電子工作などで5Vが欲しい!って時によくUSBの電源を使いますよね〜(?) その際に、100均で安いUSBのケーブルを分解して使うってのは常套手段だと思うのですが、ライトニングケーブルを使おうとして失敗した話です。
結論
(充電機能のある?)ライトニングケーブルを分解して電源に使うのはやめたほうがいい。
理由
ライトニングケーブルは上下関係なく挿せることや、購入したケーブルがデータ通信にも対応していることから、ICを通る必要があったのだと思う。その結果、単純に5V取り出すという用途には向かなかった。
考察
うまく電源を取得できなかった原因についてだらだらと考察していきます。結論は上記に書いた通りですので、興味のない方は読まなくてもいいと思います。
やりたいこと
USBは基本的に+5Vが来ていて接続された機器に電源を供給しています。
そこで適当なUSBケーブルを購入して配線の途中から+5Vを取ろうという作戦です。作業としては簡単で、ケーブルの適当な場所を切断して機器を接続するだけ!と思って制作していたら、盛大にハマりました。。
USB-TypeAの配線
USB-TypeAは通常データ線2本、+5V、GNDの4本の端子があります。
つまり、この左右の2本に端子につながっているケーブルに、自分の機器を接続すれば+5Vが取れるはずです。
検証対象
DAISOで購入できる3種類の「USB(Type-A) – 各種コネクタ」ケーブルです。
- 「USBからライトニング対応機器へ繋ぐ 充電・通信ケーブル USB>>ライトニング端子」
- 「スマートフォン用 充電専用 USBケーブル」 (microUSB)
- 「高速充電・通信ケーブル USB >> Type-C」
これ以降、それぞれのケーブルを"ライトニング", "micro", "Type-C"と呼ぶことにします。
ライトニングでハマる
ライトニングのケーブルを途中で切断すると5本の配線が現れました。USB(Type-A)では4本の端子があると前に説明したのに5本のケーブルがあるのは少し不思議でしたが、シールド用とかだろうと気にせずにそれっぽい配線色の赤と黒に機器を接続しました
あれ、動かない。
何度やっても動かない。。。
抵抗値を計測
接続はミスっていないはず、、まさか+5VとGNDの配線色が赤と黒ではない?と思って導通しているかテスターで抵抗値を測ってみました。
ライトニングケーブルにおける各配線とType-A端子間の抵抗値
赤 | 黒 | 青 | 緑 | 白 | |
---|---|---|---|---|---|
V+ | 200 | ∞ | ∞ | ∞ | ∞ |
V+ | 200 | 2k | 60k | ∞ | ∞ |
D- | ∞ | ∞ | ∞ | ∞ | 0 |
D- | ∞ | ∞ | ∞ | ∞ | 0 |
D+ | ∞ | ∞ | ∞ | 0 | ∞ |
D+ | ∞ | ∞ | ∞ | 0 | ∞ |
GND | 2k | 0 | 700 | ∞ | ∞ |
GND | ∞ | 0 | 50k | ∞ | ∞ |
(2行で1組、上の行はType-Aコネクタ側がテスターのGND)
なるほど。どうやら黒-赤の間にはダイオードのようなものが入っているみたい。さらに、青/GND間にも謎の抵抗、その他にも少々気になる部分はあるが…とりあえずダメなことが判明。
Type-Aのコネクタ部分を分解してみると、、謎のICやらが乗った基板が。。
(ICとかが乗った画像) 仕様はよくわからないですが、とりあえず端子:ケーブルが1:1で直接つながっているわけではなさそうです。
調べてみるとライトニングケーブルにもType-Aコネクタ側に基板がある場合と、ライトニングコネクタ側に基板がある場合があるようです。
(参考: アマゾンの「3本まとめ売り激安ライトニングケーブル」は買いなの? ガチ検証してみた結果…… – ライブドアニュース)
後者の場合には、Type-A⇒ライトニングの途中を切断して利用しても問題なさそうな気がします。
その他のケーブル
micro
充電専用ケーブルを購入したため配線は2本(グレー, 白)しか入っておらず、それぞれ+5VとGNDでした。
microケーブルにおける各配線色とType-A端子間の抵抗値
灰 | 白 | |
---|---|---|
V+ | 0 | ∞ |
D- | ∞ | ∞ |
D+ | ∞ | ∞ |
GND | ∞ | 0 |
(テスターの向きに関わらず抵抗値は等しかった)
Type-C
こちらは充電・通信ができるケーブルを購入しました。中には赤・黒・緑・白の4種類の配線が入っていました。また、3A対応を謳っているだけあって、赤と黒のケーブルは少し太めでした。
Type-Cケーブルにおける各配線職とType-A端子間の抵抗値
赤 | 黒 | 緑 | 白 | |
---|---|---|---|---|
V+ | 0 | ∞ | ∞ | ∞ |
D- | ∞ | ∞ | ∞ | 0 |
D+ | ∞ | ∞ | 0 | ∞ |
GND | ∞ | 0 | ∞ | ∞ |
(テスターの向きに関わらず抵抗値は等しかった)
(剝いたあとのケーブルの画像は撮影しわすれていましいた)
こちらのケーブルはType-A側の根本を分解してみたのですが、直接Type-Aの4つの端子に対してそれぞれ接続されていました。
(もしかしたら、Type-Cのコネクタ側に基板が隠されていたかも…?)
まとめ
そんなこんなで無事に+5VをUSBから取得することができました。 今後同じようなことをする際にはmicroかType-Cあたりのケーブルを使おうと思います。