Wiren Board 6

From Wiren Board
This is the approved revision of this page, as well as being the most recent.

Купить в интернет-магазине

Контроллер Wiren Board rev. 6.7
Логическая блок-схема контроллера
Wiren Board 6 без корпуса (rev. 6.7)

Эта статья описывает последние версии контроллера Wiren Board rev. 6.7 и 6.8.

Описание предыдущих ревизий см. здесь — Wiren Board rev. 6.3-6.6.

Описание следующей версии — Wiren Board 7.

Сводная таблица характеристик

Общее
Процессор NXP i.MX 6ULL 800 МГц Cortex A7

(версии 500 МГц и 900 МГц под заказ)

Память оперативная DDR3 SDRAM 512 Мбайт или DDR3 SDRAM 1 Гбайт
Память энергонезависимая 8 Гбайт eMMC
Габариты
Ширина, DIN-юнитов 6
Габаритные размеры (Д x Ш х В) 106 x 90 x 58 мм
Масса (с коробкой) 215 г
Условия эксплуатации
Температура воздуха -40 до +75 °С (подробности)
Относительная влажность До 92%, без конденсации влаги
Интерфейсы
RS-485 2
CAN 1 (мультиплексирован с RS-485)
Порты Wx (Интерфейс 1-Wire/дискретный вход) 2
Порты Ax (Дискретный / аналоговый вход /
выход «открытый коллектор»)
4
Коммуникации
Ethernet 10/100 2 (первый из портов с Passive PoE)
USB Host 2
Wi-Fi 802.11n 1 (AP, client)*
Bluetooth 4.0 1*
Сотовая связь 2G / 3G / 2G+NB-Iot / 4G(LTE) или без модема *
SIM-карты 2 x SIM, одновременно в сети одна
Питание
Напряжение 9 - 48 В постоянного тока
Потребляемая мощность средняя 2 Вт, до 10 Вт с модемом
Схема питания от входа с бо́льшим напряжением
Входы питания 2 на клеммах, 1 Passive PoE (на первом порту Ethernet)
Выходы для питания внешних устройств
Vout Входное питание — с ограничением тока, программным отключением и контролем состояния
5Vout 5 В — с ограничением тока, программным отключением, измерением напряжения
Модульность
Слоты для внутренних модулей расширения 3 с клеммами, 1 без клемм
Другие разъемы Для внешних модулей ввода-вывода WBIO, для модуля резервного питания
Программное обеспечение в комплекте
Операционная система Debian Linux 9 Stretch. Mainline kernel 5.10
Встроенный веб-интерфейс Добавление устройств, настройки, визуализация, мнемосхемы. Подробнее
Сценарии Правила wb-rules на JavaScript, редактирование через веб-интерфейс.
Визуализация Табличное представление, мнемосхемы во встроенном веб-интерфейсе
Управление с мобильного устройства Адаптивный веб-интерфейс или сторонние мобильные приложения.
Архив Хранение истории значений каналов wb-mqtt-db, до 1 Гбайт данных
Обновление ПО Отдельных компонентов через APT, целиком прошивки с сохранением резервной копии через Web и USB-флеш
Прочее Простая установка тысяч пакетов из репозиториев Debian, NodeJS, Python и т.п.
Программирование контроллера В комплекте: wb-rules • Python

Сторонние решения: Node-RED Языки МЭК 61131-3 • NodeJS и другие

Поддерживаемые протоколы, устройства и системы верхнего уровня
Опрос датчиков и работа с устройствами (в базовой комплектации) 1-WireDLMS/COSEM Modbus RTU/TCP Master ГОСТ МЭК 61107 СПОДЭС (ГОСТ Р 58940-2020)
Опрос датчиков и работа с устройствами (с помощью модулей расширения) KNXeBUSOpenThermZ-WaveZigbee
Системы верхнего уровня KNX Modbus RTU/TCP SlaveMQTTOPC UASNMPZabbix МЭК 104SmartWeb
ПО верхнего уровня GrafanaHome Assistant IntraHouse IntraSCADA IRidium ServerMasterSCADANagiosSimpLight SCADARapid SCADASAYMONZabbix
Управление с телефона MQTT DashiRidiumHome Assistant Apple HomeДом с АлисойСалют! Умный дом
Голосовые помощники Сири Салют Алиса
Устройства сторонних производителей Таблица поддерживаемых устройств
Примечание: * не для всех модификаций

