Raspberry Pi USB-C設計の欠陥: Pi 4 USB-Cの問題と修正

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USB-C が正式に5周年を迎えます。この仕様により、USBはリバーシブルになり、高さ2.6 mm (0.1インチ) の金属フレームに24個のコネクタが詰め込まれます。従来のコンピューティング デバイスやアクセサリの充電およびデータ転送ケーブル (どちらも高速) として機能するだけでなく、ビデオ伝送やアナログ オーディオ ジャックとしても使用できます。

言い換えれば、これは現在そして将来にわたって、すべての人々のためにあらゆることを実現することを目指すケーブル規格です。そしてそこに問題がある。従来のUSBケーブルには電源とデータの両方で合計4つの接続がありますが、USB-Cには最大24の接続があり、これは従来の6倍です。キャッチフレーズをエレクトロニクスの世界に置き換えると、「優れた構成可能性には、優れた設計とテストの責任が伴う」となります。

初期のUSB-Cの問題

エキサイティングな新機能が約束され、メーカーがUSB-Cを搭載したデバイスを発表するまでにそれほど時間はかかりませんでした。

- 2015年3月: Googleの第2世代Chromebook Pixel Notebook

- 2015年8月:中国メーカーLeTVのスマートフォン

- 2015年9月: GoogleのPixel Cタブレット

この間、小規模なアフターマーケットアクセサリメーカーもUSB-C対応製品をいち早く導入しましたが、そのケーブルは必ずしも標準に達していませんでした。

Pixel Cタブレットの開発に携わったGoogleエンジニアのBenson Leung氏は、こうしたケーブルを多数テストしたが、結果はまちまちだった。彼の実験は、不良なUSBケーブル のせいで2015 Chromebook Pixelが故障したために、早期に終了しました。Leungは愚かなダイオードを使用することでこの悲劇を回避できたかもしれないが、粗雑な構造はやはり残念だ。

それほど遠くない時代の話を調べてみると、こうした問題が発生する原因の多くは、従来のUSB-AからUSB-Cへのケーブルにあることがよくありました。公平に言えば、USB-AからUSB-Cへのケーブルと電源は、現在よりもさらに一般的ではありませんでした。市場が成熟するにつれて、メーカーはケーブルをより信頼性の高いものに製造するようになったようです。

ニンテンドースイッチUSB-C

2016年後半、任天堂は、テレビゲーム機としても、独自のディスプレイを備えたポータブル コンソールとしても機能する、 革新的なデュアル ロールSwitchコンソールを発表しました。ドッキング ステーション、電源用のUSB-C充電ケーブル、ACアダプターが付属します。Switch自体は、独自のUSBポートを使用してベース ステーションに接続され、充電とビデオ信号のドックのHDMI出力への送信の両方を行います。

この巧妙なセットアップは、特に外出時にUSB-Cの汎用性を強調します。ユーザーは、より多くの電力を得るために、USB-C電源をコンソールに直接接続できます。残念ながら、多くのUSB-AからCへのケーブルは (再び) 正しく動作しませんでした。その答えとして、任天堂はポータブル電源として自社製の 「HAC-010」ニンテンドーA to Cアダプター を推奨しました。唯一の問題は、一部のアフターマーケット ケーブルに56k抵抗器がないため、適切な充電ができなかったことです。任天堂は現在、コンソールの新バージョンを展開中なので、成長の痛みを乗り越えたかどうかがわかるだろう。

Raspberry Pi 4 USB-Cの問題

時は流れ、今日、2019年8月現在、USBに関する大きな問題は、Raspberry Pi 4 USB-Cコネクタの不適切な設計です。皮肉なことに、「質の悪いケーブル」の問題は一巡して戻ってきました。Raspberry Pi 4は安価な「基本的な」ケーブルで動作しますが、より高度なeマーク付きケーブルでは電力が供給されません。

問題は 不適切な抵抗器配線 構成チャネル ピン (CC1およびCC2) 上。この配線により2つのピンが短絡され、ケーブルが電力を供給できない構成になります。

画像: ジェレミー・S・クック

Pi 4 USB-Cの修正: テストとまとめ

この問題全体は、単なる小さな問題なのでしょうか?このデバイスは互換性のあるUSB-Cケーブルを使用すれば安全に使用できるように見えますが、より安価なケーブルを使用する必要があります。この点を説明するために、私はUSBケーブルのコレクションをPi 4でテストしました。結果は次のとおりです。             

ケーブルタイプ

技術

電力伝送は成功しましたか?

AmazonBasics C to C

2.0

はい

Anker PowerLine II C to C

3.1第2世代

いいえ

USBマイクロAからB/Cコンボ

2.0

はい

GoPro AからC

2.0

はい

コーラルアクセラレーターAからC

3.0

はい

Lenovo Yoga 3充電器

充電器

はい


  • 3.0A USB-Cアダプター付きのC to Cケーブルを使用しました。
  • USB to Cケーブルを2.1A USB-Aアダプタに接続します。これは、 推奨電流定格2.5A、しかし、それは機能しているように見えました。
  • 唯一のテスト条件は、Piのライトが点灯するかどうかでした。

私のテストでは、雑多なコレクションにある6本のUSB-Cケーブルのうち5本が問題なく動作しました。動作しなかった唯一のケーブルは、この記事を書いている時点でAmazonで約20ドルで販売されており、私はそのケーブルを唯一の目的として購入しました。 この記事のテストの目的

幸いなことに、Pi 4を使用するのに高価なケーブルを購入する必要はありません。ただし、ハイエンドのデバイスや電力を大量に消費するデバイスの場合は、ケーブルが機能しない可能性があります。

これらのUSB-Cの問題はあなたにとって問題を引き起こしますか?おそらくそうではないでしょう。しかし、もしあなたが少し忍耐力があるなら、ラズベリーパイの共同創設者兼CEOのエベン・アプトン氏は、 この問題は修正されることを期待している 今後数か月以内に取締役会の改訂が行われます。一方、有名な選手の名前のスペルが「たまたま」間違っていた野球カードのように、将来収集品になるかもしれないこのカードは、なくなる前に買いだめしておくのもいいかもしれない。

結論: USB-Cソリューション

画像: ジェレミー・S・クック

テストスタンド上のUSB 3.1 Gen 2ケーブル。幅広い接続範囲を表示

USB-Cは私たち全員が待ち望んでいた物理的な標準なのでしょうか?コネクタを間違って差し込んで人生の貴重な時間を無駄にした後では、そう言うでしょう。ケーブルのラベル付けが不十分なため、複雑で将来的に互換性の問題が発生する可能性もあるのでしょうか?絶対に。もちろん、ラベルを付けただけでは、Raspberry Piの問題やLeungのPixelの故障を防ぐことはできなかったでしょう。

結局、指示がわかりにくい複雑な仕様です。しかし、うまくいけば、すぐにプラグインして動作するようになるでしょう。さて、このD-subコネクタを取り付ける場所が見つかればの話ですが。 

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