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Thunderbolt 3 と USB Type-C (3.1 Gen2)

2017 年 9 月 4 日 コメントはありません

過去の記事で、USBについてまとめた
その際、現状の最高の規格としては、データ通信速度がUSB 3.1 Gen2の10Gbps、通電がUSB PDの20V x 5A = 100W、そしてコネクタ形状は両挿しが可能なType-C形状にやがて統一されるであろう、とした。

さて、Thunderbolt 3である。..これってナニ??
今までのThunderbolt(1と2)はコネクタがUSBとは異なっていた。しかし、Thunderbolt 3から、コネクタの形状がUSB Type-Cとなった。
速度は最大で40Gbps、通電はPDと同じ100Wまでサポートされるらしい。
では、USBと何が違うのか?

実は、USB Type-Cには、「E-Marker」と「オルタネートモード」という仕組みがある
これらに対応したUSBケーブル(もちろん機器側も)で、Thunderbolt 3の規格にも対応しているなら、Thunderbolt 3が使えることになる。
簡単に言えば、USB Type-Cのコネクタ/ケーブルには、沢山のピン/ケーブルが入っており、通常のUSBでは使わない部分で信号を流し、かつそれを認識するチップを入れて制御する、という仕組み。
USB Type-Cのこの仕組みを使って、同じケーブルで、より高機能なThunderbolt 3を実現している、というわけだ。
ちなみに、Thunderboltはインテルの開発した規格である

Thunderbolt 3のケーブルも機器もまだまだ普及していないし、高価だ。
機器によっては、そもそもこんな高機能なケーブルは不要だろう。
しかし、そこは血が騒ぐってのが、男って生き物。
早速ではあるが、中国メーカーから入手することにした。
でも.. 試す機器がない..(T T)
恐いのは、QCでこのケーブルを利用すると、中のチップが壊れることだ..

<参考>
USB Type-CとUSB 3.1、Thunderbolt 3、DisplayPort など
MacBook ProとWindowsとThunderbolt3とUSB Type-C
USB-TypeCで、地獄をみた話。
Thunderbolt 3とUSB Type-Cの関係性について調べた

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iPadの急速充電の考察。そしてUSB。

2017 年 3 月 25 日 コメントはありません

会社の人が「iPadの急速充電が・・」とか言う話をしていた。
iPadの電池容量は大きいため、求める電流量は大きい。元々のUSB規格である0.5A程度ではまともに充電ができない。そのため、iPadでは大型のACアダプタが必要となり、10Wくらいで充電される。
私はそのことを話しているのだと思っていた。つまり、何を以て急速充電と言うのか?という問題。
USBの元々の規格は5V 0.5Aだ。それを超えれば、急速充電と言ってもいいと思う。急速充電を謳う、QC2.0のような電圧を上げる規格や、2Aも出すような規格が氾濫しているが、これらの多くがUSB-IFの正規の規格からは外れている。

さて、私は勘違いしていた。
会社の人が話していたiPadの急速充電とは、「12.9インチiPad Proの急速充電」のことだったのだ。
12.9インチiPad Pro(2015年発売)は、Apple純正の29W出力のACアダプタと、USB Type-C – Lightningケーブルを使うことで、USB PD規格の急速充電が可能らしい。
即ち、これらはUSB PDに対応しており、14.5Vの充電が12.9インチiPad Proに行えるということだ。
もちろんデバイス側も対応していないといけないので、12.9インチiPad ProはUSB PD対応ということだろう(Lightningコネクタ自体が独自規格なのでUSB正規規格に準拠と言えるかは微妙だが)。
残念ながら後発の9.7インチiPad Pro(2016年発売)はUSB PDに対応していないため、通常の充電となるらしい。

なお、29Wよりも大きい電力のApple純正アダプタ(61W/87W)はこの急速充電には対応していないようだ。アダプタはUSB PD対応だが、出力電圧が29Wアダプタの14.5Vとは異なるため、正確に言えば12.9インチiPad Proの方が対応できないと言える。次世代のiPad Proはどうなるか分からないが。

