Apple Lightning 8-pin
1. 개요
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Apple의 모바일 장비 및 주변기기의 충전 및 데이터 통신을 위한 규격.
2012년 9월 12일 iPhone 5와 iPod touch 5세대 발표일에 함께 공개되었다. 동년 10월 23일 Lightning을 채택한 iPad 4세대, iPad mini도 발표하여 Apple의 모바일 전체 라인업을 Lightning 규격으로 출시했다.[1]
2015년 9월 Apple Pencil 1세대 모델의 충전 단자규격으로 사용되었다.[2]
2015년 10월 Magic Keyboard, Magic Trackpad#s-3, Magic Mouse#s-5의 충전 및 유선 연결 규격으로 사용되었다.[3]
2. 상세
단자의 앞뒤가 똑같기 때문에 어느 방향으로 꽂아도 작동한다. 케이블과 다르게 USB 2.0을 지원하는 기기에는 아래쪽에만 전극이 존재하며, iPad Pro 같이 USB 3.0을 지원하는 단말기에는 위아래에 전극이 존재한다. iPad가 USB 3.0을 지원하기 시작한 이후 출시된 iPhone에는 iPad에 사용된것과 같은 USB 컨트롤러가 탑재되어 인터페이스 상에서 USB 3.1 Gen1까지 지원할 수 있다. 그러나 iPhone에서 따라서 전송속도는 USB 2.0로 맞춰지고 전극도 아래쪽에만 탑재되어 있다.[4][5]
iPhone뿐만 아니라 Goophone 등 iPhone 짝퉁이나 차이팟등의 Apple 제품 모조품에서 사용되기도 한다. 한편 Apple은, 한동안 Lightning 암단자에 대해 정식 인증을 내주지 않았었는데, 18년 즈음을 기준으로 하여, Lightning 암 단자, 즉 Lightning으로 충전을 할 수 있는 기기에 대한 인증도 정식으로 내주고 있다. 이에 따라 Lightning으로 충전할 수 있는 mfi인증을 받은 보조배터리나 오디오 액세서리가 벨킨 등의 회사에서 출시되고 있다.
기본적으로 USB 1.X와 2.0에 5V 충전만을 지원한다. 이후 2016년 3월, USB PD 규격의 고속 충전을 지원하는 USB Type-C용 Lightning 케이블[6]을 발표했다.
iPhone 7과 iPhone 7 Plus부터는 3.5 파이 이어폰 포트가 없어지면서 오디오 출력에도 쓰인다. Lightning EarPods은 iOS 10 이상의 OS를 사용하는 Apple 디바이스라면 사용할 수 있다. 다만 Lightning 커넥터 자체는 아날로그 사운드 출력이 불가능하므로 젠더나 이어폰에 별도의 DAC가 필요하다. 때문에 iPhone 7과 iPhone 7 Plus부터 3.5 파이 이어폰과 연결이 가능한 젠더도 제공되는데 이 젠더에도 DAC가 내장되어있다.
종전에 사용하던 30핀 커넥터에 인증칩이 들어갔던 것처럼 8핀 Lightning 커넥터에도 인증칩이 들어가는 것으로 확인되었다. 이번에 Apple이 서드파티 인증 규칙을 개정한 관계로 Lightning 커넥터를 지원하는 액세서리 제공이 지연될 예정이다. 이후 중국에서 기어이 인증칩을 크랙해서 iPhone 5용 첫 서드파티 케이블과 독을 출시하였다. 오디오 아웃은 안 되고 싱크 및 충전은 된다고 하며 케이블은 LED 기능 들어간다고. 가격은 정품 케이블보다 90센트 비싸다. 이후 저렴한 가격에 정식 인증을 받은 액세서리들이 출시되기 시작했다.
2018년 10월 말에 공개된 11형 iPad Pro와 12.9형 iPad Pro 3세대가 Apple 모바일 기기로서는 최초로 USB-C 채용과 함께 기능이 많이 추가되었는데, 3세대 iPad Pro를 공개하면서 밝힌 기능들만 해도 스마트폰 충전, 모니터 및 카메라 연결[7], 충전속도 증가, 데이터 전송속도 증가 등 말 그대로 Lightning의 상위 버전이며 유일한 단점인 두께마저 가장 얇은 5.9mm의 iPad Pro에 아무 문제없이 탑재되며 의미가 완전히 없어진 상태로, 2019년부터 Apple 모바일 기기들이 USB-C를 탑재하기 시작하면 USB-C와 비교시 거의 모든 점에서 뒤떨어질 수밖에 없는 Lightning 단자는 없어질 것이라는 예측이 늘어나고 있다. 2020년부터 iPad Air(4세대)도 USB-C가 적용되었다.
