Macro8028ハードウェア取扱説明書

Macro8028ハードウェア取扱説明書
Macro 8028
EC-NET 非絶縁DIOモジュール
取扱説明書
Rev.1.1
株式会社アンペール
来歴
Rev.
日付
内容
責任者
担当
1.0
1.1
2001年11月9日
2002年10月9日
初版
訂正(P.1)
東洋マイクロシステムズ→スタンダードマイクロシステムズ
庄司
庄司
三塚
三塚
目次
1. 概要................................................................................................................................................... 1
2. 仕様................................................................................................................................................... 1
3. 外形図 ............................................................................................................................................... 2
4. ブロック図 ........................................................................................................................................... 4
5. ディジタル入力ポート ............................................................................................................................ 5
5−1. 回路 ............................................................................................................................................. 5
5−2. コネクタ信号表 ............................................................................................................................... 6
6. ディジタル出力ポート ............................................................................................................................ 7
6−1. 回路 ............................................................................................................................................. 7
6−2. コネクタ信号表 ............................................................................................................................... 8
7. 通信コネクタ ........................................................................................................................................ 8
7−1. コネクタ信号表 ............................................................................................................................... 8
7−2. 通信線の接続 ................................................................................................................................ 9
8. スイッチ設定 .......................................................................................................................................10
8−1. MAXID設定スイッチ(MAXID[4:0]) ..............................................................................................10
8−2. ノードID設定スイッチ(NID[4:0]) ....................................................................................................10
9. TMC20070Aの設定..........................................................................................................................11
