Contec CPI-DO-16L Coming Soon リファレンスガイド

リファレンスマニュアル

CPIシリーズ

Raspberry Pi 拡張ボード

絶縁型デジタル入出力ボード

CPI-DIO-0808L

絶縁型デジタル入力ボード

CPI-DI-16L

絶縁型デジタル出力ボード

CPI-DO-16L

はじめに ............................................. 4

安全にご使用いただくために ................. 10

セットアップ ..................................... 15

各部の名称と機能 ................................ 24

接続 ................................................. 37

付録 ................................................. 48

オプション品 ..................................... 61

各種サービス・お問い合わせ ................. 63

― 2 ―

はじめに ........................................................... 4

1. 関連マニュアルのご案内 ............................................................................................... 5

2. 製品概要 ................................................................................................................... 6

3. 特長 ......................................................................................................................... 7

4. 同梱品 ...................................................................................................................... 8

5. サポートソフト........................................................................................................... 9

安全にご使用いただくために ................................ 10

1. 注意記号の説明......................................................................................................... 11

2. 取り扱い上の注意 ...................................................................................................... 12

1. VCCIクラスA注意事項 ........................................................................................... 14

2. FCC PART15 Subpart B クラスA注意事項 ................................................................ 14

3. CE EMC指令クラスA注意事項 ................................................................................. 14

セットアップ.................................................... 15

1. ハードウェアのセットアップ ....................................................................................... 16

2. Raspberry Piの設定 .................................................................................................. 17

3. 拡張ボードの設定 ...................................................................................................... 18

1. Board ID設定スイッチ .......................................................................................... 18

2. DIPスイッチ ........................................................................................................ 18

4. 拡張ボードの接続 ...................................................................................................... 19

1. 拡張ボードの取り付け ........................................................................................... 19

2. 拡張ボードの取り外し ........................................................................................... 21

5. 動作確認 ................................................................................................................. 22

6. セットアップが正常にできないときには ......................................................................... 23

1. 事例と対応方法 .................................................................................................... 23

各部の名称と機能 .............................................. 24

1. 各部の名称 .............................................................................................................. 25

2. 各部の説明 .............................................................................................................. 26

1. GPIO 40ピンコネクタ ........................................................................................... 26

2. インターフェイスコネクタ 1 .................................................................................. 27

3. インターフェイスコネクタ 2 .................................................................................. 28

4. Board ID設定スイッチ .......................................................................................... 30

5. DIPスイッチ <CPI-DIO-0808L>, <CPI-DI-16L> ..................................................... 31

3. 機能の説明 .............................................................................................................. 32

1. データ入出力機能 ................................................................................................. 32

2. 割り込み通知機能 ................................................................................................. 36

― 3 ―

接続 ............................................................... 37

1. 外部機器との接続 ...................................................................................................... 38

2. デジタル入出力信号の接続 .......................................................................................... 39

1. デジタル入力 <CPI-DIO-0808L>, <CPI-DI-16L> ..................................................... 39

2. デジタル出力 <CPI-DIO-0808L>, <CPI-DO-16L> .................................................... 43

3. 本体の設置 .............................................................................................................. 45

1. 設置条件 ............................................................................................................. 45

付録 ............................................................... 48

1. 仕様 ....................................................................................................................... 49

2. 外形寸法 ................................................................................................................. 53

3. 回路ブロック図......................................................................................................... 55

4. 型式名の説明 ........................................................................................................... 57

5. ドライバソフトウェアについて .................................................................................... 58

1. Linux版デジタル入出力用ドライバ ........................................................................... 58

2. ドライバソフトウェアのセットアップ ....................................................................... 59

3. ドライバソフトウェアの初期設定 ............................................................................. 59

4. ドライバソフトウェアのアンインストール ................................................................. 60

オプション品.................................................... 61

1. オプション品 ........................................................................................................... 62

各種サービス・お問い合わせ ................................ 63

1. 各種サービス ........................................................................................................... 64

