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外出先でiOS機に消費電力の大きいUSB機器をつないで使う画期的な方法

      2015/12/22

実はいろいろなUSB機器が使えるiOS機

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iPhone、iPadなどのiOS機にはDockコネクタかLightningコネクタしか付いていませんが、Appleがオプションとして用意しているLightning – USBカメラアダプタ、iPad Camera Connection Kit経由でUSB機器をつないで使うことができます。

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iOS機といっても一様でなく、iPadだけがUSBマスストレージ機器に対応しているという、機種ごとの違いがあります。USBマスストレージ機器に対応と言っても、Jailbreakしないと用途は写真の読み込みに限られます。

  • iPhoneが対応しているUSB機器
    • MIDI機器(楽器類)
    • USB-DAC機器(ハイレゾ対応)
    • USBキーボード
  • iPadが対応しているUSB機器
    • USBマスストレージ機器
    • MIDI機器(楽器類)
    • USB-DAC機器(ハイレゾ対応)
    • USBキーボード

USB機器の100%の互換性が保証されているわけではないので、実際には使えたり使えなかったりのようですが。

Lightning – USBカメラアダプタ、Camera Connection Kitから供給できる電流は200mAの模様

しかし、対応している機器を直結しても、使えないことが多いのです。

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Lightning – USBカメラアダプタ、Camera Connection Kitから供給できる電流は200mAと言われています。それを超える電流を必要とする機器を接続しようとすると、

アクセサリがありません 接続中のアクセサリは消費電力が大きすぎます。

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あるいは、

デバイスを使用できません ××××: 接続されたデバイスは消費電力が大きすぎます。

IMG 0023

という警告メッセージが出て、ネゴシエーションシーケンスが止まってしまうからです。

200mAが閾値になっているかどうかは確認したわけではありませんが、話の便宜上本エントリでは200mA説を取りたいと思います。

従って、消費電流200mA以下のUSB機器を選んで使うか、セルフパワードのUSBハブをつないで使うかの二者択一となります。(続きは[Read More]から)

外出先で使うことを想定したセルフパワードUSBハブがない

消費電流200mA以下のUSB機器なら外で使うこともできますが、200mAを超える消費電流のUSB機器を接続する場合はセルフパワードのUSBハブを使うことになるので、電源のコンセントが用意できる環境での利用に限られる、という結論に至ります。セルフパワードのUSBハブへの電源供給手段は、ACアダプタによるからです。

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バッテリを搭載したセルフパワードUSBハブがあればいいのですが、全くなくはないものの、現在では入手困難。

よって、200mAを超える消費電流のUSB機器を外で使うのを断念することになります。

しかし、何とも惜しい。200mAを超える消費電流のUSB機器には、僕の好きなPFU Happy Hacking Keyboard Professional2も含まれます。スタバでiPhone+HHK Pro2。

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ないしはiPad+HHK Pro2という組み合わせでドヤりたいという願望は、叶えられることはないのでしょうか。

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最近では、USBキーボードをBluetoothキーボード化するEneBRICKという製品があるのでPFU Happy Hacking Keyboard Professional2だろうが制約に捕われずiOS機で使うことができるのですが、2014年7月現在14,000円近くするので、なかなか手が出ない人が多いのではないでしょうか。

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外出先で消費電流200mAを超えるUSB機器を使う方法がいろいろあった

しかし、抜け道がありました。以下の二つの手を使うことで、問題が回避できました。

  • セルフパワードUSBハブにUSBバッテリから給電する
  • 外部から給電できる作りのCamera Connection Kit互換製品を使う

セルフパワードUSBハブにUSBバッテリから給電する

セルフパワードUSBハブには、通常ACアダプタを接続して給電します。保証外の使い方にはなりますが、ACアダプタの代わりにUSBバッテリを接続すると、電源のコンセントが確保できない外出先でもセルフパワードUSBハブを利用可能となる場合があります。

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5VのACアダプタを利用する製品を選ばないとダメですし、USBバッテリからセルフパワードUSBハブのACアダプタのDC端子に給電するケーブルは用意されていませんから、自前で都合する必要があります。

以下の条件を満たしたUSBハブを探しました。

  • 小さい
  • 軽い
  • セルフパワー/バスパワー両用
  • 5VのACアダプタを使う

理想的な製品ではないかと思えたのが以下でした。白もあります。

BSH4AE06付属のACアダプタのDCプラグのサイズをデジタルノギスで測ると、外径3.47mm、内径1.2mmと出ました。中央が+です。

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片側がUSB、もう片側が上記のサイズに近いDCプラグを持つUSB-DCケーブルには以下があります。

カモン USB→DC(外径3.5mm内径1.3mm)電源供給ケーブル
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USBハブの電源にはUSBバッテリのAnker Astro Miniを使いました。

Anker Astro Miniのベンチマークを取ってみた

これに、手持ちのリトラクタブルのMini USBケーブル、CYBER・USB2.0 巻き取りケーブル (PSP用) ブラックを加えて、iPhoneにPFU Happy Hacking Keyboard Professional2の接続を済ませると以下のようになります。この場合、iPad 3ならLightning – 30ピンアダプタが不要になりますね。

