Obsah

Kapitola 1
Ovladač RPiDrv a systém REXYGEN

1.1 Úvod

V této příručce je popsáno používání ovladače RPiDrv pro zpřístupnění GPIO pinů minipočítače Raspberry Pi (Raspberry Pi je registrovaná obchodní známka Raspberry Pi Foundation.) [1] v řídicím systému REXYGEN. Jsou podpořeny vstupní i výstupní režimy pinů. Ovladač také podporuje rozšiřující desky UniPi v1.1 [2] a PiFace Digital 1/2 [3] stejně jako Pigeon PLC;[4], založené na výpočetním modulu Raspberry Pi. Ovladač byl vyvinut firmou REX Controls.

1.2 Požadavky na systém

Ovladač RPiDrv lze provozovat na všech modelech Raspberry Pi, které mají síťový adaptér (LAN / WAN).

Aby bylo možno ovladač využívat, musí být na vývojovém (konfiguračním) počítači a na cílovém zařízení (počítači) nainstalováno následující programové vybavení:

1.3 Instalace ovladače na vývojovém počítači

Ovladač RPiDrv se instaluje jako balíček řídicího systému REXYGEN. Je obsažen v instalátoru vývojových nástrojů systému REXYGEN, pro jeho nainstalování je pouze nutné ho v instalačním programu systému REXYGEN zaškrtnout. Po typické instalaci se řídicí systém REXYGEN nainstaluje do cílového adresáře
C:\Program Files\REX Controls\REX <verze>.

Po úspěšné instalaci se do cílového adresáře zkopírují soubory:

Bin\RPiDrv_H.dll – Konfigurační část ovladače RPiDrv.

Doc\PDF\CZECH\RPiDrv_CZ.pdf – Tato uživatelská příručka.

1.4 Instalace ovladače na cílovém počítači (Raspberry Pi)

Pokud ještě nemáte nainstalovaný runtime modul RexCore řídicího systému REXYGEN, nainstalujte jej nejdříve podle příručky Začínáme se systémem REXYGEN [5]. Instalace obsahuje všechny nezbytné ovladače včetně RPiDrv.

Pokud chcete nainstalovat RPiDrv samostatně, můžete tak učinit z příkazové řádky Raspberry Pi pomocí příkazu

sudo apt-get install rex-rpidrvt

Kapitola 2
Zařazení ovladače do projektu

Zařazení ovladače do projektu spočívá v přidání ovladače do hlavního souboru projektu a v připojení vstupů a výstupů ovladače v řídicích algoritmech.

2.1 Přidání ovladače RPiDrv do projektu

Přidání ovladače RPiDrv do hlavního souboru projektu je znázorněno na obr. 2.1.

Pro zařazení ovladače do projektu slouží blok typu IODRV připojený k výstupu Drivers hlavního bloku EXEC. Čtyři nejdůležitější parametry bloku IODRV jsou:

• module – název modulu připojeného k ovladači, v tomto případě RPiDrv – POZOR! Jméno rozlišuje velká a malá písmena!
• classname – třída ovladače – POZOR! Jméno rozlišuje velká a malá písmena!
  • RPiDrv – Raspberry Pi GPIO, rozšiřující deska PiFace Digital (Zastaralé zařízení, není poskytována podpora. Doporučujeme místo toho využít Monarco HAT.)
  • UnpDrv – rozšiřující deska UniPi
  • PgnDrv – Pigeon PLC¹
  • PioDrv – Platforma Intellisys PIO¹
• cfgname – název konfiguračního souboru ovladače (tento ovladač žádný nevyužívá a tedy ponechte prázdné)
• factor – násobek parametru tick bloku EXEC definující periodu vykonávání úloh ovladačem.

Názvem tohoto bloku (viz obr. 2.1) začínají všechny vstupní a výstupní signály poskytované tímto ovladačem. Doporučené pojmenování bloku IODRV podle použité platformy je:

• RPI – Raspberry Pi GPIO, rozšiřující deska PiFace Digital
• UNP – rozšiřující deska UniPi v1.1
• PGN – Pigeon PLC

Právě popsané parametry bloku IODRV se konfigurují v programu REXYGEN Studio v dialogovém okně, které je rovněž ukázáno na obrázku 2.1.

