Raspberry Piに接続したUSBデバイスの供給電力を確認するには

Raspberry PiにUSBデバイスを接続する場合。

デバイスの消費電力を気にする必要があります。

その理由ですが。消費電力がRaspberry Piの許容範囲をオーバーすると、画面の右上に雷マーク~低電圧の警告が表示されて、動作が不安定になるためです。

というわけで、USBデバイスの供給電力の確認手順を記録させて頂こうと思います。


そもそもUSB端子で供給できる電力はどのくらい?

USBのデバイス供給電力を表示する前に。

そもそも、Raspberry PiのUSB端子に、どのくらいの電源容量のデバイスを接続して良いのでしょうか?

答えはこちらにありました。

こちらを拝見致しますと。たとえば

  • Raspberry Pi 4 Model B+の場合
  • 本体の電源(Type-C端子)は3.0Aの電力が必要で
  • USB端子に接続したデバイスの合計の供給電力は1.2Aまで
  • ベアボード上の消費電力は600mA程度

という表記がありました。

USBに関しては、使用する電源アダプタが影響します。

  • USB端子に接続できるデバイスは、供給電力の合計が1.2Aまで
  • そのために、3.0AのType-C電源を必ず接続する必要がある

という認識です。

実は、Type-C電源ではなく、本体のGPIO端子からRaspberry Pi本体の電力を供給する場合、4.0Aまで供給が可能です。しかし、その場合にUSB端子の電源容量が増えるか、というと、変わらないという認識です。

よって。接続可能な電源容量の結論としまして。

Raspberry Pi 4 Model B+の場合、Type-C電源端子から3.0Aの電力を供給した場合。

USBに接続したデバイスに、最大1.2Aの電力を供給できる。

という認識になります。


具体的な最大電力の表示方法

ずばり。こちらの方法になるようです。

コマンドはこちらになります。

lsusb -v 2>/dev/null | grep -e 'MaxPower' -e 'Bus [0-9]'

具体的に。おうちのRaspberry Piで実行してみましょう。


TVチューナ+カードリーダー+HDDを取付けた場合のUSB電力の例

2行目の3.0 root Hubと、最後の2行のVIA Labs, Inc.Hub、2.0 root Hubは、Raspberry Pi内蔵のデバイスのようです。

外付けのUSB接続機器を抜粋しますと下記になります。

  1. SATA Bridge 8mA
  2. SmartCard Reader 76mA
  3. Digital TV Tuner 100mA
  4. Digital TV Tuner 100mA
  5. Digital TV Tuner 100mA
  6. Digital TV Tuner 100mA
  7. Hub 100mA

ふむふむ。

7番目のHubは、4チャンネル同時録画チューナーの内蔵ハブのようです。よって、チューナーだけで500mA使用しているのですね。

ちなみにチューナーは、外部電源も接続していますが、おそらく電波の増幅、アンプ用なのかもしれません。回路のチューナー部分、USB接続される部分で、500mA必要なのだと思います。(回路に500mA+増幅に数百mA~数A使用している感じ

カードリーダーは76mA割り当てられています。

SATA Bridgeは、ストレージとして2.5インチHDDを接続しています。今回は外部で電力を供給しているため、ディスクの駆動部分(モータやらアクチュエーターやら)の電力は不要で、USB接続回路で8mAという感じでしょうか。

バスパワーの2.5インチHDDをUSB端子に接続する場合、駆動部分の電力が加算されて、おそらく電力不足になるのではと思います。ハードディスクを接続したい場合は、必ず外部電源が必要と考えたほうが良いと思います。

ざっとまとめますと。

ストレージ・カードリーダー・チューナーでおよそ600mA使用している計算になります。

ちなみにマウス・キーボードは接続していません。接続すると、もっと電力が必要になります。

合計1.2A=1200mAまで接続可能のため、まだ余裕があります。マウス・キーボードを接続しても、大丈夫かなと思います。


念のための補足になりますが。

チューナーで500mA必要と記載しましたが、これはチューナーで実際に500mAの電力が消費されている、という意味ではありません。

USBデバイス→Raspberry Piへ通知された数値として、500mA消費する可能性があります、という意味になります。よって、実際に消費されている電力は、もう少し小さいと思います。

電力が不足して雷マークが出てしまうと、Raspberry Piがフリーズしたり再起動したりして、全く実用性がなくなります。

消費電力が大きいデバイスを接続する場合、しっかり容量を確認して、問題が無いか判断してから運用したほうが安全かと思います。

よろしければ確認してみて下さい!

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