MAXREFDES145

IO-Linkは、オープン規格、フィールド・バスの有無とは関係なく使用可能、低コストといった特長を備えた初のポイントtoポイント型シリアル通信プロトコルで、センサーやアクチュエータとの通信に使われ、国際標準（IEC 61131-9）として採用されています。IO-Linkは世界中の産業用機器の相互運用を標準化します。IO-LinkはPLCから直接機能させたり、ゲートウェイを通じてあらゆる標準フィールド・バスをIO-Linkに変更したりすることができるので、すぐにスマート・センサーやアクチュエータと自在に通信するためのデファクト・スタンダードとなりました。

IO-Linkはシングル・ドロップ・デジタル通信インターフェース（SDCI）です。つまり、1つのポートで使用できるセンサーまたはアクチュエータは1つだけです。3線式プロトコルは、標準入出力（SIO）を使用するバイナリのセンサーおよびアクチュエータとの後方互換性も備えています。IO-Linkデバイス記述子（IODD）ファイルはデバイスを完全に定義し、手動によるパラメータ化の必要をなくします。

MAXREFDES145#リファレンス設計は、マキシム・インテグレーテッドのMAX14819デュアル・チャンネルIO-Linkマスタ・トランシーバー4個、オンボード・デジタル・アイソレータ2個、効率的なMAX15062B産業用降圧コンバータ、FTDI USB/SPIインターフェース、およびTEConceptのCTツール・ソフトウェアIO-Linkマスタ・スタックを利用するSTMicroelectronicsの32ビットARM Cortex^® M4マイクロコントローラ（STM32F4）で構成されています。図1にシステムのブロック図を示します。

 

 

ハードウェアの詳細

MAXREFDES145# IO-Linkマスタは、図1に示すように4つのメイン・ブロックで構成されています。MAX14819デュアル・チャンネルIO-Linkマスタ・トランシーバー4個、SPIインターフェース用デジタル・アイソレータ2個、マイクロコントローラ、そしてUSB接続部です。

MAX14819 IO-Linkマスタ・トランシーバーは、IO-Linkバージョン1.1.2の物理層に準拠しています。これらのトランシーバーは、5Vの内蔵リニア・レギュレータ、出力駆動能力を変更できる設定式C/Q出力（プッシュプル、ハイサイド、またはローサイド）、補助デジタル入力、および逆極性／短絡保護機能を備えています。

10mm × 10mmの64ピンLQFPパッケージを採用したSTM32F4 ARM Cortex M4マイクロコントローラはシステム制御を行います。ユニバーサル・シリアル・バス（USB）ポートは、FTDI FT2232 USB-SPIトランシーバー／ドライバを使って実装されています。搭載されているMAX15062B高電圧同期整流式降圧コンバータは、24V電源からSTM32F4マイクロコントローラに電力を供給します。

2つのデジタル・アイソレータ、つまり4チャンネルのMAX14931Fと2チャンネルのMAX12931Bは、MAX14819マスタ・トランシーバーとIO-Linkペリフェラルの接続時に発生する可能性のある高電圧や大きいグラウンド電位差からUSBインターフェースを保護します。USBポート/PCとSMT32F4マイクロコントローラの間のすべての通信は、これらのアイソレータを通過します。

MAXREFDES145#では、スタンドアロンSPIヘッダ（J3）を使用してUSBインターフェースをバイパスし、外部のSPIマスタを使ってSTM32F4と直接通信することができます。J3はボードの絶縁側に接続されていて、外部マスタからSTM32F4へのすべてのデジタル通信はアイソレータを通過します。J3使用時は、アイソレータに電力を供給する外付けの3.3Vロジック電源が必要です。

高レベルの保護を提供する電圧トランジェント圧縮（TVS）ダイオードは、8個あるIO-Linkインターフェース・ポートのそれぞれと電源入力に取り付けられており、MAXREFDES145#に取り付けられているそれぞれのマスタ・トランシーバーをサージと逆電圧から保護します。

さらに、（各チャンネルの）電源およびステータス用LEDによって、ボードの動作と通信の状態を視覚で素早く確認することができます。

MAXREFDES145#の製品構成：

• MAXREFDES145# 8ポートIO-Linkマスタ
• TEConcept IO-Link制御ツール（CT）ソフトウェア（注1）
• 24V/3A（最小）AC/DCアダプタ
• IO-Linkケーブル × 2本
• USB 2.0タイプBケーブル

必要なソフトウェア（ダウンロード可能）：

• TEConcept IO-Link制御ツール（CT）ソフトウェア（注1）
• FTDIドライバ（注1）

注1：ファイルは設計リソース（Design Resources）タブからダウンロードしてください。

図3に、TEConceptのCTツールを実行中のラップトップに接続した状態のMAXREFDES145#システムを示します。MAXREFDES145#は、25°Cで24V電源使用時に、センサーを取り付けていない状態で24mA（代表値）を消費します。

ソフトウェアの詳細

Windows互換のTEConcept CT GUIソフトウェアはIODDファイルのインポート機能を備えており、USBを通じてPCに接続します。このソフトウェアは、MAXREFDES145#のウェブページにある「設計リソース（Design Resources）」タブからダウンロードできます。TEConcept CTソフトウェアを図4に示します。すべての操作をステップバイステップで示したクイック・スタート・ガイドも、「設計リソース（Design Resource）」タブからダウンロードできます。

TEConcept IO-Linkマスタ・スタックはMAXREFDES145#のハードウェア内に予めプログラムされた状態で提供され、TEConcept CTソフトウェアによって永久ライセンスが表示されます。

TEConcept GMbH連絡先情報
BTEConcept GmbH
Wentzingerstr.21
D-79106 Freiburg
Tel. +49 761 21443640
Fax +49 761 21443631
Email: info@teconcept.de
www.teconcept.de/Contact.php

IO-Link適合性レポート

MAXREFDES145#は、IO-Linkバージョン1.1マスタに完全に準拠していることが下記のレポートによって確認されています。テストにはゴールデン・デバイスGD000010を使用しています。詳細については、「設計リソース（Design Resource）」タブ

参考資料

¹IO-Link System Description 2013 by IO-Link Company Community（IO-Link企業コミュニティによるIO-Link解説2013）、3ページ、序文https://io-link.com/share/Downloads/At-a-glance/IO-Link_Systembeschreibung_engl_2016.pdf

IO-LinkはProfibus User Organization（PNO）の登録商標です。
ARMとCortexはARM Limitedの登録商標です。ARMはARM Limitedの登録サービスマークです。
WindowsはMicrosoft Corpの登録商標および登録サービスマークです。

必要な装置：

アナログ・デバイセズが提供：

• MAXREFDES145#（製品本体）
• MAXREFDES145# 8ポートIO-Linkマスタ
• TEConcept IO-Link制御ツール（CT）ソフトウェア（注1）
• 24V/3A AC/DCアダプタ
• IO-Linkケーブル × 2本
• USB 2.0タイプBケーブル

ユーザが用意：

• Windows 7、Windows 8、またはWindows 10 PC（USBポート付きのもの）
• IO-LinkセンサーまたはIO-Linkアクチュエータ（注2）

注1：ファイルは設計リソース（Design Resources）タブからダウンロードしてください

注2：マキシム・インテグレーテッドは、すぐにIO-Linkマスタと使用できるように複数のIO-Linkセンサーのリファレンス設計を提供しています。MAXREFDES23#、MAXREFDES27#、MAXREFDES36#、およびMAXREFDES42#を参照してください。

MAXREFDES145#クイック・スタート・ガイドをダウンロードしてよく読み、注意しながら各ステップの内容に従ってください。