10. ハードウェア | Tibbo-Pi

① ハードウェア仕様

Raspberry Pi 3 model B+ または Raspberry Pi 4B	CPU	Raspberry Pi 3B+　または　Raspberry Pi 4B　に準拠
	メモリ
	USB
	有線LAN
	その他
	Bluetooth
	無線LAN
ブロック用スロット数		10
コネクタ用スロット数		10
電源定格		DC12V ※Raspberry Pi用5Vは内部で生成
消費電流（Raspberry Pi含む）		0.3A(Typ) ※USBポート、ブロック、コネクタおよび外部への出力は含まず
質量（本体のみ）		364g
寸法		175mm x 105mm x 39mm
動作温度範囲（内部温度）		0～60℃

寸法図

ブロック図

・Raspberry PiにはI2C、SPI、Serialがそれぞれ1チャンネルしか搭載されていないため、切り替え用ICを使用して10スロットのI2C及びSPIに対応しています。

また、シリアル通信(5チャンネル)、デジタルI/O及びアナログ入力（各40チャンネル）は、マイコンを利用することで実現しています。

・I2C：　I2C切替え用ICに設定を行うことにより、10個のスロットから任意の１スロットを選択して通信を行うことが出来ます。

・SPI：　4本のCS信号+イネーブル信号と切替え用ICを使用して、10個のスロットから任意の１スロットを選択して通信を行うことが出来ます。SPIに設定できる最大速度は500KHzです。

・I/O：　SPIでマイコンへ設定を行うことで各スロットのI/Oを読み書きします。

・アナログ入力：　SPIでマイコンへ設定を行うことで各スロットのピンのアナログ値を取得します。

・Serial：　SPIでマイコンへ設定やデータのR/Wを行うことで、各スロットでシリアル通信を行うことが出来ます。シリアル通信はスロット1,3,5,7,9のみ対応しています。＊Tibbitボードに記載してあります。

全シリアル通信は、Rasperry Piとマイコンを接続している1本のSPI通信に変換して処理されるため、シリアル通信速度が速いほど、また、同時通信チャンネル数が多いほど、スループットは低くなります。

下表は、Node-RED（tibbo-piノード ver1.3以降）から外部機器に対して通信を行った場合の実測値です。ただしnodeの配置状態や外部機器の仕様により異なる場合があります。

シリアル通信実効スループット

Raspberry Pi直結インターフェース

Node名	インターフェース概要
tp button	R（RST）およびM（MD）プッシュスイッチです（図7-3参照）。Raspberry PiのGPIOに接続され、Nodeで状態を監視できます。
tp buzzer	圧電ブザーです。トランジスタを介してRaspberry PiのGPIOに接続され、Nodeから制御できます。
tp LED	赤LEDが2つ、緑LEDが2つです（図7-3参照）。Node-REDから制御できるのはLED1,2(緑)、LED3,4(赤)です。Raspberry PiのGPIOに接続されています。

緑のLED5はマインコンステータスLEDです。Raspberry PiとマイコンのSPI通信確認用で、正常時は100ms周期で点滅します。

赤のLED6はマイコンステータスLEDです。GPIOの入力変化もしくはSerialのデータ受信確認用です。

※マイコンステータスLEDはRaspberry Piからは制御できません。

Tibbo-Pi[P3] [P4] スロット部回路図(1)

・スロット3&4、7&8、9&10も同様構成です。

・±15Vは「非絶縁DCDCコンバータ(入力5V,出力±15V15mA)」の#12ブロックを、１〜１０のいずれかのスロットに設置したときのみ有効になり、全スロットに供給されます。

Tibbo-Pi[P3][P4] スロット部回路図(2)

・スロット6も同様構成です。

・±15Vは「非絶縁DCDCコンバータ(入力5V,出力±15V15mA)」の#12ブロックをいずれかのスロットに使用したときのみ有効で、全スロットに供給されます。

2020年1月31日更新