Wiren Board 4:Аппаратная часть: различия между версиями

Материал из Wiren Board
(Новая страница: « == Описание == <!--thumb|500px|Wiren Board Smart Home rev 3.5 components File:IMG 0260.png|thumb|500px|Wiren Board Smart Ho…»)
 
 
(не показано 185 промежуточных версий 4 участников)
Строка 1: Строка 1:
<languages/>
<translate>
<!--T:158-->
[[File:WB4-2.png| thumb | 500px|Wiren Board 4]]


== Описание ==
<!--[[Файл:WB3.3 MAIN.png|thumb|500px|Wiren Board Smart Home rev 3.5 components]]
[[File:IMG 0260.png|thumb|500px|Wiren Board Smart Home rev. 3.5 top]]
[[File:WB3.5.png|thumb|500px|Wiren Board Smart Home rev. 3.5 обозначения]]-->
[[Файл:Чертеж WB4.png |thumb|500px|Wiren Board 4. Чертеж]]
[[Файл:Схема защиты входов.png|thumb|200px]|Схема защиты входов и выходов]]


Ниже дано описание Wiren Board 4 ревизии 4.2.


'''В процессе наполнения'''


* [[Wi-Fi]] (Realtek [[RTL8188EU]]), опционально Wi-Fi+BT на чипе RTL8723BU
==Технические характеристики== <!--T:159-->
* GSM/GPRS модем - SIMCom [[SIM900R]]
* Ethernet 10/100
* 2 x USB-host
* 2 порта [[RS-485]]


* Напряжение питания: 9-25V, passive PoE (опция)
<!--T:160-->
* Подержка Li-Ion аккумулятора (аккумулятор не входит в комплект поставки)
[[File:WB4.png| thumb | 500px|Wiren Board 4]]
* Аппаратный watchdog-таймер
* Опция - радиомодуль [[RFM69H]] 433MHz
* Слот расширения, поддерживаемые модули расширения:
**  Радиомодуль [[NRF24L01]] 2.4 GHz для установки в слот расширения
**  Модуль расширения RS-232


См. также [[Wiren Board 4: implementation details| детали реализации аппаратной части]]


==Технические характеристики==
<!--T:161-->
 
{|  border="1" width="45%" class="wikitable" style="text-align:center"
{|  border="1" class="wikitable" style="text-align:center"
!colspan="2" | '''ПО'''  
| ||  '''параметр''' || '''значение'''|| '''Комментарии'''
|-
| Операционная система || Debian Linux 7.0. Mainline kernel 3.19.
|-
|-
|rowspan="3" | Софт || Операционная система || Debian Linux 7.0, mainline kernel 3.13 ||
!colspan="2" | '''Контроллер'''
|-
|-
|rowspan="3" | Контроллер || Процессор || 454MHz CPU Freescale iMX233 ||
| Процессор || [[Special:MyLanguage/Freescale i.MX233|Freescale i.MX233]] 454 МГц
|-
|-
|| Память оперативная || 64 MB ||
|| Память оперативная || DDR SDRAM 64 МБ
|-
|-
|| Память энергонезависимая || 4-8Gb || microSD-карта
|| Память энергонезависимая || Карта microSD до 32 ГБ
|-
|-


|rowspan="4" | Беспроводная связь || Wi-Fi || ||
<!--T:162-->
!colspan="2" | '''Беспроводные интерфейсы'''
|-
| [[Special:MyLanguage/Wi-Fi|Wi-Fi]] || 802.11 b/g/n 2.4 ГГц
|-
|-
|| [[SIM900R|GSM/GPRS]] || 1 сим-карта || microSIM
|| [[Special:MyLanguage/GSM/GPRS|GSM/GPRS]] || 900/1800 МГц. GPRS multi-slot class 10/8 max. 85.6 kbps (downlink). SIM-карта формата microSIM
|-
|-
|| пакетное радио || 433 MHz || (Опция) Устройства "Ноолайт", датчики Oregon
|| Пакетное радио 433 МГц || модуль RFM69H. Для связи с устройствами [[Special:MyLanguage/Поддерживаемые устройства |Noolite]], датчиками [[Special:MyLanguage/Поддерживаемые устройства |Oregon]]
|-
|-
|| NRF24 || 2,4GHz || (Опция) Для связи с такими же модулями NRF24  
|| Радиомодуль 2.4 ГГц || [[Special:MyLanguage/NRF24L01|NRF24L01]] Для связи с такими же модулями NRF24 ''(опция)''
|-
|-




