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KaracriBoard入門キットの解説〜基礎編〜
KaracriBoard入門キットの解説〜基礎編〜

KaracriBoard-TK0040A LAN&RS232C接続型: アナログ&デジタル I/Oボード KaracriBoard-TK0040A
   ・汎用の計測制御ボード
   ・多目的な機能満載
   ・10Bitアナログ入力(x4),アナログ出力(x2),R/C用PWM出力(x2)
   ・フォトカプラ入力(x6),トランジスタ(機械式リレーオプション)出力(x4)
 
    取扱説明書v1.1(84頁) (A4両面印刷用)  pdf
    コマンドリファレンス(136頁) (A4両面印刷用)

KaracriBoard入門キットの内容
kit1 kit2
kit3
  • CdS(光センサ)(防滴タイプ)
  • x2
  • パスコン(ノイズ用)(25V1.5uF)
  • x4
  • マイクロSW(V-156-1A5)
  • x2
  • 12Vブザー
  • x1
  • 10Kオーム半固定(メータ&CdS調整用)
  • x2
  • LED(5mm赤)
  • x2
  • LED(5mm緑)
  • x2
  • 抵抗セット(470,1K,4.7K,10K適当)
  • x1
  • AD592+10kΩ0.5%
  • x2組
  • 素子接続用わに口クリップ付き
     (片側のみ)コード(赤黒組)
  • x3組
  • 素子接続用わに口クリップ付き
     (両側)コード(赤黒組)
  • x2組

    以上のようなディジタルアナログI/O装置とキットの使用方法について説明していきます.
    まず,KaracriBoardの取扱説明書をダウンロードしてよく読んでください.
    詳しくはKARACRIX WORLD(KaracriBoard-TK0040A)を参照して下さい.

    Step 1.WebブラウザによるKaracriBoardのシステム設定

    工場出荷の状態であれば以下のURLからアクセスできます.
    URL http://192.168.0.200/
    KaracriBoardとパソコンを接続した後に,WebブラウザでこのURLにアクセスして,KaracriBoardのシステムの設定を行うことができます.
    詳しくは取扱説明書(V1.1)の44頁を参照して下さい.
    1. KaracriBoardとパソコンを下図のようにLANケーブルで接続してください.ハブを介してLANケーブルで接続する場合(図1-1),LANケーブルのみ(クロスケーブル)で接続する場合(図1-2).
    2. パソコンのネットワークの設定でローカルエリア接続(有線)のIPアドレスを以下のような固定IPアドレスに設定してください.
      IPアドレス192.168.0.201
      ネットマスク255.255.255.0
      ゲートウェイ0.0.0.0
    3. ブラウザのプロキシを外して(自動),http://192.168.0.200/にアクセスして下さい.
    4. ログイン画面が表示されてから,[username]と[password]を入力して[Login]ボタンを押すと,ログインできます.
      ユーザ名称とパスワードは以下の通りです.
      一般ユーザ名称1 (半角英数字)
      一般ユーザパスワード1 (半角英数字)
      管理者名称2 (半角英数字)
      管理者パスワード2 (半角英数字)
    5. ネットワーク等の設定を行う場合,管理者でログインして下さい.
    6. [Network]の設定で,IPアドレス等を変更したあとログアウトして下さい.
    7. 設定が終わったら,一度本体(KaracriBoard)の電源を切り,それから再び電源を投入して下さい.もしくはリセットボタン(本体の電源端子とRS-232C端子の間)を押してください.そうすると,更新が有効になります.
    8. それからKaracriBoardをネットワークにつないで下さい.これでKaracriBoardをネットワークに接続できました.この状態で,WebブラウザでURLを設定したIPアドレスを指定することで,KaracriBoardにアクセスすることができます.
    connection1
    図1-1.KaracriBoardとPCの接続(1)
    connection2
    図1-2.KaracriBoardとPCの接続(2)

    Step 2.簡易端子台の信号アサインについて

    図3にKB-CN-37A簡易端子台(40P)をTK0040A(本体)のDsub37Pに装着した時の端子台の信号アサイン(入出力ピンの配置)を示します.
    ※)Dsub37Pの1,20,37ピンが端子台の余りピンの部分図2-1のように(太字斜体)拡張配線されています.Step3以降にでてくる入出力ピン(端子)の接続にKB-CN-37A簡易端子台を使用する際はこのアサインにしたがって接続してください.
    assignment
    図2-1.簡易端子台の信号アサイン

    Step 3.LED点滅(1)(LANコマンド->dout)

