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mae3xx_ope:use_di_do:start

DI/DO を利用する

DI/DO コネクタが実装された下記機種では、DI/DO それぞれ 8ch/8ch が利用できます。

DI/DOコネクタ

DI/DO の利用方法を紹介します。


ハードウェア仕様

電気的仕様

DI (入力)

項目 内容
接点入力電圧接点入力
ポート数8ch (DIN A0〜A3, B0〜B3)
コモン4ch/コモン
入力電圧DC12〜24V±10% (DC10.8V〜26.4V)
入力閾値ON : DC10V以上, OFF: DC3V以下
入力電流約2.5mA〜5mA
入力インピーダンス約6kΩ
絶縁方式フォトカプラ絶縁
絶縁耐圧DC500V1分間, 外部端子〜内部回路間


DO (出力)

項目 内容
接点出力オープンコレクタ出力
ポート数8ch (DOUT A0〜A3, B0〜B3)
コモン4ch/コモン
負荷電圧DC26.4V(最大)
負荷電流DC50mA(最大)
ON電圧DC1V以下
OFF時漏洩電流0.1mA以下
保護機能過電流保護
絶縁方式フォトカプラ絶縁
絶縁耐圧DC500V1分間, 外部端子〜内部回路間


ピンアサイン

△列No. DO Group ピン名称 機能 ◯列No. DI Group ピン名称 機能
1 A NC未使用 21 A DIN A COMコモン A
2DOUT A0DO_0 22DIN A0port 0
3DOUT A1DO_1 23DIN A1port 1
4DOUT A2DO_2 24DIN A2port 2
5DOUT A3DO_3 25DIN A3port 3
6DOUT A COMコモン A 26 B DIN B COMコモン B
7NC未使用 27DIN B0port 4
8NC未使用 28DIN B1port 5
9NC未使用 29DIN B2port 6
10NC未使用 30DIN B3port 7
11 B NC未使用 31 - NC未使用
12DOUT B0DO_4 32NC未使用
13DOUT B1DO_5 33NC未使用
14DOUT B2DO_6 34NC未使用
15DOUT B3DO_7 35NC未使用
16DOUT B COMコモン B 36NC未使用
17NC未使用 37NC未使用
18NC未使用 38NC未使用
19NC未使用 39NC未使用
20NC未使用 40NC未使用


等価回路

DI (入力)

DI部は、フォトカプラと電流制限抵抗により構成されています。
A,Bグループともに共通コモンとなっています。


DO (出力)

DO部は、フォトカプラと過電流保護素子により構成されています。
A,Bグループともに共通コモンとなっています。


端子台への変換

端子台変換器 PCV5-1H202(東洋技研製)

端子台変換器 PCV5-1H202(東洋技研製)

端子台変換器 PCV5-1H202(東洋技研製) を接続することにより、DIO 及び AIN ポートをスプリング圧結線方式の端子へ
変換することができます。端子台変換器はオプションの DIO ケーブル、もしくは AI ケーブルにより一括接続が可能です。

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ソフトウェア

DI (入力)

sysfs I/F でアクセスします。
参考: GPIO Sysfs Interface for Userspace

/sys/devices/ocp.3/50000000.gpmc/11000040.gpio/gpio/ 以下の gpiochip でアクセスします。
ボード構成により、gpiochip の番号がずれますので、あらかじめ全 DI ポートを export してあります。

DIポート一覧

root@plum:~# ls -l /tmp/DI/
total 0
lrwxrwxrwx 1 root root 23 Jun 19 11:40 0 -> /sys/class/gpio/gpio456
lrwxrwxrwx 1 root root 23 Jun 19 11:40 1 -> /sys/class/gpio/gpio457
lrwxrwxrwx 1 root root 23 Jun 19 11:40 2 -> /sys/class/gpio/gpio458
lrwxrwxrwx 1 root root 23 Jun 19 11:40 3 -> /sys/class/gpio/gpio459
lrwxrwxrwx 1 root root 23 Jun 19 11:40 4 -> /sys/class/gpio/gpio460
lrwxrwxrwx 1 root root 23 Jun 19 11:40 5 -> /sys/class/gpio/gpio461
lrwxrwxrwx 1 root root 23 Jun 19 11:40 6 -> /sys/class/gpio/gpio462
lrwxrwxrwx 1 root root 23 Jun 19 11:40 7 -> /sys/class/gpio/gpio463