|rowspan="6"| Порты || Ethernet || 10/100 (RJ-45)||
<!--T:163-->
!colspan="2"| '''Проводные интерфейсы'''
|-
| Ethernet || 10/100 Мбит/с, Разъём RJ-45
|-
|| USB 2.0 Host || 2 порта (один внутри корпуса)
|-
|-
|| USB Host 2.0 ||  2 порта (один снаружи + один внутри) ||  
|| [[Special:MyLanguage/Аудиовыход|Аудиовыход]] || Разъём 3,5 мм, стерео
|-
|-
|| [[Аудиовыход]] ||1x || Audio Jack 3,5 мм. Стерео
||2x[[Special:MyLanguage/RS-485|RS-485]] (один из портов изолированный)||есть программная поддержка протоколов Modbus RTU, ADICON/A-BUS/Uniel, Smartbus G4
|-
|-
||[[RS-485]]|| 2x, изолированный + неизолированный || Управление светом по DMX512,
|| Отладочная консоль || [[Special:MyLanguage/Debug UART|Debug UART]] Подключается через переходник USB-UART
подключение по Modbus RTU, ADICON/A-BUS/Uniel, Smartbus G4
|-
|-
|| [[Debug UART]]|| Вывод отладочной консоли ||  Подключается через переходник UART-USB.
|| 2x [[Special:MyLanguage/1-Wire|1-Wire]] || Подключение датчиков температуры, влажности
|-
|-
||[[1-Wire]] || 2x || Подключение по 1-Wire датчиков температуры и т.д.
!colspan="2"| '''Подключение датчиков'''
|-
|-
|rowspan="4"| Подключение датчиков || [[ADC | АЦП]] || 5x : (2x до 24V , 3x - до 5V) ||
| 5x[[Special:MyLanguage/ADC | АЦП]] ||  2x до 24V , 3x - до 5V
|-
|-
||[[Входы для резистивных датчиков]] ||2 x || подключение термисторов на 10 кОм, использование как АЦП до 3.3V.
||2x[[Special:MyLanguage/Входы для резистивных датчиков|Входы для резистивных датчиков]]  
|| Подключение термисторов на 10 кОм, использование как АЦП до 3.3V.
|-
|-
|| [[Входы "сухой контакт"]] || 4x || Подключение кнопок, герконов, счетчиков с импульсными выходами.
|| 4x[[Special:MyLanguage/"Сухой контакт"|"Сухой контакт"]]  
|rowspan="2"| Подключение кнопок, герконов, счетчиков с импульсными выходами.
|-
|-
|| Цифровые входы || 2x || до 24V. Подключение кнопок, герконов, счетчиков с импульсными выходами.
|| 2x[[Special:MyLanguage/DI | DI (цифровой вход)]]
|-
|-


|rowspan="2"| Выходы || [[Управление низковольтной нагрузкой]] || 9 выходов, 24V/2A || Выходы типа "открытый коллектор",  
<!--T:164-->
управление контакторами, светодиодными лентами, и т. п.
!colspan="2"| '''Выходы'''
|-
| 9x[[Special:MyLanguage/Управление низковольтной нагрузкой|"Открытый коллектор"]] || 24V/2A, управление контакторами, светодиодными лентами, и т. п.
|-
|| 2xРеле || До 250В/3A, нормально разомкнутые контакты
|-
!colspan="2"| '''Прочее'''
|-
| 8x[[Special:MyLanguage/GPIO|GPIO]] || мультиплексированы с другими входами/выходами
|-
||1x[[Special:MyLanguage/Buzzer|Излучатель звука]]|| "пищалка".  
|-
|-
|| [[WB_SH_3.5:_%D0%A1%D0%BF%D0%B8%D1%81%D0%BE%D0%BA_GPIO#GPIO_.D0.BD.D0.B0_.D1.80.D0.B5.D0.BB.D0.B5|Реле]]|| 2x 250V/2A || Нормально разомкнутые контакты.
|| Часы реального времени || [[Special:MyLanguage/RTC|RTC]] Резервная батарейка
|-
|-
|rowspan="4"| А также || [[WB3.3:_Список_GPIO|GPIO]] || 8x || мультиплексированы с друмими входами/выходами
|| Сторожевой таймер (watchdog) || Отдельный аппаратный watchdog, перезагружающий устройство целиком по питанию
|-
|-
||[[Buzzer|Излучатель звука]]|| 1x || "[[Buzzer|пищалка]]".
|| 1xРазъём для модуля расширения || Поддерживаемые модули расширения:<br>* Модуль расширения RS-232
|-
|-
|| Часы реального времени || [[RTC]] || Резервная батарейка
!colspan="2"| '''Питание'''
|-
|-
|| Сторожевой таймер || || Отдельный аппаратный watchdog
|| Рабочее напряжение || 9-24 В
|-
|-
|rowspan="2"| [[Питание]] || Рабочее напряжение || 9-24V ||rowspan="2"| Работа от резервного Li-Pol аккумулятора,
|| Потребляемая мощность || <3 Вт (пиковая - до 12 Вт)
питание по витой паре - PoE
|-
|-
|| Потребляемая мощность || <3 Вт
| Работа от резервного аккумулятора || Поддерживаются Li-ion
|-
|-
|rowspan="2"| Конструкция || [[Чертеж платы Wiren Board 3.3 | Размеры]] || 103x87x20 мм
||питание по витой паре || [[Special:MyLanguage/Power over Ethernet | Passsive Power over Ethernet]]
|-
|-
|| Корпус || 6U на DIN рейку ||Gainta D6MG
|| Габаритные размеры || плата - 103x87x20 мм, в корпусе на DIN рейку 6U
|-
|-
|rowspan="1"|Эксплуатация || Рабочая температура || 0..70C (-40..85C по запросу) || Покрытие лаком для влагозащиты.
||Эксплуатация || Рабочая температура - 0..70C (-40..85C по запросу) Покрытие лаком для влагозащиты.
|-
|-
|}
|}


== Клеммники ==
 
{|  border="1" width="59%" class="wikitable" style="text-align:center"
 
== Клеммники == <!--T:165-->
 
<!--T:166-->
[[File:Схемки защиты WB4-2.png|thumb|400px|Схема защиты входов и выходов]]
 
<!--T:167-->
Часть клеммников может выполнять более одной функции - смотрите описание входов/выходов и статью [[Special:MyLanguage/Мультиплексирование портов|Мультиплексирование портов]].
 
