Miix 2 8のUSB充電についてまとめ

Miix2 8を始めとして、Venue 8 Pro、VT484、Vivo Tab Note 8、Thinkpad8のスレまで随時読んでおりますが、いずれのスレにおいてもUSB機器をつなぎながらの充電・給電を行いたい人が後を絶たない様子で、なんとかうまく情報をまとめることが出来ないかなと情報収集の日々です。
(スレというのはいわゆる「2ch(にちゃんねる)」のノートPC板にある各機種ごとのスレッドの事です)

いままでに自分で書いてきた記事を読むと起承転結が全然なってなくて分かりにくいので一度まとめ直しも兼ねて構成しなおしました。

以下の過去の記事をまとめたものとなります。
Lenovo Miix 2 8の充電関係などhttp://karinto.in/2014/01/16/miix2-5/
Lenovo Miix 2 8 充電しながらUSBデバイスを使う関連http://karinto.in/2014/01/06/01-27/

●充電の仕組み
本体とMicroUSBケーブル、そしてACアダプタを接続する事で充電を行う事が出来ます。

Miix2はUSBケーブルで接続されている先に電源を使用するデバイス等が存在しない時に自身が充電モードとなり充電を行います。
この時はUSBから電気を出力しませんので、充電の為に入力される電気の流れとぶつかる事はありません。

Miix2付属の充電器は5.2V/2A出力品で、Miix2はUSB Battery Charging v1.2の規格に則って最大1.8A(実際1.72A程度)を使用して充電を行います。
一般的なUSB 2.0の規格では5V/0.5Aの出力で実際0.43A程度の出力で、4倍程高出力となります。
俗にいう急速充電・高速充電と呼ばれるもので、多くの電流を流して充電時間を短くする事が可能です。

測定した所、電源ON状態で特に処理をしないCPU 0%負荷の状態において必要な電流値は0.48A~0.52Aで、通常のUSB充電ですと0.43Aしかなく不足となる為に給電にはやや及ばずに徐々にバッテリーが減っていく事になります。
よって確実な充電を行うには急速充電が欠かせません。

ではどうすれば急速充電出来るのかと言いますと、2A以上流す事の出来るケーブルと2A以上出力の出来る電源に接続する事になります。
一番簡単の構成としては付属のケーブルと付属のACアダプタを使う事でしょう。
付属のケーブルとACアダプタの組み合わせ以外で別途充電環境を用意したい場合は、市販の2A以上流す事の出来るケーブルと2A以上出力出来る電源を手に入れる必要があります。

100円ショップなどに売っている様なケーブルを始めとして「2A対応」をうたっていないケーブルは使用しているケーブル内の線が2Aを流す事に対応していない様なものが多くあり、最大電流を流せない可能性があります。

●Miix2の急速充電のための条件
条件は2種類あります。1つ目は電源との接続時にD-信号が0.4V以上ある事です。
一般的によく言われるD+とD-を200Ω以下で短絡(ショート)するというのは1つ目に該当します。なぜショートするとD-が0.4V以上になるの?と疑問に思われるでしょう。
Miix2は電源に接続する際にD+へ0.5~0.7Vの電源を出力します。その後D-の電圧を見て0.4V以上になっていると急速充電を行う事が出来ると判断します。つまりD+とD-を200Ω以下で短絡(ショート)していると、D+へ出力した0.5~0.7VがD-で0.4V以上として検知する事が出来るからなのです。
充電専用として販売されているケーブルはこの仕組みを利用して、D+とD-が接続されており、電源側とは切り離されています。

ちなみに充電・通信ケーブルはD+/D-ともに結線されております。Miix2付属のケーブルもこのタイプです。

条件の、2つ目はOTGケーブルを使用している事です。
この場合D+とD-が短絡(ショート)しているケーブルを使用する必要はなく、急速充電を行うことが可能です。
実際の運用としてはOTGケーブルの端子はメス、電源側の端子もメスでしょうから、オス~オスのケーブルを別途用意する必要があり、あまり無いケースとなります。
しかしこの後に説明するUSBデバイスを使用しながらの充電においては必ずOTGケーブルを使用する事となりますので、自動的に急速充電の扱いとなります。

ここで注意しなくてはならないのが電源です。ちまたに多くある2.1A出力USBポートの電源ですが、そのほとんどがApple製品対応の為に下図の様な回路となっており、Miix2に接続した場合に最大電流を流せません。
もちろんの事、ここでも2A対応充電専用ケーブルを用いる事ができれば2.1A出力USBポート(for Apple)でも急速充電は可能です。

実際に2.1A出力と1A出力の2ポートを持ったモバイルバッテリー、Anker Astro E5につないで計測した結果が以下になります。

1A出力のポートへ、充電・通信ケーブルにて接続した場合。1Aを超える1.22Aとなっておりますが、定格よりやや多めに流れている感じですね。

2.1A出力のポートへ、充電・通信ケーブルにて接続した場合。0.47Aと約0.5Aとなってしまいました。2.1A出力が生きてきません。これがApple製品向けの回路による影響です。知らずに接続してしまうと充電どころかバッテリーが減っていってしまう事もあります。

1A出力のポートへ、充電専用ケーブルにて接続した場合。充電・通信ケーブルと同様に1Aを超える1.24Aとなりました。1Aのポートですのでこのポートの出力はこの位が上限なのでしょう。

2.1A出力のポートへ、充電専用ケーブルにて接続した場合。ほぼ最大の1.72Aとなりました。Apple製品向けの回路がありますが、充電専用ケーブルはD+/D-が電源側へ接続されていないために影響を受けません。

