====== DI/DO を利用する ======

DI/DO コネクタが実装された下記機種では、DI/DO それぞれ 8ch/8ch が利用できます。

  * [[http://www.centurysys.co.jp/products/linuxserver/mae320d16.html|MA-E320/D-16]]
  * [[http://www.centurysys.co.jp/products/linuxserver/mae350fd16.html|MA-E350/FD-16]]

{{:mae3xx_ope:use_di_do:mae3xx_dido_00.jpg|DI/DOコネクタ}}

DI/DO の利用方法を紹介します。

\\

====== ハードウェア仕様 ======

===== 電気的仕様 =====

==== DI (入力) ====

|< 30em 8em 15em >|
^  項目  ^  内容  |
|接点入力|電圧接点入力|
|ポート数|8ch (DIN A0〜A3, B0〜B3)|
|コモン|4ch/コモン|
|入力電圧|DC12〜24V±10% (DC10.8V〜26.4V)|
|入力閾値|ON : DC10V以上, OFF: DC3V以下|
|入力電流|約2.5mA〜5mA|
|入力インピーダンス|約6kΩ|
|絶縁方式|フォトカプラ絶縁|
|絶縁耐圧|DC500V1分間, 外部端子〜内部回路間|

\\

==== DO (出力) ====

|< 30em 8em 15em >|
^  項目  ^  内容  |
|接点出力|オープンコレクタ出力|
|ポート数|8ch (DOUT A0〜A3, B0〜B3)|
|コモン|4ch/コモン|
|負荷電圧|DC26.4V(最大)|
|負荷電流|DC50mA(最大)|
|ON電圧|DC1V以下|
|OFF時漏洩電流|0.1mA以下|
|保護機能|過電流保護|
|絶縁方式|フォトカプラ絶縁|
|絶縁耐圧|DC500V1分間, 外部端子〜内部回路間|

\\

===== ピンアサイン =====

{{:mae3xx_ope:use_di_do:mae3xx_dido_01.jpg?640|}}

^  △列No.  ^  DO Group  ^  ピン名称  ^  機能  ^ ^  ◯列No.  ^  DI Group ^  ピン名称  ^  機能  ^
|  1|  A  |NC|未使用| |  21|  A  |DIN A COM|コモン A|
|  2|:::|DOUT A0|DO_0| |  22|:::|DIN A0|port 0|
|  3|:::|DOUT A1|DO_1| |  23|:::|DIN A1|port 1|
|  4|:::|DOUT A2|DO_2| |  24|:::|DIN A2|port 2|
|  5|:::|DOUT A3|DO_3| |  25|:::|DIN A3|port 3|
|  6|:::|DOUT A COM|コモン A| |  26|  B  |DIN B COM|コモン B|
|  7|:::|NC|未使用| |  27|:::|DIN B0|port 4|
|  8|:::|NC|未使用| |  28|:::|DIN B1|port 5|
|  9|:::|NC|未使用| |  29|:::|DIN B2|port 6|
|  10|:::|NC|未使用| |  30|:::|DIN B3|port 7|
|  11|  B  |NC|未使用| |  31|  -  |NC|未使用|
|  12|:::|DOUT B0|DO_4| |  32|:::|NC|未使用|
|  13|:::|DOUT B1|DO_5| |  33|:::|NC|未使用|
|  14|:::|DOUT B2|DO_6| |  34|:::|NC|未使用|
|  15|:::|DOUT B3|DO_7| |  35|:::|NC|未使用|
|  16|:::|DOUT B COM|コモン B| |  36|:::|NC|未使用|
|  17|:::|NC|未使用| |  37|:::|NC|未使用|
|  18|:::|NC|未使用| |  38|:::|NC|未使用|
|  19|:::|NC|未使用| |  39|:::|NC|未使用|
|  20|:::|NC|未使用| |  40|:::|NC|未使用|