Первое включение

Контроллер Wiren Board 6.7: антенны Wi-Fi и GSM

Сборка и запуск

Контроллер поставляется прошитым и готовым к работе, но перед его использованием нужно выполнить несколько шагов:

  1. Прикрутите антенну Wi-Fi к разъёму SMA.
  2. Если в вашем контроллере установлен модуль связи для обмена SMS-сообщениями и подключения к интернету — установите SIM-карту и подключите антенну GSM к разъему SMA на модуле.
  3. Подключите питание контроллера. Варианты подключения и схему смотрите в разделе Питание.
  4. Если на крышке контроллера есть выключатель, включите его.
  5. Подождите, пока контроллер загрузится в рабочий режим, на это потребуется пару минут. В рабочем режиме индикатор контроллера будет мигать зелёным с частотой один раз в секунду.

Дополнительно:

Веб-интерфейс

Чтобы зайти в веб-интерфейс контроллера Wiren Board, подключитесь к контроллеру через Wi-Fi или Ethernet и введите в адресную строку браузера IP-адрес контроллера.

Если вы находитесь в одной сети с контроллером и используете устройства Apple, компьютер с Linux или Windows 10 и выше, то вместо IP-адреса можно использовать mDNS: введите в адресную строку wirenboard-XXXXXXXX.local, где ХХХХХХХХ — восьмизначный серийный номер контроллера.

Читайте подробнее о веб-интерфейсе в статье Веб-интерфейс контроллеров Wiren Board и в документации.

Командная строка

Так как контроллер Wiren Board управляется ОС Linux, то многие настройки надо производить из командной строки. Для этого нужно подключиться к контроллеру по протоколу SSH или через отладочный порт.

Что дальше

После того, как вы немного познакомились с контроллером, нужно подумать о безопасности:

  1. Сменить пароль root: инструкция на странице SSH, раздел «Логин и пароль».
  2. При использовании контроллера на предприятии имеет смысл защитить веб-интерфейс паролем.
  3. Если планируете открывать доступ к контроллеру из интернета, то делайте это через VPN. Никогда не назначайте контроллеру белый IP-адрес, вас могут взломать.

Индикация этапов загрузки

Индикатор контроллера

В контроллерах WIren Board есть светодиодный индикатор из светодиодов зеленого и красного цветов. Они включаются поочередно или вместе, поэтому возможны три варианта свечения: зеленый, красный и оранжевый.

Индикатор показывает основные этапы загрузки и его можно использовать для быстрого поиска неисправностей при старте. Для детальной информации о происходящем в контроллере используйте отладочный порт.

После загрузки операционной системы вы можете управлять индикатором из своего программного обеспечения.

Условия Индикация Этапы Сообщения в Debug-UART
Включение контроллера горит оранжевый Загрузчик U-boot ждёт команду по debug-uart в течение 3 секунд.
Hit any key to stop autoboot:  3
5 секунд после включения и в USB-разъём вставлен носитель с файлом обновления. мигает оранжевый Загрузчик U-boot увидел файл обновления и 3 секунды ждёт подтверждения. Подробнее в статье Обновление прошивки.
##############################
# Detected USB flash drive with update file
# Filename: wb6_update_FACTORYRESET.fit
# Press a FW key if you want to update firmware from this file
# or wait 3 seconds to boot normally.
##############################
5 секунд после включения и USB-разъёмы свободны. горит красный Загрузчик U-boot применяет аппаратную конфигурацию контроллера.
Applying DT overlay ...
10 секунд после включения. мигает красный Загрузка OC и внутренних сервисов. Множество записей, есть
Welcome to Debian GNU/Linux 9 (stretch)!
60-70 секунд после включения. мигает зеленый ОС загрузилась, контроллер готов к работе. Приглашение для входа в систему
wirenboard-<Серийный номер> login:

Программное обеспечение

Структура ПО контроллера. В центре очередь сообщений MQTT, которая используется для обмена информацией между разными частями ПО

Wiren Board работает под управлением стандартной сборки Debian Linux 9 Stretch. Для архитектуры используемого процессора есть официальный порт. Поэтому почти любой пакет найдётся в стандартном репозитории, и его можно установить одной командой apt-get install имя_пакета.

