2023年4月3日月曜日

三菱にしろキーエンスにしろ、シーケンサーのUSBコネクタは何故いまだにmini-B何でしょうか?microやType-Cでも良さそうなもんですが。コメント:世界中の政府が話し合って、相互接続や電源は、全てUSB-Cに統一するべきだと思われます。Aon CEO 石塚 正浩

https://jp.quora.com/%E4%B8%89%E8%8F%B1%E3%81%AB%E3%81%97%E3%82%8D%E3%82%AD%E3%83%BC%E3%82%A8%E3%83%B3%E3%82%B9%E3%81%AB%E3%81%97%E3%82%8D-%E3%82%B7%E3%83%BC%E3%82%B1%E3%83%B3%E3%82%B5%E3%83%BC%E3%81%AEUSB%E3%82%B3%E3%83%8D%E3%82%AF

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【回答】
USB3.0 以上の通信が行われないというクレームを封殺するためです
何故かというと、mini-B コネクタのUSBケーブルを使うかぎり USB2.0通信(480Mbps)に固定されます

【背景】
産業用機器は技術的にLaggardです 十分に枯れて安定した技術を採用します
なぜならば、携帯電話やPCなどの一般消費財と違って産業用機器は Mission Criticalな機器なので、簡単にリセットをしたりクリーンインストールという事が出来ないからです

むしろ USBを採用するようになったこと自体が大きな進歩です 産業用機器は、RS-232Cや RS-422を長く採用していました

【内容】
Type-Cが、まだ完全に統一された技術ではなく、通信においてはUSB2.0(480Mbps) から USB3.1 Gen.2 (40Gbps)までばらついており、ケーブルも バラバラな状態です せっかく機器がUSB 3.1Gen.2対応であっても、ケーブルが対応できていなければ USB2.0でしか機器は通信できません 市場でどんなケーブルを手配しても、カタログ通りの性能を出せるわけではありません カタログ通りの性能を得るためには細心の注意を払ってケーブルの選定を行わなければなりません しかし、産業用機器市場は、このような混乱を非常に忌憚します

なぜならば、産業用機器の世界では、ケーブル等は些末な補器類であり、ユーザーはそれらの補器にほとんど関心を払いません ケーブルの選定が整合していないために性能が出ない場合に、ユーザーは強い不満を感じます たとえ、それがユーザーのケーブル選定の誤りであっても、販売者や製造者に対して不満を抱き、クレームをつけ、場合によっては補償(金銭)を求めます

産業用機器メーカーは、特別な色をつけたコネクタやケーブル、特殊形状専用コネクタなどでユーザー側でケーブルを選択できないようにすることで、これらの理不尽なクレームに対応しています
※ もっとも それもユーザーの不満になるのですけど

mini-USBならば、確実にUSB2.0通信に固定されます 上記のような「USB3.0の通信速度がでない」というクレームは発生しません
なぜなら、Normal Type-B, micor-B, Type-Cのコネクタケーブルでは、USB3.0を含むそれ以降の通信規格が設定されています しかし、幸いなことにmini-USBコネクタには、規格上 USB2.0を超える通信は規定されていませんし、そのような機器もケーブルも上市されていません

それでも、産業用装置に求められる耐環境(防水、防油、耐粉塵、耐振動)特性ゆえに、恒久もしくは半恒久的な機器接続としては USBはほとんど採用されていません
あくまでも、プログラムの流し込みやメンテナンスなどの一時的な機器接続の通信として用いられるに限られています

【余談】
産業用機器の分野では、Ehternetの採用も長い期間 見送られてきました
上位の制御装置でゲートウェイ的な構成で Ethernetネットワークと接続し、工場内、装置間、装置内の通信は、独自規格(物理層は RS-422やCAN)のネットワークとする時期が長く続きました
流石に、Ehternet技術が枯れてきて、ドライバーICなどの価格も廉価になってきたことがあり、装置間ネットワークにまでは採用されるようになってきています PROFINET, CC-Link/IE, Ethernet IPなどです しかし、これらもあくまでもバウンダリーネットワークシステムで、工場内、装置間レベルの通信は閉じたネットワーク構成です

それでも、粉塵や油煙、水滴、振動、溶接機などの強いノイズなどにさらされる工場環境では 通常のEthernetで使われているRJ-45では対応できません RJ-45に大きなジャケットを付けたりするなどの工夫が一時期行われていましたが、一般的にはならず Ethernet普及のボトルネックでもありました