\\

===== 等価回路 =====

==== DI (入力) ====

DI部は、フォトカプラと電流制限抵抗により構成されています。\\
A,Bグループともに共通コモンとなっています。

{{:mae3xx_ope:use_di_do:equivalent_circuit_di.png|}}

\\

==== DO (出力) ====

DO部は、フォトカプラと過電流保護素子により構成されています。\\
A,Bグループともに共通コモンとなっています。


{{:mae3xx_ope:use_di_do:equivalent_circuit_do.png?500|}}

\\

===== 端子台への変換 =====

{{:mae3xx_ope:ai_with_iio_subsystem:p1000613.jpg?400|端子台変換器 PCV5-1H202(東洋技研製)}}

{{:mae3xx_ope:ai_with_iio_subsystem:pcv5-1h202_pinassign.png?800|端子台変換器 PCV5-1H202(東洋技研製)}}

端子台変換器 [[http://www.togi.co.jp/products/details.php?main=interface&c=73|PCV5-1H202(東洋技研製)]] を接続することにより、DIO 及び AIN ポートをスプリング圧結線方式の端子へ\\
変換することができます。端子台変換器はオプションの DIO ケーブル、もしくは AI ケーブルにより一括接続が可能です。

購入先: [[http://jp.misumi-ec.com/vona2/detail/110500006010/|ミスミ]], [[http://www.amazon.co.jp/%E6%9D%B1%E6%B4%8B%E6%8A%80%E7%A0%94-TOGI-PCV5-1H202-%E3%82%B9%E3%83%97%E3%83%AA%E3%83%B3%E3%82%B0%E3%83%AD%E3%83%83%E3%82%AF%E5%BC%8F%E3%82%B3%E3%83%8D%E3%82%AF%E3%82%BF%E3%82%BF%E3%83%BC%E3%83%9F%E3%83%8A%E3%83%AB-HIF3BA-20PA-2-54DSA%E7%94%A8/dp/B00P60F89W|Amazon.co.jp]]

\\
====== ソフトウェア ======

===== DI (入力) =====

sysfs I/F でアクセスします。\\
参考: [[https://www.kernel.org/doc/Documentation/gpio/sysfs.txt|GPIO Sysfs Interface for Userspace]]

/sys/devices/ocp.3/50000000.gpmc/11000040.gpio/gpio/ 以下の gpiochip でアクセスします。\\
ボード構成により、gpiochip の番号がずれますので、あらかじめ全 DI ポートを export してあります。

DIポート一覧
<code>
root@plum:~# ls -l /tmp/DI/
total 0
lrwxrwxrwx 1 root root 23 Jun 19 11:40 0 -> /sys/class/gpio/gpio456
lrwxrwxrwx 1 root root 23 Jun 19 11:40 1 -> /sys/class/gpio/gpio457
lrwxrwxrwx 1 root root 23 Jun 19 11:40 2 -> /sys/class/gpio/gpio458
lrwxrwxrwx 1 root root 23 Jun 19 11:40 3 -> /sys/class/gpio/gpio459
lrwxrwxrwx 1 root root 23 Jun 19 11:40 4 -> /sys/class/gpio/gpio460
lrwxrwxrwx 1 root root 23 Jun 19 11:40 5 -> /sys/class/gpio/gpio461
lrwxrwxrwx 1 root root 23 Jun 19 11:40 6 -> /sys/class/gpio/gpio462
lrwxrwxrwx 1 root root 23 Jun 19 11:40 7 -> /sys/class/gpio/gpio463
</code>

