電圧降下対策でラズパイ4向けの5.1V 3AのACアダプターを試す:応用編

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 どうも、こんにちは。T・K生です。

 今回はラズパイ4向けに5.1V 3AのACアダプターを接続して電圧降下対策を練った後に端子を改造したことを書きます。

 USB-TYPE Cの端子の中間地点に2.1㎜DCジャックとDCプラグを設ける

 今回、5.1V 3AのACアダプターをラズパイ4に接続して、かねてから苦しめられていた電圧降下の問題を解決できたのですが、USB TYPE-Cの接続で電源ケーブルを抜いたり刺したりすることで経年劣化の問題もあり、どうしても電源周囲の環境を変えたいと思いました。

 その辺の理由からラズパイ純正の5.1V 3AのACアダプターにDCジャックとDCプラグを設けてUSB TYPEーCのケーブルの経年劣化を防ぐような構造に電源供給ケーブルを改造することにしました。

 ラズパイ4のACアダプターのプッシュスイッチ周辺を分解して赤と黒の電源専門のコードを半田付けします。デジタルテスターで極性を確かめると白い線が入っている方が+5Vの電圧が発生していてプッシュスイッチにつながっていました。

 白いライン入りの+5V側を赤線に接続し、マイナス側とマイナス側を半田付けして熱収縮チューブで絶縁します。

 +5V側とマイナス側を逆に接続すると逆接続状態になってラズパイ4の本体を破壊してしまうので注意が必要です。

 ACアダプターの先端に2.1㎜のDCプラグを半田付けします。

 2.1㎜DCプラグのセンター側に+5Vを給電して、金属の面積が大きい部分にマイナス側を接続します。赤線+側と黒線-側のショートを防ぎ、逆接続にも注意します。

 USB TYPE-Cケーブルに2.1㎜のDCジャックを半田付けします。2.1㎜DCジャックのセンターの端子には白線のラインが入っている+5V側を接続し、DC2.1㎜ジャックの金属部分にはマイナス側の黒線を接続します。

 逆接続とショートには注意してください。逆接続とショートで貴重なラズパイ4本体を破壊してしまいます。

 全体的にケーブルの加工が完了すると次のような写真になりました。USB TYPE-Cケーブルは常時、ラズパイ4に接続して経年劣化を防ぎ、DCジャックとDCプラグを使用してソケットというかクッションのような役割をさせます。

 デジタルテスターでラズパイ4の純正ACアダプターの電圧を測定したら16V以上が出ていたので驚愕?

 ケーブルの極性やショートに注意して配線の加工が終った時点で一旦、DCデジタルテスターで電圧と極性を測定しました。

 デジタルテスターで極性を測定したら極性はOKでしたが、何とACアダプターで測定した電圧が16V以上になっていました。

 ラズパイ4の動作電圧は基本的に5.1Vから6.5Vの範囲になっていますので、普通に接続したら高すぎる電圧でラズパイ4を破壊してしまいます。

 とはいうもののACアダプターは安定化していても供給電圧より高い電圧が表示されることもあり、原因はACアダプターの電子回路の内部抵抗の影響で電圧が高く出るようになっているといいます。

 このまま接続するのはやばいか?と思いましたが、元々、ケーブルを加工する前に5.1V 3Aの電源を供給していることを信じて、DCジャックに供給することにしました。

 個人的に思うのですがジャンクのバルク品でDC 5.1V 3Aの表示のACアダプターも今回のように16V以上の表示が出ることもあるので、自分なりに危険と思ったら使わない方がいいでしょう。

 一番、確実なACアダプターの選択方法はケーブル加工前にUSB TYPE-Cを接続して動いているラズパイ4向けの純正ACアダプターから配線を移設して接続環境を整えると成功率が高いです。

 デジタルテスターの電圧表示にビビりながらもラズパイ4に電源を再接続して動作に成功!

 ACアダプターの16V表示にもしかしたら過電圧でラズパイ4を壊してしまうのではないか?という一抹の不安を感じながらラズパイ4にACアダプターを接続して電源を入れます。

 もしかしたらDC16Vの高い電圧がそのままかかってし、ラズパイ4本体を破壊してしまい、1万円が紙くず?と思ってひやひやしましたが、何とか今までと同じようにラズパイ4の画面が出力できました。

 DCジャックとDCプラグからラズパイ4に給電することで将来的にスイッチング電源や外部バッテリーを接続する際に接続を容易にできるのもうれしいですし、USB TYPE-Cの抜き差しで端子が経年劣化が発生することもクリアできてメリットが増えました。

 今回の実験はある程度、電源に関する知識がある人向けなので自信がないならば実行しないほうが賢明

 今回、私なりに電源関係の知識があったので何とかラズパイ4にDCジャックやDCプラグを増設してラズパイ4の電源供給の環境を整えることができましたが、ある程度、デジタルテスターを扱える知識やACアダプターやスイッチング電源に関する知識がないと実験に失敗しやすいと思います。

 下手をするとラズパイ4の本体を破損するだけでなく、電源ショートで事故や火災や感電の危険もあるのでもし、知識がない場合、そのままラズパイ4の5.1V 3Aの純正アダプターを使ってください。

 ある程度、ラズパイ向けの電源供給の実験に関しては価格が安いラズパイゼロなどを活用して練習したあとにラズパイ4やラズパイ3で外部電源の供給も可能ですが、ある程度、知識とスキルがいりますので、自信がないと思うのであれば普通に専用の純正アダプターをUSB- TYPE-Cに刺して使ってください。

 今回、個人的な私見ですが、難しい手術に成功してほっとしたような感じです。

 将来的にDCプラグから別の電源をっ供給するための準備もできましたので胸をなでおろしています。 電源に関しては簡単なようで本当に難しいですね。

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