USB-C Buchsentest

[Gustl B. (-gb-)]

Wie angekündigt gibt es jetzt meinen Test verschiedener USB-C Buchsen. 
Das dient(e) nur dazu um herauszufinden wie mechanisch stabil diese 
Buchsen so sind (und um Footprints zu überprüfen). Also wie weit kann 
man den Stecker in der Buchse hin und her wackeln und verliert das 
Thunderbolt dabei die Verbindung.

Thunderbolt? Ja, ich habe hier nur voll belegte USB-C Buchsen die 5 A 
Strom und 10 GBit oder mehr Daten übertragen können verbaut. 
Überraschenderweise funktionieren aber auch die Buchsen die nur für 10 
GBit/s spezifiziert sind mit Thunderbolt3.

Welche Buchsen sind im Rennen?

Kycon
KUSB67X-SMTTH-CS4-B30TR
https://cloud.kycon.com/2013Catalogpage/USB/KUSB67X-SMTTH-CS4.pdf
8,08 € bei Mouser

CUI Devices
UJ40-C-H-G-L1-SMT-TR
https://www.cuidevices.com/product/resource/uj40-c-h-g-l1-smt-tr.pdf
5,12 € bei Mouser

JAE Electronics
DX07S024XJ4R250
https://www.mouser.de/datasheet/2/206/JAEI_S_A0006511573_1-2550826.pdf
2,92 € bei Mouser

Amphenol Commercial Products
12402073E512A
https://cdn.amphenol-cs.com/media/wysiwyg/files/drawing/c12402073.pdf
2,94 € bei Mouser

Pulse Electronics
E8124-015-01
https://productfinder.pulseelectronics.com/api/open/product-attachments/datasheet/e8124-015-01
3,48 € bei Mouser

TE Connectivity
2385692-1
https://www.mouser.de/datasheet/2/418/8/ENG_CD_2385692_1-2492276.pdf
2,32 € bei Mouser

Löten ließ sich das erstaunlich einfach mit Heißluft. Zuerst wurden Pads 
und auch die THT Bohrungen und die Langlöcher großzügig verzinnt. Also 
Lötzinnklecks an den Kolben und dann damit immer komplett über den 
Footprint und dabei Zinn nachgefüttert. Natürlich mit Flussmittel.
Im nächsten Schritt die Stelle des jeweiligen Footprints auf der Platine 
solange mit Heißluft beföhnt bis das Zinn flüssig wird und dann weiter 
föhnen und gleichzeitig mit einer Pinzette die Buchse draufsetzen. Kurz 
gerade von oben nach unten drucken und doch so 5 Sekunden weiter mit dem 
Föhn draufhalten.

Manche Buchsen, vor allem die von Pulse Electronics, ist wohl für 
Pastenlöten mit dicker Pastenschicht. Weil aber bei den händisch 
verzinnten Pads die Zinnschicht eher dünn ist, reicht das nicht um 
zuverlässig den Spalt zwischen SMD Pins und SMD Pads zu schließen und 
diese zu verbinden. Daher habe ich bei dieser und nur bei dieser Buchse 
auch die SMD Pins an der Buchse vorher verzinnt.

Und dann war sehr überraschend, dass bei zwei solchen Platinen, also 24 
USB-C Buchsen kein einziger Kurzschluss zwischen benachbarten SMD-Pads 
dabei war. Das hatte ich ganz anders erwartet. Vor allem Buchsen ohne 
THT Pins sind doch nicht ganz so gut fixiert durch die Laschen und 
lassen sich etwas hin und her schieben. Ich tendiere also zu Buchsen die 
THT Pins haben weil das diese Buchsen schön in Position hält auch wenn 
an den Laschen Spiel ist.

Was sind meine Lieblingsbuchsen?
Schwierig, denn eigentlich alle Buchsen sind für die Kombination mit 
einem Gehäuse gedacht. Und dann bietet das Gehäuse eine zusätzliche 
Führung für den Stecker. Das ist aber unterschiedlich tief, so dass 
manche Buchsen noch Platz für gut 2 mm Gehäusedicke lassen, andere aber 
nur für gerade so 1 mm. Da ist es dann auch verständlich, dass Buchsen 
mit weniger Stecktiefe mehr Wackelei am Stecker zulassen.