この様に、2.1A出力の電源へ接続する場合は充電専用ケーブルを使わないと期待した充電効果が得られない(充電されずにバッテリーが減ってしまう)ので注意しましょう。スマートフォンやAndroidタブレットでも同様の事が起こりえます。

●USBデバイスの使用
Miix2にUSBデバイスを接続するにはmicroUSB OTGケーブルが必要です。
OTGケーブルは下図の様にIDピンとGNDピンが接続されているもので100円ショップセリアで安く手に入れることができます。amazon等では数百円します。
Miix2自体はデバイスになる事はありませんが、USBデバイスを接続する際にはIDピンがGNDに短絡(ショート)されている必要があります。IDピンがGNDに短絡(ショート)されていない場合Miix2は充電モードで動作します。

●USBデバイスを使用しながら充電する
Miix2のmicroUSB端子は、USBデバイスの使用の為とこの充電の為の2種類の用途を兼ねております。
USBデバイスを使用する時にはUSBデバイスを動かす為の電気をMiix2が出力してやる必要があり、充電を行う際にはMiix2が入力側となります。

USBデバイスを使用しながらのMiix2への充電を行おうとする場合、USBデバイスへの電源の供給はMiix2では行えません。よってMiix2へ充電するための電源にUSBデバイスへの電源供給も行わせる必要があります。
USBデバイスを使用するには、OTGケーブルが必要となりますので、同時に充電を行おうとする場合はOTGケーブルでありつつ充電をする為の取り口のある下の写真の様なケーブルが必要となります。

USB OTG 充電ケーブル等の名前で販売されているケーブルは、Amazonや楽天、eBayなどで購入する事が可能です。店舗ではまず見つけることは出来ないと思います。
こちらのケーブルの説明では大抵「USBホスト機器への充電は出来ません」との注意書きがありますが、これはAndroid OS端末(スマートフォンやタブレット)ではUSBホスト動作の時はUSBデバイスへの給電が固定されているからです。
Miix2ではUSBホスト動作しか存在せず、USBデバイスとなる事はありませんので、この様な仕組みは無く大抵は問題なく使用する事が出来ます。逆流防止回路による保護があればどうやっても無理ですが、今のところそのようなケーブルがある話は聞いておりません(もしあったら型番等教えて下さい。記事の修正を行いますので)。

続いては2A対応の充電・通信ケーブルが必要になります。2A対応の充電専用ケーブルは先の説明の様にD+とD-が短絡(ショート)されている為にMiix2とUSBデバイスの通信をする事ができず、認識及び使用する事ができません。Miix2付属のケーブルが使用可能です。

最後に2A出力対応の電源を用意して下さい。これはMiix2付属のものは使用出来ません。付属のものはケーブルの代わりにこちらの電源側でD+とD-が短絡(ショート)されているからです(ただしUSB OTG充電ケーブルにおいて電源供給口側にD+/D-が結線されていない場合は使用可能です)。

それぞれのケーブル類の準備が出来ましたら、次の手順通りに接続します。

1. Miix2をシャットダウンします。
2. 電源と2A対応の充電・通信ケーブル、USB OTG 充電ケーブル、USBデバイスを接続します。Miix2本体とは接続しません。

3. USBデバイスの電源が入る事を確認して10秒ほどお待ち下さい(USBデバイスが完全に起動完了するのを待つため。高速起動可能なUSBデバイスであればもっと短い待ち時間に出来ます)。

4. 2のケーブルとMiix2を接続します。Miix2の画面にShutdownの文字が表示されカウントが始まる事がありますが、その場合そのままお待ち下さい。
5. Miix2のmicroUSBコネクタの所のLEDが白く光っていればMiix2に電気が流れている状態になります。

6. Miix2の電源を入れて下さい。USBデバイスを認識しつつ、充電状態になっていれば完了です。

無事にUSBデバイスを使いながら充電は出来たでしょうか?

記事で紹介した製品はこちらになります。



コメント

Miix 2 8のUSB充電についてまとめ — 3件のコメント

  1. はじめまして、こちらの記事を参考にMiix2の運用を行っている者です。
    USB関係の記事がとても参考になりました。ありがとうございます。
    ただし、こちらの記事の内容と若干異なる事項があり、気になったので
    コメントさせて頂きました。
    Miix2本体の充電を行いながら、USB機器を接続して使用する場合、
    ◎Miix2付属の充電・通信ケーブルが使用可
    ◎ただしMiix2付属のACアダプタは使用不可
    と記載されていますが、当方では Miix2付属のケーブル+ACアダプタで
    Miix2本体の充電とUSB機器の同時使用が出来ています。
    この点でもう一度確認をお願いします。

    当方の環境を簡単に挙げますと、
    1:pocketgamesのOTG-給電アダプタ(このページ内にリンクがある商品)
    2:ELECOM製バスパワーUSBハブ
    3:ELECOM製USBキーボード
    4:BUFFALO製2.4GHzワイヤレスマウス
    接続順序は記事に記載の通りです。

    • MTX-2さま
      pocketgamesのOTG-給電アダプタの給電側のコネクタへD+/D-の信号が接続されていない為に、付属充電器内のD+/D-の短絡が影響無い様です。
      使われるUSB OTG充電ケーブルにより接続の有無がありそうなので、記事の方も修正いたしました。
      情報ありがとうございます。

  2. ankerのモバイルバッテリーの2A出力がmiix2ではだめという情報助かりました。ありがとうございました。

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