2. お問い合わせ ........................................................................................................... 65

― 4 ―

はじめに

本製品に関連する各種マニュアル、製品の概要や同梱品な

ど、本製品をお使いの前に知っていただくべき情報に関す

る説明をしています。

■

はじめに

■

CPI-DIO-0808L, CPI-DI-16L, CPI-DO-16L リファレンスマニュアル

― 5 ―

1. 関連マニュアルのご案内

本製品に関連するマニュアルは以下のように構成しています。

本書と併せてご活用ください。

 必ずお読みください

名称

用途

内容

入手先

製品ガイド

本製品開封後に必ずお読みくだ

さい。

本製品をご使用になる前に同梱品を確

認、注意いただくことについて説明し

ています。

製品に同梱(印刷物)

リファレンスマニュアル

Raspberry Piに接続する際にお

読みください。

本製品の機能・設定などハードウェア

に関する説明をしています。

当社ホームペー

ジよりダウンロ

ード(PDF)

 各種マニュアルのダウンロード

各種マニュアルは、以下のURLよりダウンロードしてご使用ください。

ダウンロード

https://www.contec.com/jp/download/

■

はじめに

■

CPI-DIO-0808L, CPI-DI-16L, CPI-DO-16L リファレンスマニュアル

― 6 ―

2. 製品概要

本製品は、Raspberry Piにデジタル入出力インターフェイスを増設する拡張ボードです。

8点単位のコモン構成のため、コモンごとに異なる外部電源に対応できます。駆動電圧は、入出力共に12 -

24VDCに対応しています。

CPI-DIO-0808Lは、8点のフォトカプラ絶縁入力(電流シンク/ソース出力対応)と8点のフォトカプラ絶縁出

力(電流シンクタイプ)を搭載しています。

CPI-DI-16Lは、16点のフォトカプラ絶縁入力(電流シンク/ソース出力対応)を搭載しています。

CPI-DO-16Lは、16点のフォトカプラ絶縁出力(電流シンクタイプ)を搭載しています。

■

はじめに

■

CPI-DIO-0808L, CPI-DI-16L, CPI-DO-16L リファレンスマニュアル

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3. 特長



フォトカプラ絶縁入力、フォトカプラ絶縁オープンコレクタ出力

CPI-DIO-0808Lは、8点のフォトカプラ絶縁入力(電流シンク/ソース出力対応)と8点のフォトカプラ絶縁出力(電流シンクタイプ)を搭載して

います。

CPI-DI-16Lは、16点のフォトカプラ絶縁入力(電流シンク/ソース出力対応)を搭載しています。

CPI-DO-16Lは、16点のフォトカプラ絶縁出力(電流シンクタイプ)を搭載しています。

8点単位のコモン構成のため、コモンごとに異なる外部電源に対応できます。駆動電圧は、入出力共に12 - 24VDCに対応しています。



フォトカプラによるバス絶縁

フォトカプラにより、Raspberry PiのGPIO 40ピンコネクタと入出力インターフェイスは絶縁されているため、耐ノイズ性に優れています。



割り込み通知信号搭載 (CPI-DIO-0808L, CPI-DI-16Lのみ)

CPI-DIO-0808L、CPI-DI-16Lは、入力信号に変化があったことを示す信号をRaspberry Pi のGPIOピンに出力する機能(ピンの選択も可能)を

備えています。入力信号に変化があったことをI2Cで通信せずに通知する、割り込み通知信号として使用することが可能です。



出力回路にサージ電圧保護のツェナーダイオード、過電流保護回

路を内蔵 (CPI-DIO-0808L, CPI-DO-16Lのみ)

