スマート・ファクトリ：IO-Linkマスタ

センサー/アクチュエータ電源コントローラを内蔵した低電力、デュアルチャネルIO-Link^®マスタートランシーバのMAX14819/MAX14819Aは、最新のIO-Linkとバイナリ入力の規格およびテスト仕様(IEC 61131-2、IEC 61131-9 SDCI、およびIO-Link 1.1.3)に完全準拠しています。また、このマスタートランシーバは、2つの補助デジタル入力(DI_)チャネルも内蔵しています。

MAX14819/MAX14819Aは、外部UARTとの組み合わせまたはICの内蔵フレーマを使用した動作のいずれかに設定可能です。

マイクロコントローラの選択を容易にするために、このマスタートランシーバはフレームハンドラを備えUARTとFIFOを内蔵しています。これらは、すべてのIO-Link Mシーケンスフレームタイプの時間が重要な制御を簡素化するように設計されています。また、MAX14819/MAX14819Aは自律的なサイクルタイマーも備え、高精度のコントローラタイミングの必要性を低減します。内蔵の通信確立シーケンサも、ウェイクアップ管理を簡素化します。

MAX14819Aのデバイスメッセージ応答遅延はフレームハンドラを使用する場合ディセーブル可能で、MAX14819AはMAX14819よりも高いL+スレッショルドを備えています。また、MAX14819AのレシーバはMAX14819に比べて高周波信号絶縁が向上しています。

MAX14819/MAX14819Aは、高度な電流制限、逆電流ブロック、および逆極性保護機能を備えた2つの低電力センサー電源コントローラを内蔵し、低電力で堅牢なソリューションを実現します。

MAX14819/MAX14819Aは48ピンTQFNパッケージ(7mm x 7mm)で提供され、-40℃～+125℃の拡張温度範囲での動作が保証されています。

アプリケーション

• IO-Linkゲートウェイ
• IO-Linkマスターシステム

MAX14916およびMAX14916Aは8つのハイサイド・スイッチを備え、オン抵抗は125℃の周囲温度でわずか120mΩ (typ)、または250mΩ (最大値)です。各チャンネルは、最大1.1A (MAX14916)または1.5A (MAX14916A)の連続電流を処理できることが保証されています。同様に、2つの隣接するチャンネルを同時に駆動して4つの2.4A (MAX14916)または3A (MAX14916A)スイッチを形成することが可能です。

SPIインターフェースはチップ・アドレス・デコーダを内蔵しており、共通のSPIチップ・セレクト(CS)を利用して最大4つのMAX14916またはMAX14916Aデバイスと通信することが可能です。

SPIインターフェースは、低電圧検出、断線検出、過負荷および電流制限の報告、温度状態の報告などの、全体的およびチャンネル別の設定と診断の柔軟性を提供します。

各チャンネルは、スイッチ・オンおよびオフ状態の両方でオープン負荷を検出可能な断線検出を備えています。LEDドライバは、チャンネル別のフォルト、状態、および電源低電圧状態の表示を提供します。内部アクティブ・クランプによって、誘導性負荷の高速ターンオフが可能です。

ライン/グランド間およびライン相互間のサージ保護を内蔵しており、必要なのはV_DDに1つのTVSのみです。内蔵のサージ保護は、クワッドおよびオクタル(8回路)構成に対して機能します。

MAX14916およびMAX14916Aは小型48ピンQFNパッケージ(6mm × 6mm)で提供されます。

アプリケーション

• 産業用デジタル出力
• PLCシステム

The ADIN2299 is a multiprotocol industrial Ethernet platform designed to address the connectivity needs of a broad set of industrial applications. The platform contains a communications controller, a two-port 10/100 Mbps Ethernet switch, memory, physical layer (PHY), and protocol stacks. The ADIN2299 hardware, coupled with its software and precertified industrial protocols, reduces system integration time, and enables fast time to market. Protocol support includes PROFINET, EtherCat, EtherNet/IP, and Modbus TCP.

The ADIN2299 reduces design and debug time by not only providing the protocol stack but also the real-time operating system (RTOS), file system, drivers, and transmission control protocol (TCP)/internet protocol (IP). An application processor can connect to the platform via a universal asynchronous receiver transmitter (UART), serial peripheral interface (SPI), or Ethernet interface. The ADIN2299 software enables the application processor to connect to a unified interface so that various industrial protocols can be utilized without requiring any changes to the application processor software. This eliminates the learning curve associated with incorporating additional protocols. Customers can now leverage a single field device hardware design to support multiple industrial protocols.

Another critical element of the ADIN2299 is cybersecurity. The ADIN2299 has a secure boot and secure update feature which ensures that only verified code is executed, reducing possible disruptions in the field caused by cyberattacks. The ADIN2299 is also available as an embedded design to address applications that have space constraints and unique form factors. To minimize embedded design efforts, the schematics, layout examples, bill of materials, firmware, and design files are readily available.

