Hardware user manual edition · l LabVIEW RT/FPGA 學習者 1.4 產品優勢 l 將 myRIO 3.3V TTL...

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myRIO-24VDIO擴充模組

硬體操作手冊

Hardware user manual

1st edition



索引

目錄

第一章、功能概述 ................................................................................................... 3 1.1前言 ............................................................................................................ 3 1.2適用對象 .................................................................................................... 5 1.4 產品優勢 ................................................................................................... 5 1.5 主要零組件說明 ....................................................................................... 5 1.6 周邊配件說明 ........................................................................................... 5

第二章、系統架構 ................................................................................................... 6 2.1 系統連結 ................................................................................................... 6 2.2 標準尺寸 ................................................................................................... 7

第三章、使用說明 ................................................................................................... 8 3.1模組外觀說明 ............................................................................................ 8 3.2模組接腳說明 .......................................................................................... 10 3.3數位輸出DO內部電路說明 ..................................................................... 12 3.4數位輸入內部電路說明 ........................................................................... 13 3.5範例程式說明（MXP-A） ......................................................................... 13 3.6範例程式說明（MXP-B） ......................................................................... 15

附錄一 .................................................................................................................... 16 外觀尺寸圖myRIO-1900 ................................................................................. 16 訊號接腳圖myRIO-1900 ................................................................................. 16

附錄二 .................................................................................................................... 17 補充資料C ...................................................................................................... 17 客服窗口（Contact） ................................................................................... 20



第一章、功能概述

1.1前言

myRIO 是一台同時具備雙核心ARM® Cortex™-A9處理器（667MHz）以及 Xilinx

FPGA 晶片的嵌入式控制器。與傳統 DAQ 裝置的不同點在於可以將 LabVIEW 程

式下載至裡面，並且獨立運作（Stand-alone），內部採用 Linux 作業系統，相

較一般PC 的作業系統來得穩定。在 Real-time 作業系統上可以控制以 usec

為單位的迴圈，在 FPGA 的部分則可以直行到 nsec 數量級的迴圈運算。

Fig1. myRIO-1900

Fig2. myRIO-1950

myRIO 的款式介紹

分為 myRIO-1900 與 myRIO-1950 兩種不同的款式。

從外觀上來區別myRIO-1900 具備塑膠外殼，可以使用 WIFI 以及USB進行連

線，除了基本的 MXP-A, B連接器之外，於 MSP 連接器上提供較功能較強的類

比輸出入系統。然而後者myRIO-1950則只有 MXP-A, B 兩個連接器，並只能使

用 USB 進行連線以及程式下載。但是價格上則較myRIO-1900經濟實惠。

使用 WIFI 的好處：

l 免除了實體的連線、應用、控制、量測的距離不受限。



l 可以透過 NI share variable與 iPad 上的 Data-dashboard 人機介面連線、傳輸資料。

l 透過 WIFI 下載程式、更新韌體，比較方便。

雖然 myRIO 經濟實惠又容易使用，但是本身提供的 DIO 都是 3.3V TTL 因此若

要拿來解決工業控制上面的問題，則變得相當麻煩。為了解決 3.3V TTL 無法直

接應用於工業控制的窘境，星協系統科技推出工業級 24V DIO 模組。每台 myRIO

可以安裝兩塊模組，每個模組可以提供 7ch/7ch 光隔離數位輸出及數位輸入。

除此之外，24VDIO模組亦可將 MXP-A, B 連接器上的UART 訊號直接轉成

Ethernet 的 TCP 協定送出。如此便可以使用實體的網路線，同時控制多台

myRIO 進行訊號擷取及控制。



1.2適用對象

l 教授、學生 l 自動控制工程師、應用工程師 l 科學家、研究人員 l LabVIEW RT/FPGA 學習者

1.4 產品優勢

l 將 myRIO 3.3V TTL 訊號轉成 24VDIO l 將 myRIO 內建的 UART 通道轉成有線的 Ethernet 通道。 l 可以選購並連接 I2C 單色液晶螢幕 l 將所有的 Analog I/O 整理在同一個 IDC-10P 的簡牛角連接器上。

1.5 主要零組件說明

l WPC-myRIO-24VDIO 模組一塊 l 34P 短排線一條 l 免費說明書下載（PDF檔可自星協官方網站www.wpc.com.tw下載）

1.6 周邊配件說明

[Under construction]