9−1. 動作モード....................................................................................................................................11
9−2. ネットワーク・スタンダード・タイム(NST).............................................................................................11
9−3. ページ・サイズ ...............................................................................................................................11
9−4. 送信パケット ..................................................................................................................................11
9−4−1. 送信タイミング ..........................................................................................................................11
9−4−2. 送信パケットの内容 ...................................................................................................................11
9−5. 受信パケット ..................................................................................................................................12
9−6. タイマ...........................................................................................................................................12
10. 特殊仕様 .........................................................................................................................................13
10−1. 水晶発振子 ................................................................................................................................13
10−2. 転送速度....................................................................................................................................13
10−3. 送信トリガー設定..........................................................................................................................13
10−4. ディジタル入出力ポート.................................................................................................................14
10−5. タイマ.........................................................................................................................................14
11. 結線方法 .........................................................................................................................................15
11−1. Aタイプ(端子台)の結線方法.........................................................................................................15
11−2. Bタイプ(コネクタ)の結線方法 ........................................................................................................15
1.概要
Macro8028(以下M8028と記す)はEC−NETに接続する非絶縁ディジタル入出力モジュールです。
高いリアルタイム性、信頼性を持ったEC−NETを使用し、16点の接点情報の読み取り、16点の駆動が可能になりま
す。EC−NETの通信線は2本(1ペア)なので、省配線が可能です
外形は103.5mm×58.0mmと省スペースです。
接点、負荷の電源電圧は12Vから24Vと広範囲に対応しており、負荷は100mAまでシンク可能です。
また接点及び負荷はそれらの両端をM8028に接続する形式となっていますので、外部での分岐接続が不要です。
端子台タイプは、被覆を剥いた電線を挿入するのみですので、圧着工具が不要です。
2.仕様
表 2-1 仕様一覧
EC−NETインターフェース部
コントローラ
TMC20070A(スタンダードマイクロシステムズ社製)