<!--T:168-->
{|  border="1" width="45%" class="wikitable" style="text-align:center"
|  
|  
'''подпись'''
'''подпись'''  
|| '''функция'''|| '''Max. V, I''' || '''cостояние'''  
|| '''Max. V, I'''  
'''по умолчанию'''
| width="10%" | '''cостояние''' '''по умолчанию'''
| width="30%"|'''комментарии'''
| width="60%"|'''Функции'''
|-
|-
! colspan="8"| Верхний ряд, правый блок
! colspan="8"| Верхний ряд, правый блок
|-
|-
| Vin  || Vin || 24V || ||Входное напряжение
| '''Vin'''   || 24V || ||Входное напряжение
|-
|-
| GND || GND || || ||
| '''GND''' || || ||
|-
|-
| O1 || O1 || || || rowspan="3" |Входы/выходы модуля расширения
| '''O1''' || rowspan="3"| || rowspan="3"| || rowspan="3" |Входы/выходы модуля расширения
|-
|-
| O2 || O2 || ||
| '''O2'''
|-
|-
| O3 || O3 || ||
| '''O3'''
|-
|-
| A || [[RS-485]] A || 30 V || 0V ||rowspan="2" |Неизолированный RS-485
| '''A''' || 30 V || 0V ||rowspan="2" |Неизолированный порт [[Special:MyLanguage/RS-485|RS-485]]
|-
|-
| B || [[RS-485]] B || 30 V || +5V  
| '''B''' || 30 V || +5V  
|-
|-
| (9-24)V_OUT || (9-24)V_OUT || 24V || ||Входное напряжение, выход
| '''(9-24)V_OUT''' || 24V || ||Входное напряжение, выход, для питания устройств по шине RS-485
|-
|-
| GND || GND || || ||
| '''GND''' ||| || ||
|-
|-
| A-O || [[RS-485]] A || 30 V || 0V || rowspan="2" |Оптоизолированный RS-485
| '''A-iso''' || 30 V || 0V || rowspan="2" |Оптоизолированный порт [[Special:MyLanguage/RS-485|RS-485]]
|-
|-
| B-O || [[RS-485]] B || 30 V || +5V
| '''B-iso''' || 30 V || +5V
|-
|-
| GND-O || GND-O  || || || Земля оптоизолированного RS-485
| '''GND-iso''' || || || Земля оптоизолированного RS-485
|-
|-


<!--T:169-->
! colspan="8"| Нижний ряд, левый блок
! colspan="8"| Нижний ряд, левый блок
|-
|-
| 5V out || 5Vout|| 5V, 0.5A || 5V || выход 5V (для датчиков 1-Wire)
| '''5V out''' || 5V, 0.5A || 5V || выход 5V (для датчиков 1-Wire)
|-
|-
| W1 || W1/GPIO || 30V || 3.3V || rowspan="2" |1-Wire,"сухой контакт"
| '''W1''' || rowspan="2"| 30V || rowspan="2"| 3.3V || rowspan="2" |[[Special:MyLanguage/1-Wire|1-Wire]], GPIO
|-
|-
| W2 || W2/GPIO || 30V || 3.3V
| '''W2'''
|-
|-
| R1 || R1/GPIO/ADC5 || 5V || High Z || rowspan="2" |Резистивные датчики, [[ADC]], цифровые входы (GPIO) без подтяжки
| '''R1''' || rowspan="2"| 5V || rowspan="2"|High Z || rowspan="2" |Резистивные датчики, [[Special:MyLanguage/ADC|ADC]], цифровые входы (GPIO) без подтяжки
|-
|-
| R2 || R2/GPIO/ADC6 || 5V || High Z
| '''R2'''
|-
|-
| A1 || FET1/ADC1 || Vin , 2A || High Z || rowspan="3" |[[Управление низковольтной нагрузкой|Выходы "открытый коллектор"]], [[ADC]]  
| '''A1''' || rowspan="3"| Vin , 2A || rowspan="3"| High Z || rowspan="3" |[[Special:MyLanguage/Управление низковольтной нагрузкой|Выходы "открытый коллектор"]], [[Special:MyLanguage/ADC|ADC]]  
|-
|-
| A2 || FET2/ADC2 || Vin , 2A || High Z
| '''A2'''   
|-
|-
| A3 || FET3/ADC3] || Vin , 2A || High Z
| '''A3'''
|-
|-
| A4 || FET4/ADC4/DI1 || Vin , 2A || High Z || rowspan="2" | [[Управление низковольтной нагрузкой|Выходы "открытый коллектор"]],  [[ADC]] , цифровые входы DI
| '''A4''' || rowspan="2"| Vin , 2A || rowspan="2"| High Z || rowspan="2" | [[Special:MyLanguage/Управление низковольтной нагрузкой|Выходы "открытый коллектор"]],  [[Special:MyLanguage/ADC|ADC]] , цифровые входы DI
|-
|-
| A5 || FET5/ADC5/DI2 || Vin , 2A || High Z
| '''A5'''
|-
|-
| GND || GND || || ||
| '''GND''' || ||
|-
|-


