RS-485通信におけるデータ送受信切替の自動化
| 設計内容分類 | RaspberryPi活用 |
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実現したい仕様・課題
長距離通信やノイズ耐性が求められるFA現場ではRS-485が多用されますが、Raspberry PiのUARTは標準で全二重方式です。RS-485のような半二重通信では、送信時のみドライバを有効にする「送受切替」の制御が必要であり、OS上の制御遅延によるデータ衝突を防ぐ対策が課題となります。
設計のポイント
ソフトウェア(GPIO)による切り替えではなく、ハードウェアレベルでの自動制御を推奨します。
1.オートディレクション機能付きのRS-485トランシーバICを採用し、送信信号を検知して自動でドライバを有効化する回路を構成します。
2.通信路の末端には120Ωの終端抵抗を適切に配置し、信号反射によるエラーを抑制します。
3.無通信時の不安定な電位を防ぐため、バイアス抵抗によるプルアップ・プルダウン処理を施し、通信の信頼性を高めます。

設計のポイント 一覧
RaspberryPi活用のポイント
- Compute Module 4/5 (CM4/CM5) を用いた製品組込の最適化
- 起動時自己診断(セルフテスト)と状態通知
- デバイスツリー・オーバーレイによるピン機能の固定化
- BLEを活用した配線レス・マルチセンサ集約
- 広範囲入力電圧(DC12V/24V)への対応設計
- CSI-2インターフェースを利用した低遅延画像入力
- LTE/4Gモバイル回線を利用した遠隔監視
- CAN Bus通信による移動体・産業機器との連携
- 外付け電源監視ICによるハードウェア・リセットの自動化
- 産業用DINレールマウント対応の筐体設計
- RS-485通信におけるデータ送受信切替の自動化
- NVMe SSDからのOSブートによる高速化と高信頼化
- 固定IPアドレス設定によるネットワーク安定化
- 起動ロゴ(スプラッシュスクリーン)のカスタマイズ
- サーマルスロットリング防止のための熱設計
- PoE(Power over Ethernet)による配線省力化
- Modbus TCP/RTUを用いた産業機器との連携
- I2C通信における配線長とプルアップ抵抗の最適化
- 外部RTC(リアルタイムクロック)モジュールの追加
- RAMディスク(tmpfs)へのログ出力によるSDカードの長寿命化
- GPIOへのフォトカプラ絶縁回路の採用
- ハードウェア・ウォッチドッグタイマ(WDT)の利用
- 赤外線通信を活用した非接触・遠隔操作インターフェースの実装
- spidevを活用した標準的なSPI通信の実装
- 組み込み機器への簡易GUI採用による操作性の向上と開発効率化
- Raspberry Piを活用した低コストな生産現場向け情報表示板の製作
- SPIバッファサイズの拡張による高速・大容量通信の安定化
- RaspberryPiでシャットダウンフリー化を実現
- Raspberry PiをPLC通信アダプタ(ゲートウェイ)として活用
- RaspberryPi OSの日本語環境構築と最適化