コネクタ
インターフェース用:7pin ※2
Aタイプ:233−107(WAGO社製)
Bタイプ:B7B−XH−A(日本圧着端子製造社製)
通信ボーレート
2.5Mbps CMI符号
ディジタル入力ポート部
点数
16点 非絶縁 ※1
接点入力
ON時電流1.0∼1.2[mA](5[V]±5%)
入力ポート用:16pin ※2
Aタイプ:233−116(WAGO社製)×2
Bタイプ:B16B−XH−A(日本圧着端子製造社製)×2
電源用:2pin ※2
Aタイプ:233−102(WAGO社製)
Bタイプ:B2B−XH−A(日本圧着端子製造社製)
入力信号
コネクタ
ディジタル出力ポート部
点数
16点 非絶縁 ※1
出力信号
オープン・コレクタ 最大電流100[mA]
外部電源
12∼24[V] ±5%
コネクタ
出力ポート用:16pin ※2
Aタイプ:233−116(WAGO社製)×2
Bタイプ:B16B−XH−A(日本圧着端子製造社製)×2
電源用:2pin ※2
Aタイプ:233−102(WAGO社製)
Bタイプ:B2B−XH−A(日本圧着端子製造社製)
共通事項
DC +5V ±5%(通信コネクタより給電)
78mA(入出力全点OFF時) 154mA(入出力全点ON時)
温度:0∼60℃
湿度:30∼85%
雰囲気 腐食性ガスを含まない大気中
電源
使用条件
基板寸法
103.5WX58.0H mm
※1.点数が8点の物も指定可能です。
※2.Aタイプ:端子台
Bタイプ:コネクタ
1
3. 外形図
図 3-1と図 3-2に外形寸法と端子台またはコネクタの実装位置を示します。
4-φ3.5
16
1 16
1
3.5
21
CN2
7
CN3
58
CN4
3.5
CN5
1
CN1
CN6
1
16 1
16
3.5
3.5
1.6
15.3
13.3
103.5
(単位はmm)
図 3-1 Aタイプ(端子台)の外形とコネクタ位置
16
21
1 16
CN2
7
CN3
1
CN4
CN5
CN6
16 1
16
8.6
10.4
1
1
CN1
(単位はmm。未記入の寸法はAタイプと同じ。)
図 3-2 Bタイプ(コネクタ)の外形とコネクタ実装位置
2
表 3-1 使用コネクタ
コネクタ番号
名称
極数
Aタイプ(端子台)
型名
(メーカ:WAGO社)
Bタイブ(コネクタ)
型名
(メーカ:日本圧着端子製造社)
CN1
通信コネクタ
7
233−107
B7B−XH−A
16
233−116
B16B−XH−A
16
233−116
B16B−XH−A
2
233−102
B2B−XH−A
16
233−116
B16B−XH−A
16
233−116
B16B−XH−A
CN2
CN3
CN4
CN5
CN6
ディジタル出力コネクタ
(DO8∼DO15)
ディジタル出力コネクタ
(DO0∼DO7)
ディジタル出力ポート電源コネクタ
ディジタル入力コネクタ
(DI0∼DI7)
ディジタル入力コネクタ
(DI8∼DI15)
3
4. ブロック図
図 4-1 ブロック図
4
5. ディジタル入力ポート
5−1. 回路
接点がON(ショート)時「1」、OFF(オープン)時「0(ゼロ)」となります。
入力はCMOS−ICの受取りです。
表 5-1に接点の状態とデータの関係を、図 5-1にディジタル入力ポート部への接続例と内部回路を示します。
表 5-1 接点の状態とデータ
接点の状態
ショート
オープン
データ
1
0
図 5-1 デジタル入力ポート回路
5
5−2. コネクタ信号表
表 5-2にディジタル入力ポート・コネクタ信号表を示します。
表 5-2 ディジタル入力ポート・コネクタ信号表
CN5
ピン番号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
CN6
信号名
DI0+
DI0−
DI1+
DI1−
DI2+
DI2−
DI3+
DI3−
DI4+
DI4−
DI5+
DI5−
DI6+
DI6−
DI7+
DI7−
ピン番号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
6
信号名
DI8+
DI8−
DI9+
DI9−
DI10+
DI10−
DI11+
DI11−
DI12+
DI12−
DI13+
DI13−
DI14+
DI14−
DI15+
DI15−
6. ディジタル出力ポート
6−1. 回路
出力ポートは、外部電源10.8∼26.4[V]。1点当たり100[mA]のシンクが可能です。
データが「1」の時ダーリントン・トランジスタがONとなり、負荷をシンク(引き込み)します、また「0(ゼロ)」のときはダーリ
ントン・トランジスタはOFFとなります。電源投入時や、電源電圧低下によるリセットが発生した場合、最初の有効なパケッ
トを受信するまで、ダーリントン・トランジスタはOFFとなっています。
M8028上には保護回路がありませんので、過大な電流が流れると異常な高温になる可能性があります。外部にてヒュ
ーズ等の保護素子を挿入してください。
表 6-1にデータとダーリントン・トランジスタの状態の関係を、図 6-1に接続例と内部の回路構成を示します。
表 6-1 データとダーリントン・トランジスタの状態
データ
0
1
ダーリントン・トランジスタの状態
OFF(シンクしない)
ON(シンクする)
図 6-1 ディジタル出力ポート回路
7
6−2. コネクタ信号表
表 6-2にディジタル出力ポート・コネクタ信号表、表 6-3にディジタル出力ポート電源コネクタ表を示します。
表 6-2 ディジタル出力ポート・コネクタ信号表
CN3
ピン番号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
CN2
信号名
DO7−
DO7+
DO6−
DO6+
DO5−
DO5+
DO4−
DO4+
DO3−
DO3+
DO2−
DO2+
DO1−
DO1+
DO0−
DO0+
ピン番号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
表 6-3 ディジタル出力ポート電源コネクタ表
CN4
ピン番号
1
2
信号名
DOCOM+
DOCOM−
7.通信コネクタ
7−1.コネクタ信号表
