SST-RL05のType-C USBコネクタとUSB-019の接続

SilverStone社製のPCケースSST-RL05のフロントUSB Type-Cコネクタとマザーボード上のUSB 3.1 Gen2ヘッダを接続するために、USB-019を改造してみました。
あまりにも用途が限定されているため、参考にする人はいないとは思いますが、本改造は私の手持ちの製品ではうまくいっただけであり、製品ロットによっては回路変更されているなどして同じ改造が適用できないかもしれませんので、参考にする場合は回路をよく確認したうえ、自己責任でお願いいたします。

改造ポイントは以下の3点になります。

[1] 10kΩのチップ抵抗2つを外す
[2] CC1を5.1kΩでプルダウンする
[3] D+、D-端子をジャンパする
これは簡易的な改造としてはUSB 3.0 19ピンコネクタのD-同士(8ピンと12ピン)、D+同士(9ピンと11ピン)を接続すればよいです。
ただし、480Mbpsの高速信号が通るので、D+とD-の配線の長さは最短かつそろえておいた方がよいです。

[1][2]の改造を施した写真は以下となります。

USB-019_Fix.jpg

[3]は写真を撮り忘れました。

一応これでSST-RL05のフロントUSB Type-Cコネクタが使えるようにはなったのですが、以下の制約があるため、使える機器はかなり制限されます。

・CC1、CC2が結線されていない
→ このため、DFP固定(ホスト側固定)となります

・SST-RL05のフロントUSB Type-C基板のなかでCC1、CC2がプルアップされていない
→ このため、UFP側でDFPがつながったことが判別できず、電源の供給能力も判別できません。

以上から、つないでも問題なさそうなデバイスはほとんどありません。

・Type-CをType-Aメスに変換するアダプタ、ケーブル (これはほぼ確実に動くと思います)
・セルフパワーのUSBハブ (こちらは動かないものもあるかもしれません)

電源が常時給電されるので、Power Delivery対応のUSBハブはつながない方がよいと思います。
スマホとかをType-C直結でつなぐのもやめておいた方がよいです。

以上のように改造してもやっぱりいまいちなので、USB 3.1 Gen2ヘッダ専用のケーブルを使った方がどう考えてもよいですね。
あまり製品が無いようですが、5インチベイが余っていれば、以下のものはマウンタを改造するなりして取り付けられそうです。

http://www.dirac.co.jp/pw-ic01nh45/

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自作PCのフロント側USB Type-Cコネクタ

自作のメインPCを更新したのですが、USB Type-Cコネクタをケースのフロント側につけるのにはまってしまったので記事にします。

5インチベイとフロント側のType-Cポートが欲しかったので、条件を満たすケースを探したのですが、該当するのがSilverStone社のSST-RL05しか見つかりませんでした。
色違いのモデルがありますが、購入したのは「SST-RL05BR-W」です。

http://www.silverstonetek.com/product.php?pid=659&area=jp

Type-CポートのケーブルはUSB 3.1 gen2用の20ピンコネクタだと思っていたのですが、実際にはUSB 3.0用の19ピンコネクタでした。
購入したマザーボードは19ピンコネクタが1つしかないものだったため、Type-A×2ポートで使ってしまっており、させる端子がない状態となってしまいました。

また、たとえさせるポートがあったとしても、19ピンコネクタではType-Cコネクタに必要な信号が一部結線されないことになります。(結線されない信号はCC1、CC2、SBU1、SBU2)
電源供給のコントロールもできないことも合わせると、これは真のType-C接続とは言えず、Type-Aコネクタの代わりにType-Cコネクタがついている状態となります。
Type-CコネクタはDFPとUFPで同じなので、Type-Aコネクタに電源を供給するデバイスを接続できてしまうのと同じことになるため危険です。
(Type-Cの規格では、接続相手がUFPと確認してからVbusの電源を有効にするので問題ないのですが、Type-A向けのコネクタでは無条件に電源を供給してしまいます)