PRODUCT HIGHLIGHTS

• Multiprotocol support
• Precertified protocol support
• Secure boot and secure update
• Module and embedded design for small and unique form factors
• Low power and low latency
• Robust network policing ensures passing PROFINET Netload Class 3

APPLICATIONS

• Industrial and process automation
• Motion control
• Transportation
• Energy
• Building automation

Himalayaシリーズの電圧レギュレータICおよびパワーモジュールは、より低温、小型、簡素な電源ソリューションを実現します。MAXM15065/MAXM15066/MAXM15067は高効率、同期整流ステップダウンDC-DCモジュールのファミリで、コントローラ、MOSFET、補償部品、およびインダクタを内蔵し、広い入力電圧範囲で動作します。これらのモジュールは4.5V～60Vの入力で動作し、最大300mAの出力電流を供給します。MAXM15065とMAXM15066はそれぞれ固定3.3Vおよび5V出力のモジュールです。MAXM15067は可変出力(0.9V～6.3V)のモジュールです。これらのモジュールは設計の複雑性、製造リスクを大幅に低減し、真のプラグアンドプレイ電源ソリューションを提供して、市場投入までの時間を短縮します。

MAXM15065/MAXM15066/MAXM15067モジュールは、ピーク電流モード制御アーキテクチャを採用しています。これらのモジュールは、入力突入電流を低減するために固定3.75msのソフトスタート時間を備えています。

MAXM15065/MAXM15066/MAXM15067モジュールは薄型、小型10ピンuSLIC^™パッケージ(2.6mm × 3mm × 1.5mm)で提供されます。

アプリケーション

• 産業用センサーおよびエンコーダ
• 4～20mA電流ループ給電センサー
• LDOの代替
• HVACおよびビル制御
• バッテリ動作機器
• 汎用ポイントオブロード
• USB Type-C給電の負荷

DARWINファミリの中で、MAX32670は超低消費電力、高コスト効率、高集積、高信頼性 32ビット・マイクロコントローラで、バッテリ駆動時間を犠牲にすることなく複雑なセンサー処理を行う設計を可能にします。このデバイスは、柔軟で汎用性の高いパワー・マネージメント・ユニットと、浮動小数点ユニット（FPU）を内蔵した強力なArm^® Cortex^®-M4プロセッサを組み合わせています。また、従来の設計に対しても、8ビットまたは16ビット・マイクロコントローラからの容易かつ最適なコストでのアップグレード・パスを提供します。

このデバイスは384KB（ユーザー376KB）のフラッシュ・メモリと160KBのSRAMを内蔵し、アプリケーションとセンサー・コードに対応します。完全にフレキシブルで独立したクロックを持つ2つのウィンドウ・ウォッチドッグ・タイマなどの追加機能は、信頼性の高い動作をさらに強化するために追加されました。ブラウンアウト検出は、パワーダウン／パワーアップ発生時および予期せぬ電源トランジェント時に適切な動作を確保します。

3.4MHzのI²C、50MHzのSPI、UARTなどの複数の高速ペリフェラルが内蔵され、通信帯域幅を最大化します。さらに、低消費電力スリープ・モードでの動作用に低消費電力UARTが利用可能で、データを損失することなくウェイクアップ動作を容易に実現できます。たとえ最低消費電力のスリープ・モードでもパルス・カウント、キャプチャ／比較、PWM生成を可能にするための2つの低消費電力タイマーを含む、入出力機能を備えた合計6つのタイマーが提供されます。これらすべての機能が40ピンTQFN-EPパッケージ（5mm × 5mm）または24ピンWLPパッケージ（1.75mm × 2.50mm）の小型パッケージに収められています。

アプリケーション

• スマート・センサー・コントローラ
• 産業用センサー
• 光通信モジュール
• セキュア無線モデム・コントローラ
• バッテリ駆動医療機器
• システム・ハウスキーピング・コントローラ
• アルゴリズム・コプロセッサ

IO-LinkトランシーバーのMAX22514は、1つの24Vライン・ドライバ、DC/DC降圧レギュレータ、および5Vと3.3Vのリニア・レギュレータを含む高電圧機能を内蔵しています。MAX22514は、IO-Linkデバイス、マスター、および産業用スイッチング・センサー・アプリケーションを対象としており、標準SPIインターフェースを使用して設定と監視を行うことができます。

