O que é USB? Saiba como funciona a tecnologia e os tipos de conectores

USB (Universal Serial Bus) é um padrão de conexão por cabo que permite transmissão de dados entre dispositivos variados, como celulares, PCs, TVs e acessórios. As especificações da tecnologia também permitem que uma conexão USB forneça alimentação elétrica ou faça recarga de bateria.

A velocidade de transferência de dados e a capacidade de fornecimento de energia variam de acordo com as versões do USB. A seguir, o Tecnoblog mostra as características de cada uma, como a tecnologia funciona e quais as diferenças entre conectores como USB-A, USB-C e micro-USB.

Como funciona a conexão USB?

O conector USB conta com fios e pinos para transferência de dados e alimentação elétrica. Isso permite que uma única conexão realize, ao mesmo tempo, tráfego de dados e fornecimento de energia de um dispositivo para o outro.

A transferência de dados é gerenciada por um componente controlador, que pode estar embutido em um SoC, no chipset de uma placa-mãe, bem como existir em um chip dedicado. Tudo depende da forma como o dispositivo que implementa o USB foi projetado.

Quando um dispositivo é conectado a outro via USB, o protocolo de comunicação da tecnologia define aquele que recebe e controla a conexão como host. Ele pode ser um computador, celular, TV, entre outros. Os dispositivos conectados são classificados como periféricos ou acessórios, a exemplo de fones e pendrives.

O controlador do host gerencia a comunicação, mas o fluxo de dados é definido por instruções ou protocolos condizentes com o dispositivo conectado. Por exemplo, o protocolo MTP otimiza a transferência de arquivos de uma câmera para o PC, enquanto interfaces UAC são acionadas para permitir streaming de áudio via USB.

Quais são as versões do padrão USB?

O padrão USB recebeu atualizações nas últimas décadas para trazer melhorias em características como taxa de transferência de dados e facilidade de conexão. As versões do USB são:

• USB 1.0: lançado em 1996, tinha velocidade máxima de 1,5 Mb/s em modo Low Speed (baixa velocidade) e de até 12 Mb/s em modo Full Speed (velocidade máxima). Permitia alimentação elétrica de 2,5 W e introduziu o modo Plug and Play (conecte e use), recurso pouco comum na época;
• USB 1.1: introduzido em 1998, foi uma versão que melhorou parâmetros técnicos que causavam problemas de compatibilidade no USB 1.0. Manteve as velocidades em 1,5 Mb/s e em 12 Mb/s;
• USB 2.0: anunciado em 2000, tem taxa de transferência máxima de 480 Mb/s (High Speed) e potência de saída de 2,5 W. É a versão que popularizou o USB por ser amplamente usada em PCs;
• USB 3.0: criado em 2008, tem velocidade de 5 Gb/s, sendo também conhecida como SuperSpeed (SS). Permite alimentação elétrica de 4,5 W e introduz o conector USB-A de nove pinos, mas mantém compatibilidade com as versões anteriores;
• USB 3.1: revelado em 2013, aumenta a taxa de transferência de dados para até 10 Gb/s, razão pela qual também é chamado de SuperSpeed+. Introduziu o padrão USB Power Delivery para alimentação elétrica de até 100 W;
• USB 3.2: lançado em 2017, dobra a taxa de transferência de dados para até 20 Gb/s, mantendo a denominação SuperSpeed+. Requer conector USB-C. Com o USB 3.2, a USB Implementers Forum renomeou as versões USB 3.x da seguinte forma:
  • De USB 3.0 para USB 3.2 Gen 1
  • De USB 3.1 para USB 3.2 Gen 2
  • De USB 3.2 para USB 3.2 Gen 2×2
• USB4: apresentado em 2019, tem taxa de transferência de dados de até 40 Gb/s por ser baseado no padrão Thunderbolt 3. Requer conector USB-C e suporta o USB Power Delivery, permitindo alimentação elétrica de 100 W;
• USB4 2.0: padrão revelado em 2022, eleva a taxa de transferência de dados para 80 ou 120 Gb/s, dependendo do modo de operação. Requer conector USB-C e implementa uma atualização do USB Power Delivery que suporta até 240 W.

Como identificar a versão da porta USB?

As cores existentes na parte interna das portas USB-A ajudam a identificar a versão em uso ali:

• Branco: USB 1.0 ou USB 1.1
• Preto: USB 2.0
• Azul: USB 3.0
• Azul petróleo: USB 3.1
• Laranja: recarga para USB 3.0
• Amarelo: recarga para USB 2.0 ou USB 3.0
• Vermelho: recarga para USB 3.1 ou 3.2

As cores laranja, amarela e vermelha normalmente indicam que aquela porta oferece altas taxas de corrente para alimentação elétrica e permitem que um computador recarregue um dispositivo via USB mesmo se estiver em modo de espera.

Nem todos os fabricantes seguem essa padronização, por isso, a forma mais confiável de descobrir qual a versão de uma porta USB é consultando o manual ou as especificações do produto no site do fabricante.

Alguns dispositivos podem ainda exibir um símbolo da versão ao lado da porta USB seguindo a padronização abaixo:

Quais são os tipos de conectores USB?

Cabos e portas USB têm diferentes tipos de conectores, como USB-A, USB-C e o micro-USB. Dependendo do conector, o USB pode assumir simultaneamente as funções de transferência de dados e alimentação elétrica ou apenas uma dessas tarefas.

