本章では、Armadillo-IoT ゲートウェイ A6のオプション品について説明します。
表20.1 Armadillo-IoT ゲートウェイ A6関連のオプション品
名称 | 型番 |
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3G/LTE用 外付けアンテナセット 04 | OP-ANT-3GLTE-04K |
D-Sub9/10ピン シリアル変換ケーブル(ロックなし) | OP-SCDSUB-00 |
ACアダプタ(5V/2.0A EIAJ#2) | OP-AC5V5-00 |
Armadillo-IoTゲートウェイA6 U1モデル用 拡張I/Oボード01 | OP-AG61-EXT01-00 |
20.1. 3G/LTE用 外付けアンテナセット 04
3G/LTE用 外付けアンテナセット 04は、LTEモジュール(EMS31-J)対応のアンテナセットです。
アンテナケーブルは、LTE アンテナインターフェース(サブユニット CON1)に取り付けます。
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アンテナ端子にアンテナケーブルを接続する際、 無理な力を加えると破損の原因となりますので、 十分にご注意ください。 |
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アンテナケーブルを引き抜く際は、専用の引き抜き治具(U.FL-LP-N-2/ヒロセ電機 等)を用いて行うことを推奨します。 引き抜き治具を用いずに引き抜いた場合に、コネクタの変形やケーブルの断線等の原因となります。
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20.1.5. 外付けアンテナ用の固定金属を製作する場合
20.2. Armadillo-IoTゲートウェイA6 U1モデル用 拡張I/Oボード01
Armadillo-IoTゲートウェイA6 U1モデル用 拡張I/Oボード01(以降、拡張I/Oボードと記載します)は、電気的に絶縁された RS-485 のシリアルインターフェースを 1 ポート、デジタル入力 2 ポート、デジタル出力 2 ポートを追加することができ、リアルタイムクロックのバックアップ電池ホルダと8Vから26.4Vまでの電源電圧が入力可能な5V電圧レギュレータを搭載しています。
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Armadillo-IoTゲートウェイ A6 U1モデル用 拡張I/Oボード01 本体
表20.2 Armadillo-IoTゲートウェイA6 U1モデル用 拡張I/Oボード01の仕様
デジタル入力 | 入力点数 | 2 点 |
入力インピーダンス | 4.7kΩ |
入力ON電流 | 2.0mA 以上 |
入力OFF電流 | 0.2mA 以下 |
応答時間 | 1ms 以内 |
入力電圧 | 最大 26.4V |
デジタル出力 | 出力点数 | 2 点 |
定格電圧 | 最大48V |
定格電流 | 最大 500mA |
応答時間 | 2ms 以内 |
出力形式 | 無極性 |
シリアル(UART) | RS-485 x 1
2線式: Data+, Data-, GND
最大データ転送レート: 230.4kbps |
スイッチ | RS-485終端抵抗切り替え用ディップスイッチ |
RTCバックアップ | サブユニットのリアルタイムクロック用コイン電池ホルダ 搭載
電池サイズ:CR2032 [] |
絶縁耐圧 | 2kV [] |
電源入力電圧 | DC8V~26.4V |
電源出力 [] | 出力電圧: DC5V
出力電流: 最大 1A |
消費電力(参考値)[] | 約1.5mW(シャットダウン時 []), 約100mW(スリープ時 []), 約180mW(スリープ時[SMS起床可能] []), 約600mW(アクティブ時 []), 約1500mW(最大消費電力[]) |
動作温湿度範囲 | -20~+70℃/15~85%RH (ただし結露なきこと) |
サイズ | 75 x 50mm (突起部を除く) |
Armadillo-IoTゲートウェイA6 U1モデル用 拡張I/Oボード01のインターフェース仕様について説明します。
表20.3 搭載コネクタ、スイッチ型番一覧
部品番号 | インターフェース名 | 型番 | メーカー |
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CON1 | サブユニット拡張インターフェース | PPPC072LJBN-RC | Sullins Connector Solutions |
CON3 | 入出力インターフェース | TBL002A-350-12GY-2GY | Same Sky |
CON4 | RTC バックアップインターフェース | HU2032 | 株式会社タカチ電機工業 |
SW1 | 設定スイッチ | DS01-254-S-01BE | Same Sky |
20.2.5.2. CON1(サブユニット拡張インターフェース)
CON1 はArmadillo-IoTゲートウェイA6 サブユニット CON3(拡張インターフェース)との接続コネクタです。
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本書およびピンマルチプレクス表におけるCON1のピン配列は、Armadillo-IoTゲートウェイA6が搭載しているコネクタのピン配列に従っています。そのため、基板上に印刷されているピン番号および製品の回路図に記載されたピン番号とは相違がありますので、ご注意ください。 |