アプリケーション

• IO-Linkおよび産業用センサーおよびアクチュエータ・デバイス
• MAX22514は設定および診断用のSPIインターフェースを備えています。高レベルの集積(2つのリニア・レギュレータ、DC-DC降圧レギュレータ、およびサージ保護を内蔵し、低消費電力および小型パッケージの組み合わせ)によって、MAX22514は多種多様な産業用およびIO-Link小型センサー・アプリケーションでの使用に最適化されています。
• IO-Linkマスター・トランシーバー MAX22514は、IO-LinkデバイスおよびIO-Linkマスターの両方のアプリケーションでの使用が可能です。SPIインターフェースは拡張された設定および診断機能に使用され、トランシーバーはCOM1、COM2、およびCOM3 IO-Linkデータ・レートでの動作が可能です。MAX22514は、C/Qラインで必要な5mAプルダウン/プルアップ電流のイネーブルおよびウェイクアップ・パルスの生成を行うように設定できます。

MAX32670の評価キット(EVキット)は、MAX32670の機能を評価するためのプラットフォームを提供します。MAX32670は超低電力、高コスト効率、高信頼性32ビットマイクロコントローラで、バッテリ寿命に妥協することなく複雑なセンサー処理を行う設計を可能にします。このデバイスは、柔軟で汎用的なパワーマネージメントユニットと、浮動小数点ユニット(FPU)内蔵の強力なArm^® Cortex^®-M4コアを組み合わせています。また、MAX32670は従来の設計に対して、8または16ビットマイクロコントローラからの容易かつ最適なコストでのアップグレード経路を提供します。

アプリケーション

• アルゴリズムコプロセッサ
• バッテリ駆動医療機器
• 産業用センサー
• 光通信モジュール
• セキュア無線モデムコントローラ
• スマートセンサーコントローラ
• システムハウスキーピングコントローラ

MAXREFDES145#はIO-Link^®規格に完全準拠した8ポートIO-Linkマスタのリファレンス設計です。この設計はTEConceptのIO-Linkマスタ・スタックを使用しており、IO-Linkマスタのリファレンス設計であると同時に、IO-Linkセンサー／アクチュエータの開発およびテスト用システムでもあります。8個のIO-Linkポートにより、最大で8個の異なるセンサー（またはアクチュエータ）を同時にテストすることができます。このリファレンス設計は、IO-Linkに使われる最も一般的なコネクタである丈夫なM12コネクタ（メス）を8個備えています。また、IO-Linkケーブルが2本付属しているので、IO-Link対応のセンサーやアクチュエータを簡単に接続できます。AC/DCアダプタ（24VDC/1A）は各ポートに少なくとも125mAの電流を同時に供給可能で、未使用ポートがある場合はそれ以上の電流を供給できます。また、USB 2.0タイプBコネクタを使用すれば、Windows^® PCに簡単に接続できます。

IODDファイルのインポート機能を備えた使いやすいTEConceptの制御ツール（CT）GUIソフトウェアによって、MAXREFDES145#はIO-Link製品の開発に取り組んでいる企業やエンジニアにとって欠かせない存在となっています。

The MAXREFDES277# is a dual-channel IO-Link^® master reference design optimized for quick prototyping. This design uses the Technologie Management Gruppe (TMG TE) IO-Link master stack for the MAX14819A IO-Link master transceiver and is both an evaluation model for an IO-Link master as well as an IO-Link sensor/actuator development and test system. Two IO-Link ports allow for simultaneous testing of up to two different sensors or actuators.

In this design, an STM32™ low-power microcontroller interfaces between the MAX14819A and the control board. The MAX14819A is a dual-channel IO-Link master transceiver with integrated framers and L+ supply controllers. Integrated L+ controllers are used to supply power to connected IO-Link devices. The MAX14819A integrated IO-Link framer offloads time-critical tasks from the microcontroller, easing prototyping and software requirements.

Peripheral module (Pmod™) interface is an open standard written by Digilent, Inc., and is typically used for quick development and prototyping. The MAXREFDES277# with its Pmod and non-standard IO-Link connectors is optimized for this type of functionality. In lieu of the standard M12 connectors used in IO-Link, the MAXREFDES277# uses two small on-board connectors with L+, L-, and IO-Link connections to maintain a small size board.

The board ships with two M12-to-wire IO-Link cables required to connect IO-Link devices (e.g., sensors and/or actuators) to the MAXREFDES277# master board. An AC-to-DC (24V DC/1A) power supply, capable of providing the 24V power to the on-board MAX14819A IO-Link master transceiver and any connected sensors or devices, is also included.

Connecting the MAXREFDES277# to any Analog Devices, Inc., IO-Link device reference design, with the associated software, allows for easy evaluation.

Design files and sample MicroPython software are available in the Design Files. The board is also available for purchase.