2.1. MFi
"Made for iPhone/iPod/iPad"의 약자로 Apple의 모바일 장치에 연결하는 악세사리 제작에 관한 개발 프로그램 혹은 인증을 뜻한다. 애초 시작은 30핀 시절 iPod이고 블루투스 게임 컨트롤러 등의 규약에 관한 것도 포함되는 등 범위가 다양하지만 실질적으로 가장 많은 것이 Lightning 커넥터로 연결하는 악세사리들이어서 여러모로 Lightning 커넥터와 연관성이 크다. 악세사리 포장에 MFi가 붙은 것들은 적어도 Apple이 제시한 품질과 스펙을 만족 제품을 보장할 수 있고, 인증칩을 이용해 MFi제품만 공식적으로 iPhone과 연결을 허용한다. 다만 중국산 가짜 MFi 케이블이 판치고 있어서 로고가 있다고 무조건 믿어서는 안 된다.(...)
그리고 이것이 공짜가 아닌데, 비용은 NDA로 묶여 있어서 공식적으로 밝혀진 것은 없다. 이런저런 소스에서 나온 정보가 초창기 프로그램은 정가의 10% 혹은 개당 10달러라는 어마어마한 가격에서, 현재 루머로는 개당 4달러까지 내려갔다고 한다. 하지만 4달러도 저가형 악세사리에는 엄청난 비용에다 Apple의 빡빡한 품질 요구조건 등을 회피하기 위한 용도인지 유선과 무선의 단점만 모아놓은 듯한 유선 블루투스 이어폰도 존재한다.[8]
3. 논란 및 문제점
3.1. 하위호환을 무시한 단자 변경
Lightning 커넥터는 8핀 커넥터라 기존 30핀 커넥터와의 기능 호환은 Apple이 만든 별도의 30핀 어댑터를 통해서만 사용 가능하다.[9] 그 결과 기존의 서드파티들의 독 액세서리부터 벤츠 등의 자동차에 장착된 미디어 센터 등이 전부 무용지물이 되었다.
문제는 그동안 잘쓰던 30핀을 각종 기능 호환까지 막아가며 왜 새로운 커넥터로 고집스럽게 바꾸었냐는 것. 일단 iPhone 5를 설명하는 동영상에서는 "더욱 얇은 디자인을 위해 우리는 단자의 디자인을 바꿀 필요가 있었다"라고 한다. 그런데 사실 Apple은 소니 못지않게 독자규격 덕후였던지라 옛날 버릇 나오는 게 아니냐는 의견이 나오는 것이다. Lightning 커넥터로 바꾸어도 기존의 기능을 모두 사용할 수 있었다면 큰 문제가 없었겠지만 굳이 변경이 필요하지도 않았던 케이블을 바꿔 소비자들이 가지고 있던 기존의 액세서리까지 못쓰게 해버린 것은 포화에 이른 액세서리 구매 니즈를 한번 갈아치우겠다는 의도로 해석될 수도 있다. # 심지어는 이제는 케이블이 너무 비싸지는 게 아니냐는 소리가 나올 정도니 말 다했다. 가격은 가격대로 비싸고 내구성은 개나 주는 수준이라 USB-C 충전기의 완벽한 하위호환.