<!--T:170-->
! colspan="8"| Нижний ряд, правый блок
! colspan="8"| Нижний ряд, правый блок
|-
|-
| GND || GND || || ||
| '''GND''' || rowspan="2"| || rowspan="2"| ||rowspan="2"|
|-
|-
| GND || GND || ||
| '''GND'''
|-
|-
| DR1 || FET_DR1/DR1 || Vin , 2A || +5V || rowspan="4" | [[Управление низковольтной нагрузкой|Выходы "открытый коллектор"]], входы для "сухого контакта"
| '''D1''' || rowspan="4"| Vin , 2A || rowspan="4"| +5V || rowspan="4" | [[Special:MyLanguage/Управление низковольтной нагрузкой|Выходы "открытый коллектор"]], входы для [[Special:MyLanguage/"Сухой контакт" | "сухого контакта"]]
|-
|-
| DR2 || FET_DR2/DR2 || Vin , 2A || +5V
| '''D2'''
|-
|-
| DR3 || FET_DR3/DR3 || Vin , 2A || +5V
| '''D3'''
|-
|-
| DR4 || FET_DR4/DR4 || Vin , 2A || +5V
| '''D4'''
|-
|-


| Rel1 || Rel1 || 250, 2A || разомкнуто ||первое реле
<!--T:171-->
| '''Relay1''' || rowspan="2"| 250, 2A || rowspan="2"| разомкнуто ||первое реле
|-
|-
| Rel2 || Rel2 || 250, 2A || разомкнуто ||второе реле
| '''Relay2''' || второе реле
|-
|-
|}
|}