しかし、やはりUSBは複雑怪奇だ・・
勘違いした人がUSB 3.0だから急速充電できるというような表記がウェブ上で見られる。USB 3.0は転送速度の世代規格であって、充電やコネクタ形状にはあまり関係がない。

これは、12.9インチiPadがUSB3.0に対応しているからできる芸当であり、USB3.0非搭載の9.7インチのiPad Proではここまでのスピードは出ないそうです。

しかもかのケーブルはUSB 3.0ですらない。Appleの公式発表がある。

USB-C – Lightning ケーブルは、最高 480 Mbps のデータ転送速度に対応しています (USB 2.0)。

USBは規格外製品が多く出回って問題になっており、Googleなどが準拠するように呼びかけている
独自規格と正規規格がそれぞれどんどん新規格を出して来ており、理解するのが大変で、勘違いしてしまいやすい。
ちなみに、Appleは名称を付けるのがあまりにいい加減だが、USBすらそうで、AppleはUSB Type-Cの呼び方をUSB-Cと表記している。
皆さんが製品を選ぶ時にもご注意して欲しい。

追記(2017/09/22):
2017年に新しく出たiPad Pro 10.5インチ(Pro 12.9インチ第2世代も含む)では、MacBook Pro用の61Wと87Wの電源アダプタでも急速充電ができるとのこと。ただし、61Wと87Wの電源アダプタだと電圧は9Vなるらしい。iPhone 8では実際のところどうなのか? 今後試してみるつもりだ。

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USBの規格についてまとめてみた

2016 年 11 月 17 日 コメントはありません

やっぱりUSBのことをまだまだ理解してないと感じた。
理由は、規格が沢山あり、さらにはコネクタ形状にも規格が色々あり、もっと言うと主に充電などに使う給電能力も規格がいくつかあるためだ。

USB 3.1やUSB Type-Cの規格と、その問題について調べてみた
さまざまな機器で採用が広がっているUSBですが、その一方でUSB関係の表記・規格が増えすぎていてわかりにくいというのも事実です。
そんなUSB関係の表記・規格ですが、以下の3つに分類することが可能です。
① USBの世代に関する規格
② USBの形状に関する規格
③ USBの給電に関する規格

これだけゴチャゴチャしていると表にまとめるのも大変。
一応無理やりまとめてみたのが下記の表である。

種類・世代 通信速度 通常給電 USB BC給電 USB PD給電
USB 2.0 (C to C) 480Mbps 1.5A 5V(3A 5V) 1.5A 5V 最大5A 最大20V *要E-Marker
USB 2.0 (その他) 480Mbps 0.5A 5V 1.5A 5V 最大5A 最大20V *要E-Marker
USB 3.0 (C to C) 5Gbps 1.5A 5V(3A 5V) 1.5A 5V 最大5A 最大20V *要E-Marker
USB 3.0 (その他) 5Gbps 0.9A 5V 1.5A 5V 最大5A 最大20V *要E-Marker
USB 3.1 Gen1 (C to C) 5Gbps 1.5A 5V(3A 5V) 1.5A 5V 最大5A 最大20V *要E-Marker
USB 3.1 Gen1 (その他) 5Gbps 0.9A 5V 1.5A 5V 最大5A 最大20V *要E-Marker
USB 3.1 Gen2 (C to C) 10Gbps 1.5A 5V(3A 5V) 1.5A 5V 最大5A 最大20V *要E-Marker
USB 3.1 Gen2 (その他) 10Gbps 0.9A 5V 1.5A 5V 最大5A 最大20V *要E-Marker

*C to Cとはケーブルの両端ともType-Cであることを表す。例えば、片方がStandard-Aコネクタもう片方がType-Cコネクタのケーブルだと、正規の規格としては0.9Aまでとなるが、守られておらず、問題になっている。なお、変換アダプタなどを使い、間に別のコネクタが入るとC to Cとはならない。

