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MPINO-8A4R-S 産業用Arduinoコントローラ — 前面画像

MPINO Series

MPINO-8A4R-S

MPINO-8A4R-S 産業用Arduinoコントローラ

I/O一覧
8 DI / 4 Relay / 6 AI / 2 NTC / RS-232 / I²C

MPINO-8A4R-SはATmega128-AUベースの産業用Arduino互換PLCコントローラで、絶縁デジタル入力8点とリレー出力4点を備えます。RS-232, I²C通信およびModbus RTUに対応し、Arduino IDEでプログラミングできます。DINレール取付対応で、自動化・試験・HMI連携・組込制御に適しています。

$66.00 在庫あり
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トップケース
追加構成品
必要な関連商品を一緒にどうぞ(任意)
MP Download Cable — 製品画像 1
MP Download Cable
MP ダウンロードケーブル (USB-TTL コンバータ内蔵)
$12.00
スーパーキャパシタ DDL 5.5V 1F — +5V 端子に接続するリード2本の円筒形キャパシタ
Super Capacitor DDL 5.5V 1F
スーパーキャパシタ DDL 5.5V 1F (停電保持用)
$4.40
商品合計$66.00

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配送計算重量 200 g(製品1個あたり)

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翌営業日に発送(ご注文時間を問わず)

大量注文の場合、発送が1日長くかかることがあります

返品・交換

発送前の注文キャンセル · 受取後の返品/交換のご依頼が可能

主な特長

/ FEATURES
  • ATmega128-AU コア、Arduino IDE および MPINO STUDIO2 でプログラミング
  • フォトカプラ絶縁デジタル入力 8点(NPN/PNP、最大40V対応)
  • AC/DC無電圧接点スイッチング用リレー出力 4点
  • アナログ入力 6点(0–5V / 4–20mA / 0–10V レンジ)
  • NTC温度入力 2点(−40 ~ +120 °C)
  • 産業用通信: RS-232, I²C · Modbus RTU
  • DINレール35mm取付、産業現場向け絶縁I/O

仕様

/ SPEC
MCUATmega128-AU
電源入力DC 12V ~ 24V
デジタル入力8
リレー出力4
アナログ入力6
温度センサ入力2
高速パルス入力4
高速パルス出力3
RS-2321ch
I²C1ch
Modbus RTUはい
Arduino IDE 対応はい

ソフトウェア

Arduino IDE / MPINO Studio 2

Arduino IDEでMPINO用スケッチを編集し、シリアルモニタで動作を確認している画面MPINO Studio 2でコードとラダーロジックを1画面で編集している画面 — エクスプローラー・コードエディタ・ラダー図

Arduino IDE 対応

既存のArduino開発環境とそのまま互換

MPINO STUDIO2 提供

Arduinoコーディングとラダーロジックを一つに

Arduino + ラダーロジック

使い慣れたラダーで制御ロジックを素早く構築

開発環境の準備

ARDUINO SDK をインストールすると、Arduino IDE に本製品のボード定義が追加され、産業用途で役立つ関数を内蔵命令として使用できます。ライブラリを別途追加する必要はなく、ARDUINO IDE の自動補完とともにご使用いただけます。

SDK のインストールで使える内蔵命令

  • PLC タイマ・コールバックタイマIton · Itof · Itpl · Itmr · ItimerSet
  • カウンタIctu · Ictd · Ictud · IgetCount
  • スケール・PID 制御Iscale · Iscalef · IpidSet · IpidRun
  • 先入れ先出し・後入れ先出しバッファFIFO · FILO
  • 入力デバウンス・エッジ検出Ibounce · IdigitalRead · Iup · Idown · Ialt
  • デバッグ・ウォッチドッグdebug · debugln · WDT_ENABLE · WDT
  • Modbus RTU・LS Cnet・Mitsubishi MCImodbusRTU · ICnet · IMcProtocol
  • アナログ入力・4~20mA 補正analogRead2 · IanalogRead · IanalogFilter · ntcRead
  • PWM・パルス・高速カウンタPWM · FDPWM · NPWM · TCNTSETUP · TCNTOUT

ARDUINO IDE を使用する場合は ARDUINO SDK(アイロジックス必須インストールファイル)を必ずインストールしてください。MPINO STUDIO2 を使用する場合はインストールせずにご使用いただけます。