CPI-DIO-0808L、CPI-DO-16Lの出力回路には、サージ電圧からの保護のためツェナーダイオードが接続されています。また、過電流保護と

してヒューズを出力8点単位で取り付けています。

出力定格は、1点当たり最大35VDC、100mAです。



最大8枚までの接続が可能

同シリーズの拡張ボードを最大で8枚まで接続することが可能です。接続した拡張ボードは、本体のBoard ID設定スイッチで識別可能です。



-20 - +60℃の周囲温度に対応

-20 - +60℃の周囲温度環境に対応しており、さまざまな環境で使用可能です。



電解コンデンサ不使用

短寿命部品の電解コンデンサを使用しないことにより、長寿命化を実現しています。

■

はじめに

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4. 同梱品

ご使用になる前に、次の同梱品がすべて揃っていることを確認してください。

万一、同梱品が足りない場合や破損している場合は、お買い求めの販売店、またはテクニカルサポートセン

ターにご連絡ください。

テクニカルサポートセンター

https://www.contec.com/jp/support/technical-support/

本体…1

10ピンコネクタ…2

(本体に取り付け済)

40ピンピンヘッダ…1

CPUボード用樹脂スペーサー

…1

六角スペーサー…4

(高さ12.5mm)

3点セムスネジ…4

ナット…4

製品ガイド＆保証書…1

シリアルナンバーラベル…1

■

はじめに

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― 9 ―

5. サポートソフト

目的、開発環境に合わせて当社製サポートソフトウェアをご使用ください。

対応OSや適応言語の詳細、最新バージョンのダウンロードは、当社ホームページを参照ください。

名称

内容

入手先

ドライバソフトウェア

API-DIO(LNX)

API関数形式で提供するLinux版ドライバソフトウェアで

す。gcc(C,C++)やPythonなどの各種サンプルプログラム

が付属しています。

当社ホームページより

ダウンロード

以下のURLよりダウンロードしてご使用ください。

ダウンロード

https://www.contec.com/jp/download/

― 10 ―

安全にご使用いただくために

本製品を安全に使用するために、注意していただくことを

説明しています。本製品をご使用になる前に、必ずお読み

ください。

■

安全にご使用いただくために

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CPI-DIO-0808L, CPI-DI-16L, CPI-DO-16L リファレンスマニュアル

― 11 ―

1. 注意記号の説明

本書では、人身事故や機器の破壊をさけるため、次のシンボルで安全に関する情報を提供しています。

内容をよく理解し、安全に機器を操作してください。

危険

「死亡または重傷を負うことがあり、かつその切迫の度合いが高い内容」を示しま

す。

警告

「死亡または重傷を負うことが想定される内容」を示します。

注意

「傷害を負うことが想定されるか、または物的損害の発生が想定される内容」を示

します。

■

安全にご使用いただくために

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CPI-DIO-0808L, CPI-DI-16L, CPI-DO-16L リファレンスマニュアル

― 12 ―

2. 取り扱い上の注意

危険

 周囲に発火性、腐食性のガスがある場所で使用しないでください。爆発、火災、感電、故障の原因とな

ります。

 規定の電源電圧でご使用ください。規定外の電源電圧を供給されますと火災や感電の原因となります。

 本製品は航空、宇宙、原子力、医療機器など高度な信頼性が必要な用途への使用を想定していません。

これらの用途には使用しないでください。

 本製品を列車、自動車、防災防犯装置など安全性に関わる用途にご使用の場合、お買い求めの販売店ま

たは当社テクニカルサポートセンターにご相談ください。

注意

 以下の要件を満足していることを確認してから、本製品をご使用ください。

・屋内使用

・標高5000m以下

・汚染度 2

各標高での製品の使用周囲温度は、以下の関係式を参考に設定してください。標高が高くなると気圧低

下の影響で製品内部の放熱効果が減少し、製品寿命を短くしたり故障したりする要因となります。

・周囲温度＝60[℃]－0.005×標高[m]

例)3000mで使用する場合 60℃－(0.005×3000m)＝45℃(周囲温度)