MAXREFDES42は、高精度IO-Link®抵抗測温体(RTD)温度センサーのリファレンスデザインで、2線式、3線式、または4線式PT100 RTDとともに広い温度範囲で使用することができます。このデザインは産業用形状に実装され、マキシム・インテグレーテッドの高集積RTD-デジタルコンバータのMAX31865を使用しています。ボードに堅牢なM12メスコネクタが実装されているため、標準M12延長ケーブルを使用して既製品のRTDをボードに接続することができます。この温度センサーは、15ビット分解能への高精度の温度変換を行い、複数のフォルト検出機能を備えています。ディスプレイは最も近い℃に丸められた粗い温度を表示し、一方IO-Link通信は細かい温度値を追跡/提供します。このセンサーは、IQ2 DevelopmentのIO-Linkデバイススタックを利用して、IO-Linkバージョン1.1に準拠した任意のマスターと通信します。このリファレンスデザインは、産業用DC-DCステップダウンコンバータを利用することによって消費電力を最小限に抑えます。また、このボードはM12オスコネクタも含んでいるため、規格に準拠したIO-Linkマスターに標準M12ケーブルを使用して接続することができます。MAXREFDES42#をIQ2 DevelopmentのiqInterface® IO-LinkマスターなどのUSB IO-linkマスターに接続し、同社のiqTool®ソフトウェアを使用することによって、PCによる評価が可能になります。

MAXREFDES37 IO-Linkサーボ・ドライバは、5V電源、4つのPWM出力、および4つのデジタル入力を備えており、4個の5Vサーボ・モータを制御できます。IO-Linkは、産業用の空気圧アクチュエータおよびその圧縮空気ラインに代えて使用することができます。追加的なレベル変換を行うことにより、デジタル入力で2位置センサーまたはステータス・センサーとのインターフェースが可能です。このデザインは全く新しいアプリケーションを産業分野に提供し、現在使われている伝統的な空気圧による方法を駆逐してしまう可能性を秘めています。

内蔵の標準3ピン・ヘッダにより、市販5Vサーボ・モータへの迅速な接続が可能です。MAXREFDES37にはHiTec HS-53サーボ・モータが付属しています。プッシュイン式のブロックにより、5Vデジタル入力、電源、グラウンドの接続を簡単に行うことができ、4つのPWMチャンネルすべてにアクセスできます。ボードに取り付けられたオスのM12-4コネクタにより、規格に準拠したあらゆるIO-Linkマスタへの標準接続が可能です。MAXREFDES37は、Technologie Management Gruppe Technologie und Engineering社（TMG TE）のIO-Linkデバイス・スタックを利用しています。マキシム・インテグレーテッドは、Windows^® PCを使って簡単に検証を行うことができる使いやすいグラフィカル・ユーザ・インターフェース（GUI）を備えた、MAXREFDES79 IO-Linkマスタの使用をお勧めします。

Overview

The MAXREFDES164# is a complete, high-accuracy, IO-Link^®, local temperature sensor reference design that provides excellent temperature accuracy from -20°C to +105°C. Built in an industrial form factor, the design makes use of Maxim’s highly integrated MAX31875 digital temperature sensor with an I²C interface.

The MAX31875 operates over the -50°C to +150°C temperature range and measures temperatures from -40°C to +145°C with ±1.5°C accuracy. The temperature sensor performs more accurate temperature conversions from 0°C to +70°C (±1.0°C).

A MAX32660 microcontroller interfaces between the MAX31875 temperature sensor and the MAX14828 IO-Link^® device transceiver. All three Maxim products are in wafer-level packages (WLPs), allowing the MAXREFDES164# to have a tiny footprint—under an inch in length. The 3.3V and 5V rails are generated by utilizing the two integrated LDO regulators within the MAX14828, which saves external components and space. In addition, the three Maxim ICs are low-power devices, allowing this reference design to consume minimal power with low thermal dissipation.

This sensor utilizes either the TMG TE IO-Link device stack or the TEConcept IO-Link device stack to communicate with any IO-Link version 1.1-compliant master. The board contains a male M12 connector for connection to a compliant IO-Link master using a standard M12 cable. Connecting the MAXREFDES164# to a USB IO-link master, such as the MAXREFDES165#, with the associated software allows for easy evaluation with a PC.

Note: The default stack that ships with the MAXREFDES164# is the TMG version. Contact the factory if you require the TEConcept version.

Design files, firmware, and software can be found on the Design Resources tab. The board is also available for purchase.

The MAXREFDES173# is a complete, high-accuracy, IO-Link^®, local temperature sensor reference design that provides excellent temperature accuracy from -40°C to +85°C. Built in an industrial form factor, the design makes use of the ADI MAX31875 digital temperature sensor with an I²C interface.

The MAX31875 operates over the −50°C to +150°C temperature range and measures temperatures from −40°C to +145°C with an accuracy of ±1.75°C or better. The temperature sensor performs more accurate temperature conversions from 0°C to +70°C (±1.0°C).

