１．はじめに
スタッフのみやけです。
今回はパソコンから任意の電気機器のON/OFF操作をする方法として、MODBUS/TCPプロトコルを活用したネットワーク・リレーを試してみました。
今回選定した機材はこちらです。
8-ch Ethernet Relay Module （詳細） →以降、本機と呼びます。
Waveshare社製の機器は、千石電商さんで扱っているものもありますが、この機器に関しては扱いがないため、AliExpressからの購入になります。
２．電源とネットワークの接続
本機にDC7～36Vの電源をつなぐか、PoEハブからEthernetコネクタに給電可能です。
本機と、設定に使うPCは、同じLANハブに有線接続しておきます。ネットワークのIPアドレスの体系が異なっても構いません。次項で紹介のツールから、本機のIPアドレスを変更できます。
３．基本設定
（１）アプリの入手
こちらのページから、「VirCom」をダウンロードし、ZIPファイルを展開します。
https://www.waveshare.com/wiki/Modbus_POE_ETH_Relay#TCP_Communication_Test
（２）VirComツールで機器を探索
VirComツールを起動し、ツールバーの「Device」をクリックします。
「Device Management」ウィンドウの右側「Auto Search」ボタンをクリックします。
一覧に本機が見つかりましたら、その行を選択し、「Edit Device」ボタンをクリックします。
設定前の状態（工場出荷状態のデフォルト）は下記のようになってます。
赤線の個所を、自身の環境に応じて修正します。
「Modify Setting」ボタンをクリックで、本機に設置を保存します。
「Restart Dev」をクリックして、本機を再起動します。
再起動に要する時間は数秒ですので、再起動できたらPINGコマンド等で疎通確認します。
４．動作確認
デバイスに対し、TCP/IPのパケットを送信して動作確認してみます。
今回は、NonSoftさんのTCP/IPデバッグツールを使用します。
ZIPファイルを展開して、「TcpIpTool.exe」を実行します。
| 1 | TCP/IPの設定 | 「クライアント」を選択 |
| 2 | TCP/IPの設定・ポート番号 | 502 |
| 3 | TCP/IPの設定・IPアドレス | 192.168.5.201 |
| 4 | 「送信データのバイナリ変換」 | 「✔」を入れる |
| 5 | 「HEX表示」 | 「✔」を入れる |
「接続」ボタンを押す。
「送信するテキスト」には、右記をコピペします <00><00><00><00><00><06><01><05><00><00><00><FF><00>
「TEXT送信」ボタンを押すと、本体の「CH1」がONになります。
「送信するテキスト」には、右記をコピペ <00><00><00><00><00><06><01><05><00><00><00><00><00>
「TEXT送信」ボタンを押すと、本体の「CH1」がONになります。
５．通信プロトコルの例
前章では通信パケットの内容については特に説明せず、コピペで試してみました。本章では、個々のリレーを自由にON/OFFするための読み解きについて説明します。
（１）コマンド例と読み解き方
Modbus/TCPに準拠しています。
本機の通信についての詳細は、下記を参照してください。
https://www.waveshare.com/wiki/Modbus_POE_ETH_Relay#Modbus_TCP_Development_Protocol
Modbus/TCP コマンド例: 00 00 00 00 00 06 01 05 00 00 FF 00
| フィールド | 意味 | 補足 |
| 00 00 | Message Label | 両方とも 0x00 固定です。 |
| 00 00 | Modbus Label | 両方とも 0x00 固定です。 これは Modbus 通信であることを意味します |
| 00 06 | Byte Length | このあと続くバイト数を示します。 この例では6 バイトです。 |
| 01 | Device Address | 0x00 固定です。 |
| 05 | Function Code | Control relay commands 0x05 固定です。 |
| 00 00 | Address | リレーのチャンネル番号に直接対応します。 ・0x0000→1ch ・0x0001→2ch … ・0x0007→8ch |
| FF 00 | Command | リレーのON / OFF に直接対応します。 ・0xFF00 : relay on ・0x0000 : relay off |
Appendix １．Webからの設定変更
IPアドレスの設定ができていれば、Webから設定変更ができます。
URL例：http://192.168.5.201/ パスワード:Password
Appendix ２．出力（リレー）電気的仕様
https://www.waveshare.com/modbus-poe-eth-relay.htm
https://raw.githubusercontent.com/SeeedDocument/Raspberry_Pi_Relay_Board_v1.0/master/res/HLS8L.pdf
| 仕様 | スペック | 補足 |
| リレー型番 | HLS8L-DC5V-S-C | |
| 主回路接点容量 | 10A 250VAC/30VDC | |
| 開閉寿命 | 10万回（電気的寿命）、100万回（機械的寿命） | |
