O que é USB Type-C?

Estamos fornecendo uma explicação básica sobre o USB Type-C. Também descrevemos as diferenças em relação ao USB-A e USB micro-B tradicionais. O USB Type-C, que possui 24 pinos de conexão, é um novo padrão de conector que pode ser usado de forma reversível e permite múltiplas funções, como transferência de dados e fornecimento de energia.

O que é USB Type-C?

USB Type-C é um novo padrão de conector do USB. Também é chamado de USB Type-C™ ou USB-C™, sendo esses nomes marcas registradas do USB Implementers Forum, uma organização sem fins lucrativos que define os padrões USB.

O USB Type-C foi anunciado publicamente em 2014. Recentemente, fabricantes de PCs, incluindo a Apple, começaram a equipar seus produtos com portas USB-C, tornando mais comum vermos adaptadores AC com esse tipo de conector no dia a dia. Os modelos mais recentes do iPhone 11 Pro e iPhone 11 Pro Max vêm com um adaptador compatível com USB-C de 18W incluso.

Permite alimentação e transmissão de dados simultaneamente

A principal vantagem dos conectores USB Type-C é a capacidade de fornecer energia e transmitir dados ao mesmo tempo. Esse padrão deverá ser cada vez mais utilizado em diversos produtos e normas, como USB Power Delivery (PD), Quick Charge, entre outros.

O iPhone 15, recentemente anunciado pela Apple, também adotou o USB-C. Isso permite, por exemplo, carregar outros dispositivos como iPads e iPhones entre si, gerando grande repercussão. Essa mudança indica uma possível substituição gradual do padrão Thunderbolt pelo USB-C.

Transferência de dados mais rápida comparada às gerações anteriores

Além disso, surgiu o USB-C compatível com USB 3.1 Gen 2, que permite transferência de dados até duas vezes mais rápida do que o USB 3.0 (valor teórico de 10 Gbps). É o conector ideal para aproveitamento máximo dos recursos de alta velocidade e alimentação via USB-PD. (Vale lembrar que nem todo USB Type-C é compatível com USB 3.1.)

Resumo da história do padrão USB (do 1.0 até o USB4)

A seguir, faremos um resumo da história do USB.

Antes do USB: situação dos conectores antes de 1996

Antes do USB, cada fabricante de PC usava métodos próprios para conexão de dispositivos, como portas seriais, paralelas, conectores e cabos especiais. Esses métodos costumavam necessitar de drivers e placas de expansão dedicadas. A taxa de transferência era lenta: 100 KB/s para portas paralelas e 450 Kbps para portas seriais. Além disso, ao conectar novos dispositivos, era comum precisar desligar ou reiniciar o computador.

O desenvolvimento do USB começou em 1994 pelo USB Implementers Forum (USB-IF). As primeiras versões foram USB 0.8 e 0.9, anunciadas como "pré-lançamentos", mas nunca comercializadas. Em 1995, foi anunciada a versão 0.99, que também não chegou ao mercado. Ainda assim, esse período foi fundamental para a padronização que viria adiante no setor de tecnologia.

Lançamento do USB 1.0 (1996)

No início de 1996, foi lançado o USB 1.0, o primeiro padrão da série USB. Ele oferecia taxas de transferência de 1.5 Mbps (baixa velocidade) e 12 Mbps (velocidade plena). Contava com configuração automática, dispensando ajustes manuais em periféricos. Os dispositivos podiam ser conectados e removidos sem reiniciar o computador (hot swap). Ainda assim, por ser o primeiro padrão, sua adoção no mercado foi limitada e os dispositivos compatíveis eram escassos.

USB 1.1 (1998)

Em 1998, foi lançada a versão aprimorada USB 1.1. Embora a velocidade fosse a mesma do 1.0, este padrão podia operar com menor taxa para dispositivos de baixa largura de banda. Isso incentivou os fabricantes de PCs a substituir portas seriais e paralelas, aumentando o interesse do mercado. Os conectores padrão incluíam Type A (retangular) e Type B (quadrado).

USB 2.0 (2000)

O USB 2.0 foi lançado em abril de 2000, com velocidade de até 480 Mbps (na prática, cerca de 280 Mbps). Recursos como suporte plug and play para multimídia e dispositivos de armazenamento, e fornecimento de energia, impulsionaram seu uso em ambientes corporativos. Com o recurso USB On-the-Go, era possível trocar dados diretamente entre dispositivos. Ele era compatível com conectores Type A, B, C e versões mini/micro A e B. Embora hoje o armazenamento em nuvem seja comum, o surgimento dos primeiros pen drives em 2000 contribuiu significativamente para a popularização do USB.

Visão geral do Wireless USB e USB Micro (2005)

O Wireless USB (W-USB), anunciado em 2005, foi uma tecnologia que permitia comunicação sem fio de curta distância (até 10 metros) a 480 Mbps, mas atualmente está obsoleta. Já o conector micro USB, lançado em 2007, era menor que o Mini-B e permitia carregamento rápido e transferência de dados em dispositivos Android. Trata-se de um padrão de conexão diferente do protocolo USB, mas contribuiu para a digitalização de negócios ao tornar mais eficientes as conexões em dispositivos móveis.

Lançamento do USB-C 3.0/3.1/3.2 e conector Type-C (2008–2017)

O USB 3.0 (hoje USB 3.2 Gen 1) foi lançado em 2008 em resposta à crescente demanda por capacidade de armazenamento e largura de banda, oferecendo até 5 Gbps (cerca de 3 Gbps reais) e comunicação bidirecional. Em 2017, surgiu o USB 3.2, substituindo o USB 3.0 e 3.1. O padrão USB 3.2 Gen 2x2 alcança até 20 Gbps. Junto a isso, foi introduzido o conector USB Type-C (USB-C), compacto e com conexão reversível.