    ここではLEDを使用してKaracriBoardのトランジスタ出力(TR)の機能について説明します.KaracriBoardのトランジスタ出力端子は4つ(TR-1,TR-2,TR-3,TR-4)あります.この出力は1(トランジスタON)0(トランジスタOFF)の2つで指定します.これをLEDの点滅によって確認することができます.
    今回,LANコマンドの"dout"を使用します.詳しくは,コマンドリファレンスの114頁を参照してください.
    1. 図3-1または図3-2のように入出力ピン(端子)に,LEDと抵抗をつないでください.
    2. 取り扱い説明書の77頁に載っているプログラムを作成し,実行してください.
    3. "Command>"と表示されるので,その後ろに"1111 dout 1000"などと入力してEnterを押してください.
      (コマンドdoutの後の数字はDO1-4CHへの設定値で,4桁必要です.現状維持の場合は"-"を入力してください.例:"1111 dout 10--" CH1->ON,CH2->OFF,その他->変更無し)
    4. すると,"RESPONSE=[1111 DOUT]"というように返答が戻ってきます.このときLEDは点灯しています.
    LED(1)
    図3-1.LEDの接続(1)
    LED(2)
    図3-2.LEDの接続(2)
    ※)図の丸囲みの数字->入出力ピン(端子)の番号

    Step 4.LED点滅(2)(LANコマンド->aout)

    ここではLEDを使用してKaracriBoardのアナログ出力(AO)の機能について説明します.KaracriBoardのアナログ出力端子は2つ(AO-1,AO-2)あります.この出力は0〜5[V]までを256段階(0〜255)で指定します.これをLEDの点滅(値によって明るさ変化)によって確認することができます.
    LEDは流れる電流の大きさによって明るさが変化します.今回の回路の場合,加える電圧値を変化させることで,流れる電流値を制御しています.しかし,ある一定以上の電圧を加えないとダイオードは光りません.
    今回,LANコマンドの"aout"を使用します.詳しくは,コマンドリファレンスの116頁を参照してください.
    1. 図4-1のように入出力ピン(端子)に,LEDと抵抗をつないでください.
    2. 取り扱い説明書の77頁に載っているプログラムを作成し,実行してください.
    3. "Command>"と表示されるので,その後ろに"1111 aout 255 0"などと入力してEnterを押してください.(コマンドaoutの後の数字は0から255までの整数で,現状維持の場合は"-1"を入力してください)
    4. すると,"RESPONSE=[1111 AOUT]"というように返答が戻ってきます.このときLEDは点灯しています.
    ※)AO-1端子に加える電圧値を変えてLEDの輝度を調節しています.
    LED(3)
    図4-1.LEDの接続(3)
    ※)図の丸囲みの数字->入出力ピン(端子)の番号

    Step 5.ブザー出力(LANコマンド->dout)

    ここではブザーを使用してKaracriBoardのトランジスタ出力(TR)の機能について説明します.KaracriBoardのトランジスタ出力端子は4つ(TR-1,TR-2,TR-3,TR-4)あります.この出力は1(トランジスタON)0(トランジスタOFF)の2つで指定します.これをブザーの音によって確認することができます.
    今回,LANコマンドの"dout"を使用します.詳しくは,コマンドリファレンスの114頁を参照してください.
    1. 図5-1のように入出力ピン(端子)にブザーをつないでください.
    2. 取り扱い説明書の77頁に載っているプログラムを作成し,実行してください.
    3. "Command>"と表示されるので,その後ろに"1111 dout 1000"などと入力してEnterを押してください. (コマンドdoutの後の数字はDO1-4CHへの設定値で,4桁必要です.現状維持の場合は"-"を入力してください.例:"1111 dout 10--" CH1->ON,CH2->OFF,その他->変更無し)
    4. すると,"RESPONSE=[1111 DOUT]"というように返答が戻ってきます.このときブザーが鳴り始めます.
    ※)ブザーは結構大きな音が出ます.ブザーには約9[mA]流れます.
    buzzer
    図5-1.ブザーの接続
    ※)図の丸囲みの数字->入出力ピン(端子)の番号

    Step 6.アナログセンサ使用時のノイズ防止用電源パスコン

    アナログセンサを使用する場合,図6-1のように電源にノイズ防止用のパスコンをつないで下さい.
    passcon
    図6-1.パスコンの接続
    ※)図の丸囲みの数字->入出力ピン(端子)の番号

    Step 7.光センサ入力(LANコマンド->ain)