 極端に湿気の多い場所や、ほこりの多い場所での使用および保管はしないでください。内部に水や液状

のもの、導電性の塵が入った状態で使用すると非常に危険です。このような環境で使用する時は、防塵

構造の制御パネルなどに設置するようにしてください。

 本製品には、あらかじめ設定を必要とするスイッチがあります。

Raspberry Piに取り付ける前に必ず確認してください。

 本製品のスイッチは、指定以外の設定にしないでください。

誤動作、発熱、故障の原因になります。

 Raspberry Piに接続するすべての拡張ボードに十分な電力が供給できることを確認してください。十

分な電力が供給できない場合は、誤動作、発熱、故障の原因になります。

 輸送される場合には、振動や衝撃が直接本製品に加わらないように十分対策してください。

本製品はJIS Z0200：1999、JIS Z0232：2004に適合しています。

 仕様範囲外の高温や低温の場所、また温度変化の激しい場所での使用および保管は避けてください。

誤動作、発熱、故障、破損の原因になります。

 強い磁界、電波を発生する機器の近くでの使用および保管は避けてください。誤動作、発熱、故障、破

損の原因になります。

 薬品が発散している空気中や､薬品にふれる場所での使用および保管は避けてください。

 本製品の実装や各コネクタ、ケーブルの着脱の際には、必ずRaspberry Piの電源ケーブルをコネクタ

から抜き、Raspberry PiのLEDが消灯した状態にしてください。

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安全にご使用いただくために

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― 13 ―

 本製品を改造しないでください。改造したものに対しては、当社は一切の責任を負いません。

 コネクタを接続するときは、コネクタ形状を確認の上、正しい向きで確実に行ってください。接続後は

コネクタの接合部に無理な力をかけないでください。本製品および接合部の破損や接続不良の原因とな

ります。

 動作中に本製品の端子部に手を触れないでください。誤動作、故障の原因になります。触れた場合は、

⼯業用アルコールできれいにふいてください。

 本製品は機能追加、品質向上のため予告なく仕様を変更する場合があります。継続的にご利用いただく

場合でも、必ず当社ホームページのマニュアルを読み、内容を確認してください。

 過電流や過電圧(雷サージなど)の影響を受けるような場所で使用する際には、全ての進入経路(電源

線、信号線、アースなど)に対し適切なサージ保護デバイス(SPD)を選定し使用してください。SPDの

選定/導入/設置については、専門の業者で行ってください。

 本製品は、オープンタイプ機器(他の装置内に収納されるよう設計された機器)であり、必ず十分な強度

を持った機械的エンクロージャーの中に収納して使用してください。

 本製品に衝撃を与えたり、曲げたりしないでください。誤動作、故障の原因になります。

 本製品を廃棄される場合、法律や市町村の条例に定める廃棄方法に従って、廃棄してください。

 本製品の運用を理由とする損失、逸失利益などの請求につきましては、前項にかかわらず、いかなる責

任も負いかねますのであらかじめご了承ください。

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安全にご使用いただくために

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1. VCCIクラスA注意事項

この装置は、クラスＡ機器です。この装置を住宅環境で使用すると電波妨害を引き起こすことがあり

ます。この場合には使用者が適切な対策を講ずるよう要求されることがあります。

VCCI-A

2. FCC PART15 Subpart B クラスA注意事項

NOTE

This device complies with Part 15 of the FCC Rules. Operation is subject to the following

two conditions: (1) this device may not cause harmful interference, and (2) this device

must accept any interference received, including interference that may cause undesired

operation.

This equipment has been tested and found to comply with the limits for a Class A digital

device, pursuant to part 15 of the FCC Rules. These limits are designed to provide

reasonable protection against harmful interference when the equipment is operated in a

commercial environment.

This equipment generates, uses, and can radiate radio frequency energy and, if not

installed and used in accordance with the instruction manual, may cause harmful

interference to radio communications. Operation of this equipment in a residential area is

likely to cause harmful interference in which case the user will be required to correct the

interference at his own expense.

