CONTEC CPIシリーズ用(RaspberyPi用HATサイズ拡張ボード)IOC

​CONTEC製RaspberyPi用HATサイズ拡張ボード用IOCを作成したので、設定方法と使い方を記述する。

HW接続

RaspberryPiに必要な機能のボードを接続する。
この時ボード付属のピンヘッダを使用するが、そのままでは高さが足りないので、必要に応じてスペーサーを使用して高さを合わせる。
また、各ボードにはロータリースイッチがあるので、複数枚スタックする時には番号が重ならないように設定しておく。

今回は、

• ​半導体リレー接点出力 CPI-RRY-16
• ​デジタル入出力 8ch (絶縁 12～24VDC) CPI-DIO-0808L

​ * ​絶縁アナログ入力 CPI-AI-1208LI ​ * ​絶縁アナログ出力 CPI-AO-1602LC

を使用した。

RaspberryPi環境設定

Raspberry Piに今回使用するボードの実行環境を整備する。
今回は加速器セミナー(2023)で作成したディスクイメージを使用したが、​メーカー推奨(?)バージョンで環境を構築してもいい。

今回のIOC作成環境には、RaspberryPi 3B+を使用したが、初代以外のRaspberryPi(HATコネクタの互換性のため)ならば動くと思う(保証はしない！)

実はここが一番の難所。

カーネルヘッダ

デバイスドライバのインストールには、Linuxカーネルヘッダが必要なので、事前にインストールしておく。

# apt install -y raspberrypi-kernel-headers

​加速器セミナー(2023)のディスクイメージを使用する場合、apt updateをしてしまった後なので、普通にパッケージインストールするとカーネル6,xのパッケージがインストールされてしまう。
ドライバのコンパイルには5.xが必要なので、古いライブラリを​ここから直接ダウンロードしてインストールする。
今回使用したのは、テスト環境で使用しているカーネルのバージョンに合わせて​2023/1/6版にした。

# apt remove -y raspberrypi-kernel-headers
# apt install ./raspberrypi-kernel-headers_1.20230106-1_arm64.deb

メーカー製ドライバのダウンロード

​AIO制御用ドライバー​と​DIO制御用ドライバーは​​CONTECのHPからダウンロード可能(要ユーザー登録)

ドライバのインストール

AIOとDIOは別々にインストールする必要があるが、インストール方法はほぼ同じ。
例として、AIOドライバをインストールした時のログを記述するが、DIOはcaio->cdioに読み替えればいい。

ドライバーをRaspberryPiにコピーして展開。

epics@raspberrypi:~ $ mkdir epics
epics@raspberrypi:~ $ cd epics/
epics@raspberrypi:~/epics $ tar ztvf caio530F.tgz
epics@raspberrypi:~ $ cd epics/caio530F/contec/caio

ドライバーのコンパイルは、rootになって実行。

epics@raspberrypi:~/epics/caio530F/contec/caio $ sudo su -

展開したドライバをコンパイルしてインストール。

root@raspberrypi:~# cd /home/epics/epics/caio530F/contec/caio/
root@raspberrypi:/home/epics/epics/caio530F/contec/caio# make
root@raspberrypi:/home/epics/epics/caio530F/contec/caio# make install

他にもi2cを有効化する必要があるらしいので、raspi-configでi2cを有効化。

root@raspberrypi:/root# raspi-config

 3 Interface Options -> 
   I5 I2C ->
     Would you like the ARM I2C interface to be enabled? Yes

設定を変更したら、RaspberryPiを再起動。

ボード認識設定

このままではボードが認識されないので、​FAQのCPIシリーズが認識しませんを参考に、/boot/config.txtにdtparam=i2c_vc=onを追記して再起動。

これで認識されるようになるが、こんな記述はマニュアルにはない！！！

とりあえず認識されているかを確認するために、i2cbusを見てみる。
どうやらi2cbusを2つ使うようで、0と1では違うデバイスが見えている。

root@raspberrypi:/home/epics/epics/caio530F/contec/caio/config# i2cdetect -y 0
     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
00:                         -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
50: 50 51 52 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
70: -- -- -- -- -- -- -- --
root@raspberrypi:/home/epics/epics/caio530F/contec/caio/config# i2cdetect -y 1
     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
00:                         -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
20: -- -- 22 -- -- -- -- -- 28 -- -- -- -- -- -- --
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
70: -- -- -- -- -- -- -- --