Есть две ветки ПО Wiren Board: stable и testing, подробнее.

Исходный код программного обеспечения доступен на GitHub. Там можно почерпнуть примеры для разработки собственного ПО.

Очередь сообщений MQTT — «скелет» программной архитектуры Wiren Board Все сервисы контроллера общаются между собой по общей «шине», в роли которой и выступает брокер MQTT.

Главная страница веб-интерфейса контроллера Wiren Board

Веб-интерфейс Wiren Board работает непосредственно на контроллере. В нём можно:

  • следить за состоянием контроллера и подключённых устройств и управлять ими,
  • подключать устройства к контроллеру,
  • настраивать контроллер и обновлять его ПО,
  • писать правила на встроенном движке,
  • настраивать SMS- и email-уведомления,
  • смотреть графики истории значений параметров: температуры, напряжения и т.п.

Движок правил wb-rules позволяет создавать собственные правила для контроллера, например: «Если температура датчика меньше 18°С, включи нагреватель». Правила создаются через веб-интерфейс и пишутся на простом Javascript-подобном языке.

Для работы с SCADA-системами есть:

Дополнительно:

  • Node-RED — инструмент визуального программирования.
  • Home Assistant — open-source платформа для автоматизации.
  • Docker — программное обеспечение для запуска приложений в изолированной среде.
  • МЭК 61131-3 — программирование контроллеров с помощью языков FBD, ST, LD, SFC.

Полезные ссылки

Внутренние и внешние модули

Внутренние модули расширения — это небольшие платы, устанавливаемые внутрь корпуса контроллера Wiren Board и расширяющие его функциональность: дополнительные порты RS-485, RS-232, релейные выходы и т. д.

В контроллере есть четыре слота для подключения модулей расширения двух разных типов. Для трёх из этих модулей выведено по 3 внешних клеммника для каждого.

Модули ввода-вывода стыкуются с боковым разъемом контроллера с правой стороны; каждый модуль добавляет к контроллеру от 8 до 16 цифровых или аналоговых портов.

Последовательно можно подключать до 8 модулей: до 4 модулей ввода (типа I) и до 4-х модулей вывода (типа O и IO).

Модуль резервного питания — дополнительные мезонинные платы, устанавливаются внутрь корпуса Wiren Board и обеспечивает работу контроллера до 3 часов.

Беспроводные интерфейсы

Модуль сотовой связи — модем 2G (GPRS), 3G (UMTS) или NB-IoT устанавливается в контроллер модулем расширения. Требуется SIM-карта формата nanoSIM.

Модем позволяет отправлять и принимать SMS, подключаться к интернету. Работа с двумя SIM-картами в режиме мультиплексирования.

SIM-карты расположены под крышкой контролера.

Модуль Wi-Fi в Wiren Board можно настроить на работу в одном из трёх режимов:

  • режим точки доступа, включён по умолчанию (имя WirenBoard, без пароля, адрес контроллера в созданной сети: 192.168.42.1)
  • режим клиента
  • одновременная работа в режиме и точки доступа, и клиента

Модуль Bluetooth 4.0 (Bluetooth Low Energy) — можно отслеживать приближение других Bluetooth устройств, например, мобильного телефона или Bluetooth-метки.

USB-стик Z-Wave - подключается к USB-разъему и обеспечивает поддержку устройств стандарта Z-Wave.

Антенны Wi-Fi, GSM и радиомодулей подключаются к разъемам SMA.

При слабом сигнале GSM рекомендуется использовать выносную антенну и располагать ее вдали от контроллера.

Проводные интерфейсы

Порты и интерфейсы Wiren Board 6.7

Интерфейс Ethernet поддерживает скорость 10/100 Мбит/с. Контроллер Wiren Board 6 комплектуется двумя отдельными независимыми интерфейсами Ethernet.