A Renesas RL78 (R5F10E8EALA) microcontroller interfaces between the MAX31875 temperature sensor and the MAX14827A IO-Link device transceiver. The RL78 microcontroller operates from −40°C to +85°C. The 3.3V and 5V rails are generated by two integrated LDO regulators within the MAX14827A, which reduces the number of required external components and the required circuit footprint. Both the MAX31875 and the MAX14827A are low-power devices, which allow this reference design to consume minimal power with low thermal dissipation. Additionally, both ADI products are in wafer-level packages (WLPs), giving the MAXREFDES173# a tiny overall footprint.

This sensor utilizes the IQ² Development^™ IO-Link device stack to communicate with any IO-Link version 1.1-compliant master. The board contains a male M12 connector for connection to a compliant IO-Link master using a standard M12 cable. Connect the MAXREFDES173# to any IO-link master for easy evaluation (for example, the iqLink^® USB IO-Link Master with the associated software).

Design files, firmware, and software are available on the Design Resources tab. The board is also available for purchase.

The MAXREFDES163# is one of the world’s smallest industrial magnetic sensor solutions that uses a RedRock^™ RR120 TMR integrated digital magnetic sensor and the MAX14839, an industrial sensor output.

The reference design PCB dimension is just 15mm long × 10mm wide, with the width determined by the size of the M12 connector.

Design files can be found on the Design Resources tab. The board is also available for purchase.

はじめに

インダストリ4.0などの高度なファクトリ・オートメーション・ソリューションには、より多くのスマート・センサーが必要ですが、通常これらは、センサーとコントローラ（マスタ）のポイントtoポイント・シリアル通信用IO-Link^®を使って制御されます。マキシムは、IO-Linkセンサー・トランシーバーおよびマスタ・トランシーバーICのリーディング・プロバイダとして、より迅速な製品市場投入を支援するアナログ・デバイセズのフル機能のリファレンス設計ソリューションも提供しています。これらの実証済み設計はIO-Link規格への準拠に必要なすべてのハードウェア条件とソフトウェア条件に対応しており、すべてのICと、TVSダイオードなどの外部保護デバイスを含むフル機能のリファレンス設計が、30mm × 7.5mmのプリント回路基板（PCB）に収められています。

マキシム・インテグレーテッドとTechnologie Management Gruppe Technologie und Engineering（TMG TE）は互いに協力して、IO-Linkバージョン1.1/1.0規格に準拠したリファレンス設計としてMAXREFDES171を設計しました。MAXREFDES171リファレンス設計は、業界標準のMAX22513 IO-Linkデバイス・トランシーバー、TMG TEのIO-Linkデバイス・スタックを利用するMAX32660超低消費電力16ビット・マイクロコントローラ、および市販のVL53L1距離センサーで構成されています。

The MAXREFDES174# is a complete, high-accuracy, IO-Link^® distance sensor reference design that provides accurate measurements for distances up to 4m. Built in an industrial form factor, the reference design makes use of a commercially available time-of-flight (ToF) laser-ranging sensor.

In this design, a Renesas RL78 (R5F10E8EALA) microcontroller interfaces between the distance sensor and the MAX22513 IO-Link device transceiver. The MAX22513 features an internal high-efficiency DC-DC buck regulator, two internal LDOs, and integrated surge protection for robust communications in a very small PCB area without requiring external protection components, such as TVS diodes. The MAX22513 is in a 28-pin TQFN package, allowing the MAXREFDES174# to have a tiny footprint of just 1.2in (3cm) in length. The design is reverse-polarity protected using the integrated active reverse-polarity protection of the MAX22513. The internal DC-DC buck regulator significantly reduces power dissipation, and the two integrated LDO regulators in the MAX22513 generate 3.3V and 5V, which reduces the number of required external components and saves space. The MAX22513 also features low on-resistance drivers (C/Q and DO/DI) to further reduce power dissipation, allowing this reference design to consume minimal power with very low thermal dissipation.

This sensor utilizes the IQ² Development^® IO-Link device stack to communicate to any IO-Link version 1.1-compliant master. The board contains a male M12 connector for connecting to a compliant IO-Link master using a standard M12 cable. Connecting the MAXREFDES174# to a USB IO-link master, such as the MAXREFDES145#, with the associated software allows for easy evaluation.

Design files, firmware, and software are available on the Design Resources tab. The board is also available for purchase.

The MAXREFDES177# is a complete, IO-Link^® universal analog input-output (IO) reference design that has a MAX22515 IO-Link transceiver with integrated protection. It demonstrates a fully software-configurable analog IO module using the MAX22000 industrial configurable analog IO device. The analog (field) side is fully isolated from the IO-Link side with the MAX14483 digital data isolator and an isolated power supply derived from the L+ (24V) supply from the IO-Link master connection.

The MAXREFDES177#, built in an industrial form factor, uses an industry-standard M12 connector with a 4-wire IO-Link cable. The analog (field) side uses a 4-way PCB terminal block. The complete reference design fits on a 61mm x 25mm printed circuit board (PCB).