USB-A (USB tipo A)

O USB-A, ou USB tipo A, é um conector com formato retangular. O conector fêmea, isto é, o receptáculo que abriga o plugue, tem largura de 14 mm e altura de 6,5 mm, sendo encontrado com frequência em equipamentos como computadores, TVs e monitores.

O conector USB-A baseado nos padrões USB 1.1 ou USB 2.0 tem quatro pinos. Já o conector USB-A baseado no USB 3.0 e superiores vem com nove pinos para suportar as taxas de transmissão de dados maiores dessas versões.

O USB-A é muito popular, o que garante a sua compatibilidade com uma grande diversidade de dispositivos, como TVs, PCs, pendrives, HDs ou SSDs externos, carregadores, alto-falantes e consoles de jogos. Porém, o USB-A tem apenas um modo de encaixe, ou seja, requer uma posição única para ser conectado.

USB-C (USB tipo C)

O USB-C, ou USB tipo C, é um conector retangular, mas com extremidades arredondadas. O plugue do USB-C conta com 24 pinos, o que permite o seu uso em padrões com altas taxas de transferência de dados, como as versões USB 3.0 e USB4.

O receptáculo tem dimensões com padronização de apenas 8,4 x 2,6 mm, o que faz o USB-C ser implementado com facilidade em dispositivos portáteis, como smartphones, tablets, headsets e notebooks ultrafinos.

Outra das vantagens do USB-C é o formato reversível do conector. O plugue foi desenvolvido de modo a não existir lado certo para o encaixe, ao contrário do USB-A, que tem uma posição única de conexão.

micro-USB

Micro-USB é um conector de dimensões reduzidas compatível com o USB 2.0. Há dois tipos de micro-USB:

• Micro-USB A: é retangular e tem conector com dimensões próximas de 7 x 1,8 mm, mas é pouco usado pela indústria;
• Micro-USB B: é retangular e mantém as dimensões próximas a 7 x 1,8 mm, mas tem um discreto achatamento nas extremidades. É tão popular que, normalmente, é conhecido apenas como micro-USB.

Por ser pequeno e ter implementação relativamente barata, o micro-USB pode ser encontrado em dispositivos como celulares antigos ou de baixo custo, fones de ouvido e carregadores. Contudo, o micro-USB vem sendo substituído pelo USB-C por ter conector não conversível e taxa máxima de 480 Mb/s.

mini-USB

O mini-USB é um conector compatível com os padrões USB 1.1 e USB 2.0 cujas dimensões, próximas a 3 x 7 mm, o tornam menor que o USB-A, mas maior que o micro-USB. O plugue é mais largo na parte superior e estreito na base inferior, o que permite apenas uma posição de encaixe.

Foi usado em dispositivos como câmeras digitais, HDs externos e alguns telefones celulares, mas caiu em desuso com o surgimento do micro-USB.

USB-B (USB tipo B)

USB-B, ou USB tipo B, é um conector com formato quase quadrado, tendo plugue com 8 mm de largura e 7,3 mm de altura, além de achatamentos nas extremidades inferiores. É compatível com os padrões USB 1.0, 1.1 e 2.0. Tem uma versão maior compatível com USB 3.0, mas pouco adotada pela indústria.

O USB-B pode ser encontrado em dispositivos como impressoras, scanners e microfones.

Qual é o tipo de conector USB mais comum?

O tipo de conector USB mais comum é o USB-A, segundo um levantamento da BlueWeave Consulting divulgado em 2021. A companhia explica que isso se deve à ampla presença do USB tipo A em eletrônicos de consumo, como computadores, câmeras e teclados.

Mas a Future Market Insights observa que o USB-C está em ascensão e deve estar presente em 2,35 bilhões de dispositivos produzidos somente em 2023.

O que é USB Power Delivery (USB-PD)?

O USB Power Delivery, ou USB-PD, é uma especificação introduzida com o USB 3.1 que permite a uma porta USB fazer carregamento rápido de celulares, fones de ouvido, smartwatches e outros dispositivos baseados em bateria. O padrão requer o conector USB-C.

A principal vantagem do USB-PD em relação à alimentação elétrica padrão das versões do USB é a oferta de uma potência maior, que pode chegar a 100 W no USB4 ou a 240 W no USB4 2.0.

Qual é a diferença entre USB e Thunderbolt?

O USB é um padrão que possibilita a comunicação por fio entre dispositivos com variadas taxas de transferência de dados, além de permitir alimentação elétrica. Já a conexão Thunderbolt é um padrão com fio focado em alta velocidade de transmissão de dados, chegando a 40 Gb/s nas versões 3 e 4.

O padrão USB4 também alcança velocidade de 40 Gb/s por ter como base as especificações do Thunderbolt. Ambas as tecnologias requerem uma porta USB-C. Por esse motivo, alguns computadores têm portas USB-C compatíveis tanto com USB4 quanto com Thunderbolt.

Qual é a diferença entre USB e Lightning?

O USB é um conjunto de padrões de comunicação com fio adotado largamente pela indústria em computadores, celulares, TVs, câmeras e outros dispositivos. Já a conexão Lightning é um padrão de conexão com fio de dimensões reduzidas e pertencente à Apple.

O Lightning foi usado pela Apple nos iPhone 5 até o iPhone 14, além de ter sido implementado em iPads e acessórios. Já celulares e tablets Android são baseados no micro-USB em modelos antigos e, em aparelhos atuais, no USB-C. Por isso, USB-C e Lightning são as portas mais comuns em dispositivos móveis.

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