とはいえ、運用としてType-Cプラグ->Type-Aレセプタクルの変換コネクタか、Type-C接続のUSBハブをさしっぱなしにしておけば問題は回避できるので、USB 3.1 gen2の内部コネクタをUSB 3.0 19ピンコネクタに変換できるパーツがないものかと探したところ、Ainex社のUSB-019が見つかりました。

http://www.ainex.jp/products/usb-019/

USB 2.0ポートが1ポート足りないからという理由でUSB 2.0の接続端子がついているというキワモノ仕様ですが、接続先がType-Cコネクタであれば無接続でも行けるであろうと考えて購入してみました。
(USB 2.0用の接続ケーブルをマザーボードに接続した場合、Type-Aの片側のポートで、SuperSpeedの端子とHighSpeedの端子が違うコントローラに接続されることになるので、それでまともに動くのかという不安があります)

以下がUSB-019の写真となります。

・USB 2.0ケーブル付き
USB-019 USB2ケーブル付き

・表面
USB-019表面

・裏面
USB-019 裏面

購入してみて分かったのですが、購入前に想定していたよりもキワモノ度が高い製品であることがわかりました。
以下、問題点を列挙します。

[1] 20ピンVBUS端子、19ピンVBUS端子とUSB2.0接続ピンのVBUS端子が接続されてしまっている。
[2] CC1、CC2端子が10kΩでプルアップされているが、5.1kΩでプルダウンはされていない

[2]についてですが、この製品はUSB Type-CをType-Aレセプタクルに変換するアダプタと同等と考えられますので、
USB Type-Cの規格書、「USB Type-C Specification Release」の「Table 3-19 USB Type-C to USB 3.1 Standard-A Receptacle Adapter Assembly Wiring」に記載の通り、Rd=5.1kΩでGNDにプルダウンする必要があるものと考えられます。
そうしないとUFPが接続されていると認識されないため、マザーボード側がType-Cの規格通りに実装されているとVbus電源が供給されないのではないかと思われます。

※参考として規格書は長くて読むのがつらいので、簡単な説明であればmicrochip社のドキュメントがわかりやすいです。
http://ww1.microchip.com/downloads/jp/AppNotes/00001953A_JP.pdf

以下のように改造すればまともになるような気がしますが、そこまでする気力はありません。
(以下は動作確認ができていないのであくまで予想です。一切の責任は持てません)

・USB2.0コネクタは接続しない
・10kΩの抵抗2つは外す
・CC1ピンを5.1kΩでGNDにプルダウンする
・Type-A端子に接続する場合、USB 3.0 19ピン端子はUSB 2.0が接続されている側1ポート分しか使わない

かなりやる気がそがれていますが、モチベーションが続けば、もう少し調査を続けるかもしれません。

PC-9821As3のIDEで認識できるスリムドライブ

ファイルベイ仕様のPC-9821As3にHxC Floppy Emulatorを搭載するために5インチベイにスリムドライブと3.5インチドライブを搭載するマウンタを購入しましたが、PC-98のIDEではドライブによっては認識できなかったり起動中にハングアップしたりするので、いくつかドライブを購入して試してみました。

結果としては以下のドライブは認識して、ディスクの読み込みも可能でした。

・NEC ND-6500A
・Sony Optiarc AD-7590A


以下のドライブはNGでした。

・Panasonic UJ-850


試してみたドライブ以外の動作は不明ですが、結果から考えるとNEC、Sony NEC Optiarc、Sony OptiarcのNEC製チップセットを搭載したスリムドライブであれば使用可能と考えてよさそうです。
Optiarc製でもMediatek製チップセットのドライブがどうなるかはわかりません。