USB. Контроллер оборудован двумя портами USB 2.0 (A/F). Оба порта работают в режиме USB Host; в следующих версиях контроллера первый порт (ближний к Ethernet-разъему) будет поддерживать загрузку прошивки контроллера. Управление питанием отдельных USB-устройств см. в Питание USB-портов.

Контроллер и подключённые к нему устройства настраиваются в веб-интерфейсе

Интерфейс RS-485 — стандарт коммуникации по двухпроводной шине.

Контроллер имеет 2 порта RS-485 + можно добавить еще 2 порта модулями расширения RS-485.

Стандартно в Wiren Board с подключёнными по RS-485 устройствами работает драйвер wb-mqtt-serial через систему MQTT-сообщений.

Полезные статьи:

CAN — это стандарт коммуникации по двухпроводной шине. На контроллере мультиплексирован (выведен на те же клеммники) со вторым портом RS-485.

Может работать в режиме UART-CAN (также называемая иногда просто шиной CAN или RS-CAN) - используется физический уровень CAN для полудуплексного последовательного порта UART. Шина UART-CAN используется преимущественно в приборах учёта, таких как счётчики электроэнергии Меркурий.

Режим работы второго порта RS-485 (обычный RS-485, UART-CAN, обычный CAN) можно выбрать в веб-интерфейсе: на вкладке Hardware Modules Configuration в настройках RS485-2/CAN interface config.

1-Wire — шина для подключения внешних датчиков по двум или трём проводам. Так как это шина, можно подключить несколько устройств на один порт 1-Wire. ПО контроллера поддерживает подключение температурных датчиков типа DS18B20.

Debug Console (отладочный порт) — это резервный инструмент, через который можно получить доступ к консоли контроллера и взаимодействовать с загрузчиком, следить за загрузкой операционной системы и выполнять команды в консоли SSH.

Универсальные входы/выходы A1-A4

Схема входов/выходов A1-A4
Схема защиты A1-A4

Универсальный канал Ах объединяет в себе три функции и может работать как:

  • Выход «открытый коллектор» (Ax_OUT) — ключ с током 1 А и на напряжение 40 В, замыкающий выход на землю. Адрес канала: wb-gpio/Ax_OUT.
  • Аналоговый вход (Ax в разделе ADC) с диапазоном измерений 0 — 28 В и погрешностью 100 мВ + 2%. Адрес канала: wb-adc/Ax.
  • Дискретный вход (Ax_IN) — срабатывает при напряжении на клемме больше 3 В (логическая единица), меньше 1.5 В — логический ноль. Адрес канала бинарного входа: wb-gpio/Ax_IN.

Из этих трёх функций одновременно могут работать только две — дискретного и аналогового входов. Для режима входа отключите соответствующий ключ (Ax_OUT). Для режима «открытого коллектора» ничего отключать не нужно — АЦП и DI будут просто показывать ноль при открытом ключе. Входное сопротивление каналов 100 кОм — подтяжка к земле Rx.

Смотрите также:

Каналы W1-W2

Подключение датчика 1-Wire к каналу W1 контроллера Wiren Board
Схема защиты входов W1-W2

Каналы W1 и W2 могут работать как интерфейс для подключения датчиков 1-Wire (по умолчанию) или как дискретные входы типа «сухой контакт».

Режим каналов выбирается независимо для каждого канала в веб-интерфейсе контроллера в разделе SettingsConfigsHardware Module ConfigurationWx terminal mode.

Режим 1-Wire

В контроллере уже есть резистор 3 кОм подтяжки между шиной Data и VCC — внешний резистор не нужен. Количество возможных датчиков и надёжность их работы зависит от длины шины, её топологии и кабеля. Обычно в домашних условиях надёжно работает до 20 датчиков по 5 метров кабеля, соединённых звездой.

Дополнительные датчики можно подключать через модуль WBE2-I-1-WIRE.

Режим дискретного входа

В режиме дискретного входа срабатывание происходит при замыкании на землю (GND), в отличие от каналов A1-A4.

Выход питания +5Vout

Схема защиты выхода 5V

Для питания датчиков удобно использовать выход +5V. Он защищен от КЗ и подачи повышенного напряжения. При питании контроллера от аккумулятора выход +5V остается активным.

Также есть программное управление этим выходом (его можно отключать). В веб-интерфейсе выход представлен контролом 5V_OUT устройства Discrete I/O. Напряжение на канале измеряется АЦП.