表20.4 CON1 信号配列
ピン番号 | ピン名 | I/O | 説明 |
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1 | VCC_5V | Power | 電源(VCC_5V)、Armadillo-IoTゲートウェイA6本体への電源出力 |
2 | GND | Power | 電源(GND) |
3 | RTC_BAT | Power | 電源(RTC_BAT)、電池ボックスに接続、Armadillo-IoTゲートウェイA6本体のリアルタイムクロックへバックアップ電源を供給します。 |
4 | GND | Power | 電源(GND) |
5 | GPIO_INT_N | Out | GPIO ExpanderのINT_Nピンに接続 |
6 | - | - | 未使用 |
7 | RS485_DE/RE_N | In | RS-485トランシーバのDEピン、RE_Nピンに接続 |
8 | RS485_PWR_EN | In | RS-485トランシーバ電源スイッチのENピンに接続 |
9 | RS485_TX | In | RS-485トランシーバのDピンに接続 |
10 | I2C2_SCL | In | I2C クロック入力、GPIO Expander の SCL ピンに接続 |
11 | RS485_RX | Out | RS-485トランシーバのRピンに接続 |
12 | I2C2_SDA | In/Out | I2C データ入出力、GPIO Expander の SDA ピンに接続 |
13 | VCC_3.3V | Power | 電源(VCC_3.3V)、Armadillo-IoTゲートウェイA6本体からの電源入力 |
14 | GND | Power | 電源(GND) |
20.2.5.3. CON3(入出力インターフェース)
CON3は複数の機能を持った入出力インターフェースです。
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デジタル入力
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デジタル出力
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RS-485
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電源入力
デジタル入力部はフォトカプラによる絶縁入力(電流シンク出力タイプに接続可能)となっています。入力部を駆動するための電源は、外部から供給する必要があります。
デジタル出力部はフォトリレーによる絶縁出力(無極性)となっています。出力部を駆動するためには外部に電源が必要となります。出力 1 点につき最大電流 500mA(定格 48V)まで駆動可能です。
RS-485は電気的に絶縁されたシリアルインターフェースです。設定スイッチ(SW1)で終端抵抗のON/OFFが可能です。
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最大データ転送レート: 230.4kbps
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通信方式: 2線式
電源入力部は、8Vから26.4Vまでの電源電圧が入力可能な5V電圧レギュレータを搭載し、
Armadillo-IoTゲートウェイA6および拡張I/Oボードの電源として使用されます。
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入力電圧範囲: 8V~26.4V
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出力最大電流: 1A
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Armadillo-IoTゲートウェイA6のメインユニット CON12(電源インターフェース)と拡張I/Oボードの5V電圧レギュレータ出力は接続されていますので、メインユニット CON12(電源インターフェース)から電源を供給することはできません。 |
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5V電圧レギュレータの出力はArmadillo-IoTゲートウェイA6のUSBポートにも供給されます。デバイスの消費電流を含め、レギュレータの最大電流1Aを超えないよう十分ご注意ください。 |
表20.5 CON3 信号配列
ピン番号 | ピン名 | I/O | 説明 |
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1 | VIN+ | Power | 電源入力(+) |
2 | VIN- | Power | 電源入力(-) |
3 | COM+ | In | デジタル入力プラスコモン |
4 | DIN1 | In | デジタル入力1 |
5 | DIN2 | In | デジタル入力2 |
6 | RY1A | - | デジタル出力1A |
7 | RY1B | - | デジタル出力1B |
8 | RY2A | - | デジタル出力2A |
9 | RY2B | - | デジタル出力2B |
10 | RS485_DATA+ | In/Out | 送受信データ(+)
RS-485トランシーバのA/Yピンに接続 |
11 | RS485_DATA- | In/Out | 送受信データ(-)
RS-485トランシーバのB/Zピンに接続 |