== Защита входов ==
== Защита входов == <!--T:172-->


<!--T:173-->
По сравнению с 3 версией, значительно улучшена защита входов и общая помехозащищенность.
По сравнению с 3 версией, значительно улучшена защита входов и общая помехозащищенность.
#Защита всех входов от подачи напряжения питания (до 24 В) и импульсных помех.
#Защита от переполюсовки питания.
#Один оптоизолированный порт RS-485.
#Диодная защита ключей на входах Ax и Dx от индуктивной нагрузки.
#Защита от искрения контактов реле.
== Универсальные входы/выходы Ax и Dx== <!--T:174-->
<!--T:175-->
[[File:Ax.png|thumb|400px|Эквивалентная схема каналов A1-A3]]
[[File:А5.png|thumb|400px|Эквивалентная схема каналов A4 А5]]
[[File:Dx.png|thumb|400px|Эквивалентная схема каналов Dx]]
Универсальные каналы состоят из
параллельно работающих входного и выходного каскада, а также защитных диодов
(подключенных к одной клемме канала).
<!--T:176-->
Выходной каскад состоит из коммутирующего элемента Tx.
Ключ Tx, замыкает выходы на землю.
Под управлением логических схем
контроллера, ключ Tx может находиться в 2-ух состояниях:
<!--T:177-->
*Активное (замкнут);на выход канала подается 0.
<!--T:178-->
*Неактивное (разомкнут, высокий импеданс).
Такой тип выхода называется "открытый коллектор".
<!--T:179-->
Для каналов Ax входной каскад образуют аналогово-цифрового преобразователь ADCx и входное сопротивление Rx.
Преобразователь ADCx имеет высокое входное сопротивление, он подключен постоянно и не влияет
на работу канала в режиме вывода.
В режиме ввода, ключ Tx переводится в Неактивное состояние (разомкнут) и, следовательно, не
влияет на замер напряжения на клемме канала. Входное сопротивление канала в режиме ввода определяется резистором Rx: если к клемме канала не подключены другие цепи, резистор
"притянет" входное напряжение к 0 питания и преобразователь ADCx считает напряжение 0.
<!--T:180-->
Для каналов А4 и А5 есть функция бинарного входа DI - напряжение на клемме больше 3В контроллер воспринимает как срабатывание входа.
<!--T:181-->
Для каналов типа Dx входной каскад - это схема для подключения "сухих контактов". Этот каскад постоянно подает напряжение 5В на клемму.
В режиме ввода, ключ Tx переводится в неактивное состояние (разомкнут).При замыкании клеммы на 0, через через канал течет небольшой ток (2 ма).
Это воспринимается контроллером как срабатывание входа.
Замыкание ключа Tx также воспринимается как срабатывание входа.
В режиме вывода входной каскад не влияет на работу канала, при условии что к каналу подключена  нагрузка с напряжением больше 5В.
== Резистивные входы == <!--T:182-->
<!--T:183-->
Каждая клемма подключена к внутреннему
регулируемому источнику тока.
Контроллер устанавливает ток через сенсор, при этом замеряя напряжение на клемме, соответственно
пересчитывая его сопротивление.
При необходимости и поддержке соответсвущей программы, резистивные входы могут быть
использованы как дополнительные аналоговые/бинарные входы,
== Модули расширения == <!--T:184-->
<!--T:185-->
См. соответствующие статьи для описания подключения и работы в ПО:
<!--T:186-->
* [[Wiren Board 4: Модуль расширения RS-232|Wiren Board 4: Модуль расширения RS-232]]
* [[Wiren Board 4: Модуль расширения CAN|Wiren Board 4: Модуль расширения CAN]]
* [[Wiren Board 4: Модуль расширения UART-CAN|Wiren Board 4: Модуль расширения UART-CAN]]
== Питание == <!--T:187-->
<!--T:188-->
[[File:Питание версии4.png|thumb|300px|Блок-схема питания WB 4]]
=== От внешнего блока питания === <!--T:189-->
<!--T:190-->
Допустимый диапазон питания 7-24В.
Среднее потребление платы - 1,5-2 Вт. Но т.к. модуль GSM потребляет импульсно до 8 Вт, рекомендуется использовать блоки питания с мощностью не менее 10 Вт.
<!--T:191-->
Разъем питания под стандартный jack 5.5x2.1мм, также входное напряжение можно подключать к клеммам Vin и GND.
=== Power over Ethernet === <!--T:192-->
<!--T:193-->
Поддерживается питание по кабелю Ethernet. Подробнее смотрите [[Special:MyLanguage/Power over Ethernet|Power over Ethernet]].
=== Аккумулятор === <!--T:194-->
<!--T:195-->
Wiren Board позволяет подключить Li-Ion (Li-Pol) аккумулятор c максимальным напряжением 4.2В. При подключении питания аккумулятор заряжается током до 0,5 А.
<!--T:196-->
Есть защита от зарядки при отрицательных температурах. Но защита от переразряда аккумулятора отсутствует, поэтому настоятельно рекомендуется использовать аккумуляторы с встроенной схемой защиты.
<!--T:197-->
'''Соблюдайте полярность подключения аккумулятора!'''
== Работа с клеммами WAGO 250 == <!--T:198-->
<!--T:199-->
[[File:Wago.jpeg|thumb|300px|Работа с клеммами WAGO 250]]
<!--T:200-->
В качестве интерфейсных клемм в контроллере
применены клеммы WAGO 250 Series.
Это самозажимные клипсы. При вставке очищенного
одножильного провода в гнездо, он автоматически
зажимается пружинной защѐлкой.
Для вставки многожильных проводов, необходимо отжать
пружину, нажав на кнопку клипсы. Кнопка имеет паз под
шлицевую отвертку.
Для извлечения провода, нужно отжать пружину, нажав на
кнопку клипсы, и вытащить провод.
== Антенны Wi-Fi, GSM, 433MHz == <!--T:201-->
<!--T:202-->
Антенна Wi-Fi расположена внутри корпуса.
<!--T:203-->
Антенны GSM и радио 433MHz подключаются к SMA разъемам на корпусе.
<!--T:204-->
При слабом сигнале GSM рекомендуется использовать выносную антенну и располагать ее вдали от контроллера.
== Схемы подключения периферии == <!--T:205-->
<!--T:206-->
[[File:Relay.png|thumb|300px|Пример подключения реле]]
<!--T:207-->
[[File:Button.png|thumb|400px|Пример подключения кнопки]]
=== Управление низковольтной нагрузкой === <!--T:208-->
<!--T:209-->
Реле на 12/24В, светодиоды, вентиляторы, сигнальные лампы и т. д.
<!--T:210-->
Напряжение питания контроллера должно быть не меньше напряжения подключаемой нагрузки.
Подключите "+" нагрузки к "+" источника питания, а "-" к клеммам Ax или Dx.
Если используется несколько каналов, и суммарный ток больше 5 А, подключите несколько клемм GND к "-" источника питания.
При управлении индуктивной нагрузкой (реле), возникают всплески напряжения.
Для защиты от перенапряжения в контроллер встроены защитные диоды. Никаких внешних защитных элементов не требуется.
=== Контакторы с управляющим напряжением 220В === <!--T:211-->
<!--T:212-->
Подключите управляющую катушку контактора через реле WB (см. рисунок)
Реле WB содержит демпфирующую RC-цепочку и TVS. Никакие внешние компоненты не требуются.
=== Датчики с аналоговым выходом по напряжению === <!--T:213-->
<!--T:214-->
Подключите землю устройства к клемме GND, или соедините с общей земляной шиной.
Выход датчика подключается к одному из клемм Ах или Rx.
Каналы Ах/Rx имеют разные диапазоны измеряемых напряжений. Подберите оптимальный канал для вашего датчика.
=== Датчики с аналоговым токовым выходом === <!--T:215-->
<!--T:216-->
Специальных токовых входов в WB нет, но можно, используя резистор 100-300Ом, ток преобразовать в напряжение и подключить как в предыдущем пункте.
=== Датчики с резистивным выходом === <!--T:217-->
<!--T:218-->
Входы R1 R2 предназначены для измерения сопротивлений в диапазоне 1-100кОм.
Измеряемое сопротивление подключается между GND и Rx.
=== Датчики/счетчики с импульсными выходами/кнопки === <!--T:219-->
<!--T:220-->
Такие устройства формируют сигнал, замыкая подходящие к ним два провода.
Подключите один провод к клемме GND, или соедините с общей земляной шиной.
Второй провод подключите к клемме Dx.
Некоторые счетчики имеют импульсный выход на оптроне, тогда два провода имеют полярность - "плюс" и "минус".
В таком случае минус подключается к GND, "плюс" к Dx.
=== Устройства с выходом открытый коллектор === <!--T:221-->
<!--T:222-->
Устройство и контроллер должны иметь общую землю.
Выход "открытый коллектор" подключите к клемме Dx.
=== Подключение к 1-Wire сети === <!--T:223-->
<!--T:224-->
Землю сети подключите к клемме GND или общей земляной шине.
Линию данных к одной из клемм 1-Wire.
Линию питания к клемме 5Vout (внутренний источник питания).
Допускается использовать внешние источники питания шины 1-Wire.
<!--T:225-->
При использовании пассивного питания, контакт питания каждого датчика соединяется с земляным проводом.
В этом случае, шина прокладывается двумя проводами, подключаемыми соответственно к "1-Wire" и "GND".
===  Подключение к сети RS-485 === <!--T:226-->
<!--T:227-->
Смотрите [[Special:MyLanguage/RS-485|RS-485]].