ファイルベイに搭載した画像は以下となります。

PC-98_SlimDrive_01.jpg

注意点として、IDEのコネクタ変換にAINEX社のWA-010MSを使用したのですが、ハーフハイトドライブとは40ピンコネクタの上下が逆となっているためにケーブルをひねって接続する必要があるのですが、元からついている短いケーブルでは長さがぎりぎりになります。
コネクタが逆なのはほかの変換基板でも同じようなものが多いようなので、IDEケーブルも別途用意したほうがよかったかもしれません。

EDWARD98.SYSとCD-SD StandardでMS-DOSに認識させた結果が以下の画像となります。

PC-98_SlimDrive_02.jpg

NECDCDC.SYS、NECCDM.SYSでも認識することを確認しているので問題なく使えそうです。

欠点としては、高速なドライブであるため回転音がかなりうるさいことがあります。
本体側にそこまで高速に読み込む能力がないので、回転速度を抑えられるとよさそうです。



PC-9821Ap3サウンドサブ基板のコンデンサ交換

久方ぶりにPC-9821Ap3の電源を入れてみたところ、内蔵音源の音量が非常に小さくなっており、ほとんど聞き取れない状態となっておりました。
第三研究所様のPC-9821Ap3の記事によれば、サウンドサブ基板のコンデンサが液漏れするとのことでしたので確認してみたところ、確かに220uFのコンデンサから液漏れしておりました。
交換すれば治る可能性があるということですので、交換してみることにしました。
表面実装コンデンサの交換は初体験です。

以下がサウンドサブ基板の画像です。
上面にスペックが記載されていない大きいコンデンサは220uF 16Vとなります。

Ap3AudioBoard_01.jpg

使用されているコンデンサのリストは以下となります。

220uF 16V × 4
47uF 16V × 8
33uF 25V × 3
4.7uF 25V × 4
10uF 16V × 1

コンデンサを取り外した後の基板の写真は以下になります。

Ap3AudioBoard_02.jpg

失敗したくなかったので、高価ではありますが、サンハヤトの表面実装部品取外しキット SMD-21を使用しました。
簡単に取り外せるものだろうと思っていたのですが、低融点はんだが周囲に飛び散りやすく、余計なところに付着する危険があるので、チップ部品が多数実装されているこの基板で使うのはよくなかったかもしれません。
基板に細かいはんだが残ってしまい、その除去が手間でした。

また、低融点はんだと通常のはんだが混ざるのはよくないそうなので、コンデンサ除去後のランドに残った低融点はんだは吸い取り線できれいに取り除く必要があります。

余談として、けち臭い話ですが、コンデンサの除去に使ったはんだはうまくランドから回収できれば別のコンデンサの取り外しに流用できます。
普通に使っていると低融点はんだの減りが案外早いので可能な限り再利用しました。

交換用のコンデンサですが、無駄に長寿命品のNichicon UCBを使いました。
105°C 7000時間というスペックですが、マザーボードに乗っているアルミ電解コンデンサの寿命がそこまでないのでオーバースペックで無駄です。単に使ってみたかっただけなのです。

以下がコンデンサ取り付け後の写真になります。
220uFの極性をしっかり確認するのを忘れてしまったので写真で向きを確認しました。ちょっと怪しいかもしれません。
実装は上から見るとそれほどひどくないように見えますが、実際は若干斜めについています。
表面実装コンデンサのはんだ付けって難しいですね。X68030の修理をする人はすごいです。

Ap3AudioBoard_03.jpg


動作確認してみたところ、無事正常な音量で内臓音源が出力されるようになりました。
よかったです。



USB Floppy Emulator購入 その3

「USB Floppy Emulator購入 その2」でSFRM72-TU100KがPanasonicのMSX2機 FS-A1Fで正常動作していなかったと記載しておりましたが、試しにジャンパーのMOピンをつなぐようにしてみたところフォーマット、ディスクからのブートが共にできるようになりました。

Moter ON信号がつながっている必要があったようです。

明らかに間違っていたり、接続に危険があるもの以外の設定は一通り確認しないといけませんね・・・。