The configurable modes include analog voltage input (±10V), analog current input (±20mA), analog voltage output (±10V), and analog current output (±20mA) across the AIO and GND terminals. The MAXREFES177# sets the linear range at 105% and full-scale range at 125% of the nominal range. The accuracy is as good as 0.1% over a ±50°C temperature variation. The other two terminals can be configured to measure temperature using a standard device such as a PT100 or PT1000 RTD. These terminals interface to the integrated Programmable Gain Amplifier (PGA) in the MAX22000 at inputs AI5 and AI6.

An Atmel^® ATSAM low-power microcontroller interfaces between the MAX22000 industrial configurable analog IO device and MAX22515 IO-Link device transceiver. The MAX22515 features integrated surge protection for robust communication in a very small PCB area without requiring external protection components such as TVS diodes. The MAX22515 is available in a tiny 20-bump wafer-level package (WLP), allowing the MAXREFDES177# to have a small footprint. The design is reverse-polarity protected using the integrated active reverse-polarity protection of the MAX22515. The MAX22515 has two integrated LDO regulators (3.3V and 5V). The 3.3V LDO generates the 3.3V supply for other circuitry, reducing the number of required external components and saving space. The MAX22515 also features low on-resistance drivers (C/Q and DO/DI) to reduce power dissipation, allowing this reference design to consume minimal power with very low thermal dissipation.

This IO-Link device utilizes the Technologie Management Gruppe Technologie und Engineering (TMG TE) IO-Link device stack to communicate to any IO-Link version 1.1-compliant master. The board contains a male M12 connector to connect to a compliant IO-Link master using a standard M12 cable. Connecting the MAXREFDES177# to a USB IO-link master, such as the MAXREFDES165#, with the associated software allows for easy evaluation.

The MAXREFDES176# is a complete, IO-Link^® 16-channel digital input hub reference design that consists of a MAX22515 IO-Link transceiver with integrated protection. It demonstrates an isolated digital input hub using the MAX22192 isolated octal digital input device daisy-chained with the MAX22190 octal digital input device to provide a total of 16 digital input channels.

Type 1 and Type 3 sensors are supported by default. Type 2 sensors can also be supported by modifying the resistor value that controls the value of the current sink within the devices. Built in an industrial form factor, the MAXREFDES176# uses an industry-standard M12 connector, allowing a 4-wire cable to be used. The digital input channels use industry-standard PCB terminal blocks.

In this design, an Atmel^® ATSAM low-power microcontroller interfaces between the MAX22192 isolated digital input serializer and the MAX22515 IO-Link device transceiver. The MAX22515 features integrated surge protection for robust communication in a very small PCB area without requiring external protection components, such as TVS diodes. The MAX22515 is available in a tiny 20-bump WLP package, allowing the MAXREFDES176# to have a small footprint, though this is mostly determined by the size of the connectors. The design is reverse-polarity protected using the integrated active reverse-polarity protection of the MAX22515. The MAX22515 has two integrated LDO regulators (3.3V and 5.0V). The 3.3V LDO is used to generate the 3.3V supply for other circuitry, reducing the number of required external components and further saving space. The MAX22515 also features low on-resistance drivers (C/Q and DO/DI) to reduce power dissipation, allowing this reference design to consume minimal power with very low thermal dissipation.

This IO-Link device utilizes the Technologie Management Gruppe Technologie und Engineering (TMG TE) IO-Link device stack to communicate to any IO-Link version 1.1-compliant master. The board contains a male M12 connector for connecting to a compliant IO-Link master using a standard M12 cable. Connecting the MAXREFDES176# to a USB IO-link master, such as the MAXREFDES165#, with the associated software allows for easy evaluation.

Design files, firmware, and software are available on the Design Resources tab. The board is also available for purchase.

MAXREFDES278#はIO-Link^® 8チャンネル・ソレノイド・アクチュエータのフル機能リファレンス設計で、保護機能を内蔵したMAX22514 IO-Linkトランシーバーがベースとなっています。FETを内蔵したMAX22200 1Aオクタル集積化シリアル制御ソレノイド・ドライバを使って、8チャンネル・ソレノイド・アクチュエータの動作を確認します。このリファレンス設計には2つの電源オプションがあります。IO-Linkマスタを通じて直接電源を取ることで最大800mAの合計負荷に対応することもできますし、外部電源を使ってこれより大きい電流を供給することも可能です。IO-Linkマスタへの逆電流を防ぐとともに、常にIO-Link部分へ電力を供給できるように、この設計は過電圧（OV）、低電圧（UV）、および逆電圧に対する保護機能を備えたMAX17608電流リミッタを使用しています。

わずか85mm × 42mmの産業用フォーム・ファクタにまとめられたMAXREFDES278#は、業界標準のM12コネクタを使用しているので、4線IO-Linkケーブルを使用できます。それぞれのソレノイド・チャンネルは専用の2方向端子ブロックを備えています。