2.2 Připojení vstupů a výstupů do řídicího algoritmu

Vstupy a výstupy z ovladačů se připojují do souborů s příponou .mdl jednotlivých úloh. V hlavním souboru projektu jsou soubory úloh uvedeny pouze odkazem v blocích typu QTASK nebo TASK připojovaných na výstupy QTask, Level0,…, Level3 exekutivy.

2.2.1 GPIO piny Raspberry Pi

Nutná konfigurace bloku IODRV pro Raspberry Pi GPIO:

• Block name – RPI
• module – RPiDrv
• classname – RPiDrv

Přístup ke vstupům a výstupům ovladače RPiDrv je znázorněn na obr. 2.2.

Jeden blok typu From sloužící pro připojení jednoho vstupu má parametr Goto tag nastaven na RPI__GPIO21U, druhý na RPI__GPIO22U. Číslo v parametru odpovídá číslu použitého GPIO pinu, písmeno U aktivuje pull-up rezistor. Blok typu Goto používaný pro připojení jednoho výstupu má hodnotu parametru Goto tag nastavenou na RPI__GPIO23, další výstup je realizován pomocí parametru RPI__GPIO24. Bloky mají vždy přímo na začátku svého jména prefix RPI následovaný dvěma znaky _ (podtržítko).

Obrázek 2.3: Číslování GPIO pinů na Raspberry Pi.

Obdobně pro další piny bychom použili například parametry:

• Goto, RPI__GPIO22 – digitální výstup 22
• Goto, RPI__GPIO23H – digitální výstup 23, který je okamžitě při inicializaci nastaven na logickou 1 (HIGH, ON)
• Goto, RPI__PWM18 – PWM výstup na pinu 18
• From, RPI__GPIO7U – digitální vstup 7 s interním pull-up rezistorem
• From, RPI__GPIO8D – digitální vstup 8 s interním pull-down rezistorem
• From, RPI__GPIO21 – digitální vstup 21 bez pull up/down rezistoru

Napojení na GPIO pin se tedy skládá ze jména driveru RPI, dvou podtržítek __, režimu pinu (GPIO nebo PWM), čísla pinu a volitelného symbolu – u vstupů pro interní pull-up (U) nebo pull-down (D) rezistor, u výstupů pro nastavení počátečního stavu ($\mathtt{\text{H}}=\mathtt{\text{on}}=\mathtt{\text{1}}$ nebo $\mathtt{\text{L}}=\mathtt{\text{off}}=\mathtt{\text{0}}$). Číslování pinů na Raspberry Pi ukazuje obrázek 2.3.

Všechny vstupní a výstupní parametry ovladače jsou připraveny v ukázkovém projektu 0120-00_IO_Flags.

Navštivte stránku http://elinux.org/RPi_Low-level_peripherals pro více informací o jednotlivých GPIO pinech.

2.2.2 Rozšiřující deska PiFace Digital

Nutná konfigurace bloku IODRV pro PiFace Digital:

• Block name – RPI
• module – RPiDrv
• classname – RPiDrv

V případě použití rozšiřující karty PiFace Digital je potřeba pouze drobně upravit pojmenování vstupních a výstupních vlajek, místo GPIO se ve jménech vstupních signálů objevuje PFI a u výstupů PFO, tak jak je ukázáno na obrázku 2.4. Na rozdíl od GPIO pinů Raspberry Pi má deska PiFace Digital na svých vstupech pouze pull-up rezistory, které mohou být aktivovány pomocí volitelného symbolu U ve jméně signálu. Číslování terminálů na rozšiřující desce PiFace Digital je znázorněno na obr. 2.5.

Všechny vstupní a výstupní parametry rozšiřující desky PiFace Digital jsou připraveny v ukázkovém projektu 0124-00_IO_Flags.

Číslování svorek na přídavné kartě PiFace Digital ukazuje obrázek 2.5.

Obrázek 2.5: Číslování svorek přídavné karty PiFace Digital 2

Ovladač také umožňuje získávat/nastavovat všech 8 vstupů či výstupů PiFace Digital najednou, což je z hlediska rychlosti vykonávání algoritmu výhodnější. V takovém případě se využijí bloky osminásobných vstupů a výstupů INOCT a OUTOCT, jejichž jména musí být RPI__PFI respektive RPI__PFO.