1. Защита всех входов от подачи напряжения питания (до 24V) и импульсных помех.
<!--T:228-->
В Wiren Board 4 два порта RS-485. Один гальванически изолированный, один нет.
Если сеть RS-485 достаточно протяженная, то лучше подключать к изолированному порту.
Линии А В подключаются к клеммам А и В соответственно. Сигнальную землю (если есть) подключить к клемме GNDiso.


2. Защита от переполюсовки питания.
<!--T:229-->
Часто для удобства с линиями А и В прокладывают пару проводов для питания устройств на шине.  
В этом случае можно подключиться к клеммам GND и Vout. Ток по питанию не должен превышать 1А.


3. Один оптоизолированный порт RS-485.


4. Диодная защита ключей на входах A1-A5 и DR1-DR4 от индуктивной нагрузки.


5. Защита от искрения контактов реле.


== Список GPIO ==
=== Пример подключения устройств === <!--T:230-->
См. [[Wiren Board 4: Список GPIO]]


== Схема и чертеж ==
<!--T:231-->
'''Принципиальная схема Wiren Board 3.5''' - [[Файл:WB 4.3.pdf]]
Схема испытательного стенда - [[Файл:Стенд-hi.jpg|thumb|500px|Схема стенда]]


== Схема и чертеж == <!--T:232-->


См. [[Чертеж платы Wiren Board 3.3]]
<!--T:233-->
Принципиальная схема Wiren Board 4 - [[Файл:WB 4.3.pdf|Файл:WB 4.3.pdf]], чертёж - [[Файл:WB 4.2 чертеж.pdf|Файл:WB 4.2 чертеж.pdf]]
</translate>

Текущая версия на 18:56, 21 июля 2015

Другие языки:
Wiren Board 4



Технические характеристики

Wiren Board 4


ПО
Операционная система Debian Linux 7.0. Mainline kernel 3.19.
Контроллер
Процессор Freescale i.MX233 454 МГц
Память оперативная DDR SDRAM 64 МБ
Память энергонезависимая Карта microSD до 32 ГБ
Беспроводные интерфейсы
Wi-Fi 802.11 b/g/n 2.4 ГГц
GSM/GPRS 900/1800 МГц. GPRS multi-slot class 10/8 max. 85.6 kbps (downlink). SIM-карта формата microSIM
Пакетное радио 433 МГц модуль RFM69H. Для связи с устройствами Noolite, датчиками Oregon
Радиомодуль 2.4 ГГц NRF24L01 Для связи с такими же модулями NRF24 (опция)
Проводные интерфейсы
Ethernet 10/100 Мбит/с, Разъём RJ-45
USB 2.0 Host 2 порта (один внутри корпуса)
Аудиовыход Разъём 3,5 мм, стерео
2xRS-485 (один из портов изолированный) есть программная поддержка протоколов Modbus RTU, ADICON/A-BUS/Uniel, Smartbus G4
Отладочная консоль Debug UART Подключается через переходник USB-UART
2x 1-Wire Подключение датчиков температуры, влажности
Подключение датчиков
5x АЦП 2x до 24V , 3x - до 5V
2xВходы для резистивных датчиков Подключение термисторов на 10 кОм, использование как АЦП до 3.3V.
4x"Сухой контакт" Подключение кнопок, герконов, счетчиков с импульсными выходами.
2x DI (цифровой вход)
Выходы
9x"Открытый коллектор" 24V/2A, управление контакторами, светодиодными лентами, и т. п.
2xРеле До 250В/3A, нормально разомкнутые контакты
Прочее
8xGPIO мультиплексированы с другими входами/выходами
1xИзлучатель звука "пищалка".
Часы реального времени RTC Резервная батарейка
Сторожевой таймер (watchdog) Отдельный аппаратный watchdog, перезагружающий устройство целиком по питанию
1xРазъём для модуля расширения Поддерживаемые модули расширения:
* Модуль расширения RS-232
Питание
Рабочее напряжение 9-24 В
Потребляемая мощность <3 Вт (пиковая - до 12 Вт)
Работа от резервного аккумулятора Поддерживаются Li-ion
питание по витой паре Passsive Power over Ethernet
Габаритные размеры плата - 103x87x20 мм, в корпусе на DIN рейку 6U
Эксплуатация Рабочая температура - 0..70C (-40..85C по запросу) Покрытие лаком для влагозащиты.