ダウンロードケーブルMP DOWNLOAD CABLE

プログラムの書き込みには専用ダウンロードケーブルが必要です

本製品の書き込みポートは mini 5P USB ですが、USB をシリアルに変換する回路は基板側ではなくケーブル側に内蔵されています。そのため市販の mini 5P USB ケーブルを接続しても PC がポートを認識せず、書き込みもできません。MP ダウンロードケーブルは自社で製作しているケーブルで、一つご購入いただければ継続してご使用いただけます。

  • USB-TTL コンバータ内蔵

    変換 IC がコネクタハウジング内に収められています

  • 市販 mini 5P ケーブルは使用不可

    一般のケーブルではポート認識も書き込みもできません

  • USB-A ↔ mini 5P

    PC の USB 端子と基板の書き込みポートを接続します。

  • アイロジックス自社製作

    アイロジックス製品でご使用いただける専用ケーブルです。

ケーブルの構成

USB-TTL コンバータ内蔵USB-TTLケーブル長 1 mUSB-A · PCmini 5P · 基板の書き込みポート

* 変換 IC がハウジング内にあることが一般のケーブルとの違いです。基板側は mini 5P、PC 側は USB-A、ケーブル長は 1 m です。

別売 — 追加構成品で基板と一緒にご購入いただけます。

ケーブル仕様

項目内容
PC 側USB-A プラグ
変換USB-TTL コンバータをケーブルに内蔵
基板側USB mini 5P プラグ
長さ1 m
ドライバFTDI

ドライバのインストール方法

  1. MP ダウンロードケーブルで PC の USB 端子と基板の書き込みポートを接続します。
  2. デバイスマネージャーを開き、ポート (COM と LPT) に USB Serial Port (COMx) が表示されるか確認します。
  3. 表示されない場合は、資料室の FTDI ドライバをインストールしてからケーブルを接続し直します。
  4. 開発ツールで、デバイスマネージャーに表示されたものと同じ COM 番号を選択すると書き込みできます。

拡張コネクタEXPANSION CONNECTORS

拡張機能はMolexコネクタで実装されています

I²C・PWM・パルス(エンコーダ)入力・7セグメント(FND)はMolex 5267-04 4ピンコネクタ、アナログ入力とNTC温度入力はMolex 5267-09 9ピンコネクタで実装されています。これらに挿すケーブルは対となるMolex 5264-04・Molex 5264-09ハウジングで製作したもので、4ピンケーブル3本と9ピンケーブル1本が製品構成に含まれています

  • 4ピン — 5267-04

    I²C・PWM・パルス(エンコーダ)入力・7セグメント(FND)

  • 9ピン — 5267-09

    アナログ入力とNTC温度入力が1つのコネクタにあります

  • 対となる5264

    ケーブル側は5264-04・5264-09ハウジングを使います

  • ケーブルは同梱

    4ピンケーブル3本と9ピンケーブル1本が付属します

コネクタ接続図

ボード側(実装)ケーブル側(同梱)5267-044ピン5267-099ピン5264-045264-09
4ピン · 5267-04 / 5264-049ピン · 5267-09 / 5264-09

機能別コネクタ

機能ボード側コネクタ
I²C 通信Molex 5267-04(4ピン)
PWM 出力Molex 5267-04(4ピン)
パルス(エンコーダ)入力Molex 5267-04(4ピン)
7セグメント(FND)接続Molex 5267-04(4ピン)
アナログ入力Molex 5267-09(9ピン)
温度(NTC)入力Molex 5267-09(9ピン)

接続構成

PC / HMI / Mobile

RS-232シリアル通信でPC・タッチディスプレイなどと通信し、M-ETHERイーサネットコンバータを使用してModbus TCPでPC・タッチディスプレイ・モバイルからリモート接続できます。

01シリアル直結

MPINO-8A4R-S 産業用Arduinoコントローラ — 前面画像

MPINO-8A4R-S

RS-232 (Serial1)

PC

SCADA・監視画面

タッチディスプレイ

現場操作パネル

RS-232Modbus RTULS Cnet

02M-ETHERイーサネットコンバータ経由

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MPINO-8A4R-S

RS-232 (Serial1)

