USB 配線図とは？基礎知識・作成ツールを解説

USBという言葉を日常的に耳にする人でも、その特性をよく理解していない場合も多いです。一般的なUSBデバイスは、フラッシュ・ドライブやペン・ドライブなどですが、これらだけがUSBデバイスではありません。USBはコンピューターのポートに接続して、スキャナーやプリンター、カメラなどのデバイスと連携することができます。

 USB配線図を描く前に、基本的なUSB配線の知識と図に必要な記号を簡単に確認してみましょう。

USBとは?

現在、ほとんどのPCに接続されているデバイスはUSBを使用しています。マウスやキーボード、プリンターなどのデバイスを操作するには、USBケーブルが必要です。USBは、コンピューターと周辺機器を接続するためのユニバーサルシリアルバスの略称です。USBを利用する大きな利点の一つは、デバイスを挿入した後にPCを再起動する必要がないことです。

USBにはどのようなもので構成されていますか？

USBにはデータを転送するための4つの異なる配線経路があります。本の電源導体と2本のツイスト信号導体です。データはD+とD-コネクタを介して転送され、VbusとGndコネクタはUSBデバイスに電力を供給します。

出典: wiki

USBケーブルの色の意味

USBデバイスの機能を把握した上で、次にUSBケーブルの内部に目を向けます。ケーブル内部には、赤、白、黒、緑の4色の線が通常見られます。これらは最も一般的な配色です。各色の線には特定の役割があります。

白い線はデータ線のプラス（D+）を意味し、緑の線はデータ線のマイナス（D-）を意味します。これら二つの線はデータ転送に使用されます。

赤い線はUSBデバイスに5Vの直流電力を供給するプラスの電源線です。そして、黒線はグラウンド（Gnd）として、他の電気機器と同様に機能します。

もしもあなたのUSBケーブルが上記の色の組み合わせでない場合、オレンジ、青、白、緑の配色かもしれません。この場合、白線がグラウンド線、オレンジ線が5Vの直流電力を供給する電源線、緑線がプラスのデータ線、青線がマイナスのデータ線となります。

出典: somanytech.com

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USB配線図について

USB配線図を複数作成して、デバイスの接続方法を示すことができます。ここでは、いくつかすぐに利用できる配線図をご紹介します。

USBピン配置図

このUSBピン配置図は、充電やデータ転送の際にスマートフォンによく使用されるUSBケーブルを示しています。タイプAコネクタは充電器やパソコンに、Micro USBコネクタはスマートフォンに接続されます。ワイヤー、ピンの配置、そしてコネクタにはラベルが付けられており、図の理解を助けます。さらに、USBケーブルのワイヤー配置も示されています。

出典: somanytech.com

USBタイプAの配線図

この配線図は、USBケーブルの各ワイヤーをわかりやすく詳しく示すために作成されました。図には、USBケーブルの全ての配線に適切な色でラベルが付けられ、各色が何を表すかを説明しています。USBの機能に関する情報も提供され、マザーボードへの配線方法とケーブルの接続方法が示されています。

 出典:  i.pinimg.com 

配線図の作成にはEdrawMax【無料で利用可能】

USBは、複数のデバイスをコンピューターに接続する上で欠かせないコンポーネントです。USBは一秒間に大量のデータを転送できるため、パラレルケーブルよりも大幅に優れています。また、USBケーブルの携帯性と使いやすさも魅力の一つです。USB配線図を作成する際は、EdrawMaxがおすすめです。

EdrawMaxは、配線図を作成するのに最適なツールです。このソフトウェアは、ニーズに応じてカスタマイズ可能な豊富なツールやテンプレートを提供しています。プロの方々は、ソフトウェアのシンボルや編集ツールを駆使して、一から図を作成することも可能です。また、作成した図はソフトウェアから直接共有することができるため、プロフェッショナルな使用に最適です。

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ユーザーフレンドリーなインターフェースのおかげで、配線図を作成するのにたった数時間程度です。

USBの仕組み

USBの仕組みについて解説する前に、USBの種類について知っておくことが重要です。

USBの種類

USBにはさまざまな種類がありますが、日常生活でよく使用されているものを以下に紹介します。

- **USBケーブル** 

  USBケーブルにはいくつかの異なる形状があり、その一端をPCに、もう一端をデバイスに接続します。USBケーブルにはA型とB型のコネクタがあり、A型コネクタはPCなどのホストへの接続に、B型コネクタはUSBデバイスへの接続に用いられます。

- **USBフラッシュドライブ** 

もう一つのタイプはUSBフラッシュドライブ、またはペンドライブです。これは携帯用のストレージデバイスで、多くの人が使用しています。

- **USBハブ** 

  USBハブは複数のデバイスを一つのコネクタを通じて接続する際に使用されます。複数のデバイスへ電力を供給し、低速および高速デバイスを区別できます。USBハブはUSBコントローラとUSBリピータという二つの主要コンポーネントから構成されています。リピータは信号の中断や再開を支援し、コントローラはハブがPCと通信し、接続されたデバイスを管理するのに役立ちます。

USBはどのように機能し、他の機器に接続されるか？

USBがどのように機能するのかを理解する前に、USBの詳細について知っておく必要があります。USBには2つの重要な要素があります：

接続機能

全帯域幅 

優れたUSBは、最大で127台のデバイスに対応し、毎秒最大12Mbitの帯域幅を提供できます。USBの性能は帯域幅によって左右され、12Mビット/秒（約1.5MB/秒）に近い帯域幅を持つUSBは高速とされ、1.5Mビット前後のものは低速とされます。USB 2.0は最大480Mビット/秒、USB 3.0は最大5Gビット/秒（約500Mビット/秒）の信号速度を実現しています。

USBがPCに接続された際、システムはUSBからのデータを受け取り、認識します。ソフトウェアがデバイスを検出し、アドレスを割り当てることで、コンピュータは接続されたデバイスをいつでも識別できます。

このソフトウェアはPCとデバイス間でのデータ交換を管理します。もしソフトウェアがアドレスを割り当てられなければ、パソコンはデバイスを認識することができません。