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RPi-GP70の設定と装着

各種設定と本製品をRaspberry Pi GPIO 40PINに接続する方法を説明します。

1. 各種ハードウェア設定

1-1. I2Cアドレスの設定(A0/A1)

setting_hw

シリアルコントローラSC16IS752のI2Cアドレスを、半田ジャンパ(A0, A1)のオープン/ショートによって設定変更できます。
※初期設定は0x4D(A0～A1オープン)です。

A1 A0 I2Cアドレス
オープン オープン 0x4D ※初期設定
オープン ショート 0x4C
ショート オープン 0x49
ショート ショート 0x48

1-2. 終端抵抗の設定(JP1/JP2)

setting_hw

RS485/422の差動レシーバに120Ω終端抵抗の無効/有効を設定します。 基板上のジャンパ設定ピンJP1でPort0(CN1),JP2でPort1(CN2)のポート毎に設定をします。 出荷時設定は2－3ショート(終端抵抗無効)です。
GP70_JP1JP2

JP1/JP2
ピン設定		 機能・説明
1-2 ショート 終端抵抗有効※
2-3 ショート 終端抵抗無効

※終端抵抗は絶縁電源がONの時に有効となります。

1-3. 受信制御信号の設定(JP3/JP4)

setting_hw

基板上のジャンパ設定ピンJP3でPort0(CN1),JP4でPort1(CN2)のRS485/RS422の受信制御信号を設定します。 出荷時設定はオープン(常に受信有効)です。 GP70_JP3JP4

JP3/JP4
ピン設定		 機能・説明
1-2 ショート DTR制御（DTR OFFで受信有効）
2-3 ショート RTS制御（RTS OFFで受信有効）
オープン 常に受信有効

1-4. RS485/422ドライバ/レシーバ

RS485/422のドライバ/レシーバ部の回路構成です。
RS485txdrxd

1-5. RS485半二重接続例

デージーチェーン接続された複数のドライバとレシーバで、双方向でのデータ伝送が可能です。（マルチポイント方式）
最大32台のデバイスが接続できます。
配線長が一番長くなる両端の終端抵抗を有効にし、それ以外の終端抵抗は無効にしてください。
また、電線にツイストペアケーブルを使用することで、電磁誘導などによるコモンモードノイズを差動レシーバによって効率的に除去できます。
RS485Half

RS-485の半二重の送信・受信

機能 RTS/DTR制御
送信 RTS ON
受信 JP3/JP4の設定参照

1-6. RS485/422全二重接続例

一つのマスタに対して複数のスレーブを接続できます。ドライバ１台に最大10台のレシーバが接続できます。（マルチドロップ方式）
配線長が一番長くなるレシーバの終端抵抗を有効にして、それ以外のレシーバの終端抵抗は無効にしてください。
また、電線にツイストペアケーブルを使用することで、電磁誘導などによるコモンモードノイズを差動レシーバによって効率的に除去できます。
RS422Full

RS-485の全二重の送信・受信

機能 RTS/DTR制御
送信 RTS ON
受信 JP3/JP4の設定参照

1-7. RS-485/422 各規格の比較

規格上は以下のように定められていますが、実際の使用環境では最大値を下回る場合があります。

項目 RS-485 RS-422A
準拠規格 TIA/EIA-485-A TIA/EIA-422-B
端子配列規格 独自 独自
動作モード 平衡型 (差動) 平衡型 (差動)
最大接続可能台数 32ドライバ、32レシーバ
半二重でのマルチポイント方式に対応		 1マスタドライバに10スレーブレシーバ
全二重でのマルチドロップ方式
最大ケーブル長(規格値) 1200m
ツイストペアケーブルを推奨		 1200m
ツイストペアケーブルを推奨
最大伝送速度(規格値) 10m - 35Mbit/s
1200m – 100kbit/s		 1.2m – 10Mbit/s
1200m – 100kbit/s
最大伝送速度(実力値) 920kbps 920kbps
特徴 長距離のN対N通信
半二重/全二重		 長距離の１マスタ対Nスレーブ通信
全二重

2. 本体の組み立て

製品付属の40PIN ピンヘッダーを本製品の底面より垂直に装着します。
※40PINのピンヘッダーの先端は尖っていますので、怪我には十分ご注意ください。

setting_01

setting_02

3. Raspberry Piボードとの接続

Raspberry Pi 本体のGPIO ピンヘッダと本製品を接続します。
スペーサー（付属）を本製品本体のネジ穴にあわせ、スペーサーを付 属のネジ（4 本）で固定し、そのままRaspberryPi のGPIO ピンへ垂 直に差し込みます。
スペーサーがRaspberryPi 基板に合わされば接続は完了です。
あとはRaspberryPi の背面より付属のネジ（4 本）を使用し、スペーサーを固定します。
※反対側にも同じようにスペーサーとネジを使用し本体を固定してください。

setting_03

4. シリアルドライバ設定

SC16IS752のI2CドライバはRaspberry-piに標準で用意されています。 以下の手順で登録することで、2つのシリアルポートがttyとして認識されます。

SC16IS752のI2Cドライバ登録と確認手順

  1. config.txtをnanoで編集する

    $ sudo nano /boot/config.txt

  2. 次の2行を最終行へ追加する

    gpio=27=op,dh
dtoverlay=sc16is752-i2c,int_pin=17,addr=0x4d,xtal=14745600

    「1-1. I2Cアドレスの設定」でアドレスを変更している場合は、[addr=0x4d]を適宜書き換えてください。

  3. CTRL+Oで書き込み、CTRL+Xで終了する

  4. システムを再起動する

  5. 再起動後、デバイスツリーに以下のttyポート[/ttySC0],[/ttySC1]が追加されていることを確認する

    $ ls /dev/ttySC*
/dev/ttySC0  /dev/ttySC1