M-ETHER

イーサネット⇔シリアル変換器

別売アクセサリ

モバイル

社内ネット・Wi-Fi

RS-232イーサネットModbus TCP

※ MPINO-8A4R-Sの通信ポートはRS-232(Serial1)1chとI²Cで、イーサネットポートは内蔵していません。イーサネット通信はM-ETHERイーサネットコンバータを介してご使用いただけます。RS-485はご注文時にRS-232をRS-485に変更するオプションでご使用いただけます。

デジタル入力Digital Input

8チャンネル デジタル入力 / フォトカプラ絶縁

8点のデジタル入力チャンネルを備え、外部スイッチやセンサーの信号を安定して検出します。

  • D0~D7 入力

    合計8点のデジタル入力に対応

  • COM0 / COM1 コモン

    8点すべてが1つのコモン(COM0 / COM1 の2端子が同一コモン)

  • フォトカプラ絶縁

    外部ノイズから制御回路を保護

  • NPN / PNP 対応

    さまざまなセンサー配線方式に対応

入力チャンネル構成

D0D1D2D3+COM0D0~D7 / COM0·COM18P · 1COMD4D5D6D7+COM1D0~D7 / COM0·COM18P · 1COM

※ 外部スイッチまたはセンサーの接続例(NPN/PNP 共通)

フォトカプラ絶縁

DxCOMx

デジタル入力は双方向フォトカプラ絶縁構造(逆並列LED)を採用し、NPN・PNP いずれの信号も安定して検出します。COM0 / COM1 を基準に8チャンネルの入力を確実に取り込みます。

サンプルコード — 入力の読み取り
void setup() {
  // Digital inputs need no pinMode() - read them straight with digitalRead()
  // (the pull-up / pull-down is on the board, so INPUT_PULLUP is not needed)
}

void loop() {
  if (digitalRead(0) == HIGH) {
    // P0 input is ON
  }
}

リレー出力Relay Output

4チャンネル リレー出力 / 1a1c リレー

4チャンネルのリレー出力を備え、AC・DCで動作する外部負荷を安定して制御できます。

  • D32~D35 出力

    4点のリレー接点出力

  • 1a1c リレー 4

    各出力はリレー接点で独立制御

  • 1出力 1COM 構成

    各出力が独立したCOM端子を使用

  • 電気的絶縁

    制御部と出力部をリレーで分離して保護

出力チャンネル構成

D32+COM2D33+COM3D34ACCOM4D35ACCOM5D32~D354P · 1P/1COM

※ 外部負荷の接続例(リレー接点出力方式)

リレー出力構造

制御部 (MCU)出力部

各リレー出力は1a1cリレーで構成され、制御部と出力部を機械的に分離します。出力ごとに独立したCOM端子を持つ1出力1COM構成です。無電圧接点のためAC・DC いずれの負荷もスイッチングできます。

サンプルコード — リレー出力の制御
void setup() {
  for (int k = 32; k <= 35; k++) {
    pinMode(k, OUTPUT);    // relay outputs MUST be set to OUTPUT
    digitalWrite(k, LOW);  // start OFF
  }
}

void loop() {
  // map digital inputs P0~P3 onto relay outputs P32~P35
  for (int k = 0; k <= 3; k++) {
    if (digitalRead(k) == HIGH) {
      digitalWrite(32 + k, HIGH);  // relay ON
    } else {
      digitalWrite(32 + k, LOW);   // relay OFF
    }
  }
}

アナログ入力Analog Input

6チャンネル アナログ入力 + NTC温度2チャンネル / Molex 9ピンコネクタ

0~5V · 4~20mA · 0~10V の信号をチャンネルごとに入力する6チャンネルのアナログ入力と、NTC温度2チャンネルを1つのMolex 9ピンコネクタで提供します。

  • A0~A5 · 6チャンネル

    10ビット分解能(0~1023)アナログ入力6点

  • 多様な入力モード

    0~5V · 4~20mA · 0~10V チャンネル別仕様

  • NTC温度2チャンネル

    A6 / A7 NTC 10kΩ · −40~120°C 測定

  • 外部基準電圧

    AREFピンに安定化された5Vを供給

Molex 9ピンコネクタ

1A02A13A24A35A46A57A68A79GNDANALOG INPUT
アナログ A0~A5NTC温度(A6 · A7)GND

※ 1~6番 A0~A5、7~8番 NTC温度チャンネル A6 · A7、9番 GND

チャンネル別入力仕様

チャンネル入力仕様入力抵抗
A0 · A1DC 0~5V100 MΩ
A2 · A30~20mA / 4~20mA250 Ω
A4 · A5DC 0~10V200 kΩ
A6 · A7NTC 10kΩ · −40~120°C