v2.2.0 より、GPIO に DeviceTree から命名する機能を入れましたので、このように見えるようになります。

user1@plum:~$ ls -l /sys/class/gpio/DI_0*
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Aug 31 10:25 /sys/class/gpio/DI_00 -> ../../devices/platform/ocp/50000000.gpmc/11000040.gpio/gpiochip13/gpio/DI_00
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Aug 31 10:25 /sys/class/gpio/DI_01 -> ../../devices/platform/ocp/50000000.gpmc/11000040.gpio/gpiochip13/gpio/DI_01
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Aug 31 10:25 /sys/class/gpio/DI_02 -> ../../devices/platform/ocp/50000000.gpmc/11000040.gpio/gpiochip13/gpio/DI_02
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Aug 31 10:25 /sys/class/gpio/DI_03 -> ../../devices/platform/ocp/50000000.gpmc/11000040.gpio/gpiochip13/gpio/DI_03
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Aug 31 10:25 /sys/class/gpio/DI_04 -> ../../devices/platform/ocp/50000000.gpmc/11000040.gpio/gpiochip13/gpio/DI_04
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Aug 31 10:25 /sys/class/gpio/DI_05 -> ../../devices/platform/ocp/50000000.gpmc/11000040.gpio/gpiochip13/gpio/DI_05
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Aug 31 10:25 /sys/class/gpio/DI_06 -> ../../devices/platform/ocp/50000000.gpmc/11000040.gpio/gpiochip13/gpio/DI_06
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Aug 31 10:25 /sys/class/gpio/DI_07 -> ../../devices/platform/ocp/50000000.gpmc/11000040.gpio/gpiochip13/gpio/DI_07


DIポート以下のノード

root@plum:~# ls -l /tmp/DI/0/
total 0
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Jun 19 11:47 active_low
lrwxrwxrwx 1 root root    0 Jun 19 11:47 device -> ../../../11000040.gpio
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Jun 19 11:47 direction
drwxr-xr-x 2 root root    0 Jun 19 11:47 power
lrwxrwxrwx 1 root root    0 Jun 19 11:47 subsystem -> ../../../../../../class/gpio
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Jun 19 11:40 uevent
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Jun 19 11:47 value

value ノードを読むことで、DIの値を読むことができます。

root@plum:~# cat /tmp/DI/1/value 
0


割込サポート

v2.6.1α1 より、DI 回路の割込およびフィルタ機能をサポートしました。1)
これにより、下記機能が利用できるようになります。

  • チャタリング除去フィルタ (1ms / 5ms / 20ms / なし)
  • カウンタ
  • 変化待ち (poll() による)


sysfs のエントリが下記のとおり拡張されます。

root@plum:/sys/class/gpio/DI_00# ls -l /sys/class/gpio/DI_00/
total 0
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Jun 26 15:10 active_low
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Jun 29 09:42 counter
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Jun 26 15:11 debounce
lrwxrwxrwx 1 root root    0 Jun 26 15:10 device -> ../../../11000040.gpio
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Jun 26 15:10 direction
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Jun 29 09:20 edge
drwxr-xr-x 2 root root    0 Jun 26 15:10 power
lrwxrwxrwx 1 root root    0 Jun 26 15:10 subsystem -> ../../../../../../class/gpio
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Jun 26 15:10 uevent
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Jun 26 15:10 value
root@plum:/sys/class/gpio/DI_00#


