低レベルなヒトの覚え書き

●特別企画: テキトー電気工作(1): 簡易USB電源の製作

[イントロダクション]

USBのバスパワーで動作する機器といえば、普通はPCの周辺機器(あくまでも主役のPCに対する脇役として働く機器)ですが、なかにはそうではないものもあります。 たとえば、たいていのデジタルカメラやデジタル音楽プレイヤーは、PCとの連携が事実上必須になっているとはいえ、基本的には独立した製品であり、PCから切り離された状態で使用されていることのほうが多いはずです。
ここでは、そうしたUSBのバスパワー「でも」動作するタイプの機器に対して、PCを使用することなく、USBコネクタを通じて給電するための装置の製作について報告します。

※筆者は、この記事を含む一連の記事の内容について、いかなる保証もいたしておりません。 とりわけ以下の記述には、うっかりすると感電して死んじゃう可能性もある行為に関連しているかもしれない内容が含まれていますので、くれぐれもご注意ください。

[方針]

• 専門的なことはわからないので、電源装置の本体については、適当な電圧のACアダプタをそのまま利用する。
• このACアダプタの出力側にUSBコネクタを取り付けることで、目的の簡易USB電源を実現する。

[主な材料]

• 出力5VのACアダプタ(なるべく定電圧タイプ)。
  USBのバスパワーは、電圧が5V(プラスマイナス0.25V)、電流が最大500mAと定められているので、それに見合った製品を使用する。 2つの条件のうち、アンペア数のほうは、わりと適当でかまわない部分もあるが、電圧のほうは絶対に遵守すること( 註1 )。 一般に、ACアダプタのケース表面に記されている出力電圧は、あてにならない場合が少なくないので、この点は特に注意が必要( 註2 )。
  筆者の場合、たまたま手持ちのジャンクのなかに出力5Vで定電圧タイプらしきものがあったので、それを使用した(というか、本当はそれをあてにして、この装置の製作を思いついた)。
• USBケーブル(手に入るならコネクタのみでも可)。
  接続する機器の側のコネクタに適合するケーブルを使用する。 筆者の場合、当初はミニBのオス型コネクタを備えたケーブルを用いたが、のちに将来的な可能性を考えて、標準Aのメス型を備えたケーブルに交換した(ミニBオスには変換ケーブルで対応)。
  なお、今回の装置で使用するケーブルは電力線だけが生きていればいいので(データ線は不要)、前述した system2222さんのページ で紹介されているような、携帯電話やPHSの充電ケーブルをそのまま利用する手もある。

[手続き]

• ACアダプタの出力側のコードを適当なところで切断し、2本の線のうち、どちらがプラスでどちらがマイナスかを確認する。
  当たり前だが、コードを切断したりハンダ付けしたりするときには、絶対にACアダプタをコンセントから外して、装置に電流が流れないようにしておくこと。
• USBケーブルを適当なところで切断し、4本の線のうち、どれがバスパワー供給用のプラスでどれがマイナスかを確認する。 おそらくは、線の被覆の色でだいたいの見当がつくと思われるが、やはりきちんとテスタを使って、コネクタ側との接続関係を確かめておきたいところ( 註3 , 註4 )。
• ACアダプタの線とUSBケーブルの線をハンダ付けする。 プラスはプラス、マイナスはマイナス同士でつなぐこと。
• 結線に間違いがないか確認したのち、必要な絶縁処理を行なう。 USBケーブルの残りの2本のデータ線も、忘れずにきちんと始末すること。

[完成図]

完成した装置の外観を以下に示す。
なお、画像では、標準Aメス型コネクタの先に、ミニBオス型への変換ケーブルが取り付けられている(ちなみにこの変換ケーブルは、接続相手のコネクタにかかる負担を考慮して、ミニBオス側のコードの先端部をより細く軟弱なものに交換してある)。

[註]

註1: まず電圧に関していうと、たとえ本当は1.5Vで動作するような機器であっても、電力を受け入れる部分の設計はUSBの規格に合わせたものになっているはずなので、そこは素直にきちんと5Vを入力してあげるべきです。
一方で、この手の装置におけるアンペア数は、あくまでも一定の条件下における「能力」とか「許容量」を示す値にすぎないので(たぶん)、こちらのほうは、なにがなんでも500mAでなければならないということはありません(きっと)。
とりあえず、公称100mAのACアダプタよりは、1000mAのアダプタのほうが余裕がありそうで、安心感はありますが、実際にはせいぜい200〜300mAもあれば十分そうな気がします(あくまでも素人の意見なので、間違ってたらごめんなさい)

註2: たとえば、こちら (http://www1.ttv.ne.jp/~gnrr/hard_qvpow/qvp_ac.htm) を参照。

註3: 電圧などを測定するためのテスタは、安いものならDIY店で2000円くらいで購入できます。 筆者が持っているのも電圧(AC/DC)と抵抗しか測れないアナログ式の低級品ですが、それなりに重宝しています(乾電池の残量チェックにも使えるし)。

註4: いちおう、標準Aのコネクタの場合は、端子のある側を下に置いて、いちばん右側がプラス(5V)、いちばん左側がマイナス(GND)。 ミニBオスの場合は、端子のある側を上に置いて、いちばん右側がプラス(5V)、いちばん左側がマイナス(GND)となっているようです。
まあ、たぶん、これだけじゃわかりにくいと思うので、その辺は適当な資料を参照してください。

[付記]

この装置、しばらくは携帯型デジタル音楽プレイヤーを動かすために使ってたんですが、プレイヤーの電源を別のものに置き換えてからは出番がまったくなくなってしまい、それならということで、ACアダプタ部分を転用するために解体しちゃいました。

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