全チャンネル10ビット分解能(0~1023)

サンプルコード — アナログ入力の読み取り
unsigned int ADC0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  ADC0 = analogRead(A0);   // 0 ~ 1023
  Serial.println(ADC0);
  delay(500);
}

高速パルス出力PWM Output

4ピンヘッダ1個の3点PWM出力・Timer3駆動

D21・D22・D23 の3点を4ピンヘッダ1個で出力します。出力3点とGND 1点の構成で、出力は LOW DC 0V / HIGH DC 5V、1点あたり最大30mAです。analogWrite() のDutyは標準 0~255 で、Timer3のレジスタを変更すると 0~65535 まで拡張できます。

  • PWM出力3

    4ピンヘッダ1個 · 出力3点+GND

  • Timer3

    D21・D22・D23 が Timer3 資源を共有

  • Duty 8ビット→16ビット

    標準 0~255、レジスタ変更で 0~65535

  • DC 5V · 30mA

    LOW 0V / HIGH 5V · 1点あたり最大30mA

パルス出力ピン

ピンシルク表記使用方法
D210analogWrite(21, 0~255)
D221analogWrite(22, 0~255)
D232analogWrite(23, 0~255)
GNDGNDパルス出力の基準電位

出力は LOW DC 0V / HIGH DC 5V、1点あたりの最大出力電流は30mAです。3点とも Timer3 で動作し、Dutyは analogWrite(ピン, 値) で 0~255 の範囲です。16ビットに拡張する場合は setup() で TCCR3A=0xAA; TCCR3B=0x1A; ICR3=65535; を設定し、0~65535 で指定します。

パルス出力ヘッダとDuty

Timer30D211D222D23GNDDuty値による出力波形(analogWrite)25%50%75%5V0V
Timer3 · D21~D23GND

※ 基板右側の4ピンヘッダ1個です。シルクは PWM の下に 0 · 1 · 2 · GND と印刷されており、この3つの番号はコード上の D21・D22・D23 に対応します。4番目のピンはパルス出力の基準となるGNDです。

ご使用前の確認

  • パルス出力3点はすべて Timer3 を使用します。高速カウンタのタイマカウンタモードも同じ資源を使うため、両者は同時に使用できません。
  • 1点あたりの出力電流は最大30mAです。これを超える負荷はドライバを介して接続してください。
  • Timer3 のレジスタを直接変更すると、パルス出力3点すべてに影響します。
  • 16ビットに変更した後は analogWrite() のDutyが 0~65535 になります。0~255 用の値をそのまま書くと Duty がほぼ0になります。
サンプルコード — PWM出力
void setup() {
  // PWM needs no pinMode() - analogWrite() handles it
}

void loop() {
  if (digitalRead(0) == HIGH) {
    analogWrite(21, 127);  // Duty 50%
  } else {
    analogWrite(21, 0);    // OFF
  }
}

外部割り込みInterrupt

割り込み入力で高速パルスのカウントとエンコーダ入力を実現

CLK(D24)・DIO(D25)・SCL(D18)・SDA(D19)の4点が割り込み入力で、SCL・SDAには4.7kΩ、CLK・DIOには10kΩのプルアップを内蔵しています。attachInterrupt() でエッジを検出するため、高速パルスの個数を数えたり、ロータリーエンコーダの回転量と方向を読み取ったりできます。入力可能周波数は50kHz以上です。高速カウンタには Timer3 をカウンタモードで動作させるハードウェア方式もあります。

  • 割り込み入力4

    CLK(D24)· DIO(D25)· SCL(D18)· SDA(D19)

