MPINO-16A8R은 디지털 입력 16점과 릴레이 출력 8점을 갖춘 일체형 산업용 아두이노입니다. 아날로그 입력 4점, 인터럽트·엔코더, I²C와 RS-232·RS-485·UART 통신 기능을 한 장의 PCB에 구성했습니다.

Arduino IDE(Arduino C/C++) 또는 MPINO STUDIO 2(Arduino C/C++ & 래더로직)로 프로그램할 수 있습니다.

MPINO-16A8R Arduino IDE 시작 안내에서 보드ㆍ포트 선택과 첫 입출력 확인 방법을 볼 수 있습니다.

그룹	단자	Arduino 핀	입력 구성	단자대 및 결선 예시
COM0	I(22)~I(29)	D22~D29	디지털 입력 8점, COM0 공유
COM1	I(30)~I(37)	D30~D37	디지털 입력 8점, COM1 공유

디지털 입력은 포토커플러로 절연되어 있으며 DC 5~24V의 NPN 또는 PNP 입력을 연결할 수 있습니다. 입력 방식은 COM0·COM1 결선 방향으로 선택합니다.

digitalRead()로 D22~D37의 입력 상태를 200ms마다 표시합니다. HIGH는 1, LOW는 0입니다.

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}
 
void loop() {
  for (uint8_t pin = 22; pin <= 37; pin++) {
    Serial.print(F("D"));
    Serial.print(pin);
    Serial.print(F(": "));
    Serial.println(digitalRead(pin));
  }
  delay(200);
}

관련 내장 명령어

함수 원형

bool IdigitalRead(uint8_t pin, uint8_t samples);

IdigitalRead(22, 5)는 D22을 5회 연속 판독합니다. 모두 HIGH 또는 모두 LOW일 때 상태를 갱신하고, 값이 섞이면 이전 상태를 유지합니다. 시간 기준의 채터링 필터와 달리 판독 사이에 지연을 넣지 않습니다.

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}
 
void loop() {
  const bool inputOn = IdigitalRead(22, 5);  // D22을 5회 연속 판독해 안정된 상태 반환
  Serial.println(inputOn ? F("D22 ON") : F("D22 OFF"));
  delay(200);
}

함수 원형

bool Ibounce(uint8_t pin, uint32_t debounceTime);
bool IbounceOn(uint8_t pin, uint32_t debounceTime);
bool IbounceOff(uint8_t pin, uint32_t debounceTime);

D22 입력을 세 가지 필터로 비교합니다. 반환값은 필터 처리된 ON/OFF 상태입니다.

• Ibounce(22, 30): ON과 OFF 모두 30ms 이상 안정된 뒤 반영합니다.
• IbounceOn(22, 500): ON만 500ms 지연하고 OFF는 즉시 반영합니다.
• IbounceOff(22, 500): OFF만 500ms 지연하고 ON은 즉시 반영합니다.

각 함수는 같은 핀에서도 독립적으로 동작합니다. 필터를 loop()마다 실행하고 결과만 200ms 간격으로 표시합니다.

unsigned long lastPrint = 0;
 
void setup() {
  Serial.begin(115200);
}
 
void loop() {
  const bool stable = Ibounce(22, 30);  // D22의 ON/OFF 채터링을 30ms로 필터링
  const bool onDelayed = IbounceOn(22, 500);  // D22의 ON만 500ms 지연, OFF는 즉시 반영
  const bool offDelayed = IbounceOff(22, 500);  // D22의 OFF만 500ms 지연, ON은 즉시 반영
 
  if (millis() - lastPrint >= 200) {
    lastPrint = millis();
    Serial.print(F("Ibounce: "));
    Serial.print(stable);
    Serial.print(F(", IbounceOn: "));
    Serial.print(onDelayed);
    Serial.print(F(", IbounceOff: "));
    Serial.println(offDelayed);
  }
}

함수 원형

void Ialt(bool input, bool &state_var);

