IO-Link는 산업 현장의 최하위 필드기기인 센서, 액추에이터에 대한 스마트한 네트워크 통신을 지원하는 통신 표준 기술이다. 수 많은 필드기기들은 각 제품 공급사가 채택하고 있는 다양한 필드버스(Fieldbus)를 채택하고 있어, 이들 필드기기들의 운영 정보를 정확하고 신속하게 전달하는 것이 어려웠다. 이에 IO-Link를 통해 다양하고 복잡한 필드기기들의 정보를 가볍게 전송할 수 있어 정보를 통합하는 산업용사물인터넷(IIoT) 구현으로 스마트 공장을 달성하는 방안이 제시된다. 이는 필드기기로부터 제어기기, MES, ERP에 이르는 제조현장의 스마트한 수직 통합을 구현하는데 있어 가장 기본적인 도입 방안이다.
ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics, 이하 ST)는 이러한 필드기기에서의 스마트한 네트워크 통합을 위해 IO-Link를 지원하는 디바이스 개발을 위해 45.8mm x 8.3mm의 슬림한 메인 보드를 갖춘 산업용 센서 키트 STEVAL-IOD04KT1을 출시했다. 이 키트는 소형 IO-Link(IEC 61131-9) 센서 개발을 간소화해 필드버스에 독립적인 P2P(Point-to-Point) 양방향 통신을 지원한다.
메인 보드에는 ST의 L6364W IO-Link 트랜시버와 STM32G0 마이크로컨트롤러를 비롯해 IIS2MDC 고정밀 3축 디지털 출력 지자기 센서, 머신러닝 코어를 갖춘 ISM330DHCX iNEMO 관성 모듈이 통합돼 있다. 이 보드는 2.5mm x 2.5mm CSP19의 L6364W와 2.3mm x 2.5mm WLCSP25의 STM32G0의 초소형 칩 스케일 패키지로 컴팩트한 사이즈를 구현해 초소형 센서 인클로저를 지원한다. 4극 M8 산업용 커넥터도 장착돼 IO-Link 1.1을 지원하는 모든 IO-Link 메인 컨트롤러와 연결된다. 10핀 확장 커넥터를 사용하면 센싱 방식을 추가할 수 있다.
함께 제공되는 STM32Cube 소프트웨어 팩인 STSW-IOD04K는 IODD(IO-Link Device Description) 파일, ST 전용 IO-Link 데모 스택, L6364W 및 MEMS 센서 관리를 위한 루틴을 제공한다. 핫플러그 활성화 기능을 갖춘 이 소프트웨어는 다양한 유형의 센서 개발을 지원하는 라이브러리가 포함돼 있으며, 추가 X-CUBE 소프트웨어와 손쉽게 통합해 센서 기능을 더 확장할 수 있게 설계되었다.
L6364W 트랜시버는 IO-Link 통신을 처리함으로써 STM32G0의 작업부하를 완화한다. 이 IC는 IO-Link 호환 전기 인터페이스를 비롯해 웨이크업 인식, 15byte 데이터 버퍼 및 쿼츠-프리(Quartz-Free) IO-Link 클럭 추출 등의 디지털 기능을 구현한다. 최대 ±2.5kV의 서지 펄스(Surge-Pulse) 보호, ESD 보호, 역극성 보호 기능이 모두 칩에 내장돼 있어 사용자가 추가 구성요소를 설계할 필요가 없고, PCB 공간과 부품원가(BoM)도 절감해준다. 또한, 내장 3.3V 및 5V LDO와 디지털 방식으로 구성 가능한 스텝다운 D/DC 컨버터를 갖춰 최대 50mA 부하 전류를 소싱할 수 있으며, 개발자가 애플리케이션의 효율성과 EMC 요건을 충족하도록 지원한다.
STEVAL-IOD04KT1 키트는 센서를 연결해 신속하게 평가하고 사용할 수 있도록 IO-Link M8-M12 어댑터 케이블과 ST의 STLINK-V3MINI 프로그래머 등 필요한 모든 것이 포함되어 있다. 이 키트는 현재 ST eStore에서 95.55달러에 공급되고 있다.
자세한 정보는 www.st.com/en/evaluation-tools/steval-iod04kt1.html에서 확인할 수 있다.
