MPINO-8A4T-S는 디지털 입력 8점과 SINK 트랜지스터 출력 4점을 갖춘 일체형 산업용 아두이노입니다. 전압·전류 아날로그 입력, NTC 온도센서 입력, PWM, 고속 입력과 RS-232 통신 기능을 한 장의 PCB에 구성했습니다.

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

단자	Arduino 핀	입력 구성	단자대 및 결선 예시
P0~P3	D0~D3	디지털 입력 4점, COM0 공유
P4~P7	D4~D7	디지털 입력 4점, COM1 공유

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

digitalRead()로 P0~P7의 입력 상태를 읽어 200ms마다 시리얼 모니터에 표시합니다. HIGH는 1, LOW는 0으로 표시됩니다.

// MPINO-8A4T-S: P0~P7 입력 상태를 시리얼 모니터에 표시합니다.
void setup() {
  Serial.begin(115200);
}
 
void loop() {
  for (uint8_t pin = 0; pin < 8; pin++) {
    Serial.print('P');
    Serial.print(pin);
    Serial.print('=');
    Serial.print(digitalRead(pin));
    Serial.print(' ');
  }
  Serial.println();
  delay(200);
}

관련 내장 명령어

IdigitalRead(0, 5)는 P0을 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(0, 5);
  Serial.println(inputOn ? F("P0 ON") : F("P0 OFF"));
  delay(200);
}

P0 입력을 세 가지 필터로 비교합니다. 반환값은 필터 처리된 ON/OFF 상태입니다.

• Ibounce(0, 30): ON과 OFF 모두 30ms 이상 안정된 뒤 반영합니다.
• IbounceOn(0, 500): ON만 500ms 지연하고 OFF는 즉시 반영합니다.
• IbounceOff(0, 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(0, 30);
  const bool onDelayed = IbounceOn(0, 500);
  const bool offDelayed = IbounceOff(0, 500);
 
  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);
  }
}

Ialt(input, state)는 입력이 OFF에서 ON으로 바뀔 때마다 state를 반전합니다. P0을 한 번 누르면 P32가 ON, 다시 누르면 OFF가 되며 누르고 있는 동안은 유지됩니다. 예제는 Ibounce(0, 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(32, LOW);
}
 
void loop() {
  const bool previous = outputOn;
  const bool inputOn = Ibounce(0, 30);
  Ialt(inputOn, outputOn);
  digitalWrite(32, outputOn ? HIGH : LOW);
 
  if (outputOn != previous) {
    Serial.println(outputOn ? F("P32 ON") : F("P32 OFF"));
  }
}

단자	Arduino 핀	출력 방식	최대 정격	단자대 및 결선 예시
P32	D32	SINK 출력	DC 100V, 1A/1점
P33	D33	SINK 출력	DC 100V, 1A/1점
P34	D34	SINK 출력	DC 100V, 1A/1점
P35	D35	SINK 출력	DC 100V, 1A/1점

트랜지스터 출력은 ON될 때 출력 단자가 V-와 연결되는 SINK 방식입니다. V+와 V- 단자에는 제어할 부하의 외부 DC 전원을 연결합니다.

digitalRead()로 읽은 P0~P3 상태를 digitalWrite()로 P32~P35에 출력합니다. P0→P32, P1→P33, P2→P34, P3→P35 순서로 대응하며, 입력이 HIGH이면 해당 출력이 ON됩니다.

// MPINO-8A4T-S: P0~P3 입력으로 P32~P35 SINK 출력을 제어합니다.
void setup() {
  for (uint8_t channel = 0; channel < 4; channel++) {
    digitalWrite(32 + channel, LOW);  // 출력을 OFF로 시작
  }
}
 
void loop() {
  for (uint8_t channel = 0; channel < 4; channel++) {
    digitalWrite(32 + channel, digitalRead(channel));
  }
}

analogRead()로 A0~A7의 ADC 원시값(0~1023)을 읽어 시리얼 모니터에 표시합니다. A6·A7도 온도로 환산하지 않은 값입니다. 전압·전류 환산은 아래 IanalogReadf(), 섭씨 온도는 ntcReadf() 예제를 참고합니다.

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}
 
void loop() {
  const uint8_t pins[] = {A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7};
  for (uint8_t channel = 0; channel < 8; channel++) {
    Serial.print('A');
    Serial.print(channel);
    Serial.print(F(": "));
    Serial.println(analogRead(pins[channel]));
  }
  Serial.println();
  delay(1000);
}

관련 내장 명령어

IanalogReadf(ch, min, max)는 ADC 입력을 min~max 범위의 실수로 환산합니다. A0 전압은 0~5V, A2 전류는 0~20mA로 표시합니다. 4~20mA 센서도 실제 전류를 읽을 때는 0~20 범위를 지정합니다.