第二章、系統架構

2.1 系統連結

每台 myRIO-1900/1950 最多可以連接兩塊 24VDIO 擴充模組，連接方式如下圖

所示。可以直接使用34-pin 的排線進行連接。要使用24V光隔離輸出時要另

外在歐規端子連接器T3上接上24VDC的電源。

請注意：myRIO-24VDIO 擴充板上的兩個 IDC-34P 裡面的腳位是完全

pin-to-pin 相連的，因此每塊擴充板只能連接一個 34-pin 的排線！



2.2 標準尺寸

myRIO 24VDIO模組的尺寸與myRIO-1950完全相同（130.7 * 82.7mm），包含可

用來固定的M3孔位位置也相同。因此可以透過M3塑膠柱或者銅柱，將本模組直

接組合至myRIO-1950的正上方或正下方。



第三章、使用說明

3.1模組外觀說明

從myRIO 24VDIO 模組的上視圖來看，最上方有兩個 IDC-34P 簡牛角連接器，

是用來連接 myRIO 的 MXP 連接器用的。這兩個連接器在內部是完全點對點

pin-to-pin 相連的。意思也就是兩個連接器只需要選擇連接其中一個。設計成

左右兩邊是因為 myRIO 的連接器也分為左右兩個。總之，若要將 myRIO 的

MXP-A、MXP-B 的兩個連接器都擴充至24VDIO 的話，需要準備兩塊

myRIO-24VDIO 模組。一個連接左邊連接器MXP-B，一個連接右邊連接器MXP-A。

右方則有一個標準的RJ-45網路插座，內部對應到myRIO 的 UART腳位。使用者

可以透過 UART 把字串（String）從網路插座送出去。

右下方有一個4-pin 的莫仕端子(H1)，主要提供電源與I2C通訊介面。可以用

來連接單色I2C液晶螢幕或其他I2C週邊模組。在4-pin莫仕端子的下方有兩個

LED燈，分別為5V，3.3V的電源指示燈。

左邊則有一個 2-pin 的可分離式歐規端子（連接器T3），主要用來輸出24VDC

的外部電源，這個電源與myRIO 內部提供的電源是相互隔離的，用來提供

24VDIO 隔離輸出、輸入用。如果沒有用到24VDIO 的話，可以不必輸入 24VDC 電



源。

接下來整個模組正下方有兩個 7-pin 的可分離式歐規端子，右邊是 24V

sourcing digital input, DI(連接器T1)，左邊則是 24V sinking digital

output, DO（連接器T2）。數位輸入的光隔離晶片是右方白色的IC，數位輸出的

光隔離晶片則是左方黑色的。一個 myRIO-24VDIO 模組具備7ch的DI、7ch的

DO。因此如果myRIO 兩個 MXP-A/B 連接器都各安裝一個模組的話，一台myRIO

總共可以提供 14ch DI以及14ch DO。

左方有一個10-pin 的 IDC 簡牛角連接器（J2），把剩下來的 AIO 腳位全部集

中在上面，連接器內部定義的地線則屬於 AGND。選擇牛角連接器的好處是可以

使用容易取得的排線來連接。另外星協有提供可選購的 10-pin 迷你歐規端子

台。從第一支腳位依序為：AI0, AI1, AI2, AI3, AO0, AO1, AGND, AGND, +5V,

AGND。



3.2模組接腳說明

模組輸出入腳位定義如下圖所示，如果今天想要使用pin-1 的 24V digital

output 來控制 relay(繼電器) 的話，首先必須先將 T3 的連接器接上24VDC

的電源（pin-15接GND；pin-16接+24V）。然後將 Relay 的線圈正端連接至相

同的 +24V，然後將Relay線圈的負端連接至pin-1，若在LabVIEW 程式中將DIO7

的Boolean設定為 TRUE 時，pin-1會導通到24VDC的GND，此時電流會從24VDC

流入Relay正端、再從Relay的負端流出並輸入pin-1最後連接至GND。其餘

pin-2至pin-7腳位的使用以此類推。

如果今天想要使用 pin-8 來進行按鍵或開關（Switch）的輸入的話，必須將

switch一端連接至24VDC的GND，另外一端連接至pin-8，數位輸入各通之間為

共陽極（common anode）。當switch被按下時會將 GND的訊號搭接至 pin-8，

此時 LabVIEW 程式端的 DIO-0則會讀到 FALSE，若按鍵沒有被按下的話，則程

式端的 DIO-0 會讀到 TRUE。其餘腳位pin-9到pin-14使用方式以此類推。



若使用者想要進行 Loop back 測試，則可以將輸出與輸入直接對接，比如：pin-1

直接連接至 pin-8。（記得還是要連接 pin-15, pin-16 的24V電源），如此便可

以從 LabVIEW程式的 DIO7 控制，並從 DIO0 讀取到 TRUE/FALSE訊號。

請注意： Digital input各通道內部都有內建3.3K歐姆限流電阻，但是輸出通

道並沒有內建3.3K 限流電阻。這個部分若要驅動沒有內建3.3K歐姆限流電阻

的驅動器，必須要額外自行加上限流電阻3.3K歐姆，才不會把驅動器內的光耦

合器晶片燒壞！



myRIO-24VDIO光隔離輸出／輸入對應到myRIO-1900腳位如下圖所示。請注意無

論是myRIO-1900或myRIO-1950都有兩個一模一樣的 MXP連接器（34-pin 簡牛

角），一個叫做MXP-A另一個則叫做MXP-B，在LabVIEW express VI 中要記得選

擇欲使用的DI0-X 是屬於 MXP-A 或MXP-B，才不會導致希望使用A結果輸出在

B的窘況。

3.3數位輸出DO內部電路說明

每個myRIO-24VDIO擴充板上，數位輸出通道總共有七個。myRIO-24VDIO 擴充模

組的數位輸出內部電路是由一組光耦合器並聯一顆功率較大的電晶體，通道之間

為共陰極，也就是導通時會將輸出連接到GND。受控端的負載之間必須採用共陽

極連接（+24V），俗稱sinking output。負載可以是繼電器、電磁閥、SSR、馬

達驅動器輸入、PLC－X端…等。請注意：隔離輸出端並沒有內建3.3K歐姆限流

電阻，因此如需驅動內阻較小的負載如LED指示燈，務必在輸出端子外部串聯一

個3.3K歐姆的限流電阻，才不會因電流過大導致負載或擴充板燒毀。



3.4數位輸入內部電路說明

每個myRIO-24VDIO擴充板上，數位輸入通道總共有七個。主要由光耦合器所成，

內建3.3K歐姆的限流電阻。通道之間為共陽極（+24V），也就是 sourcing input。

因此可以接受的輸入訊號為GND，意思也就是搭配 sinking output。輸入訊號

來源可以是：繼電器切換端、開關、按鍵、近接開關、馬達驅動器輸出、Encoder…

等。若使用PLC－Y端來做為輸入的話，必須將PLC輸出的共點連接至GND。

3.5範例程式說明（MXP-A）

如果將myRIO-24VDIO 擴充板連接至 MXP-A 連接器的話，範例程式如下所示。

數位輸出端(DO)必須設定在DIO7 – DIO13；數位輸入(DI)端必須設定在DIO0 -

DIO6。請注意：連接埠的選擇必須選擇＂A＂，否則控制訊號會跑到MXP-B連接

器上面！



3.6範例程式說明（MXP-B）

如果將myRIO-24VDIO 擴充板連接至 MXP-B 連接器的話，範例程式如下所示。

數位輸出端(DO)必須設定在DIO7 – DIO13；數位輸入(DI)端必須設定在DIO0 -

DIO6。請注意：連接埠的選擇必須選擇＂B＂，否則控制訊號會跑到MXP-A連接

器上面！



附錄一

外觀尺寸圖myRIO-1900

[Under construction]

訊號接腳圖myRIO-1900



附錄二

機構圖面

補充資料C

Fig3. myRIO-1950 的系統架構



