2021年12月30日木曜日

Raspberry Piで使えるUSB電源とUSB-C・micro-USB Bケーブルを探す

最近のRaspberry Pi3,3+,4,400)は、電源アダプタ(USB電源&USBケーブルの組み合わせも可)を選ばないとうまく動かないことが多いと思います。1人で1台のRPiしか持っていない状況であれば、持っているものに合ったアダプタを購入すればよいだけのことですが、様々なバージョンのRPiを複数台所有しているような場合は、電源を複数台分用意するのは効率的ではありません。

そこで、できるだけ使い回しができるようにしたいのですが、これが中々厄介なのです。私がよく使っているのは、USB電源とUSBケーブルを組み合わせるパターンです。うまく選べば安価に入手できるのですが、個体差による不安定さやUSBケーブルの質に寄ってRPiに必要な電流を流せないなどの問題が発生することがあり、初めての人にはおすすめできないところがあります。(実験的にいろいろ買って試しているから、無駄に金がかかっている…)

USB電源の選び方としては、5V3A以上の電気が供給できるものを選びます。初期のバージョンのRPiでは、3Aまで必要ありませんが、電流の容量が大きいものを使うことは問題ありません。逆に、USBが2口以上ついているUSB電源では、合わせて3Aになっていることがあって、1つずつは1〜2.4A程度しか流せないという仕様のものもあります。購入の際によく調べてから買わないと、使えないことがあるので要注意です。

そして、USBケーブルも結構曲者です。そもそも、USBケーブルの役割は電源の供給だけに限らず、データのやり取りに使われることがメインです。USB電源と同じように5V3A以上を流せるUSBケーブルを選びたいところですが、見た目だけでは判断できません。特に、USB-C規格では、3.0A対応を謳っているものを選んで購入することができますが、micro-USB Bケーブルだと一般的には2.4A対応を謳ったものが多く、それ以上の電流を流せるかどうかは、実際にやってみないとわかりません。

そこで、実際にRPiで使おうと思っているUSB電源とUSBケーブルを1つ1つつないでみて、「電圧が足りない(実際は英語)」という表示が出ないか、うまく動いた場合にはどのくらいの電圧・電流になるのかということについて調べようと思いました。そのために、AmazonでUSB電圧・電流計(KEWEISI(MakerHawk)のKWS-MX18L)を購入して計測してみることにしました。
#使い方は、coronのまちぽたさんの「USBテスターKEWEISI KWS-MX18Lを買ってみた」に詳しく書かれていたので参考にしました。

私が普段RPiで主に使っているのは、Physical Computing Labの(1)4口USB電源(5V5A)とGigastoneの(2)Quick Charge 3.0(QC3.0)対応 ACアダプタ(Amazonで5V3Aとなっていたので購入しましたが公式サイトでは5V2.4Aになっています)、NorthPadaと書かれた(3)micro-USB B出力の電源(5V3A)です。中でもQC3.0対応のACアダプタが不安定で困っていたので、これを実際につないで測定してみて、安定して使えている4口USB電源との違いを見ていこうと思います。(micro-USB電源は今回購入したUSB電圧・電流計では測定できなかったので除外)

(1)4口USB電源では、5.4…V程度の電圧で、0.1〜0.2…A程度の電流が流れていました。(2)QC3.0電源は、2つある内の1つが5.06…V程度で、もう1つが5.04…V程度でした。個体差があるとは言え、5.04…V程度の方をRPiで使用すると、例の「電圧が足りない」表示が出ます。電流も不安定で、直ぐに使用を中止しました。この状況は、ケーブルを変えてもあまり変化がなく、そもそもこの電源をRPiで使うのはあまり得策でないことがわかりました。やはり、RPi対応を謳ったもの((1)と(3))が安心して使えるという当たり前と言えば当たり前の結果になってしまいました。

その後、何気なく寄ったダイソーでUSB-C電源(5V3A)と2口USB電源(1口最大3A合計3.4A)が500円で売っていた(ラティーノという会社のエコラ事業部が作ったものらしい)ので衝動買いしてしまいました。両方ともRPiで問題なく使えました。(USB電圧・電流計で測ると5.1V以上出てました)USBケーブルもダイソーにあったもので3A対応のものを選びました。という訳で、いろいろやってきましたが、先日購入したRPi 400は、しばらくこれで動かすことにしました。(不具合があったらまたレポートします)

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