v2.2.0 より、GPIO に DeviceTree から命名する機能を入れましたので、このように見えるようになります。

<code>
user1@plum:~$ ls -l /sys/class/gpio/DI_0*
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Aug 31 10:25 /sys/class/gpio/DI_00 -> ../../devices/platform/ocp/50000000.gpmc/11000040.gpio/gpiochip13/gpio/DI_00
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Aug 31 10:25 /sys/class/gpio/DI_01 -> ../../devices/platform/ocp/50000000.gpmc/11000040.gpio/gpiochip13/gpio/DI_01
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Aug 31 10:25 /sys/class/gpio/DI_02 -> ../../devices/platform/ocp/50000000.gpmc/11000040.gpio/gpiochip13/gpio/DI_02
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Aug 31 10:25 /sys/class/gpio/DI_03 -> ../../devices/platform/ocp/50000000.gpmc/11000040.gpio/gpiochip13/gpio/DI_03
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Aug 31 10:25 /sys/class/gpio/DI_04 -> ../../devices/platform/ocp/50000000.gpmc/11000040.gpio/gpiochip13/gpio/DI_04
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Aug 31 10:25 /sys/class/gpio/DI_05 -> ../../devices/platform/ocp/50000000.gpmc/11000040.gpio/gpiochip13/gpio/DI_05
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Aug 31 10:25 /sys/class/gpio/DI_06 -> ../../devices/platform/ocp/50000000.gpmc/11000040.gpio/gpiochip13/gpio/DI_06
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Aug 31 10:25 /sys/class/gpio/DI_07 -> ../../devices/platform/ocp/50000000.gpmc/11000040.gpio/gpiochip13/gpio/DI_07
</code>

\\

DIポート以下のノード
<code>
root@plum:~# ls -l /tmp/DI/0/
total 0
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Jun 19 11:47 active_low
lrwxrwxrwx 1 root root    0 Jun 19 11:47 device -> ../../../11000040.gpio
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Jun 19 11:47 direction
drwxr-xr-x 2 root root    0 Jun 19 11:47 power
lrwxrwxrwx 1 root root    0 Jun 19 11:47 subsystem -> ../../../../../../class/gpio
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Jun 19 11:40 uevent
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Jun 19 11:47 value
</code>

value ノードを読むことで、DIの値を読むことができます。

<code>
root@plum:~# cat /tmp/DI/1/value 
0
</code>

\\

==== 割込サポート ====

v2.6.1α1 より、DI 回路の割込およびフィルタ機能をサポートしました。(([[https://www.centurysys.co.jp/products/linuxserver/mae350lad.html|MA-E350/LAD-20]] の 8bit ハードウェアカウンタ機能が実装された 前半 4channel 部の設定は [[mae3xx_ope:di_hardware_counter:start]] を参考。
))\\
これにより、下記機能が利用できるようになります。

  * チャタリング除去フィルタ (1ms / 5ms / 20ms / なし)
  * カウンタ
  * 変化待ち (poll() による)

\\

sysfs のエントリが下記のとおり拡張されます。

<code>
root@plum:/sys/class/gpio/DI_00# ls -l /sys/class/gpio/DI_00/
total 0
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Jun 26 15:10 active_low
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Jun 29 09:42 counter
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Jun 26 15:11 debounce
lrwxrwxrwx 1 root root    0 Jun 26 15:10 device -> ../../../11000040.gpio
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Jun 26 15:10 direction
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Jun 29 09:20 edge
drwxr-xr-x 2 root root    0 Jun 26 15:10 power
lrwxrwxrwx 1 root root    0 Jun 26 15:10 subsystem -> ../../../../../../class/gpio
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Jun 26 15:10 uevent
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Jun 26 15:10 value
root@plum:/sys/class/gpio/DI_00#
</code>

\\

追加されたエントリは下表のとおりです。

^  entry  ^  function  ^  note  |
|  counter  |  カウンタ値 R/W  |  任意の値((32bit unsigned long)) にセット可能  |
|  debounce  |  フィルタ設定 R/W  |  0 / 1 / 5 / 20  |
|  edge  |  割込極性 R/W  |  none / rising / falling / both  |