この設計では、STM32低消費電力マイクロコントローラが、MAX22200オクタル・ソレノイド・ドライバとMAX22514 IO-Linkデバイス・トランシーバー間のインターフェースに使われています。MAX22514は、電圧トランジェント圧縮（TVS）ダイオードなどの保護コンポーネントを外付けしなくても面積の小さいプリント基板（PCB）内で信頼性の高い通信を行うことができるように、サージ保護機能を内蔵しています。MAX22514は小さい25バンプのウェハ・レベル・パッケージ（WLP）と24ピンTQFNパッケージで提供されており、MAXREFDES278#の小型化に寄与しています。この設計は、MAX22514の内蔵アクティブ逆極性保護機能を使って逆極性保護を実現しています。MAX22514は、DC/DCコンバータを1個と低ドロップアウト（LDO）レギュレータを2個（3.3Vと5.0V）内蔵しています。DC/DCコンバータはマイクロコントローラ用の3.3V電源とMAX22200用のロジック電源を生成するために使われ、消費電力と必要部品数を削減して、スペースとコストを節約します。MAX22514も消費電力を減らすためにオン抵抗の小さいC/Qドライバを備えており、このリファレンス設計の消費電力を最小限に抑えて、放熱量を非常に低くすることを可能にしています。

このIO-Linkデバイスは、TMG TE社（Technologie Management Gruppe Technologie und Engineering）のIO-Linkデバイス・スタックを利用して、あらゆるIO-Linkバージョン1.1準拠のマスタと通信を行います。このボードは、標準的なM12ケーブルを使って規格準拠のIO-Linkマスタと接続するために、オスのM12コネクタを備えています。関連するソフトウェアを使ってMAXREFDES165#、またはMAXREFDES145#などのUSB IO-linkマスタにMAXREFDES278#を接続すれば、容易に評価を行うことができます。

設計ファイルやソフトウェアは「設計リソース（Design Resource）」タブからダウンロードでき、ボードも購入可能です。リファレンス設計のドキュメントには上に示すハードウェアについての説明が記載されています。

アプリケーション

• 産業オートメーション
• アクチュエータ・モジュール
• PLCおよびDCSシステム
• スマート・アクチュエータ

Advanced factory automation solutions (i.e., Industry 4.0) require an increasing number of smart sensors and smart actuators, which are typically controlled using IO-Link^® point-to-point serial communication between the sensor/actuator and IO-Link master. As a leading provider of IO-Link device transceiver and master transceiver ICs, Analog Devices, Inc., also provides complete reference design solutions to help our customers improve their time to market. These proven designs cover all the hardware and software requirements needed for compliance with the IO-Link standard.

IO-Link is the first open, field bus agnostic, low-cost, point-to-point serial communication protocol used for communicating with sensors and actuators that has been adopted as an international standard (IEC 61131-9). IO-Link standardizes interoperability of industrial equipment from all over the world. IO-Link can function directly from a PLC or be integrated into standard field buses, quickly making it the de-facto standard for universally communicating with smart devices like the MAXREFDES281#.

The MAXREFDES281# is a complete, IO-Link reference design that allows an engineer to connect device or actuator development boards with a Pmod^™-compatible peripheral module connector, and interface to an IO-Link Master. The MAXREFDES281# consists of a MAX22516 IO-Link transceiver with integrated data link controller and protection, a microcontroller to run application code, and has a peripheral module connector to connect device or actuator functions, supporting SPI, I²C, or UART interfaces.

The complete reference design fits on a 75mm x 33mm printed circuit board (PCB). Design files and software are available on the Design Files folder. The board is also available for purchase.

Introduction

With this reference design and firmware, IO-Link allows the user to program and diagnose a four-channel industrial analog output peripheral module (MAX22007PMB#). This enables industrial actuator or sensor equipment original equipment manufacturers (OEMs) to provide end-users with total flexibility at the factory floor level to simplify equipment installation and commissioning, while reducing their own number of stock keeping units, reducing their bill of materials (BOMs), and simplifying and streamlining their own purchasing and manufacturing.

The demonstration firmware provides an example of how to use the MAXREFDES284# with the MAX22007PMB#. The demonstration supports 1-byte PDIn and 7-byte PDOut, where the PDIn data is used as an 8-bit message counter, the 7-byte PDOut is split into 4x 12-bit digital-to-analog converter (DAC) values, one for each analog output, and 1 byte to switch the display through different modes, that is, application data display, timing analysis vs. cycle-time measurements. The minimum cycle-time is defined by the process-data length and COM rate, and with this mode 800μs cycle-time can be reached. The MAX22007PMB# demonstrates four industrial analog outputs that can be individually configured between voltage mode (0V to12.5V) or current mode (0mA to 25mA).

