RaspberryPi 4 Model B で USBポートの電源をON/OFFする

やりたかったこと

ラズパイに接続したwebカメラで異常検出を行い、異常ケースでパトランプを回す、というようなことがしたかった。
（正確にはこれからやる予定）
色々調べた結果、USB連動で電源ON/OFFするのが、最も手軽＆電子工作等しなくてもできそうだったのですが、懸念点がいくつか。

• 世の中にラズパイ4での記事が無い
• ラズパイ3ではUSBポートの親子関係？があり、色々面倒らしい
  • 回避策としては、個別給電ON/OFFに対応している別のUSB-Hubを挟むといいらしい

やりたいことが「USBカメラ」を回して監視しつつ、「USB電源制御」で別の機器を動かしたい、というニーズなので、個別にON/OFFできないのは致命的…。
が、しかしラズパイ4ではUSB3.0ポートが搭載されたりとハードウェア的に大きく変わっているので、できるのでは…？
ということでやってみましたー。

結論：できた ような気がした

完全に個別でON/OFFできました！完全勝利！
できたような気がしたが、接続機器が連動してくれない。。。
調査中
USB per-port power switching - Qiita
GitHub - mvp/uhubctl: uhubctl - USB hub per-port power control

1/13追記
結局、別のUSBハブを挟まないと出来なかった。
RaspberryPi 4 Model B で USBポートの電源をON/OFFする　リトライ - Qiita

以下はメモとして残しておきます

用意したもの

• RaspberryPi 4 Model B
• USB接続のwebカメラ
• USB給電で動くガジェット（今回は適当なものがなかったのでそのへんに落ちてた有線マウス）

検証手順

• USBポートのうち1つにカメラを接続し、VedeoStreamを開いて表示
• の状態で残りのポートにUSB給電ガジェットを接続して、電源OFF
• VedeoStreamが止まらない＝カメラへの給電が止まらないことを確認
• 以上をポート毎にぐるぐる検証

実際の手順

hub-ctrl導入

sudo apt-get install libusb-dev
wget http://www.gniibe.org/oitoite/ac-power-control-by-USB-hub/hub-ctrl.c
gcc -O2 hub-ctrl.c -o hub-ctrl-armhf-static -lusb -static
sudo cp hub-ctrl-armhf-static /usr/local/bin/hub-ctrl

USBポートの状態を確認

この場合。ポート2にカメラ、ポート4にマウスが刺さっている。

sudo lsusb
Bus 002 Device 001: ID 1d6b:0003 Linux Foundation 3.0 root hub
Bus 001 Device 027: ID 05ac:0304 Apple, Inc. Mighty Mouse [Mitsumi, M1152]
Bus 001 Device 026: ID 1e4e:0100 Cubeternet WebCam
Bus 001 Device 002: ID 2109:3431 VIA Labs, Inc. Hub
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub

USB2.0と3.0で別々のrootを持っているらしいことが分かる。

sudo hub-ctrl -v
Hub #0 at 002:001
 INFO: ganged switching.
 WARN: Port indicators are NOT supported.
 Hub Port Status:
Hub #1 at 001:002
 INFO: ganged switching.
 Hub Port Status:
   Port 1: 0000.0100 power
   Port 2: 0000.0103 power enable connect
   Port 3: 0000.0100 power
   Port 4: 0000.0303 lowspeed power enable connect
Hub #2 at 001:001
 INFO: individual power switching.
 WARN: Port indicators are NOT supported.
 Hub Port Status:
   Port 1: 0000.0503 highspeed power enable connect

Hub #1がUSB関連、Hub #2がイーサネットらしい。
こっちでは結局USB2.0も3.0も同じHubに属している。
物理的配置はこんな感じ。
ラズパイ3ではPort2からだったのが1からになってるのがちょっといい感じ。

 LAN
+---+  Port1 Port2（USB3.0)
|   |
+---+  Port3 Port4（USB2.0)

給電制御してみる

※出来たっぽく見えるが、実際には制御できてない

sudo hub-ctrl -b 1 -d 2 -P 4 -p 0 -v
 Hub Port Status:
Hub #1 at 001:002
 INFO: ganged switching.
 Hub Port Status:
   Port 1: 0000.0100 power
   Port 2: 0000.0103 power enable connect
   Port 3: 0000.0100 power
   Port 4: 0000.0303 lowspeed power enable connect
 Hub Port Status:
   Port 1: 0000.0503 highspeed power enable connect
Send control message (REQUEST=1, FEATURE=8, INDEX=4)
 Hub Port Status:
   Port 1: 0000.0100 power
   Port 2: 0000.0103 power enable connect
   Port 3: 0000.0100 power
   Port 4: 0000.0000

コマンドオプション

-b バスNo　Hub #1 at 001:002の001の方
-d デバイスNo Hub #1 at 001:002の002の方　※lsusbで出てくるDeviceは関係ない
-P PortNo（USBポートの番号）
-p 0:OFF 1:ON
-v 詳細表示オプション（普段はつけなくて良い）

参考記事

raspberry pi 3 b+とパトランプで遊ぶ - 不動産情報ボット
RaspberryPI 3 Model B で USBポートの電源をON/OFFする: パソコン鳥のブログ