Arduino入門

2. デバイス&サンプル

5. 拡張モジュール&サンプル

アクセサリー

6. アプリケーション

Unit RS485-ISO Arduino 使用チュートリアル

1. 準備作業

2. 注意事項

ピン互換性
各ホストデバイスではピン構成が異なります。ユーザーがより簡単に使用できるように、M5Stack は公式のピン互換性表を提供しています。実際のピン接続に合わせてサンプルプログラムを変更してください。

3. サンプルプログラム

  • 本例では、CoreS3 の PORT.A と PORT.C にそれぞれ Unit RS485-ISO を接続し、2 台の Unit の RS485 端子を A 同士、B 同士で接続します。PORT.A は Modbus RTU Client、PORT.C は Modbus RTU Server(スレーブアドレスは 0x01)として動作します。Client は 1 秒ごとに Server の保持レジスタ 0x0000 へ増分値を書き込み、そのレジスタを読み出して結果を比較します。

CoreS3 の PORT.A は G1 (RX)G2 (TX)、PORT.C は G18 (RX)G17 (TX) を使用します。Unit RS485-ISO は自動送受信方向制御に対応しているため、DE/RE ピンはいずれも -1 に設定します。

cpp
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#include "M5Unified.h"
#include <Wire.h>
#include <ArduinoModbus.h>
#include <ArduinoRS485.h>

constexpr uint32_t MODBUS_BAUDRATE = 115200;
constexpr uint8_t SERVER_ID        = 0x01;
constexpr uint16_t REGISTER_ADDR   = 0x0000;

constexpr int PORT_A_RX_PIN = 1;
constexpr int PORT_A_TX_PIN = 2;
constexpr int PORT_C_RX_PIN = 18;
constexpr int PORT_C_TX_PIN = 17;

// PORT.A uses Serial2 as the Modbus RTU Client interface.
RS485Class RS485(Serial2, PORT_A_RX_PIN, PORT_A_TX_PIN, -1, -1);

// PORT.C uses Serial1 as the Modbus RTU Server interface.
RS485Class RS485PortC(Serial1, PORT_C_RX_PIN, PORT_C_TX_PIN, -1, -1);

ModbusRTUClientClass portAClient(RS485);
ModbusRTUServerClass portCServer(RS485PortC);

uint16_t transmitValue = 0;

void modbusServerTask(void *parameter);
void showResult(uint16_t sentValue, long receivedValue);
void haltWithError(const char *message);

void setup()
{
    M5.begin();
    Serial.begin(115200);
    delay(2000);

    M5.Display.setFont(&fonts::FreeMonoBold12pt7b);
    M5.Display.setTextColor(TFT_WHITE, TFT_BLACK);
    M5.Display.clear();
    M5.Display.println("RS485 initializing");

    // Release PORT.A from I2C before using its pins for Serial2.
    Wire.end();

    if (!portCServer.begin(SERVER_ID, MODBUS_BAUDRATE, SERIAL_8N1)) {
        haltWithError("Server init failed");
    }

    if (!portCServer.configureHoldingRegisters(REGISTER_ADDR, 1)) {
        haltWithError("Register init failed");
    }
    portCServer.holdingRegisterWrite(REGISTER_ADDR, 0);

    if (xTaskCreatePinnedToCore(modbusServerTask, "modbus-server", 4096,
                                nullptr, 2, nullptr, 0) != pdPASS) {
        haltWithError("Server task failed");
    }

    if (!portAClient.begin(MODBUS_BAUDRATE, SERIAL_8N1)) {
        haltWithError("Client init failed");
    }
    portAClient.setTimeout(500);

    Serial.println("PORT.A Client and PORT.C Server started");
    delay(100);
}

void loop()
{
    ++transmitValue;

    bool writeSuccess = portAClient.holdingRegisterWrite(
        SERVER_ID, REGISTER_ADDR, transmitValue);

    long receivedValue = -1;
    if (writeSuccess) {
        receivedValue = portAClient.holdingRegisterRead(
            SERVER_ID, REGISTER_ADDR);
    }

    showResult(transmitValue, receivedValue);
    delay(1000);
}

void modbusServerTask(void *parameter)
{
    while (true) {
        portCServer.poll();
        vTaskDelay(1);
    }
}

void showResult(uint16_t sentValue, long receivedValue)
{
    bool success = receivedValue >= 0 &&
                   static_cast<uint16_t>(receivedValue) == sentValue;

    Serial.printf("PORT.A TX: 0x%04X, PORT.C RX/TX: 0x%04lX, %s\n",
                  sentValue, receivedValue, success ? "PASS" : "FAIL");

    M5.Display.clear();
    M5.Display.setCursor(0, 0);
    M5.Display.println("Unit RS485-ISO Test");
    M5.Display.println("A Client -> C Server");
    M5.Display.printf("TX: 0x%04X\n", sentValue);

    if (receivedValue >= 0) {
        M5.Display.printf("RX: 0x%04lX\n", receivedValue);
    } else {
        M5.Display.println("RX: ERROR");
    }
    M5.Display.printf("Status: %s\n", success ? "PASS" : "FAIL");
}

void haltWithError(const char *message)
{
    Serial.println(message);
    M5.Display.clear();
    M5.Display.setCursor(0, 0);
    M5.Display.println(message);

    while (true) {
        delay(1000);
    }
}

4. コンパイルとアップロード

  • 必要に応じて上記のサンプルコードをプロジェクトのコード領域にコピー&ペーストし、デバイスポートを選択します(詳細はプログラムのコンパイルと書き込みを参照してください)。Arduino IDE 左上のコンパイル・アップロードボタンをクリックし、プログラムのコンパイルとデバイスへのアップロードが完了するまで待ちます。

5. 485 Modbus 通信

  • デバイスの電源を入れると、CoreS3 の PORT.A は Modbus RTU Client として、PORT.C の Modbus RTU Server に保持レジスタ書き込みリクエストを送信します。Server はリクエストを受信するとデータを保持レジスタに書き込み、レスポンスを返します。Client はレスポンスを受信した後、Server に保持レジスタ読み出しリクエストを送信し、Server は保持レジスタの値を返します。Client は読み出した値と送信した値を比較し、一致する場合は PASS、一致しない場合は FAIL と表示します。
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