今日では 防水、防塵のM12X規格が 産業用Ehternetコネクタとして国際規格化されて 広まりました

※ 左がM12X 右がRJ45です

かくのごとケーブルやコネクタでも、産業用機器と民生用機器では求められるものや市場特性が異なります

morioka kazuo さんよりコメントを頂きました

そういやあ工作機械間の通信規格は普通にイーサネット使わないもんなぁ。あんなノイズだらけの空間じゃ使えないのか・・・_(:3 」∠)_

そもそもうまく通信できなけりゃもう一度送り直せ的なゆるい規格だもんなぁ・・・

確かに morioka kazuo さんのおっしゃるような意見を 私も含めて 周囲の人間も過去においては持っていました

しかし、規格上 Ehternetは 10^-23の誤り率です

これを確かめるために、シールドを取り除いたケーブルにノイズを注入して、10^23ビットの三倍以上の信号を送ってもアプリケーションユーザー層での誤りは発生しませんでした

さすがに、原爆攻撃を受けても通信を維持する事を目的とした軍用通信を源流に持つ技術だと感心したものです

現在では CC-Link/IE, PROFINET, Ethernet IP, EhterCAT など 数多の産業用Ethernet通信規格が存在しています そして、これらの通信ネットワークでは SIL3の安全通信が実現されるほど高い信頼性を実現しています

RS-422やCANの物理層をもつ 古い通信技術 (CC-Link, PROFIBUS, DeviceNetなど)よりはるかに高い信頼性と高速通信が実現されています

高速通信を活かした 力任せの再送信もありますが、高度な誤り検出・訂正技術が高い信頼性を実現しています

Ohkubo Kohei さんからコメントを頂きました

> アプリケーションユーザー層での誤りは発生しませんでした

それは訂正後だから、ではないんですかね

Ohkubo Kohei さん おっしゃる通りです このデータ訂正を含めたものが一つのネットワークシステムです
アプリケーションユーザーが極力 データ伝送誤りを意識しないような透明性を与えるのが今のネットワークです

EthernetはOSI7層構造ではないですが、階層構造です

  1. ネットワークインターフェイス層
    これは OSIの物理層とデータリンク層を合わせたものに相当
    乱暴にいうと物理層です
  2. インターネット層
    OSIのネットワーク層に相当
    乱暴にいうと IP層
  3. トランスポート層
    OSIのトランスポート層
    乱暴にいうと TCP/UDP層
  4. アプリケーション層
    OSIのセッション層 プレゼンテーション層 アプリケーション層に相当
    乱暴にいうと HTTP層やら FTP層などの通信プロトコルの部分です

この上に 本当のデータを受け取ったり 生成したりするアプリケーションユーザー層があります たとえばブラウザやデータベースシステムなどです

各層ごとに誤りを検出し、修復できる場合はその層でデータを修復して 上の層へデータを引き渡します

修復できない誤りの場合は、再度の送信を下の層に命じるこうやって いくつもの層で 誤りを見つけて その層内でCRC情報などで修復できる場合は 層内で修復するこうやって 最終的なアプリケーションユーザー層に Ehternetのスタック全体では 誤りがないとしたものが届きます

しかし、世の中には それでもすり抜けて壊れたデータが届く事があります

もう こうなると実験などでは 誤りの発生率を抑える事が出来ないので、データ化けの数学モデルを作って、ハードもソフト(プロトコル)も設計します

この数学モデルが とんでもないもので、通信工学の門外漢には さっぱり理解できないものです

物理層でのビット化けが 1/2でも 最終的なビット化けが 10^-9 ~-12になるようにしなくちゃいけない世界もある事を知ってゾッとした事があります 誤り訂正符号技術とはすごいものです

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圧倒的学び

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micro-Bはヤード・ポンド法と共に滅んでしまえ教の敬虔な信者です(ラーメン

まぁmini-Bはホント見なくなりましたね(朗らかな笑顔で とっとと世の中USB-Cコネクタにしちまえばいいんですが、工場で使われるシーケンサー(音楽機器ではない方)は数十年動くのがアタリマエな世界ですので、いまだRS232C繫いでプログラムぶっこぬく機械が現役だったりします。さすがに新しい設備は新しいNCのってけるのでUSB端子ついてますけどね。テープ読みしないだけでも御の字でしょう。