Processor

Processor type ...................................................Xilinx Z-7010

Processor speed.................................................667 MHz

Processor cores .................................................2

Memory

Nonvolatile memory .........................................512 MB

DDR3 memory..................................................256 MB

DDR3 clock frequency .............................533 MHz

DDR3 data bus width................................16 bits

For information about the lifespan of the nonvolatile memory and about best practices for using

nonvolatile memory, go to ni.com/info and enter the Info Code SSDBP.

FPGA

FPGA type ........................................................Xilinx Z-7010

Analog Input (myRIO-1900/1950)

Aggregate sample rate ......................................500 kS/s

Resolution .........................................................12 bits

Overvoltage protection .....................................±16 V

MXP connectors

Configuration............................................ Four single-ended channels per

connector

Input impedance ....................................... >500 kΩ acquiring at 500 kS/s

1 MΩ powered on and idle

4.7 kΩ powered off

Recommended source impedance ............ 3 kΩ or less

Nominal range .......................................... 0 V to +5 V

Absolute accuracy..................................... ±50 mV

Bandwidth................................................. >300 kHz

Analog Output(myRIO-1900/1950)

Aggregate maximum update rates



All AO channels on MXP connectors ...... 345 kS/s

Resolution......................................................... 12 bits

Overload protection .......................................... ±16 V

Startup voltage.................................................. 0 V after FPGA initialization

MXP connectors

Configuration............................................Two single-ended channels per

connector

Range........................................................ 0 V to +5 V

Absolute accuracy..................................... 50 mV

Current drive............................................. 3 mA

Slew rate ................................................... 0.3 V/μs

Analog Input (myRIO-1900 only)

MSP connector

Configuration............................................Two differential channels

Input impedance ....................................... Up to 100 nA leakage powered on;

4.7 kΩ powered off

Nominal range .......................................... ±10 V

Working voltage

(signal + common mode).......................... ±10 V of AGND

Absolute accuracy..................................... ±200 mV

Bandwidth................................................. 20 kHz minimum, >50 kHz typical

Analog Output (myRIO-1900 only)

MSP connector

Configuration ............................................Two single-ended channels

Range ........................................................±10 V

Absolute accuracy.....................................±200 mV

Current drive .............................................2 mA

Slew rate ...................................................2 V/μs



客服窗口（Contact）

星協系統科技有限公司WPC Systems Ltd.

l TEL：+886-3-390-0892 l FAX：+886-3-390-8691 l E-mail：[email protected] l wpc.com.tw

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