帰ってきたUSB電源、Rev.2

おはようございます。

今回記事にするのは、チョーット前に買った品物ですが、試してみてかなり重宝することがわかったので、ブログに起こしてみました！

USBって便利ですよね。たった4本の信号線で480Mbps, USB3.0なら9本の信号線で（9本ともうまくリンクすれば）5Gbpsという高速で機器と通信できる規格です。

もっとも（USB2.0を例にとって説明すると）2本は電源ラインで後の2本はDVIやLANケーブルと同じ差動信号線なので、実質の信号伝達に使う電線は2本なのですが(^^;)

おまけにケーブルもしなやかで扱いやすく、結構枯れた規格ということも相まって（初出のUSB1.1が99年だったかな）殆どのPCやMacで標準搭載されていますし。差動信号伝達の電線が2本しかない割りには正確な通信ができます。

というのも、その背景には、USB実装にあたり、NZRI
簡単にいうと

1. データ転送時にはD+, D-のデータラインの状態がすべてXOR（どっちかがHighだったら必ずもう一方はLow。デバイスリセット時には両方ともLow）、
2. 同じビットが連続（1が6個連続）したら一定間隔で違うビットを挿入（これをビットスタッフィングと言う。勿論オーバーヘッドが増えるわけだからその場合は転送速度が多少落ちる）

という、USB-IFの中の偉い人が考えたであろう、信号伝達プロトコルを使っているからなのですよ～。（詳しくはUSB-IF公式の資料に書いてます（英語））

少し話は横道にそれますが、先述のNZRI箇条書きの2つ目で「ビットスタッフィング」をチラッと読んだ読者の中にはピンときた方もいるかもしれません。クロックをデータに埋め込んでるんですね。

現代のSATAなどのシリアルI/F規格が同じシリアルI/F規格であるRS-232C（昔の規格。主にモデムなんかを繋げるやつです。最近のPCには工業用PCなどの一部のPCを除き、標準では搭載されてないので知らない方も多いかも？）よりずーっと速く通信できるのは、これらに代表されるデータへのクロック埋め込み技術のおかげなのですね。

さて、話をまた元に戻していきましょう。

最近出てきたThunderboltなんかもスピードでは負けていませんが、如何せん普及のペースが遅いです。筆者の感想としては、ちょうど昔AppleがiPodに搭載したり本体に搭載したりして普及を図っていたものの特定の分野にしか普及しなかったFireWireなんかを思い出しちゃいます。

もっとも、Thunderboltなんかも一時はディスプレイ接続規格にお勧めなんてプッシュしていた時期がありましたが、最近になってUSB3.1でも十分じゃね？といった具合で、ますます某電撃規格の立ち位置は狭くなっているような印象を受けます。

ま、それは筆者の個人的な雑感として、本題に入ります。（相変わらず前振りが長い(^^;)）

スマートフォンや携帯音楽プレーヤ、果ては携帯ゲーム機といった具合に、今日では様々な機器が通信、並びに電源供給にUSBを使う機会が多くなってきました。

反面、それらを充電しようとすると、PCやMacのUSBポートを少なからぬ数占有してしまいます。（少なくとも筆者は充電用のUSBポートのために今まで2基のUSBポートを使ってました、しかも2.0機器充電のために3.0ポートを…）

こんな感じでLANケーブル右の2つを使ってました。

主に充電するのはIS01という化石級のスマートフォン（これもまた筆者には思い入れがあるので、いずれ紹介しますね）とiPod touch 1Gなのですが。

でも最近、Arduinoなどいろいろ他の機器を試す機会が増えるにつれ、この問題点をどうにかしたい、という思いが強くなってきました。

で、買ったのがこれ。写真背面のトランジスタ技術と けいおん！マウスパッドは付属しません。

iPod touchも付属しません（当たり前だのクラｋｋ（ｒｙ）（←死語））

小さめのマッチ箱を2つ積み重ねたくらいの大きさで、容積的にはPCショップに飾ってあるぜんまい仕掛けのドロイド君と同じくらいです。

機能としては、電源タップと同じように電源を分配する物なのですが、電源の出力がUSBの5Vになっていることと、↓のように急速充電用と普通充電用に分流されているのが特徴です。

こちらは2.1A出力。スマホの充電に使ってます。

んで、こちらが1.0A出力。白いケーブルでお分かりかと思いますがiPod touch 1G充電用。

さて、タイトルに「Rev.2」と書いたのにはちゃんとした意味があって、実はこの製品、Rev.1があったのです。

登場した当時は一瞬購入しようかと躊躇したのですが、曰く、出力電流が500mAらしい、とのことで、当時Raspberry piの駆動用電源として使おうと考えていた筆者は満足できず、購入を見送ったのです。

（Raspberry pi の駆動には最低でも5V, 700mA（筆者の所有しているType Bの場合。Type Aは500mA）が必要だったので）

• で、ちょっと前にPCショップに足を運んでみると、改良されているRev.2らしきものが1000円以下で売っていたので、購入した、というわけ。
• 24時間差し込みっぱなしで使ってますが、特に異常に発熱するということもなく、給電もちゃんと出来ていて、かなりいい出来栄えです。おススメ。
• 今北産業さんのために無理やり3行にまとめてみると、ここの無理やりに箇条書きに記述してある部分がほとんどすべてです。

これならRaspberry pi も2.1A側を使うと十分に駆動できそうですね。別途セルフパワー型のUSBハブが（機器をたくさん繋げるなど、必要な方は）必要ですが。5V, 2.1Aでおよそ10Wですか。筆者の使っているセルフパワーUSBハブも5V, 2Aで10Wなので、今使っているRaspberry pi を使ったシステムの消費電力は最大で20Wですな。まあ流石に全部の電力を使うことはそうそうないだろうから実効値としては数Wだろうけど(*^-^*)

ちなみに、Raspberry pi 用の電源として筆者が使っているのはiPad充電用の10W ACアダプタだったりします。一応メーカー品なのでこの記事のような中国製のぁゃιぃACアダプタよりかは安心してお勧めできるかな…（と言ってもどっちも中国産だから比較すること自体五十歩百歩なんだけどｗ）

処理速度さえ文句なければもっとLinuxをヘヴィーに使えるんだけどなぁ…。

参考サイト

USB-IF（本家）

設計の基本は仕様の理解　――高速シリアル通信を実現するために知っておくべき最低限の知識

USBの基礎知識　――パケットのフォーマットからプロトコルの詳細まで