ラズパイ4向けのUSB TYPE-Cケーブルの3種が紛らわしい:電圧降下の原因を考える

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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のUSB TYPE-Cケーブルに関してのお話をしたいと思います。

 実はラズパイ4のUSB TYPE-Cですが、同じUSB TYPE-Cでも規格が何と3つもあり、ラズパイ初心者だけでなく、ラズパイ上級者も結構、規格の違いで電圧降下問題に苦しみ、肝心の機器に稲妻マークを誘発させる原因になっています。

 実はUSB TYPE-Cに規格が3つあるという紛らわしい状態

 USB-TYPE Cなのですが実は規格が3つあり、3つの内部抵抗がみな違っています。

 A:USB TYPE-C 5V データ転送用ケーブル:内部抵抗56kオーム
 B:USB TYPE -C 5V 1.5A 電源用:内部抵抗22kオーム
 C:USB TYPE-C  5V 3.0A 電源用:内部抵抗10Kオーム 

    参考リンク:USB Type-Cケーブルの56kΩ抵抗 (56kレジスタ) とは

 USB TYPE-Cケーブルには見た目は同じでも用途によって内部抵抗値が違っていて、見分けがつかない問題が残念ながらあります。

 適当に100円ショップでUSB TYPE-Cのケーブルを接続してラズパイ4に給電すると内部抵抗値の大きさと0.1Vの電圧の差で残念ながら電圧降下の稲妻マークが多発してしまいます。

 USB TYPE-Cのデータ転送向けケーブル 内部抵抗は56Kオームなので電源用にラズパイに接続すれば電圧降下の元凶に。先端を加工してラズパイ4の電源端子には使えない

 自分も実は100円ショップでAの内部抵抗が多い56kオームのUSB TYPE-Cケーブルを購入してラズパイ4に給電したらまたも電圧降下の悪夢に苦しめられて、全然、プロジェクトが進まないデスマーチに遭遇してしまいました。

 特にマイクロUSBをUSB TYPE-Cに変換するコネクターに56kオームの内部抵抗を持つものが多く、給電用のACアダプターから変換して電源を供給すると電圧降下を誘発してラズパイがまともに動かなくなります。

  特にラズパイ3でマイクロUSBの端子をUSB-CのACアダプターから変換して給電した際に電圧降下のトラブルが56kオームの内部抵抗のせいで発生するので注意してください。

 USB TYPE-CをマイクロUSBに変換するコネクタ。ラズパイ3に電源を供給する際に活用すると56kオームの内部抵抗が邪魔をして電圧降下のトラブルの元凶になる。電源供給には使えないので注意

 最近になって電源のデスマーチから何とか抜け出せて問題を解決してラズパイは快適に動くようになりましたが、電源の内部抵抗の問題は電子工学のプロでも結構、知識がいる問題ですし、電子工作の熟練者でも結構、詰みやすいトラブルで苦しみやすい場所だといえます。

 ラズパイ4の電源部分に給電する際は必ずCの5V 3Aタイプで内部抵抗が少ない電源用のものを購入する

 ラズパイ4向けのUSB TYPEーCですが実に同じ形で3種類の内部抵抗値が異なるスペックの製品が出回っているので非常に紛らわしいです。

 100円ショップなどでAの内部抵抗が56kオームのデータ転送用の製品を購入してUSB端子から+5Vを供給したり、先端を加工してACアダプターなどの安定化電源に接続すると電圧降下が発生してラズパイ4の動作にトラブルが発生します。

 もし、100円ショップなどでラズパイ4向けのUSB-TYPE Cケーブルを購入する際には充電用のCスペックの5V 3Aの内部抵抗10kオームのものを購入してください。

 内部抵抗56kオームのUSB-TYPE Cケーブルは内部抵抗値が電源供給用のUSB TYPE-Cの5倍もありまして不具合の原因を誘発します。

 電圧降下対策のためにラズパイ4の給電は5.1V 3Aの改良版のACアダプターを活用する

 USB TYPE-Cのケーブルのスペックの違いで内部抵抗が増加して動かなくなるトラブルのことを書きましたが、いくらUSB TYPE-Cの10Kオームの内部抵抗値を持つ製品を利用しても残念ながら電圧降下の問題が出ることがあります。

 ラズパイ4専門のACアダプターに5.1V 3Aの改良版の製品がありますので0.1V電圧が高い製品を購入して利用すると電圧降下の嵐が収まり、安定して動くようになります。

 ラズパイ4専門の5.1V 3AのACアダプターの例:USB TYPE-Cの内部抵抗は10Kオームで0.1V供給電圧が高まっていることで電圧降下の問題を解決できて、ラズパイ4が安定して動くようになる改良版

 USB TYPE-Cの内部抵抗10Kオームで3Aの電流供給のスペックを満たしているケーブルとDC5.1V 3Aのラズパイ4向けの純正のACアダプターを接続することで電圧降下のトラブルが回避できるのでケーブル選びと電源電圧に関しては注意しましょう。

 わずかな内部抵抗の違いと0.1Vの電圧差でラズパイ4は電圧降下問題にかなり苦しめられるようなデリケートな設計なので安定して動かすためにはかなりの電源系統の知識も必要になってくると自分も時間をかけて学びました。

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