追加されたエントリは下表のとおりです。

entry function note
counter カウンタ値 R/W 任意の値2) にセット可能
debounce フィルタ設定 R/W 0 / 1 / 5 / 20
edge 割込極性 R/W none / rising / falling / both


counter

カウンタ値の読み出しおよび設定(クリア)を行います。

読み出し
root@plum:~# cat /sys/class/gpio/DI_00/counter 
2841
root@plum:~#


設定(クリア)
root@plum:~# echo 0 > /sys/class/gpio/DI_00/counter
root@plum:~# cat /sys/class/gpio/DI_00/counter 
0
root@plum:~#


カウンタ利用上の注意
  • 後述する “edge” 設定が、“rising” / “falling” / “both” の時に機能します。
  • 内部では 32bit unsigned long で値を保持しています。


debounce (チャタリング除去フィルタ設定)

チャタリング除去フィルタの設定値を読み書きします。

root@plum:~# cat /sys/class/gpio/DI_00/debounce 
0 ms
root@plum:~# echo 5 > /sys/class/gpio/DI_00/debounce
root@plum:~# cat /sys/class/gpio/DI_00/debounce 
5 ms
root@plum:~#


設定方法
  • 0 / 1 / 5 / 20 を書き込むことで設定します。
  • 他の値を書き込んだ場合、書き込んだ値より小さい値に設定されます。
root@plum:~# echo 11 > /sys/class/gpio/DI_00/debounce
root@plum:~# cat /sys/class/gpio/DI_00/debounce 
5 ms
root@plum:~# echo 100 > /sys/class/gpio/DI_00/debounce
root@plum:~# cat /sys/class/gpio/DI_00/debounce 
20 ms
root@plum:~#


edge (割込極性設定)

割込極性を設定します。
rising (立ち上がりトリガ) / falling (立ち下がりトリガ) / both (両エッジトリガ) / none (割込を使用しない) のいずれかを書き込みます。

root@plum:~# cat /sys/class/gpio/DI_00/edge 
none
root@plum:~# echo rising > /sys/class/gpio/DI_00/edge 
root@plum:~# cat /sys/class/gpio/DI_00/edge 
rising
root@plum:~#


サンプルコード

割込を利用したプログラムのサンプルです。


DO (出力)

LEDクラスドライバにマッピングしてあります。

root@plum:~# ls -l /sys/class/leds/DO_*
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jun 19 11:41 /sys/class/leds/DO_0 -> ../../devices/leds_do.7/leds/DO_0
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jun 19 11:41 /sys/class/leds/DO_1 -> ../../devices/leds_do.7/leds/DO_1
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jun 19 11:41 /sys/class/leds/DO_2 -> ../../devices/leds_do.7/leds/DO_2
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jun 19 11:41 /sys/class/leds/DO_3 -> ../../devices/leds_do.7/leds/DO_3
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jun 19 11:41 /sys/class/leds/DO_4 -> ../../devices/leds_do.7/leds/DO_4
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jun 19 11:41 /sys/class/leds/DO_5 -> ../../devices/leds_do.7/leds/DO_5
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jun 19 11:41 /sys/class/leds/DO_6 -> ../../devices/leds_do.7/leds/DO_6
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jun 19 11:41 /sys/class/leds/DO_7 -> ../../devices/leds_do.7/leds/DO_7

各 DO の下の構成はこのようになっています。

root@plum:~# ls -l /sys/class/leds/DO_1/
total 0
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Jun 19 11:50 brightness
lrwxrwxrwx 1 root root    0 Jun 19 11:50 device -> ../../../leds_do.7
-r--r--r-- 1 root root 4096 Jun 19 11:50 max_brightness
drwxr-xr-x 2 root root    0 Jun 19 11:50 power
lrwxrwxrwx 1 root root    0 Jun 19 11:50 subsystem -> ../../../../class/leds
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Jun 19 11:50 trigger
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Jun 19 11:40 uevent

sysfs LED クラスドライバと同様に使用することができます。

1)
MA-E350/LAD-20 の 8bit ハードウェアカウンタ機能が実装された 前半 4channel 部の設定は DI(ハードウェアカウンタ機能付き)を利用する を参考。
2)
32bit unsigned long
mae3xx_ope/use_di_do/start.txt · 最終更新: 2024/02/28 11:06 by サポート