    ここでは光センサを使用してKaracriBoardのアナログ入力(AI)の機能について説明します.KaracriBoardのアナログ入力端子は4つ(AI-1,AI-2,AI-3,AI-4)あります.この入力は0〜5[V]までを1024段階(0〜1023)で表したものです.
    光センサ(CdS)は明るければその抵抗値が小さくなり,暗ければその抵抗値は大きくなります.今回の回路の場合,半固定抵抗の両端の電圧値を測定しており,その値が大きいほど明るいということです.
    今回,LANコマンドの"ain"を使用します.詳しくは,コマンドリファレンスの115頁を参照してください.
    1. 図7-1のように入出力ピン(端子)に,半固定抵抗と光センサをつないで下さい.
    2. 取り扱い説明書の77頁に載っているプログラムを作成し,実行してください.
    3. "Command>"と表示されるので,その後ろに"1111 ain"などと入力してEnterを押してください.
    4. すると,"RESPONSE=[1111 AIN]"というように返答が戻ってきます.このときAI 1CHの値がAI-1端子に入力された電圧に対応する値です.
      (AINの後の数字はAI 1-4CHの状態の値(スペース区切り4値->0〜1023)とAO 1-2CHの状態の値(スペース区切り2値->0〜255)です.例:"1111 AIN 1 0 0 1023 2 255" AI:CH1→1,CH4→1023,その他→0,AO:CH1→2,CH2→255)
    ※)電圧値への換算はV=5.0*(AIの値)/1023で行えます.この電圧値が大きいほど光量が大きくなっています.光センサに白い紙をかぶせ光量を調整するのも良い(直射日光も避けられる).
    CdS
    図7-1.光センサの接続
    ※)図の丸囲みの数字->入出力ピン(端子)の番号

    Step 8.温度センサ入力(LANコマンド->ain)

    ここでは温度センサを使用してKaracriBoardのアナログ入力(AI)の機能について説明します.KaracriBoardのアナログ入力端子は4つ(AI-1,AI-2,AI-3,AI-4)あります.この入力は0〜5[V]までを1024段階(0〜1023)で表されたものです.
    温度センサは温度が高ければは流れる電流が大きくなります.その大きさは温度に応じたものです(1[μA/K]).今回の回路の場合,精度の高い抵抗の両端の電圧値を測定することで流れる電流値(計算式で算出)を測定することができます.電流値が分かれば温度も計算で分かります.
    今回,LANコマンドの"ain"を使用します.詳しくは,コマンドリファレンスの115頁を参照してください.
    1. 図8-1のように入出力ピン(端子)に,抵抗と温度センサをつないで下さい.
    2. 取り扱い説明書の77頁に載っているプログラムを作成し,実行してください.
    3. "Command>"と表示されるので,その後ろに"1111 ain"などと入力してEnterを押してください.
    4. すると,"RESPONSE=[1111 AIN]"というように返答が戻ってきます.このときAI 1CHの値がAI-1端子に入力された電圧に対応する値です.
      (AINの後の数字はAI 1-4CHの状態の値(スペース区切り4値->0〜1023)とAO 1-2CHの状態の値(スペース区切り2値->0〜255)です.例:"1111 AIN 1 0 0 1023 2 255" AI:CH1→1,CH4→1023,その他→0,AO:CH1→2,CH2→255)
    ※)1[℃]あたり1[μA]流れる.10[kΩ]には20[℃]で約2.73[V]発生.
    ※)電圧値への換算はV=5.0*(AIの値)/1023で行えます.この電圧値が大きいほど温度が大きくなっています.
    この電圧値を温度(セルシウス温度)に変換するには次のような変換式で行うことができる.
    温度 Temp[℃]=電圧値 V[V]/(抵抗値 R[Ω]*10-6[A/K])-273[K]
    sensor
    図8-1.温度センサの接続
    ※)図の丸囲みの数字->入出力ピン(端子)の番号

    Step 9.マイクロSWの接続(LANコマンド->din)

    ここではマイクロSWを使用してKaracriBoardの接点(デジタル)入力(DI)の機能について説明します.KaracriBoardの接点入力端子は6つ(DI-1,DI-2,DI-3,DI-4,DI-5,DI-6)あります.この入力は1(接点ON)0(接点OFF)の2つで表されたものです.
    マイクロSWは物体の有無や位置を検出し,接点を開閉するスイッチです.今回の回路の場合,物体が接触すると接点入力端子に電圧が入力され,物体の接触を検出できます.
    今回,LANコマンドの"din"を使用します.詳しくは,コマンドリファレンスの111頁を参照してください.
    1. 図9-1のように入出力ピン(端子)と,マイクロSWと抵抗をつないでください.
    2. 取り扱い説明書の77頁に載っているプログラムを作成し,実行してください.
    3. "Command>"と表示されるので,その後ろに"1111 din"などと入力してEnterを押してください.
    4. すると,"RESPONSE=[1111 DIN 000000 0000]"などというように返答が戻ってきます.このとき,"DIN"の後ろの数字の1桁目が"1"ならスイッチがON状態になっており,マイクロSWに何かが接触していることを意味する. また,"0"ならスイッチはOFF状態になっており,何も接触していない.
      (DINの後の数字はDI 1-6CHの状態の値(6値->0:接点OFF,1:接点ON)とDO 1-4CHの状態の値(4値->0:トランジスタ&リレーOFF,1:トランジスタ&リレーON)です.例:"1111 DIN 110000 0110" DI :CH1→1,CH2→1,その他→0,DO :CH2→1,CH3→1,その他→0)
    micro_sw
    図9-1.マイクロSWの接続
    ※)図の丸囲みの数字->入出力ピン(端子)の番号

    2008/01/20