Клеммники

Схема защиты входов и выходов

Часть клеммников может выполнять более одной функции - смотрите описание входов/выходов и статью Мультиплексирование портов.

подпись

Max. V, I cостояние по умолчанию Функции
Верхний ряд, правый блок
Vin 24V Входное напряжение
GND
O1 Входы/выходы модуля расширения
O2
O3
A 30 V 0V Неизолированный порт RS-485
B 30 V +5V
(9-24)V_OUT 24V Входное напряжение, выход, для питания устройств по шине RS-485
GND
A-iso 30 V 0V Оптоизолированный порт RS-485
B-iso 30 V +5V
GND-iso Земля оптоизолированного RS-485
Нижний ряд, левый блок
5V out 5V, 0.5A 5V выход 5V (для датчиков 1-Wire)
W1 30V 3.3V 1-Wire, GPIO
W2
R1 5V High Z Резистивные датчики, ADC, цифровые входы (GPIO) без подтяжки
R2
A1 Vin , 2A High Z Выходы "открытый коллектор", ADC
A2
A3
A4 Vin , 2A High Z Выходы "открытый коллектор", ADC , цифровые входы DI
A5
GND
Нижний ряд, правый блок
GND
GND
D1 Vin , 2A +5V Выходы "открытый коллектор", входы для "сухого контакта"
D2
D3
D4
Relay1 250, 2A разомкнуто первое реле
Relay2 второе реле

Защита входов

По сравнению с 3 версией, значительно улучшена защита входов и общая помехозащищенность.

  1. Защита всех входов от подачи напряжения питания (до 24 В) и импульсных помех.
  2. Защита от переполюсовки питания.
  3. Один оптоизолированный порт RS-485.
  4. Диодная защита ключей на входах Ax и Dx от индуктивной нагрузки.
  5. Защита от искрения контактов реле.



Универсальные входы/выходы Ax и Dx

Эквивалентная схема каналов A1-A3
Эквивалентная схема каналов A4 А5
Эквивалентная схема каналов Dx

Универсальные каналы состоят из параллельно работающих входного и выходного каскада, а также защитных диодов (подключенных к одной клемме канала).

Выходной каскад состоит из коммутирующего элемента Tx. Ключ Tx, замыкает выходы на землю. Под управлением логических схем контроллера, ключ Tx может находиться в 2-ух состояниях:

  • Активное (замкнут);на выход канала подается 0.
  • Неактивное (разомкнут, высокий импеданс).

Такой тип выхода называется "открытый коллектор".

Для каналов Ax входной каскад образуют аналогово-цифрового преобразователь ADCx и входное сопротивление Rx. Преобразователь ADCx имеет высокое входное сопротивление, он подключен постоянно и не влияет на работу канала в режиме вывода. В режиме ввода, ключ Tx переводится в Неактивное состояние (разомкнут) и, следовательно, не влияет на замер напряжения на клемме канала. Входное сопротивление канала в режиме ввода определяется резистором Rx: если к клемме канала не подключены другие цепи, резистор "притянет" входное напряжение к 0 питания и преобразователь ADCx считает напряжение 0.

Для каналов А4 и А5 есть функция бинарного входа DI - напряжение на клемме больше 3В контроллер воспринимает как срабатывание входа.

Для каналов типа Dx входной каскад - это схема для подключения "сухих контактов". Этот каскад постоянно подает напряжение 5В на клемму. В режиме ввода, ключ Tx переводится в неактивное состояние (разомкнут).При замыкании клеммы на 0, через через канал течет небольшой ток (2 ма). Это воспринимается контроллером как срабатывание входа. Замыкание ключа Tx также воспринимается как срабатывание входа. В режиме вывода входной каскад не влияет на работу канала, при условии что к каналу подключена нагрузка с напряжением больше 5В.



Резистивные входы

Каждая клемма подключена к внутреннему регулируемому источнику тока. Контроллер устанавливает ток через сенсор, при этом замеряя напряжение на клемме, соответственно пересчитывая его сопротивление. При необходимости и поддержке соответсвущей программы, резистивные входы могут быть использованы как дополнительные аналоговые/бинарные входы,



Модули расширения

См. соответствующие статьи для описания подключения и работы в ПО:


Питание

Блок-схема питания WB 4



От внешнего блока питания

Допустимый диапазон питания 7-24В. Среднее потребление платы - 1,5-2 Вт. Но т.к. модуль GSM потребляет импульсно до 8 Вт, рекомендуется использовать блоки питания с мощностью не менее 10 Вт.

