USB-PD PSU 2
2025/06/14 製作
https://gyazo.com/9fff25c3823a424aad46d9c59e18204f https://gyazo.com/bb7afcab1b06530071788ea24698d470
https://gyazo.com/9e7a2e3c7ff6be2eb15a0ca11ae78255
USB-PD対応のアダプタやモバイルバッテリから，ギター/ベース用エフェクトボードへ電源供給しようとするプロジェクトです．
ひとこと
2025/7/5 ケースを作るために3Dプリンタを買っちゃった。
ト書き
メインの考え方
エフェクタをモバイルバッテリー駆動したい
USB-PDを利用した場合，DC-DC はアダプタやモバイルバッテリの仕様・性能による
一般にパソコン用としているアダプタやモバイルバッテリ内のDC-DCはノイジーな可能性高い
ゆえにシリーズ・レギューレータでリプルを削る
12V → 9V が妥当
12V/5A 引けるようなアダプタやバッテリを使うと1Aを5系統ぐらい取れそう
手持ちの GT-1000Core の消費電流は 700mA弱，RC-10R は 250mA
その一方で手持ち機材では15Vを要求するものもあり、USB-PDで 15V 出せる設定もほしい
https://gyazo.com/607c35a23534a00fe75a093e95e77d18 https://gyazo.com/be5aea93020023ce948c5d95f60bd263
作るものの考え方
複数のボード用に同じものをいくつか作るのが面倒そうなので基板を起こそうと思います．
USB-PD対応にするか，最悪でもトリガーから
9Vを入れて分配
12Vや15Vを入れてローカルレギュレート
の両対応にしようと思います．
φ2.1 DCジャックの穴加工が億劫になってきたため，基板直出しにしようと考え，そうするとケース加工がいっそう面倒そうなので，それなら秋月Cタイプ基板サイズにして，秋月アクリル板で挟んじゃう計画．
今まではXLR風USB-Cコネクタをケースどめしていました．今回，基板直となるといい具合で基板にマウントしてコネクタ挿抜強度を確保できそうな，USB-PDトリガデバイスが欲しくなります．
スイッチサイエンスで売っているAdafruitのが良さそうではあるのですが．
その後，Strawberry-Linux のが良さそうだと見つけたのですが，23mm✕33mmで，秋月Cタイプ基板に載せる場合は工夫が必要．
秋月Cタイプ基板のサイズにできるといろいろと都合が良いと思いつつ，全部入り仕様をレイアウトしようとしたら全然載らなかった．仕様ごとに基板を分けようと思いました．
0. +9Vはセンターマイナス、+12V、+15V は外とI/Oするときは EIAJ#4 または EIAJ#5
1. USB-PD または 9V（センターマイナス）を入力して，２～３系統に分配する 取りやめ。シリーズレギュレータでリプルを削るのが肝なので
1. とはいえあると便利なので、+9Vセンターマイナスの電源を数個に分岐するパッシブな基板
2. USB-PD で12V または 直接12V（EIAJ#4）を入力してレギュレートして 9Vを2～３系統に分配（センターマイナス），12V も出力（EIAJ#4 EIAJ#4と#5で同じフットプリントの部品が見つからなかったので、#5に統一する）
3. USB-PD で15Vを入力してレギュレートして 9Vを2～３系統に分配（センターマイナス），15V も出力（EIAJ#5）事実上2.と同じ
4. USB-PDで12Vを入力してレギュレートして 9Vを2～３系統に分配（センターマイナス），あるいはDCジャックにプラグを挿して9V（センターマイナス）を入力したときは直接2～3系統に分配する
USB-PDが使えない状況のときに、（メーカー品の）+9Vアダプタを差して分配できるようにする
USB-PDの12V経由のときはレギュレータが入る
4番は 機構部品だけではうまくいかず，回路でリレーを駆動する必要がありそう． DCジャックのGND側でスイッチすることで対応できそう
あと，対象バッテリーが対応していないことを理由として，USB-PDとして 12V欲しいのに9Vしか得られなかった場合に，なんらかの通知が欲しい． 今回USB-PDトリガに CH224K を使用するので、PG端子が利用でき、目的電圧が得られなかったときにLEDが点灯しない、という機能を組み込むことが出来る。2番で利用したくなる．Strawberry-Linuxの基板だと目的の電圧が出たらLowになる端子があるようだ．
回路図
https://gyazo.com/9e5f8bf99ca52e33f2974a23c698c102 USB-PD to 9V(3-Reg) x6
https://gyazo.com/e6f3ee59c76eaac17bf266cdb732a009 USB-PD to 9V(1-Reg) x4、9Vスプリッタ
https://gyazo.com/71565a60d586c1414dd643e531f9a977 USB-PD部分
プリント基板
https://gyazo.com/05c052fd0fecf734a99cf5eed64873e4 3つの基板を100mm x 100mm に同床
USBコネクタと CH224K、およびその周辺部品を一部 PCB + Assembly で JLCPCBに製造委託しました。
USB-PDのトリガは、Config設定で 12V または 15V を想定していて、デフォルトで 12V出力が選択されています。Configのチップ抵抗を外すと 15Vが得られます。
動作
基板（小）
基板（中）
https://gyazo.com/8e315e8629fb1bf92f1fb67ce529cd6c
基板（大）
注意点
キーコンポーネンツ
秋月Cタイプ基板サイズに収めたい、、、からの
https://gyazo.com/5871d083e8987714327e48c8543cfe93
https://gyazo.com/ea7f423a1de54236a0a30213840685d2
製作メモ (兼 更新日記)
2025/6/13 電子負荷を部屋の奥まったところにしまい込んでしまったので、出してくるのが億劫 2025/6/11 USB-PD部、火入れ。ちゃんとデフォルト設定通り、対応しているUSB-PDモバイルバッテリを使うと12Vの出力がされました。非対応のアダプタを使うと、LEDが光らず、9Vが出力されるという動作も想定通り
2025/6/9 基板が届いて（2025/6/8）、カットしました（2025/6/9）
2025/6/1 PCBAとして出図しました。マウント部品はそんなに多くないが、手ハンダが難しそうなコネクタとICを中心に。きちんと設定していなかいまま細かいビアを打って、サイトに上げたら高かったので修正するなど最後の最後までバタバタしました。
2025/5/28 PCBAにすることにして部品の吟味をしていました
2025/5/25 ようやくDRCエラーが取れました。もうちょっとで出図
2025/5/6 USB-PDトリガ回路まで一体で，PCBAで委託しようかなという気持ちになってきています
2025/3/xx 検討開始
参考サイト
https://gyazo.com/09241b6f6c06904c26bd4a70b4436937
https://gyazo.com/df7afc8f710bf653e83dd2844c357d42