Ialt(input, state)는 입력이 OFF에서 ON으로 바뀔 때마다 state를 반전합니다. D22을 한 번 누르면 D39가 ON, 다시 누르면 OFF가 되며 누르고 있는 동안은 유지됩니다. 예제는 Ibounce(22, 30)로 채터링을 걸러 Ialt()에 전달합니다. outputOn은 호출 사이에 유지되는 전역 변수이며, Ialt()가 이 값을 직접 변경합니다.

bool outputOn = false;
 
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  digitalWrite(39, LOW);
}
 
void loop() {
  const bool previous = outputOn;
  const bool inputOn = Ibounce(22, 30);  // D22의 ON/OFF 채터링을 30ms로 필터링
  Ialt(inputOn, outputOn);  // 입력이 OFF→ON일 때 outputOn 반전
  digitalWrite(39, outputOn ? HIGH : LOW);
 
  if (outputOn != previous) {
    Serial.println(outputOn ? F("D39 ON") : F("D39 OFF"));
  }
}

그룹	단자	Arduino 핀	접점 정격	단자대 및 결선 예시
COM2	R(39)~R(42)	D39~D42	AC 250V 또는 DC 30V, 최대 5A/1점·15A/COM
COM3	R(43)~R(46)	D43~D46	AC 250V 또는 DC 30V, 최대 5A/1점·15A/COM

릴레이 출력은 COM2 또는 COM3과 각 출력 단자를 물리적으로 연결하는 무전압 접점입니다. 부하 전원은 별도로 연결해야 합니다.

D22~D29 입력을 D39~D46 출력에 순서대로 대응시킵니다. 입력이 HIGH이면 해당 출력이 ON됩니다.

void setup() {
  for (uint8_t pin = 39; pin <= 46; pin++) digitalWrite(pin, LOW);
}
 
void loop() {
  for (uint8_t ch = 0; ch < 8; ch++) {
    digitalWrite(39 + ch, digitalRead(22 + ch));
  }
}

채널	기본 입력	선택 사양	분해능	커넥터 핀 배열
A(0)~A(3)	DC 0~5V	DC 0~10V 0(4)~20mA NTC 10kΩ(25℃)	10bit (0~1023)

아날로그 입력 범위는 제품의 저항 구성을 변경하여 선택합니다.

analogRead()로 A0~A3의 ADC 원시값(0~1023)을 표시합니다. 각 채널의 전압·전류 모드는 실제 제품 설정을 따릅니다.

const uint8_t analogPins[] = {A0, A1, A2, A3};
 
void setup() {
  Serial.begin(115200);
}
 
void loop() {
  for (uint8_t ch = 0; ch < 4; ch++) {
    Serial.print(F("A"));
    Serial.print(ch);
    Serial.print(F(" ADC: "));
    Serial.println(analogRead(analogPins[ch]));
  }
  delay(500);
}

관련 내장 명령어

함수 원형

int32_t IanalogRead(uint8_t ch, int32_t min, int32_t max);
float IanalogReadf(uint8_t ch, float min, float max);

A0는 기본 0~5V 입력, A2는 0(4)~20mA 주문 옵션으로 구성된 제품에서 실행합니다. 두 함수는 ADC 입력을 지정한 min~max 범위로 환산합니다. IanalogRead()는 소수부를 버린 정수, IanalogReadf()는 실수를 반환합니다. A0의 0~5V 입력을 0~100%와 전압으로 각각 표시합니다. A2의 0~20mA 입력은 0~20 범위를 지정하여 실제 전류로 읽습니다.

