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
| 設計内容分類 | RaspberryPi活用 |
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実現したい仕様・課題
内蔵ウォッチドッグタイマはOSレベルのフリーズには有効ですが、電源電圧の一時的な低下でCPUが中途半端な状態でロックした場合、復帰できないことがあります。電源環境が不安定な現場でも、電圧異常を検知して確実に再起動をかける仕組みが求められます。
設計のポイント
Raspberry Piの外部に独立した「電圧監視IC(リセットIC)」を配置する設計を導入します。5Vラインの電圧を常時監視し、しきい値を下回った際にRaspberry PiのRUNピンやGLOBAL_ENピンをLレベルに落としてハードウェアリセットをかけます。電圧が復帰した後も数百msの遅延を持たせてリセットを解除することで、電源が完全に安定してからCPUを再起動させ、起動ループやデータの破損リスクを低減させます。

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