12 | RS485_GND | Power | 電源(RS485_GND) |
20.2.5.4. CON4(RTC バックアップインターフェース)
CON4はリアルタイムクロックのバックアップインターフェースです。 長時間電源が切断されても時刻データを保持させたい場合にご使用ください。
表20.6 CON4 信号配列
ピン番号 | ピン名 | I/O | 説明 |
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1 | + | Power | Armadillo-IoTゲートウェイA6本体のリアルタイムクロックへバックアップ電源を供給します。 |
2 | - | Power | 電源(GND) |
SW1 は終端抵抗(120Ω)の ON/OFF を行うためのディップスイッチです。
表20.7 SW1 機能
ON | OFF |
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終端抵抗(120Ω) ON | 終端抵抗(120Ω) OFF |
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終端は RS-485 の信号線の最遠端で行います。Armadillo-IoT が最遠端に
なる場合は終端抵抗を ON にしてください。 |
拡張I/OボードをArmadillo-IoTゲートウェイA6に取り付けます。
図を参考に拡張I/OボードのCON1をArmadillo-IoTゲートウェイA6 サブユニット CON3(拡張インターフェース)に接続してください。
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拡張I/OボードのCON1とサブユニットCON3の間に隙間があるため、ピンの差し間違いには十分ご注意ください。 |
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拡張I/Oボードの基板底面とArmadillo-IoTゲートウェイA6の基板底面間には4mmの差があります。そのため基板を固定するスペーサーを用意する場合は、それぞれの基板高さに合ったスペーサーを用意してください。 |
入出力インターフェース(CON3)に実装されている端子台に接続可能な電線は次のとおりです。
表20.8 端子台に接続可能な電線
| UL | IEC |
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電線範囲 | 24~20 AWG | 0.2~0.75mm2 |
被覆剥き長さ | 8~9mm |
使用可能フェルール端子 | メーカー:ミスミ
型番:MTRE0.25-8VI |
"Armadillo サイト" より最新の 拡張 I/O ボード用 DTB(Device Tree Blob) をダウンロードし、以下の手順で Armadillo-IoT ゲートウェイ A6 に配置してください。
[armadillo ~]# mount /dev/mmcblk0p2 /mnt
[armadillo ~]# cp armadillo-iotg-a6-extboard-v4.14-at[version].dtb /mnt/boot/a640.dtb
[armadillo ~]# umount /mnt
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eMMCの第2パーティションを/mnt/ディレクトリにマウントします。
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DTBをa640.dtbにリネームして/mnt/boot/ディレクトリにコピーします。
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/mnt/ディレクトリにマウントしたeMMCの第2パーティションをアンマウントします。
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また、v4.14-at35 以降のLinux カーネルのソースコードをビルドすることで拡張 I/O ボード用の DTB を作成することも可能です。ビルド手順は11章ビルド手順を参照ください。
ビルドが終了すると、 arch/arm/boot/dts/
ディレクトリ以下に armadillo-iotg-a6-extboard.dtb
が作成されています。
[ATDE ~/linux-v4.14-at[version]]$ ls arch/arm/boot/dts/armadillo-iotg-a6-extboard.dtb
arch/arm/boot/dts/armadillo-iotg-a6-extboard.dtb
20.2.9.2. RS-485 (uart1) の制御方法
初期状態では RS-485 (uart1) に電源が投入されていません。電源を投入するには、 GPIO 103 を HIGH レベルに設定します。
GPIO の制御方法は、「GPIO」 を参照ください。
また、GPIO 103 を LOW レベルに設定することで RS-485 (uart1) の電源をオフに出来ます。
シリアルインターフェースのデバイスファイルは、/dev/ttymxc0 を使用します。
20.2.9.3. デジタル入出力の GPIO による制御
拡張 I/O ボード CON3 のデジタル入出力ピンは以下の GPIO と対応しており、GPIO による制御が可能です。
GPIO の制御方法は、「GPIO」 を参照ください。
表20.9 拡張 I/O ボード CON3 ピンと GPIO 番号の対応