Выход питания Vout

Схема защиты выхода Vout
Vout в веб-интерфейсе контролера Wiren Board

Напряжение питания контроллера подаётся напрямую на клеммы Vout. Подключайте к Vout устройства, рассчитанные на это напряжение. Для питания периферийных устройств можно использовать выход Vout. Он защищен от КЗ и подачи повышенного напряжения. Ток с Vout до 1А, выше - может сработать защита (тепловая или от тока КЗ) и ключ выключится.

При питании контроллера от аккумулятора на выход подаётся напряжение +11 В.

В веб-интерфейсе контроллера выход представлен двумя контролами устройства Discrete I/O:

  • V_OUT — включение и отключение выхода.
  • V_OUT_OK — обратная связь о состоянии выхода, смотрите таблицу состояний.

В версии контроллера WB6.7 и новее — два разъема Vout, которые соединены друг с другом.

В версиях с WB6.9 и новее — отсутствует V_OUT_OK.

V_OUT_OK V_OUT Напряжение
на клеммах Vout
ON ON есть
ON OFF нет
OFF ON нет
OFF OFF есть

Линии RS-485 и CAN

Порты RS-485 и CAN контроллера защищены от подачи повышенного напряжения до 40В.

Схема защиты RS-485 и CAN
Управление failsafe bias и терминаторами контроллера из web-интерфейса

По стандарту RS-485 линия должна быть терминирована резисторами 100 — 120 Ом с обоих концов. Для упрощения монтажа контроллер имеет встроенные терминаторы, которые включаются программно.

Также на линиях стоят резисторы защитного смещения (failsafe bias, растяжка линий A и B). По умолчанию они включены. Если контроллер используется в режиме «slave», то эти резисторы необходимо отключить в веб-интерфейсе контроллера.

Клеммники

Часть клеммников может выполнять более одной функции.

Подпись Max. V, I Доп. защита Состояние по умолчанию Функции
Vin

52V

От переполюсовки Входное напряжение
GND "Земля", минус блока питания. Все GND общие.
O1-O3 Входы/выходы модулей расширения
A1-A4 40 В, 1 А От превышения тока, импульсных перенапряжений High Z Выходы "открытый коллектор", ADC
GND Для удобства подключения внешних датчиков
W1-W2 40 В 5 В 1-Wire, GPIO
5V out 5 В, 0.5 А От превышения тока 5 В Выход 5 В. Программное включение-выключение
A 40 В 0 В Порт RS-485 (/dev/RS-485-1)
B 40 В +5 В
L 40 В 0 В Порт CAN или RS-485 (/dev/RS-485-2).

Подключение RS-485: A - к клемме A|L, B - к клемме B|H.

H 40 В +5 В
Vout* 1 А От превышения тока, импульсных перенапряжений Выход питания. Входное напряжение, программное отключение
Клеммники и сечение проводов
Рекомендуемое сечение провода с НШВИ для входов управления: 0.35 – 1 мм2 — одинарные, 0.35 – 0.5 мм2 — сдвоенные провода,

для силовых входов: до 2.5 мм2 — одинарные, до 1.5 мм2 — сдвоенные провода

Длина стандартной втулки НШВИ 8 мм
Момент затяжки винтов для входов управления: 0.2 Н∙м, для силовых выходов: 0.5 Н∙м
Тип клемм Винтовые, разъемные, шаг 3.5 мм
Как обжимать наконечники НШВИ

Рекомендуем для монтажа использовать гибкие многожильные провода с обжатием концов втулочными наконечниками (НШВИ — наконечник штыревой втулочный изолированный).

При снятии изоляции провод должен зачищаться ровно по длине гильзы (можно зачистить больше, а потом откусить выступающий излишек). Для обжима (опрессовывания) используйте пресс-клещи (кримпер, «обжимка»). При монтаже обжатый наконечником провод не разрушается винтовым зажимом и надежно фиксируется.

Не прикладывайте чрезмерное усилие при завинчивании клеммы — это приводит к разрушению винтового разъема.

Встроенные функции

Зуммер (звуковой излучатель) — издает звуковой сигнал, частота настраивается.