\\

=== counter ===

カウンタ値の読み出しおよび設定(クリア)を行います。

== 読み出し ==

<code>
root@plum:~# cat /sys/class/gpio/DI_00/counter 
2841
root@plum:~#
</code>

\\

== 設定(クリア) ==

<code>
root@plum:~# echo 0 > /sys/class/gpio/DI_00/counter
root@plum:~# cat /sys/class/gpio/DI_00/counter 
0
root@plum:~#
</code>

\\

== カウンタ利用上の注意 ==

  * 後述する "edge" 設定が、"rising" / "falling" / "both" の時に機能します。
  * 内部では **32bit unsigned long** で値を保持しています。

\\

=== debounce (チャタリング除去フィルタ設定) ===

チャタリング除去フィルタの設定値を読み書きします。

<code>
root@plum:~# cat /sys/class/gpio/DI_00/debounce 
0 ms
root@plum:~# echo 5 > /sys/class/gpio/DI_00/debounce
root@plum:~# cat /sys/class/gpio/DI_00/debounce 
5 ms
root@plum:~#
</code>

\\

== 設定方法 ==

  * 0 / 1 / 5 / 20 を書き込むことで設定します。
  * 他の値を書き込んだ場合、書き込んだ値より小さい値に設定されます。

<code>
root@plum:~# echo 11 > /sys/class/gpio/DI_00/debounce
root@plum:~# cat /sys/class/gpio/DI_00/debounce 
5 ms
root@plum:~# echo 100 > /sys/class/gpio/DI_00/debounce
root@plum:~# cat /sys/class/gpio/DI_00/debounce 
20 ms
root@plum:~#
</code>

\\

=== edge (割込極性設定) ===

割込極性を設定します。\\
rising (立ち上がりトリガ) / falling (立ち下がりトリガ) / both (両エッジトリガ) / none (割込を使用しない) のいずれかを書き込みます。

<code>
root@plum:~# cat /sys/class/gpio/DI_00/edge 
none
root@plum:~# echo rising > /sys/class/gpio/DI_00/edge 
root@plum:~# cat /sys/class/gpio/DI_00/edge 
rising
root@plum:~#
</code>

\\

==== サンプルコード ====

割込を利用したプログラムのサンプルです。

  * [[mae3xx_devel:gpio_with_poll:start]]

\\

===== DO (出力) =====

LEDクラスドライバにマッピングしてあります。

<code>
root@plum:~# ls -l /sys/class/leds/DO_*
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jun 19 11:41 /sys/class/leds/DO_0 -> ../../devices/leds_do.7/leds/DO_0
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jun 19 11:41 /sys/class/leds/DO_1 -> ../../devices/leds_do.7/leds/DO_1
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jun 19 11:41 /sys/class/leds/DO_2 -> ../../devices/leds_do.7/leds/DO_2
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jun 19 11:41 /sys/class/leds/DO_3 -> ../../devices/leds_do.7/leds/DO_3
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jun 19 11:41 /sys/class/leds/DO_4 -> ../../devices/leds_do.7/leds/DO_4
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jun 19 11:41 /sys/class/leds/DO_5 -> ../../devices/leds_do.7/leds/DO_5
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jun 19 11:41 /sys/class/leds/DO_6 -> ../../devices/leds_do.7/leds/DO_6
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Jun 19 11:41 /sys/class/leds/DO_7 -> ../../devices/leds_do.7/leds/DO_7
</code>

各 DO の下の構成はこのようになっています。
<code>
root@plum:~# ls -l /sys/class/leds/DO_1/
total 0
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Jun 19 11:50 brightness
lrwxrwxrwx 1 root root    0 Jun 19 11:50 device -> ../../../leds_do.7
-r--r--r-- 1 root root 4096 Jun 19 11:50 max_brightness
drwxr-xr-x 2 root root    0 Jun 19 11:50 power
lrwxrwxrwx 1 root root    0 Jun 19 11:50 subsystem -> ../../../../class/leds
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Jun 19 11:50 trigger
-rw-r--r-- 1 root root 4096 Jun 19 11:40 uevent
</code>

sysfs LED クラスドライバと同様に使用することができます。