3.1.1. 반론
Apple은 30핀 단자를 빠르게 버리지 않았다. 단자 자체는 2003년 iPod부터 도입하였고, iPhone으로 한정해도 다섯 개 모델에 총 5년간 유지하였다. 한국 표준인 TTA 24핀 단자의 경우, 2001년 3월에 제정되었지만 6년을 채우지도 못하고 2006년 즈음부터 기존 제품보다 더 슬림한 휴대폰을 추구한 제조사 독자 규격 단자들이 난립하였다. 결국 2007년 11월 TTA 20핀 단자를 제정하였고 이 단자조차 2010년대부터 micro USB로 재편되면서 4년을 채우지 못했다. 그리고 이 micro usb조차 7년을 채우지 못하고 USB-C로 재편되는 중이다. 반면 Apple의 경우 iPhone으로 한정해도 5년 이상 30핀 단자를 유지하였고, iPod과 같은 폼팩터로 인해 iPod 용으로 만들어진 수많은 악세사리들을 iPhone에서도 그대로 사용할 수 있어서 기존 악세사리의 수명을 연장시켰다. 당연히 이는 서드파티 제품들이 단자 유지 관리에 더 유리하도록 하였다. 그리고 Lightning 단자는 2020년까지 iPhone 12 시리즈에도 채용하여 8년 이상 유지하고 있다. 어차피 지금와서 USB-C로 변경한다면 또 하위호환 무시한다는 소리 나올게 뻔하다.
성능 면에서도 진일보한 인터페이스인데, Lightning 단자를 채용할 시기에는 타 업체들이 대부분 얇고 작은 micro USB 계열 단자를 채용한 시점이었기 때문에 Apple의 30핀 단자는 약점으로 분류될 수준이었으며 오히려 하위호환을 고려한 Apple이 Lightning으로 빠르게 이동하지 못한다는 주장까지 제기되고 있었다. 하지만 다소 늦게 도입된 대신 Lightning은 스마트폰 중에서도 발빠르게 위/아래를 가리지 않고 슬림한 단자를 제공하였으며 무엇보다 micro USB와 달리 향후 표준으로 확립되는 수많은 프로토콜을 여유롭게 지원할 여유를 남겨두고 있었다.
여러가지로 종합했을 때, 단순히 기존 30핀 단자와의 하위호환을 고려하지 못한 것이 실책이라는 것은 현재 시점으로 평가했을 때도 잘못된 주장이다. 라이트닝 단자의 출현 시점 당시 Micro USB를 사용하고 있던 기존 스마트폰 시장의 상황을 고려한다면 기존부터 독자규격을 쓰던 애플이 갑자기 Micro 단자로 옮겨가지 않고 더 얇고 양면 모두 사용이 가능한 라이트닝 단자를 개발 및 사용한 것이 납득하지 못할 상황은 아니었다. 오히려 저런 주장 자체를 터무니없게 만들만큼 애플은 아이폰 12까지도 계속해서 라이트닝 단자를 채용하고 있기까지한 실정이다. 이제는 아이패드 시리즈와 맥북 시리즈 등에서 USB Type-C 단자 채용을 시작한지 2년을 넘어가는 시점에서 왜 아직도 아이폰 시리즈는 라이트닝 단자를 고집하는지를 걱정해야 될 때가 왔다.
3.2. 독자 포맷 단자 채용
일각에서는 EU에서 표준으로 정한 micro USB 규격을 따라가야 한다는 비판도 있었다. 이에 대해 Apple은 공식 채널로 직접 해명하지는 않았으나, 전문가들은 Apple의 행보가 옳고 그름은 둘째치더라도 Lightning 대비 micro USB가 가지는 단점이 많았음은 사실이라고 평가한다. 그 이유는 다음과 같다.
- USB 2.0은 30핀 단자의 기능을 다 수용할 수 없었다. USB는 오디오 출력, 비디오 출력이 불가능하고 양방향 통신이 까다롭기 때문에 30핀 단자와과 동일한 기능의 독을 구현할 수가 없었다.[10][11]
- USB 2.0은 충전 성능에도 제약이 생기는데 표준 규격에서 최대 전류가 5V에 1.8A로 iPad 충전기의 전류를 지원하지 않는다.
- micro USB 단자는 구조적으로 Lightning보다 내구성이 떨어진다. 특히 Lightning 단자가 도입되고 몇년이 지나자 중국에서 저렴한 Lightning 케이블이 쏟아져 나오면서 micro USB가 가지는 가격의 우위도 많이 사라진 상황. 물론 정품은 여전히 비싸다.
- micro USB는 반대로 끼울 수가 없다. 이 기능은 USB-C에서 도입된다.