FCC WARNING

Changes or modifications not expressly approved by the party responsible for compliance

could void the user's authority to operate the equipment.

3. CE EMC指令クラスA注意事項

EN55032クラスA注意事項

Warning:

Operation of this equipment in a residential environment could cause radio interference.

― 15 ―

セットアップ

本章では、セットアップの方法について説明しています。

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セットアップ

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― 16 ―

1. ハードウェアのセットアップ

セットアップとは、本製品を使用するために必要な事前の操作です。

ここでは、Raspberry PiにRaspberry Pi OSをインストールした動作環境下での説明をしています。

次に示す、本章の各ステップの手順で操作することで、拡張ボードの準備ができます。

ステップ1 Raspberry Piの設定 (P17)

ステップ2 拡張ボードの設定 (P18)

ステップ3 拡張ボードの接続 (P19)

ステップ4 動作確認 (P22)

また、セットアップが正常に行えない場合は、『セットアップが正常にできないときには (P23)』を参照し

てください。

■

セットアップ

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― 17 ―

2. Raspberry Piの設定

ここでは、I2C(Inter-Integrated Circuit)通信を有効にする設定方法について説明します。

1 Raspberry Piの電源を入れてください。

2 ディスプレイに表示される「Raspberry Piアイコン」をクリックし、「設定」から「Raspberry Pi の

設定」を選択してください。

3 表示されるダイアログの「インターフェイス」を選択し、「I2C」の項目から「有効」を選択し、OKを

クリックした後再起動してください。

■

セットアップ

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― 18 ―

3. 拡張ボードの設定

ここでは、拡張ボードの接続に必要な設定について説明します。

1. Board ID設定スイッチ

Raspberry Piに2枚以上の同シリーズの拡張ボードを接続する場合、Board IDを設定することによってそれ

ぞれの

ボードを区別します。それぞれ違う値を設定してください。Board ID設定スイッチの詳細は、『Board ID設

定スイッチ(P30)』を参照ください。

Board IDは、0 - 7の範囲で設定でき、最大8枚までのボードを区別できます。

本製品を1枚だけ接続する場合は、出荷時設定(Board ID = 0)の状態で使用ください。

2. DIPスイッチ

割り込み通知信号を使用する場合に使用します。

DIPスイッチの出荷時設定は、すべてOFFです。

割り込みを使用せずに本製品を使用する場合は、出荷時設定(すべてOFF)で使用ください。

割り込みを使用する場合は、使用するGPIOピンを選択して使用ください。DIPスイッチの詳細は、『DIPスイ

ッチ <CPI-DIO-0808L>, <CPI-DI-16L>(P31)』を参照ください。

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セットアップ

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4. 拡張ボードの接続

ここでは、拡張ボードの取り付け/取り外しについて説明しています。

1. 拡張ボードの取り付け

1 本製品を接続する前にシステムをシャットダウンし、Raspberry Piの電源ケーブルをコネクタから抜

いてください。

2 本製品に同梱の40ピンピンヘッダを、本製品の裏側から差し込んで取り付けます。

なお、接続する際はピンが曲がらないように垂直に挿入してください。

3 Raspberry Piに同梱の六角スペーサーとナットを4か所取り付けます。

4 Raspberry PiのGPIO 40ピンコネクタに同梱のCPUボード用樹脂スペーサーを取り付けます。

■

セットアップ

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5 Raspberry PiのGPIO 40ピンコネクタに本製品を接続します。

なお、接続する際はピンが曲がらないように垂直に挿入してください。

6 同梱の3点セムスネジを4か所取り付けます。

さらに、他の拡張ボードを接続する時は、六角スペーサーを取り付けて拡張してください。

拡張ボードの上に接続する場合は、CPUボード用樹脂スペーサーの取り付けは必要ありません。

注意

Raspberry Piのケーブルをコネクタから必ず抜いて、拡張ボードの取り付けまたは取り外しを行ってくだ

さい。

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