USBの世代規格としては通信速度(じゃあ3.0と3.1 Gen1の差は何なんだと聞かないで下さい..)のこと、コネクタ形状については本当にゴチャゴチャしすぎているが、今後はType-Cに統一されていくであろう、ということで理解されたい。
給電能力については、USBだけの問題ではなく、電源や端末にも対応が必要なので、PDがどこまで普及するかは分からない。現状だとQCなどの別の規格も乱立しているし。

ここを見ると、3.1じゃないとPDに対応しないように見えるが、USBの公式ページだとPDは2.0でも対応するようだここにもそうある。詳細はここ
ここは勘違いしやすい点だ。なので上記の表でも、USB PDは世代規格とは別にした。
ただし、コネクタ形状によっては、PDの最大20V 5AのProfile 5には対応しないようだ。また、もちろんだが既存のケーブルでPDは使えないので、対応したケーブルが必要となる。現時点で、給電PD 20V 5Aでかつ、データ転送3.1 Gen2にも対応した製品は少なく、これくらいかも知れない。

いずれにしろ、電圧はともかく、電流を上げるのであれば、抵抗値の低い、太いケーブルを使用すべきだと思う。

<参考>
USB Type-CとUSB 3.1、Thunderbolt 3、DisplayPort など
乱立するスマホ向け急速充電の規格について調べてみた
一部のQuick Charge 3.0対応USB Type-C充電器がケーブルを破壊する話
Type-Cポリスの憂鬱
USB Type-C 規格と試験のポイント
「USB Type-C」問題と安全に使える製品のまとめ―規格の解説やチェック方法など
USB Power Delivery ROHM BM92Txx series

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USB PD と Quick Charge 2.0 を比べてみた

2016 年 3 月 9 日 コメントはありません

USBってパソコンからの出力がメインだったので、電力は5V/500mAでした。
しかし、スマホが普及し、バッテリーが肥大化、より多くの電力が必要になり、2A出力できる充電器なども登場していたのが昨今です。

そんな中、MacBookの充電はUSB-Cになったと言うじゃありませんか..
これってどういうこと? 電力足りんの?

そうこうしていると、今度は様々なスマホがQC2.0(Quick Charge 2.0)に対応してきたと言うことで、充電時間が大幅に短くなってる話まで..

モバイルバッテリーやUSBケーブルを輸入したりしていたので、ちょっと気になります。
調べて見ると、USB PD(Power Delivery)というのもあり、これは最大100Wまで対応するらしい。

やっぱりよく分からなかったので、USB PDとQuick Charge 2.0(Class A)を比較する形でまとめてみた。

項目 QC2.0 USB PD
策定 Qualcomm USB 3.0 Promoter Group
最大規格 9V/2A
12V/1.5A
12V/3A
12V/5A
20V/3A
20V/5A
充電器側 要対応(多い) 要対応(少ない)
ケーブル 一般のケーブル(通信もできること) 要対応
端末側 要対応(多い) 要対応(スマホではまだない?)

端末側が全てUSB-Cとなり、USB PDに対応してくれればいいのだが、まだ先になるだろう。
USB PD対応のACアダプタもまだまだ出ていないし、今は過渡期。
対応端末を使っているなら、QC2.0対応の充電器を使った方が良さそうだ。

追記(2017/03/21):
細かく電圧を変えるQuick Charge 3.0が出始めて間もないですが、今年くらいから新たにQuick Charge 4が出るそうです。4.0ではなく、4。
上記でも比較していた、USB PDと互換性を持たせるのだとか。一つのアダプタで、複数の急速充電に対応できるようなるようです。
Qualcommでは、「5分間の充電でスマホの通話時間を5時間伸ばせる」「Quick Charge 3.0より20%高速に、30%効率よく充電できる」と謳っています。
端末としては、Snapdragon 835が搭載された物からになるようです。
詳細はまだ不明ですが、PDとの互換性ってのは気になりますね。GoogleはUSBの規格に準じた物を要求しているようなので、今後はPDに統一されていきそうです。

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災害に備える男~iPhone用大容量バッテリーの購入顛末