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}
 
void loop() {
  const int32_t percent = IanalogRead(A0, 0, 100);  // A0 입력을 0~100% 정수로 환산
  const float voltage = IanalogReadf(A0, 0.0f, 5.0f);  // A0 입력을 0~5V 실수로 환산
  const float current = IanalogReadf(A2, 0.0f, 20.0f);  // A2 입력을 0~20mA 실수로 환산
  Serial.print(F("A0: "));
  Serial.print(percent);
  Serial.print(F(" %, "));
  Serial.print(voltage, 2);
  Serial.print(F(" V, A2: "));
  Serial.print(current, 2);
  Serial.println(F(" mA"));
  delay(500);
}

함수 원형

int32_t IanalogRead2(uint8_t ch, int32_t min, int32_t max);
float IanalogRead2f(uint8_t ch, float min, float max);

A0는 기본 0~5V 입력, A2는 0(4)~20mA 주문 옵션으로 구성된 제품에서 실행합니다. A2에 연결한 4~20mA 센서 입력을 사용자 범위로 환산합니다. IanalogRead2(A2, 0, 100)는 4mA를 0%, 20mA를 100%로 변환한 정수를 반환합니다. IanalogRead2f(A2, 4.0f, 20.0f)는 전류를 실수로 반환합니다. 약 3.6mA 미만은 두 함수 모두 ANALOG_READ2_ERROR(65535), 약 3.6~4mA는 지정한 최솟값을 반환합니다.

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}
 
void loop() {
  const int32_t percent = IanalogRead2(A2, 0, 100);  // A2의 4~20mA를 0~100% 정수로 환산
  const float current = IanalogRead2f(A2, 4.0f, 20.0f);  // A2의 4~20mA를 전류 실수값으로 환산
  if (percent == ANALOG_READ2_ERROR ||
      current == (float)ANALOG_READ2_ERROR) {
    Serial.println(F("A2: 4-20mA input error"));
  } else {
    Serial.print(F("A2: "));
    Serial.print(percent);
    Serial.print(F(" %, "));
    Serial.print(current, 2);
    Serial.println(F(" mA"));
  }
  delay(500);
}

함수 원형

int32_t analogReadAvg(uint8_t ch, uint8_t samples);
int32_t analogRead2Avg(uint8_t ch, uint8_t samples);

A0는 기본 0~5V 입력, A2는 0(4)~20mA 주문 옵션으로 구성된 제품에서 실행합니다. analogReadAvg(A0, 5)는 A0의 ADC 원시값(0~1023)을, analogRead2Avg(A2, 5)는 A2의 4~20mA 보정값(4mA=0, 20mA=32767)을 이동 평균으로 반환합니다. 최근 호출에서 읽은 정상값을 최대 5개까지 누적해 평균하며, 한 번에 5회 읽는 함수가 아닙니다. samples는 최대 20입니다. analogRead2Avg()는 약 3.6mA 미만 입력에서 ANALOG_READ2_AVG_ERROR(-1)를 반환합니다.

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}
 
void loop() {
  const int32_t voltageAvg = analogReadAvg(A0, 5);  // 최근 A0 ADC 값 최대 5개의 이동평균
  const int32_t currentAvg = analogRead2Avg(A2, 5);  // 최근 A2의 4~20mA 보정값 최대 5개의 이동평균
  Serial.print(F("A0 ADC average: "));
  Serial.print(voltageAvg);
  Serial.print(F(", A2 4-20mA average: "));
  if (currentAvg == ANALOG_READ2_AVG_ERROR) {
    Serial.println(F("input error"));
  } else {
    Serial.println(currentAvg);
  }
  delay(500);
}

A0가 NTC 입력 주문 옵션으로 구성된 제품에서만 실행합니다. analogRead()로 A0의 온도센서 ADC 원시값(0~1023)을 표시합니다. 섭씨 환산은 아래 내장 명령어에서 설명합니다.

