バイク搭載のUSB電源周りの波形を見てみよう

寒い冬・・・・と言い訳ばかりになってしまうので、重い腰を上げてバイク搭載USB電源の波形を測定してみることにしました。


繰り返しになってしまいますが、バイクに搭載したUSB電源USB Station 2』に、USBケーブル(データ端子がショートしていないタイプ)経由でスマフォを接続するタイミングが、エンジン始動中だと充電モードに入らず、一度エンジンを止めてから接続しておくと充電モードに入るという現象の理由が知りたいのです。

https://…/2015/12/26/ USB電源系統にノイズフィルター取り付け → 別の意味で効果あり
https://…/2015/12/14/ バイク搭載USB電源『USB Station 2』はUSBパワーデバイスなのか?

まずは、バイクを(邪魔にならない自宅前の)公道に移動・・・・
そしてAC100V延長ケーブルを使い、最寄りの屋外コンセントから、電源を供給。

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・公道バイクに、オシロスコープで測定できるように準備

オシロスコープは、適切なテーブル等はないので、地面に直置きで。


アウトドアだから、背景の映り込みとかが激しく、画面がちょっと見づらいし、撮影しづらい・・・・
周りが明るいからシャッタースピードが速くなりがちなのですが、掃引周期を長くすると(オシロスコープは『』で描画するので)線として写らないし~(泣)
まぁ、あれこれ言っても、この環境しか準備できないわけですし、仕方がないから測ってみよう。


バイクのUSB電源供給口に、先日製作したUSBフローブをセット

https://…/2016/02/06/ USB波形測定用プローブの作成

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・USBフローブを挟み込み、USBの信号を盗み見ます

あとは、例の現象が出るUSBケーブルとスマフォを接続


・・・・とその前に、USB電源+USBプローブだけで、D+/D-端子どうしや電源・グランド端子との抵抗値を確認しておこう・・・・

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・まさかのこのタイミングで、手持ちのテスター(の抵抗レンジのみ)が不調!

あれっ!?
まさかのテスターが不調!
抵抗レンジに合わせるだけで、ずーっと導通状態になっちゃって、測定ができない~(泣)
よく考えたら、ダメになったオシロ以上に年を食っているテスター・・・・。今度秋葉原に行った時にでも、新しいやつを見繕うことにしよう。


というわけで、抵抗値チェックはパスして、波形を見よう。
USB電源+USBプローブ+USBケーブル(データ端子独立タイプ)+スマフォと接続し、エンジン始動状態で、データ端子D+/D-はどんな感じ?

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・D+/D-端子の状態

う~む・・・・レベルはかなり低いですが、スイッチングノイズらしきものが測定されました。
これは、スマフォを取り外しても現象が変わらないし、エンジンを止めてみても変わらない。


それぞれの端子は完全に浮いているわけではなく、D+端子がオシロ読みで+3.25V程度、D-端子が1.5V程度が出ているので、USB電源かスマフォのどちらかでプルアップ・プルダウンされている可能性がありますね。


この端子の電圧が落ち着くのに多少時間がかかっているのかしら?
電圧が落ち着いちゃったあとでスマフォをつなげても充電モードに入らず、落ち着く前だったらば、(例えばD+/D-が短絡されていると勘違いして)充電が開始されるとかがありえそうです。
次回は、テスターが来てからこの視点で再測定してみます。


ちなみに、+5V電源線はこんな感じ。

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・+5V電源線(←こんなに綺麗なわけがない・・・・本当に充電中の波形か? 再測定だな!(爆))

こちらもかなり綺麗な波形じゃないの!?
多少のスイッチングノイズが見られるけれど、けっこう良好な普通のUSB電源って感じ
まぁ、私がフェライトコアとか通しているので、ノイズレベルが改善されている可能性もあるけれど、全然問題なし。


なんか、本当に微妙な差で動いていないんですね。ひょっとすると、私のスマフォの個体でたまたま・・・・という可能性も出てきたゾ!

https://…/2016/02/10/ 自作ノイズフィルタのバイク上での性能測定