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}
 
void loop() {
  const float voltage = IanalogReadf(A0, 0.0f, 5.0f);
  const float current = IanalogReadf(A2, 0.0f, 20.0f);
  Serial.print(F("A0: "));
  Serial.print(voltage, 2);
  Serial.print(F(" V, A2: "));
  Serial.print(current, 2);
  Serial.println(F(" mA"));
  delay(500);
}

ntcReadf(A6)는 NTC0의 온도를 섭씨 실수로 반환합니다. NTC 10kΩ(25℃), B=3950K 센서를 A6과 GND 사이에 연결합니다. 변환 범위를 벗어난 값은 -40℃ 또는 120℃로 제한되므로 단선·단락 판정값으로 사용하지 않습니다.

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}
 
void loop() {
  const float temperature = ntcReadf(A6);
  Serial.print(F("NTC0: "));
  Serial.print(temperature, 1);
  Serial.println(F(" C"));
  delay(500);
}

기능	Arduino 핀	점수	커넥터 핀 배열
PWM 출력	D21, D22, D23	3점
고속 입력·인터럽트	D18, D19, D24, D25	4점
엔코더 입력	D24, D25	2점

D18과 D19는 I²C의 SCL·SDA 기능을 공유합니다. I²C 통신을 사용하는 동안에는 해당 핀을 고속 입력으로 동시에 사용할 수 없습니다.

analogWrite()의 0~255 값으로 PWM 듀티를 지정합니다. PWM0(D21)·PWM1(D22)·PWM2(D23)에 각각 64·128·191을 써서 약 25%·50%·75% 듀티를 출력합니다. 주파수와 듀티를 직접 지정하는 방법은 아래 FDPWM() 예제에 있습니다.

// MPINO-8A4T-S: PWM0(D21), PWM1(D22), PWM2(D23)
void setup() {
  analogWrite(21, 64);   // PWM0: 약 25% 듀티
  analogWrite(22, 128);  // PWM1: 약 50% 듀티
  analogWrite(23, 191);  // PWM2: 약 75% 듀티
}
 
void loop() {
}

attachInterrupt()로 CLK(D24)의 상승 에지를 누적하고 500ms마다 카운트를 표시합니다. 32비트 카운트는 ATOMIC_BLOCK으로 읽습니다. 소프트웨어 인터럽트 방식으로, 최대 입력 주파수에서 무손실 계수를 보장하는 예제는 아닙니다.

#include <util/atomic.h>
 
volatile uint32_t pulseCount = 0;
 
void countPulse() {
  pulseCount++;
}
 
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  // CLK = D24, 내장 풀업 사용
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(CLK), countPulse, RISING);
}
 
void loop() {
  uint32_t snapshot;
  ATOMIC_BLOCK(ATOMIC_RESTORESTATE) {
    snapshot = pulseCount;
  }
  Serial.print(F("CLK pulses: "));
  Serial.println(snapshot);
  delay(500);
}

엔코더 A상은 CLK(D24), B상은 DIO(D25)로 읽습니다. CLK 상승 에지에서 DIO 상태에 따라 카운트를 더하거나 빼는 1배 계수 예제입니다. 32비트 카운트는 ATOMIC_BLOCK으로 읽어 표시합니다.

#include <util/atomic.h>
#include <stdint.h>
 
volatile int32_t position = 0;
 
void readEncoder() {
  // A상 상승 시 B상에 따라 방향 판별 (1배 카운트)
  if (digitalRead(DIO) == HIGH) {
    if (position < INT32_MAX) position++;
  } else {
    if (position > INT32_MIN) position--;
  }
}
 
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  // 엔코더 A상 → CLK(D24), B상 → DIO(D25)
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(CLK), readEncoder, RISING);
}
 
void loop() {
  int32_t snapshot;
  ATOMIC_BLOCK(ATOMIC_RESTORESTATE) {
    snapshot = position;
  }
  Serial.print(F("Encoder: "));
  Serial.println(snapshot);
  delay(500);
}

관련 내장 명령어

FDPWM(pin, frequencyHz, dutyPercent)는 PWM 주파수(Hz)와 듀티(%)를 설정합니다. 예제는 PWM0(D21)에 1kHz, 50%를 출력합니다. PWM0~2(D21~D23)는 Timer3를 공유하므로 함께 사용할 때 같은 주파수를 지정합니다.

void setup() {
  FDPWM(21, 1000, 50.0f);
}
 
void loop() {
}

Serial(115200bps)로 받은 문자를 Serial1(9600bps, 8-N-1)으로 보내고, Serial1 수신 문자를 Serial로 돌려보냅니다. availableForWrite()로 전송 버퍼 여유를 확인합니다. 상대 기기보다 빠른 연속 전송은 수신 버퍼를 넘칠 수 있습니다.

// 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 0x08~0x77의 I²C 주소를 검색하고 응답한 주소를 3초마다 시리얼 모니터에 표시합니다. endTransmission()의 반환값이 0이면 해당 주소에서 응답한 것입니다.

#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);
}

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