「IoT WEB PLC」御案内/「IoT WEB PLCシリーズ」ハード仕様/7️⃣EQ UNIT技術情報
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「IoT WEB PLC」御案内/「IoT WEB PLCシリーズ」ハード仕様/7️⃣EQ UNIT技術情報

EQ UNIT技術情報

EQ BLOCK図

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消費電流

DC-24V 0.25A（max)
AC 100Vに変換すると約0.075A

UNIT機能

EQ UNITは気象庁の緊急地震速報配信サーバ２台から緊急地震電文、予報、警報を受信します。電文の内容は地震のP波を全国数千台の地震計で観測した場合、観測地震計の情報より震源地の緯度、経度、深さ、マグニチュードを予測し観測時刻と共に予報として各地震計の観測データを分析して送信されます。発生地震で震度５弱を観測した場合、予報から警報にフラグが換わり送信されます。
EQ UNITは気象庁からの予報、警報電文を受けて震源情報からEQ UNITに設定された設置場所の緯度、経度、地盤増幅度により設置場所への予測震度、猶予秒数をEQ UNITが計算し音声アナウンスを内蔵スピーカ及び音声ライン出力(RCA端子）から放送設備に出力しHDMIに接続されたHDMIモニタに発生震源情報と予測震度、猶予秒数をカウントダウン表示します。
注意：通知予測震度、猶予秒数は気象庁が発表するものではありません。を明記
EQ UNITは下記の基板で構成されています。
１：Base基板
２：OUT基板
３：LED基板
下記に各基板の詳細を記載します。

機能説明

Base基板構成:

  • CPU: 1.5GHz クアッドコア Cortex-A72（AR8Mv8、64bit、L1=データ用32KB 命令用48KB/Core、L2=1MB）を使用。
　 緊急地震速報電文を確実に受信させるためWi-Fi機能は搭載していません。
  • Ethernet: Gigabit Ethernet:1ポート搭載。
  • I/O-Expander: 震度1から震度7までの9個の震度別制御出力端子を所持。制御は基板間コネクタを介してOUT基板に出力します。
  • USB-Cポート: プログラム書き込み及びデバッグ用。
  • USB-Aポート: 2ポート搭載。
  • HDMIポート: 外部HDMIモニタに予測震度、猶予秒数、震源情報などを表示。
  • 訓練用猶予秒数、震度設定：猶予秒数はボリュームで、震度設定はロータリースイッチで調整できます。
  • プッシュスイッチ: 設定された予測震度・猶予秒数をアナウンスするためのスイッチです。
  • WDCデバイス: プログラム異常等が発生した場合にシステムを正常に復旧します。
  • 無線モジュール: 2.4GHz特定小電力無線モジュール（TWELITE RED）を無線親機モードとして使用しています。
  • RS485 Interface: 外部機器を制御するためのRS485インターフェースを搭載。

OUTPUT基板構成:

  • Base基板から制御指示を20pinコネクタより受け取ります。
  • I2S DACデバイスを使用し、アンプを経由してスピーカーから音声アナウンスを行います。
  • 9段階の震度別制御出力はフォトモスを経由して20pin（MILコネクタ）から出力します。

LED基板構成:

  • 給電モニタLED×1
  • 通信監視モニタLED×1
  • 警報電文受信モニタLED×1
  • 震度別制御出力モニタLED×9

Base基板詳細構成（開発用）

  • CPUはRaspberry pi cm4 4GB 32GBを採用しています。Wi-Fiは搭載無し。
  • Ethernetは1ポート所持。
  • I/O-Expander PI4IOE5V9535を搭載し
震度１から震度７（1,2,3,4,5弱,5強,6弱,6強,7）の9個の震度別制御出力を所持し9個のモニタLEDで制御状態をモニタ出来ます。
  • PI4IOE5V9535のI2Cアドレスは0x24です。
  • 各震度階別レジスタは下記です。
      • 震度1制御出力：IO0_0
      震度2制御出力：IO0_1
      震度3制御出力：IO0_2
      震度4制御出力：IO0_3
      震度5弱制御出力：IO0_4
      震度5強制御出力：IO0_5
      震度6弱制御出力：IO0_6
      震度6強制御出力：IO0_7
      震度7制御出力：IO1_0
  • 制御状態はコネクタ(20pin)でOUT基板に出力します。
  • USB-Cによりプログラム書き込みやデバックを行えます。
  • USB-Aポートを2個所持しています。
  • HDMIポートを1個所持し外部HDMIモニタに予測震度、猶予秒数、震源情報等を表示します。
  • 避難訓練用としてADCデバイスMCP3021A2(I2Cアドレス0x42)に接続されたVRを調整することにより訓練用猶予秒数を任意に設定できます。
  • 訓練用震度設定はI/O-ExpanderデバイスPI4IOE5V9535(I2Cアドレス0x24)に接続されたロータリースイッチで設定することができます。
  • ロータリースイッチは4bit出力でI/O-ExpanderのIO1_4からIO1_7に接続されています。
  • プッシュスイッチを1個所持し、長押しすることで設定された予測震度・猶予秒数をアナウンスします。
  • WDCデバイスDS1371(I2Cアドレス0x68)によりプログラム異常等を生じた場合、システムを正常に復旧します。
  • 2.4GHz特定小電力無線モジュール(TWELITE RED)を所持し無線親機モードとしています。
無線モジュールへのファーム書き込みは7pinソケットを所持していますが、Raspi cm4を経由しても行えます。
RS485 Interfaceを1個所持し、複数の外部機器を制御することができます。
ロータリースイッチは4bit出力でI/O-ExpanderのIO1_4からIO1_7に接続されています。
IO1_4　入力1　SW1-1 (SWの2×0)
IO1_5　入力2　SW1-2 (SWの2×1)
IO1_6　入力4　SW1-4 (SWの2×2)
IO1_7　入力8　SW1-8 (SWの2×2×2)
  • 例として、震度5弱の予測震度を計算した場合は震度1から震度5弱までの個々の制御出力をONにします。
  • 動作電圧：DC24V

OUT基板構成

BASE基板から20pinコネクタにより制御指示を受け取ります。
I2S DACデバイスBLM18PG121SZ1Dを所持し、アンプ(PAM8304AYR)を経由してスピーカーより最大80dBの音量で緊急地震速報,津波・火山情報を音声アナウンスします。
9段階の震度別制御出力はPhtoMOSを経由して20pin(MILコネクタ)より出力されます。

LED基板構成

給電モニタLED×1
通信監視モニタLED×1
警報電文受信モニタLED×1
震度別制御状態モニタLED×9　（I/O-Expander PI4IOE5V9535の制御状態を表示）

EQユニット Io Expander設定:PI4IOE5V9535(DIODES)

EQ WDT(DS1371)設定例