Разъем питания под стандартный jack 5.5x2.1мм, также входное напряжение можно подключать к клеммам Vin и GND.



Power over Ethernet

Поддерживается питание по кабелю Ethernet. Подробнее смотрите Power over Ethernet.



Аккумулятор

Wiren Board позволяет подключить Li-Ion (Li-Pol) аккумулятор c максимальным напряжением 4.2В. При подключении питания аккумулятор заряжается током до 0,5 А.

Есть защита от зарядки при отрицательных температурах. Но защита от переразряда аккумулятора отсутствует, поэтому настоятельно рекомендуется использовать аккумуляторы с встроенной схемой защиты.


Соблюдайте полярность подключения аккумулятора!



Работа с клеммами WAGO 250

Работа с клеммами WAGO 250

В качестве интерфейсных клемм в контроллере применены клеммы WAGO 250 Series. Это самозажимные клипсы. При вставке очищенного одножильного провода в гнездо, он автоматически зажимается пружинной защѐлкой. Для вставки многожильных проводов, необходимо отжать пружину, нажав на кнопку клипсы. Кнопка имеет паз под шлицевую отвертку. Для извлечения провода, нужно отжать пружину, нажав на кнопку клипсы, и вытащить провод.



Антенны Wi-Fi, GSM, 433MHz

Антенна Wi-Fi расположена внутри корпуса.

Антенны GSM и радио 433MHz подключаются к SMA разъемам на корпусе.

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



Схемы подключения периферии

Пример подключения реле
Пример подключения кнопки


Управление низковольтной нагрузкой

Реле на 12/24В, светодиоды, вентиляторы, сигнальные лампы и т. д.

Напряжение питания контроллера должно быть не меньше напряжения подключаемой нагрузки. Подключите "+" нагрузки к "+" источника питания, а "-" к клеммам Ax или Dx. Если используется несколько каналов, и суммарный ток больше 5 А, подключите несколько клемм GND к "-" источника питания. При управлении индуктивной нагрузкой (реле), возникают всплески напряжения. Для защиты от перенапряжения в контроллер встроены защитные диоды. Никаких внешних защитных элементов не требуется.


Контакторы с управляющим напряжением 220В

Подключите управляющую катушку контактора через реле WB (см. рисунок) Реле WB содержит демпфирующую RC-цепочку и TVS. Никакие внешние компоненты не требуются.



Датчики с аналоговым выходом по напряжению

Подключите землю устройства к клемме GND, или соедините с общей земляной шиной. Выход датчика подключается к одному из клемм Ах или Rx. Каналы Ах/Rx имеют разные диапазоны измеряемых напряжений. Подберите оптимальный канал для вашего датчика.



Датчики с аналоговым токовым выходом

Специальных токовых входов в WB нет, но можно, используя резистор 100-300Ом, ток преобразовать в напряжение и подключить как в предыдущем пункте.



Датчики с резистивным выходом

Входы R1 R2 предназначены для измерения сопротивлений в диапазоне 1-100кОм. Измеряемое сопротивление подключается между GND и Rx.



Датчики/счетчики с импульсными выходами/кнопки

Такие устройства формируют сигнал, замыкая подходящие к ним два провода. Подключите один провод к клемме GND, или соедините с общей земляной шиной. Второй провод подключите к клемме Dx. Некоторые счетчики имеют импульсный выход на оптроне, тогда два провода имеют полярность - "плюс" и "минус". В таком случае минус подключается к GND, "плюс" к Dx.


Устройства с выходом открытый коллектор

Устройство и контроллер должны иметь общую землю. Выход "открытый коллектор" подключите к клемме Dx.



Подключение к 1-Wire сети

Землю сети подключите к клемме GND или общей земляной шине. Линию данных к одной из клемм 1-Wire. Линию питания к клемме 5Vout (внутренний источник питания). Допускается использовать внешние источники питания шины 1-Wire.

При использовании пассивного питания, контакт питания каждого датчика соединяется с земляным проводом. В этом случае, шина прокладывается двумя проводами, подключаемыми соответственно к "1-Wire" и "GND".



Подключение к сети RS-485

Смотрите RS-485.

В Wiren Board 4 два порта RS-485. Один гальванически изолированный, один нет. Если сеть RS-485 достаточно протяженная, то лучше подключать к изолированному порту. Линии А В подключаются к клеммам А и В соответственно. Сигнальную землю (если есть) подключить к клемме GNDiso.

Часто для удобства с линиями А и В прокладывают пару проводов для питания устройств на шине. В этом случае можно подключиться к клеммам GND и Vout. Ток по питанию не должен превышать 1А.



Пример подключения устройств

Схема испытательного стенда -

Схема стенда

Схема и чертеж

Принципиальная схема Wiren Board 4 - Файл:WB 4.3.pdf, чертёж - Файл:WB 4.2 чертеж.pdf

Источник — https://wirenboard.com/wiki/index.php?title=Wiren_Board_4:Аппаратная_часть&oldid=4490