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}
 
void loop() {
  Serial.print(F("A0 ADC: "));
  Serial.println(analogRead(A0));
  delay(500);
}

관련 내장 명령어

함수 원형

int ntcRead(uint8_t ch);
float ntcReadf(uint8_t ch);

A0가 NTC 10kΩ 입력 주문 옵션으로 구성된 제품에서만 실행합니다. NTC 입력 A0에 연결한 NTC 10kΩ(25℃), B=3950K 센서의 온도를 읽습니다. ntcRead()는 섭씨 온도의 10배 정수(25.3℃ → 253), ntcReadf()는 섭씨 실수(25.3)를 반환합니다. 두 함수의 분해능은 동일하게 0.1℃입니다. 변환 범위 밖 값은 -40℃ 또는 120℃로 제한되므로 단선·단락 판정값으로 사용하지 않습니다.

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}
 
void loop() {
  const int temperature10 = ntcRead(A0);  // A0 온도를 섭씨×10 정수로 반환
  const float temperature = ntcReadf(A0);  // A0 온도를 섭씨 실수로 반환
  Serial.print(F("ntcRead: "));
  Serial.print(temperature10);
  Serial.print(F(" (0.1 C), ntcReadf: "));
  Serial.print(temperature, 1);
  Serial.println(F(" C"));
  delay(500);
}

SDA와 SCL에는 4.7kΩ 풀업 저항이 내장되어 있습니다. 엔코더 입력과 I²C는 같은 핀을 사용하므로 동시에 사용할 수 없습니다.

SDA(D20)의 FALLING 에지를 계수합니다. 입력은 4.7kΩ 풀업 (SDA/SCL)입니다. 32비트 값을 ATOMIC_BLOCK으로 읽어 500ms마다 표시하는 소프트웨어 인터럽트 예제입니다. 최대 입력 주파수에서 무손실을 보장하지 않습니다. SDA·SCL을 사용하므로 I²C 통신과 동시에 실행하지 않습니다.

static_assert(digitalPinToInterrupt(SDA) != NOT_AN_INTERRUPT, "Invalid interrupt input");
 
#include <util/atomic.h>
 
volatile uint32_t pulseCount = 0;
 
void countPulse() {
  pulseCount++;
}
 
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  // SDA는 풀업 상태이며, 외부 신호가 GND로 당길 때 계수
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(SDA), countPulse, FALLING);
}
 
void loop() {
  uint32_t snapshot;
  ATOMIC_BLOCK(ATOMIC_RESTORESTATE) {
    snapshot = pulseCount;
  }
  Serial.print(F("SDA pulses: "));
  Serial.println(snapshot);
  delay(500);
}

A상은 SDA(D20), B상은 SCL(D21)에 연결합니다. 4.7kΩ 풀업 (SDA/SCL)이며 FALLING 에지에서 B상이 LOW이면 증가하는 1배 계수 예제입니다. 실제 회전 방향은 A·B상 결선에 따라 달라집니다. SDA·SCL을 사용하므로 I²C 통신과 동시에 실행하지 않습니다.

static_assert(digitalPinToInterrupt(SDA) != NOT_AN_INTERRUPT, "Invalid interrupt input");
 
#include <util/atomic.h>
#include <stdint.h>
 
volatile int32_t position = 0;
 
void readEncoder() {
  // A상 하강 시 B상이 LOW이면 증가 (1배 카운트)
  if (digitalRead(SCL) == LOW) {
    if (position < INT32_MAX) position++;
  } else {
    if (position > INT32_MIN) position--;
  }
}
 
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  // 엔코더 A상 → SDA(D20), B상 → SCL(D21)
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(SDA), readEncoder, FALLING);
}
 
void loop() {
  int32_t snapshot;
  ATOMIC_BLOCK(ATOMIC_RESTORESTATE) {
    snapshot = position;
  }
  Serial.print(F("Encoder: "));
  Serial.println(snapshot);
  delay(500);
}

기능	Arduino 핀	사용 객체	상대 기기 결선
USB 다운로드·모니터링	D0(RX0), D1(TX0)	Serial
RS-232	D19(RX1), D18(TX1)	Serial1
RS-485	D17(RX2), D16(TX2)	Serial2
UART	D15(RX3), D14(TX3)	Serial3
I²C	D20(SDA), D21(SCL)	Wire

RS-485는 자동 방향제어 방식이므로 송수신 방향을 전환하는 별도의 제어 핀이 필요하지 않습니다.