  • 高速パルスカウント

    ISR方式または Timer3 カウンタモード · 50kHz以上

  • エンコーダ入力

    オープンコレクタは SCL・SDA、トーテムポールは CLK・DIO

  • プルアップ内蔵

    SCL・SDA 4.7kΩ · CLK・DIO 10kΩ · DC 0~5V入力

割り込みピンの割り当て

ピンINT内蔵抵抗 · 共有する機能
D18INT04.7kΩ プルアップ · I²C SCL
D19INT14.7kΩ プルアップ · I²C SDA
D24INT610kΩ プルアップ · CLK · FND / エンコーダ
D25INT710kΩ プルアップ · DIO · FND / エンコーダ

入力電圧は DC 0~5V で HIGH は3V以上で認識し、入力可能周波数は50kHz以上です。割り込みとして使用すると同じピンを共有する機能(I²C・FND)は使用できません。高速カウントは attachInterrupt() でISR内の変数を加算する方式と、Timer3 をカウンタモードにしてCLK入力をハードウェアで数える方式の2通りがあり、後者はパルス出力と同じ資源を使うため併用できません。ISR方式で実際に処理できる周波数はISRの長さやプログラム全体の負荷によって変わるため、固定値としては保証されません。

割り込みの活用 — パルスカウントとエンコーダ

高速パルスカウント+5VGNDCLKGND10kΩ → VCC立ち上がりごとにISRでカウントロータリーエンコーダCLKDIOCLKエッジでDIOを読み方向判定

※ 左はパルス発生器の出力をCLK端子に、GNDをGND端子に接続した構成で、立ち上がりのたびにISRでカウントを加算します。右のエンコーダは2相が90°ずれているため、CLKの立ち上がり時点のDIOのレベルがそのまま回転方向になります。

割り込みコネクタ

FND/ENCOCLKD24DIOD25GND+5VI2CGND+5VSDAD19SCLD18

※ 基板右側の4ピンコネクタ2個で、シルク印刷の順序どおりに表記しています。CLK = D24(INT6)、DIO = D25(INT7)、SCL = D18(INT0)、SDA = D19(INT1)です。FND(7セグメント)アクセサリとI²C通信も同じピンを使用するため、割り込みとして使用すると併用できません。

ご使用前の確認

  • 割り込み入力は DC 0~5V 専用です。24Vの信号を直接接続するとMCUが破損します。
  • エンコーダは出力方式によって接続端子が異なります。オープンコレクタ方式は SCL(D18)・SDA(D19)、トーテムポール/プッシュプル方式は CLK(D24)・DIO(D25)に接続します。
  • D24・D25 を割り込みとして使用すると、同じコネクタのFND(7セグメント)アクセサリは同時に使用できません。
  • D18・D19 を割り込みとして使用すると、I²C通信は同時に使用できません。
  • Timer3 カウンタモードでのカウントは、パルス出力 D21~D23 と同じ資源を使用するため併用できません。
  • ISR内ではカウントの加算のみを行い、Serial・delay()・浮動小数点演算は使用しないでください。
  • CLK・DIO の内蔵抵抗の構成変更はSMDの改造作業となります。ご自身で加工せず弊社までお問い合わせください。
サンプルコード — パルスカウント(割り込み)
unsigned int count = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(CLK), countFunc, RISING);
}

void loop() {
  Serial.println(count);
}

void countFunc() { count++; }
サンプルコード — ロータリーエンコーダ
volatile long encoderValue = 0;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(CLK), updateEncoder, RISING);
}

void loop() {
  Serial.print("Encoder: ");
  Serial.println(encoderValue);
  delay(500);
}

void updateEncoder() {
  if (digitalRead(DIO)) { encoderValue++; }
  else { encoderValue--; }
}
サンプルコード — Timer3 カウンタモードでのカウント
unsigned int HCNT3;

void setup() {
  TIMSK  = 0x00;
  TCCR3A = 0x00;
  TCCR3B = 0x07;
  TCNT3  = 0x00;
}

void loop() {
  HCNT3 = TCNT3;
}

void hcntReset() {
  TCNT3 = 0;
}

通信RS-232 · I²C

RS-232・I²C・USBシリアルの通信ポート

RS-232 は Serial1 として使用し、ねじ端子台の TX・RX・GND でPCや操作パネルと1:1接続します。Modbus RTU はマスター・スレーブのどちらにも対応します。I²C は 4.7kΩ プルアップを内蔵し DS3231 RTC やキャラクタLCDをそのまま接続でき、USBポートで書き込みとデバッグを行います。