Apple이 악세서리의 통제권을 가져가기 위해 USB가 아니라 한국에서 양산되던 TTA 규격처럼 Apple이 기존에 사용하던 기능을 모조리 충족시키는 인터페이스가 표준으로 정해지더라도 받아들일 일은 없을 거라는 의심도 많다. '''안드로이드용 액세서리는 이미 대부분 마이크로 USB이다.''' 때문에 micro USB로 바꿔버리면 안드로이드용으로 나온 액세서리와 호환이 가능한 제품이 있을 터인데 이는 Apple이 피하고 싶어할 거라는 의심을 많이 받는다.
USB-C는 앞서 언급된 micro USB의 단점을 상당부분 개선해 Lightning 커넥터에 비해 대등하거나 비교우위를 가진 부분이 많이 생겼다. Apple도 3, 4세대 iPad Pro와 iPad Air 4세대에 USB-C를 채용하고, USB-C 단자를 넣은 iPhone 테스트 제품도 유출이 되는 등 Apple도 간을 보는 듯한 행보도 보였다. 하지만 iPhone XS시리즈 뿐 아니라 후속인 iPhone 11 시리즈, iPhone 12 시리즈도 Lightning 단자를 채용하여 아무도 확실하게 예측할 수가 없는 상황이다.
3.3. 안정성 및 내구성 부족
충전핀이 노출된 디자인으로 인해 화상을 입는 사고가 종종 나타나고 있다. 물론 커넥터의 핀을 노출하는 디자인을 채용함에 앞서 Apple은 이러한 문제를 미연에 방지하고자 안전장치를 마련해 놓았는데, 충전 컨트롤 핀이 그것이다. 전류를 송신하고 이에 대한 적절한 응답이 돌아오지 않으면 전류를 보내지 않는 설계를 통해 손을 대더라도 전류가 흐르지 않도록 조치한 것. 하지만 이러한 기능이 정상 작동하지 않으면 감전될 여지가 여전히 남아있으며, 애초에 물리적으로 핀과 접촉할 일이 없다시피한 micro usb 및 USB-C의 디자인보다는 확실히 단점이 된다.
8개 핀 중 충전 전류를 전담하는 4번 핀이 부식되거나 타서 까맣게 변색되버리는 현상이 종종 발견된다. 이 경우 충전이 되지 않음은 물론이고, 연결을 인식조차 하지 못한다. 상술했듯이 내부 단자는 한쪽만 있기 때문에 한쪽 면이 작동불량이 되면 어느 쪽으로든 꽂아도 된다는 메리트가 사라지는건 덤. 일단은 4번 핀이 열화되었을 경우 커터칼 등으로 탄화된 부분을 긁어내거나 하면 정상작동하긴 한다. 다만 장기적으로 계속 버텨줄 거라고 보장할 수는 없다.
정품 케이블의 내구성 또한 꾸준히 단점으로 지적되었다. 특히 커넥터 부분의 파손이 빈번하여 일부 사용자들은 수축튜브나 볼펜 스프링으로 보강할 정도다. 서드파티 케이블 제조사들도 이러한 부분을 의식하여 설계나 소재를 개선하고 일부는 케볼라 등 고급 소재까지 떡칠해가며 마케팅을 하는 경우가 많은데 실제로 이러한 케이블들은 웬만해선 고장나지 않음을 고려하면 Apple이 악세사리를 튼튼하게 만드는게 불가능하지 않음을 알 수 있다. 일각에서는 이에 대해 악세사리 장사를 위해 일부러 잘 고장나도록 제작하였다는 주장도 할 정도. 다만 이건 재질 변경 및 보완을 했는지 2017년 이후에 출시된 케이블들은 다소 빳빳해지긴 했지만 자기 혼자 썩어버리던 기존의 케이블과 비교하면 내구성이 많이 늘어났다. 그래도 USB-C에 비하면 내구성이 한참 모자른 수준.
이러한 내구성의 부족의 원인은 Apple이 2009년부터 환경단체의 권고를 받아들여 BPA&PVC-free를 선언하면서 케이블에서 환경호르몬이 나오는 원료를 사용하지 않기 때문이다. 대체물질을 사용하고 있지만 아직 내구성 측면에서 기존의 PVC를 사용한 제품을 따라가지 못하고 있다. 친환경물질로 대체한 이후 생긴 문제점과 소송 등에 대한 정보는 다음 링크에서 확인할 수 있다. https://www.pvc4cables.org/images/Case%20studies.pdf
정품 및 유명 제조사의 MFi인증 Lightning 케이블의 경우 8핀 금속 접점부분과 하우징 연결 부위가 강하게 붙어있지 않다. 이것은 사실 의도된 것으로 단자를 꽂은 상태에서 추락하거나 충격을 받았을 때 기기쪽에도 충격이 전달되어 보드에 손상이 가는 것을 방지하기 위한 조치이다. 비슷한 충격을 micro USB단자에 가해지면 본체의 충격이 전달되어 핸드폰 기판도 함께 망가질 확률이 훨씬 높고, USB-C도 micro USB에 비해 낫지만 이 쪽도 본체를 손상시킬 확률이 Lightning 단자보다 높은 편이다.