Serial(115200bps)과 RS-232 Serial1(9600bps, 8-N-1) 사이에 문자를 전달합니다. availableForWrite()로 송신 버퍼 여유를 확인합니다. Serial2는 RS-485, Serial3는 TTL UART이며 해당 단자 사용 시 예제의 Serial1을 해당 객체로 바꿉니다.

// MP 다운로드 케이블의 Serial 모니터 ↔ RS-232 Serial1
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Serial1.begin(9600);  // 상대 기기도 9600 bps, 8-N-1 설정
}
 
void loop() {
  if (Serial.available() && Serial1.availableForWrite()) {
    Serial1.write(Serial.read());
  }
  if (Serial1.available() && Serial.availableForWrite()) {
    Serial.write(Serial1.read());
  }
}

Wire로 주소 0x08~0x77을 검색하고 응답한 주소를 3초마다 표시합니다. SDA·SCL을 사용하는 엔코더/인터럽트 예제와 동시에 실행하지 않습니다.

#include <Wire.h>
 
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Wire.begin();
  Wire.setClock(100000);
}
 
void loop() {
  uint8_t found = 0;
  for (uint8_t address = 0x08; address <= 0x77; address++) {
    Wire.beginTransmission(address);
    const uint8_t result = Wire.endTransmission();
    if (result == 0) {
      Serial.print(F("I2C: 0x"));
      if (address < 16) Serial.print('0');
      Serial.println(address, HEX);
      found++;
    }
  }
  Serial.print(F("Devices: "));
  Serial.println(found);
  delay(3000);
}

관련 내장 명령어

함수 원형

void ImodbusRTUMem(uint16_t m_size, uint16_t d_size);
void ImodbusRTUAdr(uint16_t m_offset, uint16_t d_offset);
void ImodbusRTUInit(HardwareSerial& serialPort, uint8_t slaveId, long baudrate);
void ImodbusRTU();

D22 상태를 M[0], A0 원시값(0~1023)을 D[0]에 넣어 상대 기기에서 읽습니다. RS-232(Serial1), 국번 1, 9600bps, 8N1로 설정하고, M[0]은 FC01·시작 주소 0·1비트, D[0]은 FC03·시작 주소 0·1워드로 읽습니다. 주소는 실제 전송 주소(0부터) 기준입니다. 통신 함수는 loop()마다 호출하며 출력은 제어하지 않습니다.

M과 D는 코어가 제공하는 공유 전역 메모리입니다. 이 스케치는 단독 실행하며, 다른 프로토콜과 함께 사용할 때는 메모리를 중복 할당하지 않습니다. RS-485 단자에 연결할 때는 Serial1을 Serial2로 바꾸며, UART 단자는 Serial3를 사용합니다.

unsigned long lastPrint = 0;
bool memoryReady = false;
 
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  ImodbusRTUMem(8, 8);  // M 8비트와 D 8워드 메모리 할당
  ImodbusRTUAdr(0, 0);  // M과 D의 통신 시작 주소를 0으로 설정
  ImodbusRTUInit(Serial1, 1, 9600);  // RS-232를 국번 1, 9600bps로 시작
  memoryReady = (M != nullptr && D != nullptr);
  if (!memoryReady) Serial.println(F("Memory allocation failed"));
}
 
void loop() {
  if (!memoryReady) return;
  M[0] = digitalRead(22);
  D[0] = analogRead(A0);
  ImodbusRTU();  // 수신한 Modbus RTU 요청 처리
 
  if (millis() - lastPrint >= 1000) {
    lastPrint = millis();
    Serial.print(F("M[0]: "));
    Serial.print(M[0]);
    Serial.print(F(", D[0]: "));
    Serial.println(D[0]);
  }
}