Foi nesse contexto que surgiu o conector Type-C.

O mais recente padrão USB4.0 (desde 2019)

Atualmente, temos o padrão mais recente, o USB4.

O USB 4.0, lançado em 2019, é baseado no protocolo Thunderbolt 3 e permite taxas de até 40 Gbps e fornecimento de energia de até 240W. Usa conectores Type-C existentes e é compatível com USB 2.0 e 3.2, embora possa haver redução na velocidade. A entrega inteligente de energia permite transmissão bidirecional de até 240W.

(Linha do tempo dos padrões USB)

Comparando os formatos dos conectores tradicionais

Como se vê, o conector USB Type-C tem um formato oval que se assemelha muito ao do Micro-USB em termos de tamanho. A imagem do conector mais à esquerda provavelmente é a USB Type-A, a mais familiar para os usuários. USB Type-A não é reversível, o que frequentemente causa erros ao conectar. Já o USB Type-C é reversível, evitando esses inconvenientes.

Sobre a pinagem do USB Type-C

A pinagem do USB Type-C possui um layout engenhoso

A disposição da pinagem do Type-C é mostrada na tabela a seguir.

As 8 linhas TX1+/-, RX1+/- e RX2+/-, TX2+/- são usadas para dados. Os pinos centrais D+/D- são para USB 2.0. CC1/CC2 são para detecção de conexão e configuração. Vbus é para alimentação e GND para aterramento. A pinagem permite conexão reversível, pois sempre haverá correspondência funcional entre os pinos.

Comparação de pinagem conforme o modo de uso

No caso de USB 2.0/1.1

Nos dispositivos USB 2.0/1.1, a pinagem utilizada é a seguinte.

VBUS e GND fornecem até 5V/500mA. Para conexão, basta usar o par de pinos D+/D-. Para conectar um host USB-C a um dispositivo 2.0/1.1, é necessário usar o resistor Rd nos pinos CC.

No caso de USB 3.0/3.1/3.2

No modo USB 3.0/3.1/3.2, a pinagem utilizada é a seguinte.

Para atingir a taxa de até 20 Gbps, são usadas até quatro conexões TX/RX de alta velocidade. Um dos pinos CC é usado para negociação do modo de operação. Via GND e Vbus é possível fornecer até 5V/900mA, ou até 5V/3A.

Ideal para dispositivos pequenos e finos

O surgimento dos conectores microUSB e miniUSB após o Type-A se deu pela tendência de miniaturização dos dispositivos. O conector Type-A era fisicamente grande demais para aparelhos mais finos.

Como o USB-C tem cerca de um terço do tamanho do USB Type-A, ele se adapta perfeitamente a dispositivos compactos e ultrafinos.

Modo alternativo permite conexões organizadas

Em monitores (HDMI, DisplayPort, VGA), áudio e protocolos como Thunderbolt 3, existem diversos conectores, mas o USB-C suporta todos eles em "modo alternativo", permitindo alimentação, transmissão e dados em um único cabo.

No exemplo acima, o lado esquerdo carrega smartwatch via USB-A, o centro envia vídeo ao monitor via HDMI, e o lado direito fornece energia para um notebook e outro smartwatch — tudo com conexão unificada.

No modo alternativo, parte das linhas do cabo USB-C 3.1 são reservadas para protocolos específicos, como 4 pistas de alta velocidade, 2 pinos SBU, 2 de dados USB 2.0 e 1 de configuração. Esse modo é ativado via "Vendor-Defined Messages (VDM)" por meio de canal de configuração.

Em 2018, foram definidos 5 sistemas de especificação para parceiros de modo alternado. Esse modo é opcional, e não é obrigatório que todos os dispositivos compliquem. O USB-IF supervisiona o correto uso de ícones nos dispositivos compatíveis.

No modo alternativo, SBU1 e SBU2 são usados para baixa velocidade, e até 4 pistas de alta velocidade são empregadas na direção necessária. Se duas pistas de alta velocidade não forem utilizadas, ainda é possível manter o padrão USB 3.0/3.1. A pinagem CC é usada para negociação de modo, e os pinos D+/D- podem transmitir sinal USB 2.0.

Modo de acessório de áudio

Alguns dispositivos com USB-C permitem uso de adaptador de áudio analógico (p2 3.5mm) com fornecimento de até 500mA para carregamento. Assim, é possível carregar o smartphone e ouvir música com fone analógico simultaneamente. É possível que, futuramente, a conexão de áudio via USB-C se torne padrão e que os smartphones deixem de ter entrada de 3.5mm.

Resumo

Quais são as diferenças entre o conhecido USB-A, USB Micro-B e o USB-C? Veja o resumo abaixo.

• É reversível (sem lados específicos, facilita a conexão)
• Maior fornecimento de energia (de 5.0V/1.5A para 5.0V/3A; até 100W com PD — 20V/5A)
• Mais pinos (de 4-5 para 24 pinos)
• Podem ser usados conectores Type-C em ambos os lados (host e dispositivo)
• Transferência de dados de alta velocidade
• Permite saída de vídeo

Fotos e desenho técnico do USB-C

Com isso, fica claro como o padrão USB-C oferece maior conveniência em comparação aos anteriores.

Em nossa empresa, produzimos adaptadores com terminais USB-C e oferecemos customização. Fique à vontade para Contacte-nos.

Conteúdo relacionado