이래저래 애플 정품 8핀은 케이블 부분은 물론 8핀 커넥터 부분도 약한 것은 사실이니 애플특유의 슬림한 케이블 디자인이 마음에 들면 MFI 인증을 받은 벨킨과 슈피겐의 케이블을 사용하는 것이 낫다.
3.4. 충전 속도 논란
iPad의 경우 배터리 용량이나 큰 화면으로 인한 높은 전력소모량에 비해 충전속도가 너무나 느려[14] 작업하면서 충전하는 것도 시간이 많이 걸린다. iPad의 배터리 용량이 쭉쭉 늘어가면서 충전 속도가 이를 쫓아가지 못하니 이러한 불편도 매우 커져갔다. 이 문제는 배터리 용량이 42Wh 를 넘어가던 iPad 3세대와 4세대에서 심하게 나타났다. iPad Air 1세대부터는 배터리 용량이 줄어들고 12W 충전기가 제공되면서 그래도 제법 완화되었다. 결국 2010년대 후반이 되어서야 iPad Pro[15]와 iPhone 8 Plus/iPhone X부터 USB Power Delivery 2.0 규격으로 고속충전을 지원하기 시작했으니...
61W 짜리인 MacBook 충전기로 충전할 경우 최대속도가 나오지 않는데, 이는 iPhone과 iPad의 충전 규격 때문에 그렇다. 29W USB-C 전원 어댑터는 USB Power Delivery 2.0의 충전 규약인 15V 출력을 지원하는데 61W 이상의 USB-C 충전기는 15V 출력을 지원하지 않아 디폴트 전압인 5V로 충전되기 때문. 29W USB-C 충전기나 15V 출력을 지원하는 서드파티 USB-PD 충전기는 규격대로 충전이 된다.
충전기는 USB 표준 규격의 호환 제품을 사용할 수 있으나, 케이블은 Apple 정품 USB-C-Lightning 케이블이 아니면 제 속도를 내지도 못하고 있다. 최초로 고속 충전이 시작된지 2년이 지나도록 MFI인증을 받은 서드파티 USB-C Lightning 케이블이 나온 것이 없었고, 미인증 USB-C Lightning 케이블은 고속 충전이 되지 않는다. 이는 Apple이 인증 규격 자체를 만들어 놓지 않고 있었기 때문에 발생했던 문제인데, 2018년 3월에 USB-C관련 인증 스펙을 갱신하면서 USB-C Lightning 충전은 여전히 허용하지 않고 있다. 나온지 2년이 지났음에도 여전히 충전 케이블은 Apple이 독점을 하고 있는 상황이다. 하지만 실제 마켓을 둘러보면 점차 USB-C Lightning 케이블이 등장하고 있다. 제조업체의 주장에 따르면 고속 충전도 아무런 문제 없이 잘 된다고 하고 있으며 가격도 기존 서드파티 Lightning 케이블과 크게 차이나지 않는다.
이후 벨킨과 앤커에서 MFi 인증을 받았으며 USB-PD를 지원하는 서드파티 USB-C Lightning 케이블을 발표했다.#
2019년 초부터 Ugreen이나 Benks 같은 중국 업체에서도 C94 칩셋을 탑재한 MFI USB-C Lightning 케이블을 판매중이다. 알리익스프레스에서 10$내외로 판매중.
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시중에 MFI 인증을 받았다고 사기를 치는 USB-C to Lightning 케이블들이 꽤 많은데, 가장 쉽게 구분하는 방법은 Lightning 커넥터의 금도금 여부다. C94 칩셋을 탑재한 인증 케이블은 Lightning 단자가 로듐 도금되어 있어 금색이 아니라 은색을 띄고 있다.