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僕はDockコネクタのiPad 3とiPhone 5sを使っている関係で、Lightning – USBカメラアダプタは持っておらず、iPad Camera Connection KitとLightning – 30ピンアダプタを組み合わせて使っています。

iPad Camera Connection KitだけでPFU Happy Hacking Keyboard Professional2を接続すると「デバイスを使用できません IOUSBHubDevice: 接続されたデバイスは消費電力が大きすぎます。」というエラーが出ますが、USBバッテリからセルフパワードのUSBハブに給電してから接続すると、見事に使えました。EneBRICKより安く、PFU Happy Hacking Keyboard Professional2がiOS機に接続できました。

USB→DC(外径3.5mm内径1.3mm)電源供給ケーブルが1.2mもあるのでかさ張りますが、秋葉原では適合するサイズのDCプラグを売っているので、それを買って自作するとよさそうです。

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外部から給電できる作りのLightning – USBカメラアダプタ互換製品を使う

Lightning – USBカメラアダプタ、Camera Connection Kitには、サードパーティーから発売されている互換品が存在します。

MFi認証を受けたもの、MFi認証を受けていないパチもんなどいろいろありますが、MFi認証を受けていないパチもんの中に秀逸な製品がありました。

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各種メモリカードリーダ(iPadのみで利用可能)、3ポートのUSBハブが一体になったものです。DCコネクタが付いており、前出のUSB→DC(外径3.5mm内径1.3mm)電源供給ケーブルが付属。機能だけ見れば、まさにパーフェクトといえる製品です。

この製品を使って、さきほどの例同様にiPhoneにPFU Happy Hacking Keyboard Professional2を接続する接続を済ませると以下のようになります。何と、見事に使えました。

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神製品か?「iPad air/iPad4/iPad miniios7対応 Lightning カードリーダー&USB HUB×3 SD(HC) MS DUO M2 T-Flash マルチコネクション キット」はUSBバッテリから給電しなくてもいろいろと動いてしまう

試しに、「iPad air/iPad4/iPad miniios7対応 Lightning カードリーダー&USB HUB×3 SD(HC) MS DUO M2 T-Flash マルチコネクション キット」にUSBバッテリから給電せずにPFU Happy Hacking Keyboard Professional2をつないでみると、何と! これでも動いてしまいます。

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Camera Connection Kit等では「消費電力が大きすぎます」のエラーが出るバスパワー動作のUSB-DACも試しにつないでみると、これもUSBバッテリからの給電なしで動いてしまいました。

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では、同じくCamera Connection Kit等では「消費電力が大きすぎます」のエラーが出るバスパワー動作の61鍵のMIDIキーボード、microKey-61はどうでしょうか。

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何と、動きます! エラー「消費電力が大きすぎます」での苦労は一体何だったのかというぐらい、いろいろなUSB機器が動いてしまいます。

しかし、USB電圧・電流計を挟んで電圧を見てみると、4.36Vと結構低くなっています。

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PFU Happy Hacking Keyboard Professional2は、USB電流計を挟むと動かなくなってしまいます。

「〜マルチコネクション キット」の方で消費電流を少なく自己申告してネゴシエーションシーケンスを通してしまっている可能性が疑われるので、危なっかしい。

しかし、USB電流計を見ると、今回のエントリで登場したUSB機器はいずれも100mAに満たない電流しか流しておらず、200mA以上というエニュメレーションにおける使用電流量の自己申告は、余裕を取った数字であることが見て取れます。

DCコネクタにUSBバッテリを接続すると4.85Vと電圧が5Vに近くなるので、消費電流が多そうなUSB機器の場合は、USBバッテリから給電しながら使った方がいいでしょうね。

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ちなみに、USB-DACと、microKey-61の同時使用も可能でした。

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二股のUSBケーブルで給電するとどうなる?

電源供給用のUSBコネクタが付いている二股ケーブルがあります。

これを使ってエラーを回避しているという記述を見つけたので、半信半疑ながら買って実験してみました。

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赤い電源供給用のコネクタにUSBバッテリを接続しましたが、エラー回避はできませんでした。

iOS機側にも給電はできるのか?

セルフパワードUSBハブのDCプラグから、あるいは「iPad air/iPad4/iPad miniios7対応 Lightning カードリーダー&USB HUB×3 SD(HC) MS DUO M2 T-Flash マルチコネクション キット」のDCプラグからUSBバッテリで給電した場合、USB機器側に給電できるのは当然のこととして、ホストとなるiOS機側にも給電できるのか? そんな質問をコメントで ”てすた” さんからいただきましたが、できません。

この接続の場合、iOS機はホスト、電源供給する側なので、それは当然の話でしょう。

従って、USBバッテリの代わりにACアダプタを接続し、永続的な動作を期待しようとしても、iOS機は内蔵のバッテリを消費しての動作となるため、それはできません。

まとめ

外部から電源を供給せずともエラーを回避していろいろな機器が使える「iPad air/iPad4/iPad miniios7対応 Lightning カードリーダー&USB HUB×3 SD(HC) MS DUO M2 T-Flash マルチコネクション キット」は、MFi認証を取得していないパチもんながら、かなり使えることが分かりました。

セルフパワードのUSBハブにUSBバッテリから電源を供給する方法は、Appleの純正品との組み合わせで使えるので、製品の信頼性に対する、あるいは将来のOSのバージョンアップで使えなくなる心配がいらず、iOS機以外のスマートデバイス、Windowsタブレットにも流用できる汎用的な選択にもなるかと思います。

「消費電力が大きすぎます」に煩わされずにUSB機器が使えるようになると、いろいろな可能性が見えてきますね。

 - iOS, iPad, iPhone, ガジェット

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