  • RS-232 · 1チャンネル

    Serial1 · TX / RX / GND 端子で1:1通信

  • Modbus RTU

    マスター・スレーブのどちらにも対応

  • I²C · 1チャンネル

    4.7kΩプルアップ内蔵 · 1:N · RTC・キャラクタLCD

  • USBシリアル

    USBポートで書き込みとデバッグ

  • RS-485は注文時オプション

    標準品は RS-232 仕様です。ご注文時に通信変更オプションを選択すると RS-485 仕様で出荷でき、外部コンバータモジュールを使用する方法もあります。

I²C · USB コネクタ

I²CGND+5VSDASCLUSBDOWNLOAD

※ I²Cコネクタのシルクは I2C で、ピン順は GND · +5V · SDA · SCL です。割り込み入力も兼ねています。書き込みポートは基板右上の DOWNLOAD とシルク印刷されたミニUSB-Bコネクタです。

RS-232 の接続

RS-232 · Serial1 · 1:1TX(+)RX(−)GND+5VTXとRXをクロス接続電源出力 — 通信線ではありませんRXTXGNDPC・操作パネル

※ 基板右側に縦に配置された4極ねじ端子台で、上から TX(+) · RX(−) · GND · +5V の順です。RS-232は1:1通信のため、TXは相手機器のRXへ、RXは相手機器のTXへ接続します。(+) と (−) の表記は、通信変更オプションで出荷した場合にその2極が担う A / B の表記です。

通信ポート

ポートピン用途
SerialUSB mini 5Pダウンロードポートでの書き込み・デバッグ
Serial1TX · RX · GND 端子RS-232 1:1通信 · Modbus RTU マスター/スレーブ
Wire(I²C)SCL = D18 · SDA = D194ピンコネクタ · 4.7kΩプルアップ内蔵

RS-232 は Serial1 としてアクセスする1:1通信で、Modbus RTU はマスター・スレーブのどちらにも対応します。I²C は 1:N 接続が可能で、DS3231 RTC や 1602 / 2004 キャラクタLCDなどのアクセサリを接続できます。本製品に Serial2・Serial3 はありません。

ご使用前の確認

  • 標準品は RS-232 仕様です。RS-485 が必要な場合はご注文時に通信変更オプションを選択するか、外部コンバータモジュールをご使用ください。現場でのIC交換は推奨しません。
  • 端子台の +5V は 0.5A 以下の電源出力です。ここにスーパーキャパシタを接続すると停電時も内部5Vが保たれます(詳細は下の「電源 · 停電保持」を参照)。
  • D18・D19 を外部割り込みとして使用すると、I²C通信は同時に使用できません。
  • 書き込みには USB-TTLコンバータを内蔵した MP ダウンロードケーブルが必要です。市販のmini 5Pケーブルでは書き込みできません。
  • 本製品に Serial2・Serial3 はありません。Serial と Serial1 のみ使用できます。
サンプルコード — シリアル送受信
void setup() {
  Serial.begin(9600);     // debug
  Serial1.begin(9600);    // RS-232
}

void loop() {
  if (Serial1.available()) {
    int c = Serial1.read();
    Serial.write(c);      // echo what arrived out over USB
  }
}

表示器の接続LCD · FND

キャラクタLCDと7セグメント(FND)で状態値を表示 — どちらも4線配線

キャラクタLCDはI²Cの4ピンコネクタへ、7セグメント(FND)は ENC/FND の4ピンコネクタへ接続します。どちらのコネクタも信号2線に加えて +5V と GND を備えているため配線は4線で完結し、I²Cのプルアップは基板に内蔵されています。

  • キャラクタLCD 1602 · 2004

    I²Cで 16文字×2行 または 20文字×4行

  • 7セグメント(FND)

    ENC/FNDコネクタの CLK · DIO の2線 · 最大2台

  • 4.7kΩプルアップ内蔵

    I²Cに外部抵抗を追加する必要なし

  • I²Cは1:N接続

    DS3231 RTC などのアクセサリと併用可能

キャラクタLCDの接続(I²C)