それだけコンピューター周りの規格はその進化もあって次々と新しい規格が出てきます。それだけコンピューターそのものの進化が速いんですよね。でも工作機械などはそんなに進化はしません。未だ限界が見えない半導体とその成果物であるコンピューターと物理法則とガチバトルしてる工作機械を一緒にしてはいけません。まぁそれでもとっととUSB-Cにしろってのは諸手を挙げて賛成ですけど、現場にはかならずそのmimi-B端子もった機器が生き残る訳ですから、会社人生かけてうちの工場からmini-Bを駆逐してやるッッ!! ってしないかぎり今後数十年は残りますよ。まぁUSB-Cに統一したところで経営的には「そんなことするより生産性あげる方に金使え」って言われるのがオチです。いいんですよ、mini-Bのケーブルもっとけきゃいいんですから・・・_(:3 」∠)_

でも、もうそろそろ232Cはナシにしたいンだよなぁ(天を仰ぎながら

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産業用の機械については、そう簡単に規格変更されたら困るところが沢山あります。設備の増設や改修、部品の交換など、以前と同じ物の方が、メンテナンスに対する自由日が少なくて済みます。それに今のままで十分に高速であると言うこともあると思います。

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ミニBってコンシューマ機器ではすっかり見かけなくなりましたが、そこそこコンパクトだし、逆差ししづらい形状だし、microBやCよりは曲げに対してコネクタが物理的に強いので、現場使いアイテムとしては悪くないです。現場だと使われ方が過酷になりがちで、ご家庭でのようにお行儀良く使ってもらえないシーンがどうしても増えます。なので優先順位はコンパクトさよりも丈夫さが上です。

制御盤の上の方にあるPLCにケーブルつなげて床面に置いたPCでモニタやデバッグをすることは普通に行われますが、そうなると結構ケーブルが長く垂れる形になるから、コネクタには長時間引っ張りや曲げ応力が加わります。それにはmicroBやtypeCでは正直不安である、と各メーカーは考えているのでしょう。私自身、microBだけはないわ〜、どうかすると標準Bの方が安心だわ〜とさえ思っています。

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老舗のメーカーは頑なに頑丈さを求めます。それは製品の信頼性に関わるからです。mini-Bに比較してmicroやType-Cの特に受け側が華奢すぎます。

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mini-Bがmicro-Bより堅牢でかつStanderd-Bより小さいから選択され、Type-Cが登場後も「後方互換性」の為に使い続けられている、でしょうね。産業用機器は民生用の機器に比べて製品寿命が格段に長くなりますから、おいそれとは変えられません。

もしコネクターが変わると当然ケーブルも交換となりますが、機器の中や裏を通るケーブルを交換するのは、出来ることならしたくないことです。また大抵は複数のケーブルが束ねられていますから、特定のUSBケーブルだけを交換するのは相当困難でしょう。(身近な例としては、車のエンジンルーム内にあるケーブル(ハーネス)を交換することを思い浮かべてみてください。)

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シーケンサーのUSBコネクタがmini-Bである理由は、標準的なUSB接続仕様であるUSB 2.0が2000年にリリースされたときに、mini-Bコネクタが標準的な仕様になっていたからです。その後、USBの改良が進み、micro-BやType-Cなどの新しいコネクタが登場しましたが、多くの既存のシーケンサーがmini-Bコネクタを使用しているため、互換性のためにmini-Bコネクタが使用され続けています。また、シーケンサーは高い信頼性と耐久性が求められるため、USBコネクタの形状が変更されることで、その信頼性に影響を与える可能性があるため、変更が遅れている可能性もあります。

デジカメなどで使われてて、ケーブルとかが流用し易いのでは??

