. Beispiel: Android-Handy an Laptop. Mit Ladekabel: Laptop lädt Handy – nicht umgekehrt.

Abschluss

Manchmal möglich: USB-A-auf-USB-A-Kabel für Verbindung Computer/USB-Gerät → anderes USB-Gerät mit A-Female-Port. Datentransfer zwischen beiden Systemen.

Aber: Type-A-auf-Type-A nicht für zwei Computer oder USB-Hub + zwei Computer nutzen. Grund: Kabel erhielte 5 V von beiden Seiten → Netzteile kurzgeschlossen → irreparable Schäden, Brandgefahr.

Artikelende. Fragen? Gerne melden – wir helfen!