通信コネクタの信号は、表 7-1の通りとなっております。
表 7-1 通信コネクタ信号表
CN1
ピン番号
1
2
3
信号名
SD+
SD−
GND
4
+5V
5
6
7
GND
SD+
SD−
備考
通信線+
通信線−
グランド
電源を接続してください。
+5[V]±5%
グランド
通信線+
通信線−
8
信号名
DO15−
DO15+
DO14−
DO14+
DO13−
DO13+
DO12−
DO12+
DO11−
DO11+
DO10−
DO10+
DO9−
DO9+
DO8−
DO8+
7−2.通信線の接続
通信コネクタの接続例を示します。
最大ノード数は31以下のバス接続となります。ノードID=1はクロック・マスタの必要がありますのでM8028、M8027
等の接続台数は30となります。
ネットワークの両端には終端抵抗を接続します。ケーブルのインピーダンスと同一の抵抗値の抵抗を接続してください。
また弊社EC−NET PCIボードMacro5627には、100 Ωの終端抵抗が実装されております。
Macro5627等
SD+
SD−
100Ω
Macro8027/8028
CN1
7
SD−
6
SD+
5
GND
4
+5V
3
GND
2
SD−
1
SD+
Macro8027/8028
CN1
7
SD−
6
SD+
5
GND
4
+5V
3
GND
2
SD−
1
SD+
外部電源
DC+5V
GND
終端抵抗※
※ 終端抵抗とケーブルのインピーダンスは同じ値にする必要があります。弊社製EC−NET
PCIカードMacro5627内では100Ωの終端抵抗を実装しております
図 7-1 通信線の接続
9
8.スイッチ設定
本ボードには以下の設定機能があります。図 8-1にスイッチ(S1)の位置を示します
8−1.MAXID設定スイッチ(MAXID[4:0])
EC−NETでの最大ノード番号を設定するディップ・スイッチです。ONで0(ゼロ)です。 ネットワークに参加する最も
大きなノードIDを設定して下さい。
MAXID=31はダイアグモードで使用するため設定不可能です。工場出荷時の設定は2となっています。
8−2.ノードID設定スイッチ(NID[4:0])
EC−NETでのノード番号を設定するディップ・スイッチです。ONで0(ゼロ)です。
NID=0、1、31と、最大ノードID(MAXID)より大きなID値の設定は行わないで下さい。工場出荷時の設定は2となっ
ています。
S1
図 8-1 スイッチの位置
S1
OFF=1
ON=0
S1
MAXID0
9
MAXID1
9
8
MAXID2
8
7
MAXID3
7
6
MAXID4
6
5
NID0
5
4
NID1
4
3
NID2
2
NID3
1
NID4
0
ON
ON
0
3
2
1
例. 最大ノード番号30、ノード番号5の場合
図 8-2 スイッチの設定
10
9.TMC20070Aの設定
9−1. 動作モード
M8028は、TMC20070Aをスタンドアロン・モードで使用しています。
9−2. ネットワーク・スタンダード・タイム(NST)
ネットワーク・スタンダード・タイム(以下NST)は16bitのフリーラン・カウンタで、各ノードはクロック・マスタ・ノード(以下
CMノード)からのパケットを受信する度に時刻の補正を行います。すなわちネットワーク上の全てのノードが、共通の標
準時刻を共有する機能で、ノード同士の位相誤差を最良の場合で100μs 程度に収めることが出来ます。
M8028では、カウント・スピードを以下のように設定しています。
表 9-1 カウント・スピード設定値
分解能
25.6 μs
最大時間
1.68s
NSTの時刻同期を行うには、ネットワーク上でクロック・マスタになるノード、すなわちクロック・マスタ・ノード(CMノード)
を1つだけ決める必要があります。
M8028では、CMノード(CMID)を1に設定してあります。
9−3.ページ・サイズ
EC−NETでは各ノードがネットワーク上の全ノードIDに対応したページをもっています。
M8028では、1パケットあたりのページサイズが、32バイトとなっています。
詳細は「TMC20070A Data Sheet」をご参照下さい。
9−4.送信パケット
9−4−1.送信タイミング
M8028は、入力ポートの内容をブロード・キャスト・パケットとして送信する機能をもっています。パケット送信は次の何
れかの方法で自動的に起動します。
(1) 自分宛パケットを CRC エラー等が無く正常に受信したとき。
(2)108.4ms周期
9−4−2.送信パケットの内容
表 9-2に送信用パケットの内容を示します。
表 9-2 送信パケットの内容
ニーモニック
値
0
SID
NID
1
2
3
DID
CP
0
1C(HEX)
∼
オフセット(HEX)
1B
1C
1D
1E
1F
不定
DATA0
DATA1
NST[7:0]
NST[15:8]
DI[7;0]
DI[15:8]
NST[7:0]
NST[15:8]
備考
ディップスイッチS1で設定されるネットワークIDが入る。
上位(ビット7∼5)は0(ゼロ)。
0(ゼロ)固定
1C(HEX)固定
不定です。
ディジタル入力ポート(DI7∼DI0)の値が入ります。
ディジタル入力ポート(DI15∼DI8)の値が入ります。
本ボードのNSTが入ります。
本ボードのNSTが入ります。
11
9−5. 受信パケット
受信したパケットの内容を出力ポート端子へ出力します。ただしむやみに出力ポートの内容を更新しないよう、受信パケ
ットのフォーマットには以下に示す制限事項があります。
(1) パケットが自分宛(DID=NID)であること。
(2) オフセット1A(HEX)、1B(HEX)のデータ(DATA1)と、1C(HEX)、1D(HEX)のワード・データ(DATA2)の
内容が一致すること。
(3) 注.最終2バイトはリザーブ・エリア00(HEX)を指定すること
上記条件を満たし、かつCRCエラー等の無い正常な受信であったとき、出力用ラッチへワード・データがラッチされま
す。
表 9-3 受信パケットのフォーマット
ニーモニック
SID
DID
CP
値
NID
00
1A(HEX)
∼
オフセット(HEX)
0
1
2
3
備考
送信元のNID