ILOGICSMPINO-8A4R-S1602 キャラクタLCD(16×2)GND+5VSDASCLI2C

※ I²Cコネクタのシルクは I2C で、ピン順は GND · +5V · SDA · SCL です。SDA = D19、SCL = D18 で、いずれも基板側に4.7kΩプルアップがあります。1602は16文字2行、2004は20文字4行の表示です。 キャラクタLCDより高機能な表示が必要な場合は、シリアルポートにタッチディスプレイHMIを接続する方法もあります。

7セグメント(FND)の接続

7セグメント(FND)表示器CLKDIOGND+5VFND/ENCO

※ コネクタのシルクは FND/ENCO で、ピン順は CLK · DIO · GND · +5V です。CLK = D24、DIO = D25 です。 このコネクタに1台、さらにPWMコネクタも使用すると最大2台まで接続できます。 表示器には小数点を表示できるタイプと時刻を表示できるタイプがあります。

ご使用前の確認

  • D18・D19 を外部割り込みとして使用すると、I²C通信(キャラクタLCD)は同時に使用できません。
  • D24・D25 を外部割り込みやエンコーダ入力として使用すると、7セグメント(FND)表示器は同時に使用できません。
  • 両コネクタの信号ピンは DC 0~5V 入力です。5Vを超える電圧を加えるとMCUが破損します。
  • キャラクタLCDと7セグメント表示器は別売アクセサリで、製品には含まれません。

表示器と接続コネクタ

表示器コネクタ信号
キャラクタLCD 1602I²C 4ピン16文字×2行 · SDA = D19 · SCL = D18
キャラクタLCD 2004I²C 4ピン20文字×4行 · SDA = D19 · SCL = D18
7セグメント(FND)ENC/FND 4ピンCLK = D24 · DIO = D25
I²Cプルアップ基板内蔵4.7kΩ · 1:N接続に対応

どちらのコネクタも信号2線とあわせて +5V と GND を備えているため、表示器に別電源は不要です。I²Cは4.7kΩプルアップを基板に内蔵し1:N接続に対応するので、キャラクタLCDを DS3231 RTC などの他のI²Cアクセサリと同じバスで使用できます。キャラクタLCDと7セグメント表示器は別売です。

サンプルコード — I²Cデバイスとの通信
#include <Wire.h>

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin();
}

byte bcdToDec(byte val) { return (val / 16 * 10) + (val % 16); }

void loop() {
  Wire.beginTransmission(0x68);  // DS3231 address
  Wire.write(0x00);              // first register: seconds
  Wire.endTransmission();
  Wire.requestFrom(0x68, 7);

  byte sec  = bcdToDec(Wire.read() & 0x7F);
  byte min  = bcdToDec(Wire.read());
  byte hour = bcdToDec(Wire.read() & 0x3F);

  Serial.print(hour); Serial.print(':');
  Serial.print(min); Serial.print(':');
  Serial.println(sec);

  delay(1000);
}

電源 · 停電保持Power · Backup

DC 12V ~ 24V 入力・5V 変換 — 停電してもデータを保持

本体は DC 12V ~ 24V を入力とし、内部でTPS5430 レギュレータにより 5V に変換して使用します。電源容量は 24V 0.5A 以上を目安にしてください。

  • DC 12V ~ 24V

    電源容量は 24V 0.5A 以上

  • 内部 5V

    TPS5430 DC-DC 変換

  • +5V 出力 0.5A

    RS-232端子台の +5V 端子から

  • スーパーキャパシタ保持

    +5V 端子に接続して約10秒

電源配線の前に

  • EEPROMの書き込み寿命は約100,000回です。速く変化する値はRAMに置き、停電したときだけ保存してください(下の2つの方法を参照)。
  • USB電源のみで動作させるとUSBの5Vがアナログ基準電圧になり、測定値が揺らぐことがあります。精密測定には外部電源をお使いください。

電源の流れ

DC 12V ~ 24V24V 0.5A 以上TPS5430DC-DC 5V変換内部 5V制御回路へ供給+5V 端子最大 0.5A 出力USB 5Vダウンロードポートスーパーキャパシタ約10秒 保持
電源入力5V ライン停電保持

* どちらの電源でも動作します。外部電源はレギュレータ経由、ダウンロードポートの5Vは直接です。スーパーキャパシタは同じ5Vノードにつながり、両方が失われたときに5Vを保ちます。