ピン番号 | ピン名 | GPIO番号 |
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3,4 | DI 1 | 504 |
3,5 | DI 2 | 505 |
6,7 | DO 1 | 506 |
8,9 | DO 2 | 507 |
| 消費電力を抑えるために |
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本製品で使用しているGPIO Expanderの未使用ピン4本を入力から出力に切り替えることで、
未使用ピンの入力レベル不定による消費電力増加を抑えることができます。
(電源投入時GPIO ExpanderのI/Oピンはすべて入力にリセットされます。拡張 I/O ボード用 DTB を適用すると CON2 の未使用I/OピンはArmadillo起動時、自動的に出力に切り替えられます。) 表20.10 12V電源時シャットダウン消費電力(参考) 未使用ピンを入力状態にした場合 | 約12mW | 未使用ピンを出力状態にした場合 | 約1.5mW |
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表20.9「拡張 I/O ボード CON3 ピンと GPIO 番号の対応」 に示した GPIO は、I2C GPIO Expander の全入力ポートのどれかに変化があった際、割り込みが発生します。ピン単位での割り込み指定・検出はできません。
そのため、入力値の変化を無視したいポートに対しては、いったん割り込みを受けてからソフト側でポートの値を読み、無視する・しないを判断する機構が必要となります。 |
| Armadillo 本体電源オフ後もピンの状態を保持する方法 |
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拡張 I/O ボードの CON3 ピン 1,2 から電源を入力することで、Armadillo-IoT ゲートウェイ A6 本体の電源をオフしても 拡張ボード上のピンの状態を保持することができます。その場合、 Armadillo-IoT ゲートウェイ A6 再起動後 GPIO をエクスポートする際 export に out の値を設定するとピンの状態が LOW レベルになってしまいます。この対処として、以下のスクリプトの様に direction を設定する前に値をチェックし、値に応じて high または low に direction を設定することで Armadillo-IoT ゲートウェイ A6 の電源を再投入した後も値を保持したままにできます。 #!/bin/sh
if [ $# -lt 1 ]; then
echo "set-gpio-direction-out GPIO_NUMBER"
exit 1
fi
echo "$1" > /sys/class/gpio/export
val=$(cat /sys/class/gpio/gpio"$1"/value)
if [ "$val" = "0" ]; then
echo low > /sys/class/gpio/gpio"$1"/direction
elif [ "$val" = "1" ]; then
echo high > /sys/class/gpio/gpio"$1"/direction
else
echo "value is illegal[$val]."
fi |
20.2.9.4. スリープモードからの起床条件設定
拡張 I/O ボードを使用することで、「スリープモードへの遷移と起床」 に説明のあるスリープモードからの起床条件として、RS-485 (uart1) データー受信による起床と、I2C GPIO Expander の割り込みによる起床が可能となります。それぞれの設定方法を以下に示します。
RS-485 (uart1) データー受信を起床条件として有効にする手順です。
[armadillo ~]# aiot-set-wake-trigger all disabled
[armadillo ~]# echo enabled > /sys/bus/platform/drivers/imx-uart/2020000.serial/tty/ttymxc0/power/wakeup
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全ての起床条件をクリアします。
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uart1 を有効に設定します。
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I2C GPIO expander の割り込みを起床条件として有効にする手順です。
[armadillo ~]# aiot-set-wake-trigger all disabled
[armadillo ~]# echo enabled > /sys/bus/platform/devices/i2c-gpio1/i2c-4/4-0020/power/wakeup
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全ての起床条件をクリアします。
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I2C GPIO expander の割り込みを有効に設定します。
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複数の起床条件を設定する場合は、全ての起床条件をクリアするコマンドは最初にだけ入力してください。