함수 원형

void ImodbusRTUmasterInit(HardwareSerial& serialPort, long baudrate, uint8_t config);
uint8_t ImodbusRTUmaster(HardwareSerial& serialPort, uint8_t slaveId, uint8_t functionCode, uint16_t address, uint16_t quantity, uint16_t* data, uint16_t timeoutMs = 100);

RS-232(Serial1)로 상대 슬레이브의 홀딩 레지스터 1개를 1초마다 읽습니다. 상대 기기는 국번 1, 9600bps, 8N1, FC03·실제 시작 주소 0으로 준비합니다. 응답은 received[0]에 저장하며 성공한 경우에만 표시합니다. 오류 코드는 16진수로 표시합니다. 위 슬레이브 예제와는 별도 스케치이며, M/D 메모리 대신 수신 배열을 사용합니다. RS-485 단자에 연결할 때는 Serial1을 Serial2로 바꾸며, UART 단자는 Serial3를 사용합니다.

unsigned long lastRequest = 0;
uint16_t received[1];
 
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  ImodbusRTUmasterInit(Serial1, 9600, SERIAL_8N1);  // RS-232를 Modbus 마스터로 시작
}
 
void loop() {
  if (millis() - lastRequest < 1000) return;
  lastRequest = millis();
  const uint8_t result = ImodbusRTUmaster(Serial1, 1, 3, 0, 1, received, 200);  // 국번 1의 주소 0에서 1워드 읽기, 제한 200ms
 
  if (result == IMODBUS_RTU_SUCCESS) {
    Serial.print(F("Register 0: "));
    Serial.println(received[0]);
  } else {
    Serial.print(F("Modbus error: 0x"));
    Serial.println(result, HEX);
  }
}

관련 내장 명령어

함수 원형

void ICnetMem(uint16_t m_size, uint16_t d_size, uint16_t r_size = 100);
void ICnetAdr(uint16_t m_offset, uint16_t d_offset, uint16_t r_offset = 0);
void ICnetInit(HardwareSerial& serialPort, uint8_t slaveId, long baudrate);
void ICnet();

D22 상태를 M[0], A0 원시값(0~1023)을 D[0]에 넣어 HMI에서 읽습니다. 상대 기기는 LS산전 Cnet, RS-232, 국번 1, 9600bps, 8N1로 설정합니다. 비트는 %MX00000(M[0]), 워드는 %DW0(D[0])을 읽습니다. 통신 함수는 loop()마다 호출하며 출력은 제어하지 않습니다.

M·D·R은 코어가 제공하는 공유 전역 메모리이며, 이 예제는 R을 사용하지 않습니다. Modbus 예제와는 단독 실행하며, 다른 프로토콜과 함께 사용할 때는 메모리를 중복 할당하지 않습니다. RS-485 단자에 연결할 때는 Serial1을 Serial2로 바꾸며, UART 단자는 Serial3를 사용합니다.

unsigned long lastPrint = 0;
bool memoryReady = false;
 
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  ICnetMem(8, 8, 0);  // M 8비트와 D 8워드 할당, R은 사용하지 않음
  ICnetAdr(0, 0, 0);  // M과 D의 통신 시작 주소를 0으로 설정
  ICnetInit(Serial1, 1, 9600);  // RS-232를 국번 1, 9600bps로 시작
  memoryReady = (M != nullptr && D != nullptr);
  if (!memoryReady) Serial.println(F("Memory allocation failed"));
}
 
void loop() {
  if (!memoryReady) return;
  M[0] = digitalRead(22);
  D[0] = analogRead(A0);
  ICnet();  // 수신한 LS Cnet 요청 처리
 
  if (millis() - lastPrint >= 1000) {
    lastPrint = millis();
    Serial.print(F("M[0]: "));
    Serial.print(M[0]);
    Serial.print(F(", D[0]: "));
    Serial.println(D[0]);
  }
}

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