서브 모듈 3종 — 릴레이 4점, 아날로그 입력·출력 4채널

메인 옆에 붙는 모듈은 세 종류입니다. 전부 51.0 × 81.5 mm 4층이고, 1부에서 본 16핀 버스로 이어집니다.

케이스를 씌운 CB08 앞면입니다. COM IN1~IN4 입력 단자와 COM OUT1~OUT4 출력 단자, USB 포트, 주소 스위치가 나옵니다.

안쪽 기판입니다. 아래 사양은 설계 파일 기준입니다.

셋이 같은 구조를 씁니다

세 모듈에 똑같이 들어가는 부분입니다.

RP2040                     MCU
W25Q128JV                  플래시
CAT811                     리셋 감시
MCP2515 + SN65HVD230       CAN 컨트롤러 + 트랜시버
LD1117S33                  3.3 V 레귤레이터
USB 포트 + 폴리스위치        펌웨어 업데이트용
로터리 스위치                모듈 주소

모듈마다 MCU가 따로 있습니다. 메인이 값을 읽어가는 방식이 아니라, 각 모듈이 스스로 측정하고 판단해서 CAN에 올립니다.

이 구조에서 나오는 것이 셋입니다.

• 메인이 다른 일로 바빠도 아날로그 샘플링 주기가 흔들리지 않습니다
• 모듈마다 USB로 따로 펌웨어를 올립니다. AD04를 고쳐도 CB08은 그대로입니다
• 새 모듈을 만들 때 이 구조와 16핀 버스만 그대로 쓰면 기존 시스템에 들어갑니다

GO-SUB-CB08 — 릴레이 출력 4점 + 절연 입력 4점

접점을 다루는 모듈입니다.

입력마다 포토커플러가 붙습니다. 현장 접점과 보드 로직이 전기적으로 떨어져 있어서, 현장 쪽 전원이 어떻든 보드가 영향을 받지 않습니다.

TVS가 8개인 것은 입출력 8점 각각에 하나씩 들어간 것입니다. 셋 중 부품이 제일 많은 이유이기도 합니다 — 162개.

GO-SUB-AD04 — 아날로그 입력 4채널

계측값을 읽는 모듈입니다.

기능부는 ADC 칩 하나입니다. 대신 초크가 9개 들어갑니다. 아날로그 입력은 노이즈가 그대로 측정값이 되기 때문에, 부품 수를 필터에 썼습니다.

셋 중 부품이 제일 적지만(121개) 입력단에 가장 신경을 쓴 판입니다.

앞면에 AD Input1,2와 AD Input3,4 두 블록이 나옵니다. 채널마다 단자가 두 개씩이고 각 블록에 VDD·GND가 함께 나옵니다.

GO-SUB-DA04 — 아날로그 출력 4채널

신호를 내보내는 모듈입니다.

DAC 칩 대신 오피앰프와 트랜지스터로 출력단을 구성했습니다. LM358 두 개면 채널 네 개가 나옵니다.

저항이 68개로 셋 중 제일 많습니다. 아날로그 출력은 저항비가 곧 정확도라서 그렇습니다.

앞면에 DA Output1,2와 DA Output3,4 두 블록이 나옵니다. 각 블록에 출력 루프용 12-24V와 GND가 함께 나옵니다.

세 모듈 비교

커패시터가 27·27·31로 거의 같습니다. 디커플링은 공통 구조를 따라가고, 저항은 기능부에 따라 달라집니다.

이 방식의 값

모듈마다 MCU와 CAN 칩이 들어가니 단가가 올라갑니다. I²C 확장 칩만 얹는 방식이 훨씬 쌉니다.

대신 모듈이 독립적으로 동작하고, 펌웨어를 따로 관리할 수 있고, 새 모듈을 붙이기 쉽습니다. 채널을 늘리려고 시스템 전체를 다시 만들 일이 없다는 것이 이 구조의 값입니다.

4부에서는 네 모듈의 사양을 한 번에 정리하고 확장 방법을 봅니다.

🔧 GO 모듈형 IO 시리즈: 1부 — 시스템 구성 · 2부 — 메인 모듈 · 3부 — 서브 모듈 3종 · 4부 — 사양과 확장

문의

• Email : [email protected]
• Insta : https://www.instagram.com/going.sen/
• Website : https://intosen.com/kr/consult/