Часы реального времени RTC питаются от собственного отдельного аккумулятора. Так как используется аккумулятор, периодическая замена батарейки не требуется. Ёмкости аккумулятора хватает на 2-3 месяца работы часов при отключенном питании контроллера.

Сторожевой таймер

Контроллер содержит отдельный аппаратный сторожевой таймер — watchdog, он перезагружает контроллер при зависании ПО.

Перед редактированием конфигурации сервисов, указанных в файле конфигурации watchdog — желательно остановить его выполнение. После внесения и проверки изменений снова запустите watchdog.

Если при редактировании конфигурации была допущена ошибка и watchdog вызывает циклическую перезагрузку — войдите в систему контроллера по SSH и остановите выполнение watchdog. На это у вас есть 10–12 секунд после запуска операционной системы.

Как остановить и запустить watchdog читайте в статье Watchdog.

Питание

Если питание контроллера больше 28 В, то не подключайте к клеммам Vout Modbus-устройства Wirenboard (и другие, не рассчитанные на это напряжение), т. к. питание контроллера идет напрямую в Vout.

У контроллера есть несколько входов для подключения питания:

  • Клеммы V+ с общей землёй GND для подключения одного или двух блоков питания с напряжением от 9 до 48 В постоянного тока.
  • Порт Ethernet 1 с поддержкой Passive PoE.

Можно подключить разные источники к разным входам, в этом случае питание будет идти от источника с бо́льшим напряжением.

После установки контроллера на DIN-рейку и подачи питания, переведите переключатель на верхней крышке контроллера в положение ON. Начнется загрузка операционной системы контроллера. По окончании загрузки индикатор контроллера замигает зеленым.

Для резервного питания можно подключить внутренний модуль WBMZ3-BATTERY с Li-Pol аккумулятором или WBMZ3-SUPERCAP с ионисторами. При снижении напряжения Vin ниже 11 В, контроллер и модули, подключённые к выходу Vout питаются от 11 В, которые выдаёт модуль резервного питания.

Поддерживаемые устройства

Устройства нашего производства с интерфейсом RS-485

Таблица поддерживаемых устройств

Подключение периферийных устройств

Примеры сетевых настроек контроллера на удалённом объекте

Шпаргалка: сетевые настройки контроллера на удаленном объекте

Настройка времени и часового пояса

Настройка даты и времени

Известные неисправности

Аппаратные ошибки/особенности Wiren Board 6, найденные при эксплуатации контроллера.

Ревизии устройства

Ревизия в веб-интерфейсе

Номер партии (Batch №) указан на наклейке, на боковой поверхности корпуса, а также на печатной плате. Номер партии контроллера складывается из номеров партий базовой и процессорной плат.

Аппаратные ревизии контроллера — описание изменений в плате контроллера.

Ревизии процессорных модулей — описание изменений в платах процессорных модулей.

Прочее

Низкоуровневая работа с железом - таблицы соответствия GPIO процессора и сигналов на плате.

Работа с GPIO — как работать с GPIO напрямую.

Обновление прошивки. Для сброса Wiren Board 6 к заводским настройкам (factory reset) используйте инструкцию из раздела Обновление прошивки#Сброс Wiren Board 6 к заводским настройкам.

Wiren Board 6: Восстановление пароля пользователя root.

Изображения и чертежи устройства

Габаритные размеры

T:434--> По ссылкам ниже вы можете скачать изображения и чертежи разных моделей контроллеров Wiren Board 6.

Модель CorelDRAW PDF CorelDRAW Autocad 2013 DXF Autocad PDF
Wiren_Board-6.7 WB-Library.cdr.zip Wiren_Board-6.7.cdr.pdf Wiren_Board-6.7.dxf.zip Wiren_Board-6.7.pdf
Wiren_Board-6.5 Wiren_Board-6.5.cdr.pdf Wiren_Board-6.5.dxf.zip Wiren_Board-6.5.pdf
Wiren_Board-6_KNX Wiren_Board-6_KNX.cdr.zip Wiren_Board-6_KNX.cdr.pdf
Блок питания MW-HDR-30-24 MW-HDR-30-24.dxf.zip MW-HDR-30-24.pdf