他社さんでは未だにシリアルポートとか有りますね。

イーサネット接続も機種によっては可能みたいですが。

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クラークの三法則の一つに、「十分に発達した科学技術は、魔法と見分けがつかない。」とありますが、

その魔法使いである、ソフト屋さんとハード屋さんの間で、流派が異なるのです。

※画像は、「ソフトでハードな物語 for PC-9801」より

魔法使いに例えるなら、ソフト屋さんは比較的新しい魔術を好んで使うのですが、ハード屋さんは伝統ある術式を好むのです。

  • ソフト屋さん — 錬金術を好む。生贄と魔法陣に異世界からの召喚。最先端、異端、外部からの取り込み、融合
  • ハード屋さん — 4大精霊に基づく術式を好む、詠唱による精霊達とのいにしえの理に従う。レガシー。枯れた技術の積極的な利用

シーケンサーは、ハード屋さんの流派に属していますので、自然と使用する魔術もソレに準ずる傾向となります。

ハード屋さんの魔術では、「規格違うから、つながらない!」は、死の宣言に等しいため、ツナガラナイ。という厄災を招く魔術は禁呪であり異端なのです。

※ メーテル「ほら、哲朗。ごらんなさい。工作機械のマザトロールシステムは、ファナック派からは異端扱いされてるでしょう。」

なので、USBはとりあえず時代に合わせて付けて見たけど、やっぱりRS-232Cは最強だよね~。( ※1)になっちゃいます。

(※1)RS-232 D-Sub 25ピンは、いつの間にかなかったことに…

これはPLC の表記で

  • ラダー図表記が原点である!派
  • C言語のほうが便利だよね!派

という論争でも見られます。

近年では、PLCって… と話題を振ると、

  1. 知ってるよ、シーケンサーでしょ?
  2. 知ってるよ、電力線通信でしょ?

のどちらかで、何派閥なのか見分けがつくとか、つかないとか、、おしまい。

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実はAもBもあります。その次のタイプCです。

Aは刺そうとして上下がよく分からなくなる憎いやつです。

Bはプリンタや外付けHDDなどで使用されるやつです。

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こなさん、みんばんは。

ゆうこそ、よらっしゃいました。

おもわず50代以上じゃないと通じないネタをぶっこんでしまいました。スマホの充電端子をMicroUSBにしたEUの担当者は7代まで祟られろ党首です。ところでヤード・ポンド法は軽く滅んどこうか(ニッコリ

さて、スマホのコネクタはできるだけ薄くしたいので円型はキツいと思います。接点増やそうとしたら4極ジャックみたいにコネクタが"長くなる"というのも不利になりますし。4極であれだからねぇ…

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TYPE-Cに統一できない?という問いに対しては「出来ます」という答えです。 所詮TYPE-Cはただのコネクタ形状ですからね。 ただし、そのことで発生する問題点をユーザーが飲み込まなければなりません。

TYPE-Cの持っていいる能力をフルに生かす機能を実装した場合、性能も価格も車でいえば高性能スポーツカーになります。一方TYPE-A(USB2.0)はファミリーカーや軽乗用車位です。 ちょっとその辺のスーパーに行くのにポルシェで行くか、軽で行くかと言えば軽でいきますよね。
ユーザーはコストを負担していただく必要があります。

現在はなんちゃってTYPE-Cの口を設けているPCも多いです。

上の写真は別の質問に対する答えとしてUPした私の富士通製ノートPCです。 左側に2つのTYPE-Cコネクタがあります。 左側のTYPE-CはUSB3.2 Gen2 10GでPD機能の付いたほぼフル仕様のTYPE-Cコネクタです。 右側のTYPE-Cコネクタは形状はTYPE-Cですが、上に印刷されているマークから、電気的特性はUSB2.0になります。

同じ形状のコネクタが2つ並んでいるのに、かたやUSB3.2 Gen2,かたやUBS2.0なんてPCに詳しい人間でないと区別つかんです。 そこがTYPE-Cの問題点なんです。 TYPE-Cをありがたがる無知なユーザを欺くためにこんな仕様にしてるんじゃない?と私は思

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優秀過ぎて おちんぎん ちがった 費用が高いんです。

端子のピン数は多いわ、狭いので精度が求められるわ、USBとしてデータをやり取りするとA・BだけつなぐICじゃだめでC専用のインターフェースチップがいるわ、電源だけ取るのでも5Vでなければチップがいるわ、

色々面倒なので、従来の USB (ミニ・マイクロ)Bで5V電源だけ取ればよかった・1.1や2.0で良かった機器には大げさになってしまいコスト上昇します、それを吸収できる高い製品ならともかく、それらの条件じゃ安い安い商品なのでコストを吸収できる価格にならないです。

コストが下がる、製品価格が物価上昇してコスト吸収できる、ということになればもっと普及しますが、それまでは「統一」なんてとても無理です。

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