3.5. 전송속도 문제
앞서 언급되었듯이 Lightning 단자는 USB 2.0 이후의 규격도 충분히 수용할 수 있는 대역폭과 단자 핀을 가지고 있지만, 2020년 출시된 iPhone 12에서 마저도 USB 2.0 속도를 고수하고 있다. 비록 휴대폰을 컴퓨터에 연결할 필요성이 예전에 비해 현저히 떨어져가고 있는 것은 사실이지만, 사진 백업이나 음악, 영상을 직접 전송해야 할 경우는 그야말로 느려터진 속도가 나온다. iTunes나 Finder등을 거쳐서 전송되므로 동일한 2.0 전송규격 중엔 안정성이나 속도가 제일 나은 편이긴 하지만 그럼에도 불구하고 3.0이 거의 기본으로 보급된 시점에서 조차 플래그쉽 모델에서 3.0 속도를 지원하지 않는 것은 원가절감으로 밖에 볼 수 없는 부분. 심지어 Lightning 단자를 탑재한 마지막 iPad Pro인 10.5형 iPad Pro에서는 3.0 컨트롤러를 탑재하여 USB 호스트 기능을 사용할때 한할지 언정 3.0 속도를 지원하고 있다. 그래서 Apple이 조만간 Lightning 단자를 USB-C으로 대체하거나 아예 충전 포트를 제거하려고 하는 것이 아니냐는 의견도 있다.
4. Lightning 커넥터를 사용하는 기기
[1] 다만 iPad Pro 라인업은 2018년 10월 발표 모델부터 USB-C 규격을 채택하여 전체 모바일 라인업은 아니게 되었다.[2] 2세대는 무선충전으로 변경하였다.[3] Magic Mouse 2는 하단에 달린 포트 위치상 사실상 유선으로 사용이 불가능하다.[4] USB 3.0하면 USB-C 단자가 연상돼서 Lightning이 핀 갯수가 모자라다고 오해하는 경우가 많은데, USB3.0은 실제 동작시에는 두 개의 데이터 레인에 총 7개의 핀만 사용한다. 다만 USB-C는 USB 차기버전 및 Thunderbolt 등 다른 규격 지원을 위해 네 개의 데이터레인 자리를 미리 확보해 놓고 있다.[5] 컴퓨터에 꽂을 때는 iPad도 얄짤없이 2.0 속도로 맞춰진다. 이는 아래 서술된 카메라킷 언급을 참조.[6] 이 케이블 역시 USB Type-A 케이블과 똑같이 전송속도는 USB 2.0까지밖에 안나온다. iPad에서 USB 3.1 Gen1으로 연결할 수 있는 방법은 아직까지도 카메라킷 하나밖에 없다.[7] 대놓고 USB-C 단자가 있는 외장모니터와 카메라에 연결된 사진이 나와 있다.[8] 아이리버덕에 우리나라에서 이런 제품이 많이 알려지긴 했지만, 예전부터 이런 중국산 제품이 여럿 있었다.[9] 공식 30핀 어댑터의 가격도 젠더 치곤 고가에 속하는 4만 원이라 논란이 있으며 번들 액세서리로 포함해야 될 걸 팔아먹냐고 비난하는 의견도 있다. 추가로 Amazon에 서드파티에서 만든 커넥터가 올라왔는데 11달러 더 싸다.[10] USB2.0은 데이터 통신 레인이 하나만 있지만, Lightning은 두 개의 레인을 가지고 있다, USB-Lightning 케이블로 PC등을 연결하면 USB 통신 규격 모드로 동작할 뿐이다.[11] USB 3의 초고속 레인 두 개를 추가하였고, 기존 데이터 레인은 하위호환 용도로 남겨두어 실제 동작에서는 두 개의 레인만 사용한다.[12] 그러나 iPhone은 2019년 현재 아직까지도 USB 2.0을 유지하는중...[13] 실제로 USB 2.0 혹은 3.0으로 통신하면서 단자 규격만 USB-C인 경우도 많다. 당연히 원가절감을 위한 것. 물론 Lightning 커넥터도 똑같다.[14] 충전속도가 느린 경우 ''''충전 중이 아님\''''이 뜬다.[15] 9.7인치 모델은 제외.[A] A B C AirPods 자체가 아닌 AirPods 케이스가 사용한다.