2011 年 5 月 12 日 コメントはありません

私は根っからのモバイラーなので、携帯電話の電源には悩まされている。
スマートフォンでアプリを立ち上げ、外に出かけようものなら電池は1日と持たない。
電池が切れて、大事な電話が受けられなかったという痛い経験があって、以前は電池を買い増ししてしのいでいたのだが、電池交換のできないiPhoneではどうしようもない。

ところで、ここ最近、突然登山がしたくなった。iPhoneでGPSや地図のアプリを見ながら山を歩く。そして自分の歩いた道を記録する。登山がブームの今、普通の登山愛好者よりもスマートに行きたい。
しかし、山では電池が心配である。電池が無くなれば、電子コンパスすら使えない。
車で出かけてモバイルするなら、シガーソケット用DCインバータを買えばいいのだが、山ではそうもいかない。

当初は壊れたネットノートを流用しようと考えた。即ち、ネットノートを持ち歩き、電池がなくなったら立ち上げてUSBから充電する。壊れていても充電くらいできる。
しかし、山歩きではネットノートの1kgでも重い。
メーカーによっては、電源を切ってもUSBに給電し続けるノートパソコンがあるらしいが、我がネットノートはそういう設計になっていなかったので、毎回立ち上げる必要もあり、非常に面倒である。

そこで外部バッテリー、つまりポータブル電源を色々と物色し始めた。
まず目をつけたのは、大好きなeneloop。iPhone向けにもラインナップがある
しかし、どれも品薄で手に入りづらい。

次に目を付けたのが安価なソーラー充電器とバッテリーが一体になった商品。ソーラー充電はeneloopにはない大きなアドバンテージだ(eneloopにもあるが一体型でないし大きい)。安い物だと1000円くらいからある
しかし、電流容量も少ないし、購入者の評価も芳しくなかった。
良さそうなのは軒並み品薄。みんな同じ悩みを抱えているようだ。地震もあったし、停電も続いているから、こういう防災グッズに注目が集まっているんだろう。

そうこう検索しているうちに、なかなか良さそうのなのを見つけた。しかも知っている人の店だったので、買ってみることにした。

価格も比較的安く、3000円しないのに、電流容量は3000mAhもある。1420mAhのiPhone4が2回フル充電できる計算だ。
ソーラーやUSB給電による充電が可能だし、出力はUSBで汎用性があるので、他のモバイル機器、例えば他の携帯やモバイルルータ等にも使えそうだ。
実際に試してみたが、Nokiaの携帯やBluetoothのイヤホンマイクの充電にも使えた。

これでiPhoneをちょくちょく充電しながら、移動中はソーラー充電すれば、電池の減りに悩まされることは少なくなるだろう。
繰り返しになるが、この商品のメリットは、
・電流容量が3000mAhと大きい
・価格が比較的安い
・ソーラー充電が可能
・USBからの給充電なので汎用性が高い
となる。

ところで、今回色々調べたが、iPhoneやiPadの充電周りはかなり特殊らしく、実は安価な充電器やポータブル電源だとiPhoneやiPadに対応していないことが多い。
理由は、iPhoneやiPadは通常のUSB給電に比べ、高い電流を要求されるからだ。
通常USBの給電は500mA、それが規格なのだが、iPadなどだと2Aを要求するらしい。だから電力を消耗した状態などでは充電が出来ないことがよくあるそうだ。
規格通りの電流を流しても、iPad側が受け付けないのだ。そもそもWindowsパソコンだとUSBでiPadを接続しても充電できないことすらあるらしい。かと言って、下手に充電器を使うと、最悪爆発するらしいので注意
買った奴は1Aの出力なので、もちろんiPhone4にもしっかり充電できた。

しかし、こんな所にも林檎禿の独善性が出ているんだな~と思ってしまった。

追記:
ソニーから新しいポータブル電源が発売された。

4000mAhと大容量で、価格はおよそ4500円。
ソーラー充電式ではないが、検討に値するだろう。

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