Built in an industrial form factor, and measuring just 75mm x 33mm, the MAXREFDES284# uses an industry-standard M12 connector, allowing a 4-wire IO-Link cable to be used. On the other side, a 12-pin peripheral module can be connected. A 2-pin terminal block provides external access to the 24V that is delivered from the IO-Link master, providing up to 24W.

The demonstration application comes with matching input/output device descriptor (IODD) files, supporting multiple parameters.

In this reference design, a MAX32660 low power microcontroller interfaces between the MAX22516 and peripheral module connector. The MAX22516 features an integrated data link controller that allows the device to autonomously respond to process-data requests from the IO-Link Master as well as manage indexed service data unit (ISDU) transfers, offloading all time-critical tasks from the microcontroller.

The microcontroller can update and read the PDIn and PDOut data at any time. The indexed service data unit (ISDU) requests are stored in a separate buffer and, consequently, are handled without interrupting application tasks. The MAX22516 also integrates surge protection for robust communication without requiring external protection components such as TVS diodes. The MAX22516 is available in a form factor friendly 3.53mm × 3.16mm, 42-bump wafer level packaging (WLP) as well as a 40-pin TQFN package, allowing the MAXREFDES284# to have a small footprint. The reference design is reverse-polarity protected using the integrated active reverse-polarity protection of the MAX22516. The MAX22516 has an integrated DC-DC converter as well as two integrated linear regulators (3.3V and 5.0V). The DC-DC converter is used to generate the 3.3V supply for the microcontroller, reducing power dissipation as well as the number of external components required, further saving additional space on the board. The MAX22516 also features a low on-resistance C/Q driver to reduce power dissipation, allowing this reference design to consume minimal power with very low thermal dissipation.

This IO-Link device was tested to IO-Link Standard 1.1.3 using the TEConcept Device Tester. Connecting the MAXREFDES284# to a USB IO-Link master, such as the MAXREFDES165# or MAXREFDES145#, with the associated software allows for easy evaluation.

MAXREFDES145#はIO-Link^®規格に完全準拠した8ポートIO-Linkマスタのリファレンス設計です。この設計はTEConceptのIO-Linkマスタ・スタックを使用しており、IO-Linkマスタのリファレンス設計であると同時に、IO-Linkセンサー／アクチュエータの開発およびテスト用システムでもあります。8個のIO-Linkポートにより、最大で8個の異なるセンサー（またはアクチュエータ）を同時にテストすることができます。このリファレンス設計は、IO-Linkに使われる最も一般的なコネクタである丈夫なM12コネクタ（メス）を8個備えています。また、IO-Linkケーブルが2本付属しているので、IO-Link対応のセンサーやアクチュエータを簡単に接続できます。AC/DCアダプタ（24VDC/1A）は各ポートに少なくとも125mAの電流を同時に供給可能で、未使用ポートがある場合はそれ以上の電流を供給できます。また、USB 2.0タイプBコネクタを使用すれば、Windows^® PCに簡単に接続できます。

IODDファイルのインポート機能を備えた使いやすいTEConceptの制御ツール（CT）GUIソフトウェアによって、MAXREFDES145#はIO-Link製品の開発に取り組んでいる企業やエンジニアにとって欠かせない存在となっています。

The MAXREFDES277# is a dual-channel IO-Link^® master reference design optimized for quick prototyping. This design uses the Technologie Management Gruppe (TMG TE) IO-Link master stack for the MAX14819A IO-Link master transceiver and is both an evaluation model for an IO-Link master as well as an IO-Link sensor/actuator development and test system. Two IO-Link ports allow for simultaneous testing of up to two different sensors or actuators.

In this design, an STM32™ low-power microcontroller interfaces between the MAX14819A and the control board. The MAX14819A is a dual-channel IO-Link master transceiver with integrated framers and L+ supply controllers. Integrated L+ controllers are used to supply power to connected IO-Link devices. The MAX14819A integrated IO-Link framer offloads time-critical tasks from the microcontroller, easing prototyping and software requirements.

Peripheral module (Pmod™) interface is an open standard written by Digilent, Inc., and is typically used for quick development and prototyping. The MAXREFDES277# with its Pmod and non-standard IO-Link connectors is optimized for this type of functionality. In lieu of the standard M12 connectors used in IO-Link, the MAXREFDES277# uses two small on-board connectors with L+, L-, and IO-Link connections to maintain a small size board.

The board ships with two M12-to-wire IO-Link cables required to connect IO-Link devices (e.g., sensors and/or actuators) to the MAXREFDES277# master board. An AC-to-DC (24V DC/1A) power supply, capable of providing the 24V power to the on-board MAX14819A IO-Link master transceiver and any connected sensors or devices, is also included.

Connecting the MAXREFDES277# to any Analog Devices, Inc., IO-Link device reference design, with the associated software, allows for easy evaluation.

Design files and sample MicroPython software are available in the Design Files. The board is also available for purchase.