0に見えているのが、今回接続したボードのアドレスのようで、試しにロータリースイッチを変更すると番号が変わることが確認できた。

ドライバ設定

このボードをプログラムから使用する際には、ドライバをインストールするだけでなく各ボードに名前を設定する必要がある。
ドライバをコンパイルすると、ディレクトリにconfigディレクトリが作成され、その中のconfigを実行することでボード名を設定する。

root@raspberrypi:/home/epics/epics/caio530F/contec/caio/config# ./config
----------------------------------
CONTEC API-AIO(LNX) Configuration
----------------------------------
Message : Auto detecting devices.
...................................................................................
..
--------------------------------------------------------------------------------
 Devices list
--------------------------------------------------------------------------------
    DeviceName   Product Name       ID              IP/Master IP    Status
[1]:+ AIO000     CPI-AI-1208LI      1
[2]:+ AIO001     CPI-AO-1602LC      0
--------------------------------------------------------------------------------
[#]:Select device       [o]:List sort           [r]:Redetect devices list
[d]:Delete device       [a]:Add device manually [e]:Diagnostic report
[s]:Save settings       [q]:Exit
Please select the device to set up.
Please input >s
********************************************************************************
Save OK?(y/n):y
Message : Setting file is 'contec_aio.conf'.
Message : Start script file is 'contec_aio_start.sh'.
Message : Stop script file is 'contec_aio_stop.sh'.
Confirm(y):y
..
--------------------------------------------------------------------------------
 Devices list
--------------------------------------------------------------------------------
    DeviceName   Product Name       ID              IP/Master IP    Status
[1]:  AIO000     CPI-AI-1208LI      1
[2]:  AIO001     CPI-AO-1602LC      0
--------------------------------------------------------------------------------
[#]:Select device       [o]:List sort           [r]:Redetect devices list
[d]:Delete device       [a]:Add device manually [e]:Diagnostic report
[s]:Save settings       [q]:Exit
Please select the device to set up.
Please input >q
********************************************************************************

DIOの場合、

root@raspberrypi:/home/epics/epics/cdio_820F/contec/cdio/config# ./config
----------------------------------
CONTEC API-DIO(LNX) Configuration
----------------------------------
Message : Auto detecting devices.
........................................................................................................................................................
..
--------------------------------------------------------------------------------
 Devices list
--------------------------------------------------------------------------------
    DeviceName   Product Name       ID              IP/Master IP    Status
[1]:  DIO000     CPI-RRY-16         2
[2]:+ DIO001     CPI-DIO-0808L      3
--------------------------------------------------------------------------------
[#]:Select device       [o]:List sort           [r]:Redetect devices list
[d]:Delete device       [a]:Add device manually [e]:Diagnostic report
[s]:Save settings       [q]:Exit
Please select the device to set up.
Please input >s
********************************************************************************
Save OK?(y/n):y
Message : Setting file is 'contec_dio.conf'.
Message : Start script file is 'contec_dio_start.sh'.
Message : Stop script file is 'contec_dio_stop.sh'.
Confirm(y):
Confirm(y):y
..
--------------------------------------------------------------------------------
 Devices list
--------------------------------------------------------------------------------
    DeviceName   Product Name       ID              IP/Master IP    Status
[1]:  DIO000     CPI-RRY-16         2
[2]:  DIO001     CPI-DIO-0808L      3
--------------------------------------------------------------------------------
[#]:Select device       [o]:List sort           [r]:Redetect devices list
[d]:Delete device       [a]:Add device manually [e]:Diagnostic report
[s]:Save settings       [q]:Exit
Please select the device to set up.
Please input >q
********************************************************************************

ドライバにアクセスするためには、付属ライブラリ内にあるcontec_aio_start.shとcontec_dio_start.shを実行する必要があるそうなので、マニュアルに従って/etc/rc.localに記述する。

root@raspberrypi:/root# emacs -nw /etc/rc.local
cd /home/epics/epics/caio530F/contec/caio/config/
./contec_aio_start.sh
cd /home/epics/epics/cdio_820F/contec/cdio/config/
./contec_dio_start.sh

ちなみにこのスクリプトを実行するためには、実行に必要なファイルを適当なディレクトリにコピーすることが求められているが、今回は展開先で直接実行するようにしておいた。

IOC

やっとIOC。