Wiren Board 5:Аппаратная часть
Технические характеристики
| ПО | |
|---|---|
| Операционная система | Debian Linux 7.0. Mainline kernel 3.19. |
| Контроллер | |
| Процессор | Freescale i.MX287 454 МГц |
| Память оперативная | DDR2 SDRAM 128 МБ |
| Память энергонезависимая | 4 ГБ eMMC |
| 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 | Цифровой звук - S/PDIF, разъём RCA |
| 2xRS-485 | есть программная поддержка протоколов Modbus RTU, ADICON/A-BUS/Uniel, Smartbus G4 |
| CAN | мультиплексирован с одним RS-485. Возможна работа в режиме UART (для счетчиков Меркурий) |
| Отладочная консоль | Debug UART Подключается через переходник USB-UART, так же есть USB Debug ??? |
| 1-Wire | Подключение датчиков температуры, влажности |
| Подключение датчиков | |
| 4x АЦП | 1x до 24V , 3x - до 5V |
| 2xВходы для резистивных датчиков | Подключение термисторов на 10 кОм, использование как АЦП до 3.3V. |
| 4x DI (цифровой вход) | |
| Выходы | |
| 4x"Открытый коллектор" | 24V/2A, управление контакторами, светодиодными лентами, и т. п. |
| 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 |
| 2xРазъём для модулей расширения | Поддерживаемые модули расширения: * Модуль расширения RS-232 |
| 1xРазъём для модулей ввода-вывода | Поддерживаемые модули расширения: * релейный (6 реле) * "сухих контактов" (8 входов) |
| Питание | |
| 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 - -25...+85С Покрытие лаком для влагозащиты. |
Клеммники
Часть клеммников может выполнять более одной функции - смотрите описание входов/выходов и статью Мультиплексирование портов.
|
подпись |
Max. V, I | cостояние по умолчанию | Функуции | ||||
| Верхний ряд, левый блок | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Vin | 24V | Входное напряжение | |||||
| GND | "земля", минус блок питания | ||||||
| Верхний ряд, правый блок | |||||||
| O1 | Входы/выходы модуля расширения | ||||||
| O2 | |||||||
| O3 | |||||||
| O1 | Входы/выходы модуля расширения | ||||||
| O2 | |||||||
| O3 | |||||||
| Нижний ряд, правый блок | |||||||
| A1 | 24V , 2A | High Z | Выходы "открытый коллектор", ADC | ||||
| A2 | |||||||
| A3 | |||||||
| A4 | |||||||
| R1 | 5V | High Z | Резистивные датчики, ADC, цифровые входы (GPIO) без подтяжки | ||||
| R2 | |||||||
| GND | |||||||
| W1 | 30V | 3.3V | 1-Wire, GPIO | ||||
| 5V out | 5V, 0.5A | 5V | выход 5V (для датчиков 1-Wire) | ||||
| A | 30 V | 0V | порт RS-485 | ||||
| B | 30 V | +5V | |||||
| L | 30 V | 0V | Порт CAN и RS-485 | ||||
| H | 30 V | +5V | |||||
Защита входов
- Защита всех входов от подачи напряжения питания (до 24 В) и импульсных помех.
- Защита от переполюсовки питания.
- Диодная защита ключей на входах Ax от индуктивной нагрузки.
Универсальные входы/выходы Ax
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.
Так же для каналов Аx есть функция бинарного входа DI - напряжение на клемме больше 3В контроллер воспринимает как срабатывание входа.
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,
Входы/выходы модулей расширения
Для модуля расширения RS-232:
O1 - GND
O2 - TX
O3 - RX
Питание
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
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
Антенны Wi-Fi, GSM и радио 315/433MHz подключаются к SMA разъемам.
При слабом сигнале GSM рекомендуется использовать выносную антенну и располагать ее вдали от контроллера.
Схемы подключения периферии
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. 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.
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 источнику питания 5-24В, или соедините с общей земляной шиной. Второй провод подключите к клемме Аx. Некоторые счетчики имеют импульсный выход на оптроне, тогда два провода имеют полярность - "плюс" и "минус". В таком случае минус подключается к Аx, "плюс" к источнику питания. Так же возможно подключение с использованием модуля расширения (см. ниже)
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 -
Подключение устройств с использованием модулей расширения
Контакторы с управляющим напряжением 220В
Подключите управляющую катушку контактора через реле модуля расширения (см. рисунок) Реле модуля расширения содержит демпфирующую RC-цепочку и TVS. Никакие внешние компоненты не требуются.
Схема и чертеж
Принципиальная схема Wiren Board 4 - Файл:WB 4.3.pdf, чертёж - Файл:WB 4.2 чертеж.pdf