電源と停電保持

入力電圧DC 12V ~ 24V
推奨電源容量24V 0.5A 以上
内部変換TPS5430 DC-DC で 5V
+5V 出力RS-232端子台の +5V 端子から最大 0.5A
USB電源動作ダウンロードポート経由でパソコンの5Vにより動作
不揮発メモリEEPROM 4 KB・書き込み約 100,000 回
停電時の保持+5V 端子のスーパーキャパシタで約10秒
保持できる停電回数停電時のみ書き込むため 100,000 回以上

電源容量は 24V 0.5A 以上に、+5V 端子から供給する分(最大 0.5A)を加えて選定してください。

停電時にデータを保持する2つの方法

値がどのくらいの頻度で変わるかで選びます。2つは組み合わせて使います。

EEPROM — たまに変わる値

内蔵EEPROMは電源が切れても 4 KB のデータを保持し、バイト単位で書き換えられます。ただし同じ領域あたりの書き込み寿命は約 100,000 回です。設定値・校正データ・機械設定のように「たまに変わる値」に適し、ループごとに更新される値には適しません。

スーパーキャパシタ — 常時変わる値

+5V 端子にスーパーキャパシタを接続すると、主電源が切れた後も内部5Vが約10秒間保たれます。主電源をデジタル入力に接続しておき、digitalRead() でその入力がOFFになった瞬間に値をEEPROMへ書き込みます。復電時は setup() でEEPROMに保存した値を読み出し、メモリへ書き戻します。EEPROMへの書き込みは停電の瞬間だけなので、100,000回以上の停電に耐えられます。

MPINO STUDIO2 — オプションで簡単に

MPINO STUDIO2 ではスーパーキャパシタを使った停電保持をオプションとして提供しており、上記の手順を自分でコーディングせずに設定で実現できます。

取り付け · DINレールDIN Rail

35mm DINレールにクリップで固定、またはPCBの取付穴で直接固定

制御盤内では 35mm DINレールにクリップで固定し、機械に組み込む場合はPCBのØ3.2の取付穴でねじ止めします。レールクリップを使用しない場合の外形は 77.0 × 100.0 mm、レールにクリップを締結した後の高さは 114.16 mm です。

  • 35mm DINレール

    制御盤のレールにクリップで固定

  • PCB直接取り付け

    Ø3.2の取付穴でねじ止め

  • 77.0 × 100.0 mm

    レールクリップなしのPCB外形

  • 締結後 114.16 mm

    クリップ開放時 119.42 mm、締結後 114.16 mm

取り付けと外形寸法

取り付け方式35mm DINレール、またはPCB直接(Ø3.2穴)
DINレール規格35 mm
PCB単体(クリップなし)77.0 × 100.0 mm
取付穴Ø3.2 mm · ピッチ 60.2 × 90.0 mm
クリップ開放(締結前)約 119.42 mm
クリップ締結後約 114.16 mm

DINレールを使用しない場合はPCBのØ3.2の取付穴でねじ止めし、レールに取り付ける場合は35mmのレールにクリップを締結して全体の高さは 114.16 mm になります。

35mm DINレールへの取り付け

35 mm
DINレールクリップ35mm DINレール基板

※ 35mm DINレールにクリップを掛けて固定します。全体の高さはクリップ開放時 119.42 mm、締結後は 114.16 mm です。図はクリップ自体の形状ではなく取り付け方法を示したものです。

外形と取付穴

77.060.2100.0取付穴 Ø3.2

※ レールクリップを使用しない場合の外形と取付穴です。単位はmmです。

設置時の注意

  • 屋内専用です。雨・粉じん・霜・直射日光・結露のある環境には設置できません。
  • 引火性・爆発性ガスのある環境には設置しないでください。
  • 振動や衝撃の多い場所には設置しないでください。
  • 人命や財産に影響の大きい設備(原子力・医療・船舶・車両・航空など)に使用する場合は、必ず二重の安全装置を設けてください。

FAQ

MPINO-8A4R-SのI/O点数はどれくらいですか?

MPINO-8A4R-Sは絶縁デジタル入力8点とリレー出力4点を備え、RS-232, I²C通信を搭載しています。詳細は仕様表をご覧ください。

MPINO-8A4R-SはModbus RTUに対応していますか?

はい。MPINO-8A4R-SはシリアルインターフェースでModbus RTUに対応し、マスター・スレーブのいずれでも使用できます。

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