Como funciona o Cabo Lightning da Apple

Desde o lançamento do iPhone 5 e do iPad 4, em 2012, todos os dispositivos iOS usam o conector Lightning para carregamento do aparelho, conexão com um computador e suporte a acessórios externos. Ao substituir o tradicional conector de 30 pinos, perdeu-se a compatibilidade com todos os acessórios anteriores, um mercado que vai de capas com baterias a aparelhos de som, em troca de tamanho e conveniência. Mas, como funciona o novo cabo do iPhone e por que a Apple quis mudar tudo?

Menos é mais

Ao se comparar o conector do iPhone antigo ao novo, logo se nota a diferença de tamanho: 26mm de largura do antigo contra 6.7 mm no novo, e 4.3mm de altura foram reduzidos para menos de 1.9 mm. Essa diminuição não só permite criar iPads e iPhones mais finos nas bordas, mas também libera espaço internamente no aparelho para mais bateria, placas eletrônicas menores e até mesmo uma tela maior.

O novo tamanho significa também uma redução do número de pinos: antes com 30 conexões, o conector do iPhone agora tem 8 pinos (o cabo Lightning tem 16, mas somente 8 são usados de cada vez, como explicado abaixo). Isso significa que alguns acessórios ficaram mais complexos, e, portanto, mais caros. Por exemplo, o conector antigo tinha uma saída de som analógico que era amplamento usado por amplificadores de som e caixas acústicas.

Com a mudança para o Lightning, a eletrônica que transforma sinal digital em sinal analógico de som — o DAC — saiu do iPhone e agora precisa estar no acessório. Até o iPhone 7, isso poderia ser contornado evitando o Lightning e usando a saída de fone de ouvido, mas essa saída também foi removida recentemente. Agora, para ligar uma caixa de som externa ao iPhone por Bluetooth ou por cabo, é preciso que a caixa tenha também um amplificador e DAC, e precisa de bateria própria ou pegar a energia do iPhone.

Pino a pino

Para entender como o Lightning funciona, vale a pena conhecer o que cada pino faz:

• Pino 1 - Terra
• Pino 2 - Linha 1 de dados (positivo)
• Pino 3 - Linha 1 de dados (negativo)
• Pino 4 - Sinais de Controle 0
• Pino 5 - Energia
• Pino 6 - Linha 2 de dados (negativo)
• Pino 7 - Linha 2 de dados (positivo)
• Pino 8 - Sinais de controle 0

As conexões de terra e de energia equivalem ao positivo e o negativo de um carregador comum. Já os sinais de controle guardam parte do segredo do Lightning: servem para o cabo identificar de que lado ele foi ligado, e também permitem aos dispositivos dos dois lados do cabo identificar quem está do outro lado. Por exemplo, ao ligar o cabo entre o USB de um Mac ao Lightning do iPad, o iPad vai usar essas conexões para identificar quem está do outro lado — e enviar e receber dados pelo protocolo USB. Se, do outro lado, houver um monitor HDMI, os pinos de controle vão ser usados para os monitor e o iPad se entenderem antes de enviar os sinais de video e audio pelas linhas de dados.

As duas linhas duplas de dados guardam boa parte do "poder" do novo conector. Feitas para transmitir dados em velocidades de vários gigabits por segundo, por elas podem passar sinais HDMI, USB, VGA, leitura de cartão SD e, inclusive, sinais digitais de áudio. Exatamente como elas operam dependem dem quem está do outro lado do cabo, e elas podem enviar dados tanto para o disposivo iOS quanto no sentido contrário — do acessório, ou do computador, para o dispositivo iOS. Tudo isso é resolvido eletronicamente através das linhas de controle assim que o cabo é ligado, evitando a necessidade de vários pinos para várias funçoes diferentes.

Encaixando dos dois lados

Uma grande novidade do Lightning foi a possibilidade de encaixar o cabo em duas orientações diferentes Todo o mundo já passou pela situação de tentar encaixar o carregador do celular, não encaixar, virar uma vez, não encaixar, virar mais uma vez e encaixar. O problema foi resolvido colocando pinos nos dois lados do cabo: o lado de cima agora tem 8 pinos, e o de baixo também tem 8 pinos.

Por isso o cabo Lightning tem 16 pinos, enquanto o conector do iPhone ou iPad tem somente 8: ao se ligar o cabo, um chip do iPhone e do iPad e outro dentro do cabo é capaz de perceber qual dos dois lados foi ligado, e as linhas de transmissão são alteradas conforme a conexão. Dessa forma, somente metade dos pinos do cabo são usados ao se ligar no dispositivo iOS.

Ao contrário do que se espera, os pinos do lado de baixo não são eletricamente conectados a seus equivalentes do lado de cima. Esse tipo de ligação prejudicaria a transmissão de sinais em alta velocidade, muito necessárias para os adaptadores USB 3.0 ou HDMI.

Para permitir essa flexibilidade, o cabo Lightning não é só um cabo: mesmo dentro de um aparentemente simples cabo USB para Lightining é necessário um chip capaz de lidar com toda essa complexidade e transferir os dados para os pinos certos. Esse chip, que nos cabos e acessórios oficiais é fornecido pela Apple, faz toda a negociação e transfere o sinal adequado para cada pino do cabo. Esse é um motivo pelos quais cabos não oficiais não são tão baratos quanto cabos USB e frequentemente não funcionam direito: além de validar que o cabo é autorizado pela Apple, o chip é complexo e difícil de copiar.

O chip, que fica embutido no conector, também significa que todo cabo Lightning é, na verdade, um adaptador completo, transformando sinais digitais vindo do iPhone ou iPad em sinais USB, video, áudio, ou mesmo ignorando tudo isso e fornecendo somente energia para o celular. Por isso não há cabos Lightning nas duas pontas: em um lado do cabo sempre se terá Lightning, e o outro vai seguir outro padrão, como HDMI ou saída de audio analógico. Ou, claro, o tradicional USB, que no novo padrão "USB tipo C", reproduz diversas funcionalidades do Lightning. Mas isso é história para outra coluna.

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