本ボードのNID
オフセット1Aからデータ
空き。値は無視します。
19
1A
DATA1−L
D0[7:0]
1B
DATA1−H
D0[15:8]
1C
DATA2−L
D0[7:0]
1D
DATA2−H
D0[15:8]
1E
1F
RSV
RSV
0
0
ディジタル出力ポート(DO7∼DO0)の値を入れます。
オフセット:1C(HEX)のデータと同じ値である必要があります。
ディジタル出力ポート(DO15∼DO8)の値を入れます。
オフセット:1D(HEX)のデータと同じ値である必要があります。
ディジタル出力ポート(DO7∼DO0)の値を入れます。
オフセット:1A(HEX)のデータと同じ値である必要があります。
ディジタル出力ポート(DO15∼DO8)の値を入れます。
オフセット:1B(HEX)のデータと同じ値である必要があります。
予約。0(ゼロ)にして下さい。
予約。0(ゼロ)にして下さい。
9−6. タイマ
EC−NETのネットワーク内の各々のノードは、次の3種類のタイマによって管理されています。
M8028では以下のように各タイマを設定しています。
表 9-4 タイマ設定値
レスポンス・タイマ
74.6 μs
アイドル・タイマ
82 μs
リコンフィグレーション・タイマ
52ms
各タイマの意味:
① レスポンス・タイマ(74.6 μs)
次のノードへトークンまたはFBEを送信した場合、そのトークンを受けたノードが何等かの動作を起こす
ことを確認するためのタイマです。
② アイドル・タイマ(82 μs )
必ずどこかのノードが、ネットワークの使用権を持つようにコントロールしているタイマです。
③ リコンフィグレーション・タイマ(52ms)
ネットワークのデッドロックを防いでいるタイマです。
詳細は「TMC20070A Data Sheet」をご参照下さい。
12
10.特殊仕様
標準品以外に、下記の項の変更が可能です。
弊社営業にお問い合わせ下さい。
10−1.水晶発振子
標準では、20MHzの水晶発振子を使用していますが、以下の水晶発振子に変更することができます。
・16MHz
・32MHz
・40MHz
10−2.転送速度
表 10-1に示す通り水晶発振子と、実装部品(ジャンパ設定)を変更することによって転送速度を変更することができま
す。(工場出荷時オプション)
表 10-1 転送速度
16MHz 水晶発振子
20MHz 水晶発振子
32MHz 水晶発振子
40MHz 水晶発振子
2.0Mbps
1.0Mbps
500Kbps
250Kbps
125Kbps
62.5Kbps
2.5Mbps
1.25Mbps
625Kbps
312.5Kbps
156.25Kbps
78.125Kbps
4.0Mbps
2.0Mbps
1.0Mbps
500Kbps
250Kbps
125Kbps
5.0Mbps
2.5Mbps
1.25Mbps
625Kbps
312.5Kbps
156.25Kbps
※標準では、20MHz 水晶発振子を使用し、2.5Mbpsに設定しています。
10−3.送信トリガー設定
送信イベント発生(送信トリガー)を変更することができます。
(1)自分宛パケット受信後と、タイマ設定
(2)自分宛トークン受信後
(3)外部トリガー (ワード・データ保証)
タイマについては表 10-2に示す通りに設定できます。
詳細は「TMC20070A Data Sheet」をご参照下さい。
表 10-2 タイマ設定による送信周期
40MHz 水晶発振子
20MHz 水晶発振子
32MHz 水晶発振子
16MHz 水晶発振子
1.6ms
3.3ms
6.6ms
13.1ms
52.4ms
3.3ms
6.6ms
13.1ms
26.2ms
108.4ms
2.0ms
4.1ms
8.2ms
16.4ms
65.6ms
4.1ms
8.2ms
16.4ms
32.8ms
131.2ms
※(標準では、20MHz 水晶発振子を使用し、(1)の設定でタイマは、108.4msにしています。)
13
10−4.ディジタル入出力ポート
ディジタル入出力ポートの点数を8点にすることができます。
10−5.タイマ
レスポンス・タイマ、アイドル・タイマ、リコンフィグレーション・タイマを表 10-3のように変更することができます。
表 10-3 タイマ
レスポンス・タイマ
アイドル・タイマ
リコンフィグレーション・タイマ
74.6 μs
82 μs
52ms
298.4 μs
328 μs
104ms
14
備考
標準設定
11.結線方法
11−1.Aタイプ(端子台)の結線方法
ドライバー等を差込み(①)、クランプが開いた状態で電線を挿入します(②)。ドライバーを引き抜けば自動的に電線は
固定されます。
適用電線は0.08∼0.5mm2(AWG28∼20)の単線、より線、線端を超音波融着したより線、ピン・ターミナル、フェル
ールを圧着したより線です。電線の被覆を剥く長さは5mm程度です。
①
②
5mm
図 11-1 端子台への接続方法
11−2.Bタイプ(コネクタ)の結線方法
Bタイプに適合するコネクタ・ハウジングはXHP−n(nは極数)/日本圧着端子製造社製です。
コンタクトはSXH−001T−P0.6N、SXH−001T−P0.6、SXH−002T−P0.6等があります。詳細は日本圧着
端子製造社のカタログでご確認願います。
表 11-1 コンタクトと適用電線
型番
SXH−001T−P0.6N
SXH−001T−P0.6
SXH−002T−P0.6
適用電線導体
mm2
AWG
0.13∼0.33
26∼22
0.08∼0.33
28∼22
0.05∼0.13
30∼26
15
被覆外形(mm)
備考
1.3∼1.9
1.2∼1.9
0.9∼1.3
低勘合力
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* Your assessment is very important for improving the work of artificial intelligence, which forms the content of this project

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