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面倒くさがり屋のブログ

USB Type-Cケーブルの結線の図示(フルスペック、Type-A、2.0含む)

この記事では、USBフルスペックType-Cケーブルをはじめ、USB Type-Cケーブルの結線を説明します。

ちなみに、ここで言うUSBフルスペックType-Cケーブルとは、いわゆるすごい速度で通信できるType-Cのケーブルのことです。

厳密に言うと、Type-Cの持つ24端子の内、22端子が結線されているケーブルです。

結論から言うと、フルスペックケーブルは以下のように結線されていることがわかりました。

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この記事を作るきっかけ

自作キーボードの一般的なトラブルに、USBケーブルをキーボードに刺しても動かない時、果たしてハンダ付けのミスなのか、それともケーブルが断線しているのか、それとも部品が壊れているのか、全然分からなくて困った……というものがあります。

そのトラブルの原因を簡単に切り分けられたら良いなあと思い、以下の2点を確認できる道具を作成しました。

  • USBケーブルの断線が確認できる
  • USBレセプタクルがハンダ付けミスしているかどうかが確認できる

その道具は手前味噌ながらBOOTHで販売しています。

t-miyajima.booth.pm

USB Type-Cフルスペックのレセプタクルを2個搭載しているので、USB Type-Cフルスペックケーブルの結線も確認できます。

が、テスターで導通確認をしていると、どうもUSB Type-Cフルスペックケーブルというものは単純な結線ではないことが分かってきました。

USB Type-Cのプラグ(オス側)とレセプタクル(メス側)のピンアサインはWebで大量に見つかるのですが、ケーブルの結線情報が図示されている情報は簡単には見つからない……。

そこで、この記事でUSB Type-Cフルスペックケーブルの結線を図示することにしました。

 

この記事が参照しているUSB Type-Cの定義

 この記事の情報は、以下の仕様を参照しております。(以下、USBIF定義書と呼ぶ)

USB Type-C® Cable and Connector Specification Revision 2.0 | USB-IF

 

USB フルスペックType-Cケーブルの結線

USBIF定義書に記載されている結線情報は以下です。

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この通りに結線したケーブルは、以下のように図示できます。

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VBUSとGNDの間には10nFのバイパスコンデンサが繋がっていますが、図示し忘れました。

マイコンでUART通信したことのある人なら当然なのかもしれませんが、RXはTXに、TXはRXに繋がっているんですね。

なので、RXは常に受信、TXは常に送信として扱えば良いことになります。

※USB 3.0の通信、UARTとI2Cが混ざっている感じがしてすごい複雑ですね……

 

拙作における、USB Type-Cフルスペックケーブル導通確認

上記BOOTHで販売している拙作でUSB Type-Cフルスペックケーブルを導通確認する場合、シルク印刷通りに同じ文字の箇所をデジタルテスターで導通確認しても導通しない場所があります。

わかりにくいので、導通確認する際の導通するはずの端子同士を図示しました。

図示したのに分かりにくいのですが、ケーブルの回転を考慮すると組み合わせは3通りありました。(本当は4通りありますがD+とD-のみの違いなので省略しました)

 

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USB 2.0 Type-Cケーブルの結線

同じ定義書に記載があったので2.0のType-Cケーブルの結線も記載します。これは簡単ですね。2.0の場合、GNDとVBUSの間のバイパスコンデンサは不要です。

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USB フルスペックType-C to Type-Aケーブルの結線

これもそれほど難しくないですが、抵抗が存在するのがType-C to Type-Cケーブルとの違いですね。

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終わりに

僕は自作キーボードで初めてUSB Type-Cレセプタクルをハンダ付けしました。

USB Type-Cレセプタクルには、様々なケーブルが接続できます。

  • Type-C to Type-Aケーブル 充電オンリー
  • Type-C to Type-Aケーブル USB 2.0
  • Type-C to Type-Aケーブル USB 3.0
  • Type-C to Type-Aケーブル USB 4.0(そのうち出てくるらしい)
  • Type-C to Type-Cケーブル 充電オンリー
  • Type-C to Type-Cケーブル USB 2.0
  • Type-C to Type-Cケーブル USB 3.1
  • Type-C to Type-Cケーブル USB 4.0
  • Thunderbolt 3ケーブル
  • その他色々……

自作キーボードでトラブルが発生した場合、ケーブルが原因なのかどうかを判別できるだけでかなり楽になります。

本記事で皆様のUSB Type-Cケーブルライフが充実することを祈って。

 

勉強させていただいた記事

makoro.hatenablog.jp

ednjapan.com