Zum Testen wurde jeweils eine der beiden verbundenen Buchsen an den PC, 
die andere an ein externes Thunderbolt3 SSD-Gehäuse angeschlossen. Dann 
wurden Daten kopiert und am Stecker gewackelt. Sehr zufrieden bin ich 
mit der Buchse von Amphenol, da lässt sich am wenigsten wackeln. Die 
Buchse von JAE erlaubt die meiste Wackelei. Keine der Buchsen verlor 
aber durch Wackelei die Datenverbindung. Klar, ich habe da nicht 
mutwillig mit viel Kraft hin und her gebogen, aber schon den ganzen 
Bewegungsspielraum ausgenutzt. Daher bin ich doch freudig überrascht 
über das Ergebnis.

Bei Fragen gerne fragen, Nachbauten sind erlaubt und auch die Libs 
dürfen natürlich verwendet werden.

Alles Gute, alles Liebe (-:

Edit:
Nach einem Reflow mit Heißluft funktioniert auch mit den Buchsen von 
Pulse Thunderbolt3.

[W.S. (Gast)]

Nun ja, hier sieht man die Fortsetzung dessen, was man beim Mikro-USB 
bereits gesehen hat: ein Dutzend (oder wenigstens ein halbes) 
verschiedene Varianten von Buchsen, die alle einen eigenen Footprint 
brauchen und somit nicht kompatibel sind auf der Leiterplatte.

Ob ich das gut finde? Ach nö.

Und ob man das für seinen Arduino o.ä. braucht? Wohl eher nicht.

W.S.

[Gustl B. (-gb-)]

W.S. schrieb:
> Ob ich das gut finde? Ach nö.

Musst du auch nicht. Und ist auch völlig egal, denn man kann sich ja 
selber auf eine Buchse festlegen (so wie ich das jetzt getan habe) und 
dann immer dieses Modell verbauen.

W.S. schrieb:
> Und ob man das für seinen Arduino o.ä. braucht? Wohl eher nicht.

Man? Also ich brauche das nicht für Arduino sondern zum Datenschaufeln. 
Wenn man Arduino macht ist man nicht Zielgruppe für diese Buchsen. Dann 
reichen die USB-C Buchsen mit weniger Pins die nur USB2 können.

Fast wie bei einem Dachträgertest zu fragen ob man die für sein Bobbycar 
braucht ...

[Falk B. (falk)]

Gustl B. schrieb:
>> Ob ich das gut finde? Ach nö.
>
> Musst du auch nicht. Und ist auch völlig egal, denn man kann sich ja
> selber auf eine Buchse festlegen (so wie ich das jetzt getan habe) und
> dann immer dieses Modell verbauen.

Kann man. Aber bei anderen Steckern gibt es auch einheitliche Footprints 
von vielen Herstellern. Natürlich nicht von allen. Tendentiell sind alte 
Stecker "nach innen" besser standardisiert als neue. Das ist eher schade 
bis schlecht, denn so ist man immer mehr auf nur einen Hersteller 
angewiesen, was gerade heutzutage oft problematisch ist.

[Gustl B. (-gb-)]

Ja, nun, für niedrige Geschwindigkeit, also USB-C mit nur USB2 gibt es 
Footprints auf die Buchsen mehrerer Hersteller passen.

Wenn man wirklich die SuperSpeed Leitungen braucht, dann ist man sowieso 
schon bei nur einem Hersteller wenn es um den MUX oder USB/Thunderbolt 
Controller geht. Klar, wäre schön wenn man dann zumindest bei der Buchse 
mehrere Hersteller zur Auswahl hätte, aber die Buchse ist im Vergleich 
zu dem Rest dann auch eher günstig und kann auf Lager gelegt werden.

Und dann gibt es ja doch viele Buchsen wenn man die Kriterien 5 A/ >= 10 
GBit/s etwas lockert. Ich vermute doch sehr stark, dass es dann auch 
Buchsen mehrerer Hersteller gibt die den gleichen Footprint verwenden.