Použití více karet PiFace Digital najednou

V základním nastavení se předpokládá, že adresa karty PiFace Digital je nastavena na 0. Pokud tomu tak není, musí být adresa zanesena do vstupních/výstupních vlajek. Např. RPI__PFO3C2 odkazuje na čtvrtý výstup karty PiFace Digital s adresou 2.

2.2.3 Rozšiřující deska UniPi v1.1

Nutná konfigurace bloku IODRV pro rozšiřující desku UniPi v1.1:

• Block name – UNP
• module – RPiDrv
• classname – UnpDrv

Přístup ke vstupům a výstupům přídavné desky UniPi v1.1 je znázorněn na obr. 2.6. Odkaz na konkrétní I/O pin se skládá z názvu ovladače UNP, dvou podtržítek __ a názvu a čísla signálu. Číslování terminálů na rozšiřující desce UniPi je znázorněno na obr. 2.7.

Všechny vstupní a výstupní parametry rozšiřující desky UniPi jsou připraveny v ukázkovém projektu 0122-00_IO_Flags.

2.2.4 Pigeon PLC

Nutná konfigurace bloku IODRV pro Pigeon PLC:

• Block name – PGN
• module – RPiDrv
• classname – PgnDrv

Přístup ke vstupům a výstupům Pigeon PLC je znázorněn na obr. 2.8. Odkaz na konkrétní I/O pin se skládá z názvu ovladače PGN, dvou podtržítek __ a názvu a čísla signálu. Číslování terminálů na Pigeon PLC je znázorněno na obr. 2.9.

Všechny vstupní a výstupní parametry Pigeon PLC jsou připraveny v ukázkovém projektu 0123-00_IO_Flags.

2.2.5 Rozšiřující deska Intellisys PIO

Nutná konfigurace bloku IODRV pro rozšířující desku Intellisys PIO (Zastaralé zařízení, není poskytována podpora. Doporučujeme místo toho využít Monarco HAT.):

• Block name – PIO
• module – RPiDrv
• classname – PioDrv

Přístup ke vstupům a výstupům rozšiřující desky Intellisys PIO je znázorněn na obr. 2.10. Odkaz na konkrétní I/O pin se skládá z názvu ovladače PIO, dvou podtržítek __ a názvu a čísla signálu. Číslování terminálů na rozšiřující desce Intellisys PIO je znázorněno na obr. 2.11.

Všechny vstupní a výstupní parametry rozšiřující desky Intellisys PIO jsou připraveny v ukázkovém projektu 0125-00_IO_Flags.

Kapitola 3
Co dělat při problémech

Ze všeho nejdříve je vhodné prozkoumat knihovnu příkladů, zejména sekci 0120_Raspberry_Pi, která se týká použití RPiDrv.

V případě, že v diagnostických prostředcích systému REXYGEN jsou neočekávané nebo nesprávné hodnoty vstupů nebo výstupů, je vhodné nejdříve ověřit jejich funkci nezávisle na systému REXYGEN. Dále je nutné překontrolovat konfiguraci. Nejčastější chyby jsou:

Chyba v hardware – špatné zapojení

Chyba v přístupu k GPIO pinu – GPIO pin je používán jiným zařízením (SPI sběrnice, I2C sběrnice, sériová linka) nebo programem

V případě, že daný vstup či výstup funguje pomocí jiných softwarových nástrojů správně a při shodném zapojení v systému REXYGEN nefunguje, prosíme o zaslání informace o problému emailem na adresu podpora@rexcontrols.cz. Pro co nejrychlejší vyřešení problému by informace by měla obsahovat:

• Identifikační údaje Vaší instalace vyexportované pomocí programu REXYGEN Studio (Target $\to$ Licensing $\to$ Export).
• Stručný a výstižný popis problému.
• Co možná nejvíce zjednodušenou konfiguraci řídicího systému REXYGEN, ve které se problém vyskytuje (ve formátu souboru s příponou .mdl).

Literatura

Referenční číslo dokumentace: 15831

2023 © REX Controls s.r.o., www.rexygen.com