Wiren Board 5:Аппаратная часть/ru

Wiren Board 5

Технические характеристики

Wiren Board 5

Общее
Процессор	Freescale i.MX287 454 MHz ARM9
Память оперативная	DDR2 SDRAM 128 MB
Память энергонезависимая	4 ГБ eMMC
Операционная система	Debian Linux 7.0. Mainline kernel 3.19.
Габаритные размеры	Корпус на DIN рейку 6U, 106.25x90.2x57.5 мм. Размер без корпуса: 103x87x20 мм.
Эксплуатация	Рабочая температура - -25...+85С (-40..+85С по запросу).

Беспроводные интерфейсы
Wi-Fi	802.11 b/g/n 2.4 ГГц
GSM/GPRS	850/900/1800/1900 МГц. GPRS class 12. 85.6 kbps (downlink). SIM-карта формата microSIM
Bluetooth	4.0, Bluetooth Low Energy
Пакетное радио 433 МГц	модуль RFM69H. Для связи с устройствами Noolite, датчиками Oregon
Z-Wave	(опция)
ИК-порт	разъём для подключения внешнего приемопередатчика

Проводные интерфейсы
Ethernet	10/100 Мбит/с, Разъём 8P8C, passive PoE
USB 2.0	1 порт. Работа в режиме USB Host или USB Device
Аудиовыход	Цифровой звук - S/PDIF, разъём TOSLINK или RCA
2xRS-485	Без гальванической изоляции. есть программная поддержка протоколов Modbus RTU, Uniel, HDL, Меркурий, Милур, ИВТМ
CAN	мультиплексирован с одним RS-485.
Отладочная консоль	Debug UART Подключается через переходник USB-UART.
1-Wire	Подключение датчиков температуры

Подключение датчиков
4x АЦП	диапазон 0-28V
2xВходы для резистивных датчиков	Подключение термисторов на 10 кОм, использование как АЦП до 2.5V.
4x DI (цифровой вход)
Выходы
4x"Открытый коллектор"	28V/2A, управление контакторами, светодиодными лентами, и т. п.

Другие интерфейсы
2xGPIO	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
1xРазъём для модулей ввода-вывода	Модули соединяются последовательно, до 8 шт.

Питание
Напряжение питания	7-28В
Потребляемая мощность	<3 Вт (пиковая - до 12 Вт)
Работа от резервного аккумулятора	Модуль резервного питания (Опция)
питание по витой паре	Passsive Power over Ethernet

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	Функуции
Верхний ряд, левый блок
Vin	28V		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	28V , 2A	High Z	Выходы "открытый коллектор", ADC
A2
A3
A4
R1	5V	High Z	Резистивные датчики, ADC, цифровые входы
R2
GND
W1	30V	3.3V	1-Wire, GPIO
5V out	5V, 0.5A	5V	Выход 5V. Отключение при превышении тока. Программное включение-выключение.
A	30 V	0V	порт RS-485 (/dev/ttyAPP1)
B	30 V	+5V
L	30 V	0V	Порт CAN или RS-485 (/dev/ttyAPP4). Подключение RS-485: A к клемме L, B к клемме H.
H	30 V	+5V

Защита входов

1. Защита всех входов от подачи напряжения питания (до 28 В) и импульсных помех.
2. Защита от переполюсовки питания.
3. Диодная защита ключей на входах Ax от индуктивной нагрузки.

Универсальные входы/выходы A1-A4

Эквивалентная схема каналов A1-A4

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".

Выходы "открытый коллектор" на каналах Ax отображаются в ПО как Ax_OUT. Адрес канала: "wb-gpio/Ax_OUT".

Для каналов Ax входной каскад образуют аналогово-цифрового преобразователь ADCx и входное сопротивление Rx (100кОм) . 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. Аналоговые входы на каналах Ax отображаются в ПО как Ax в разделе ADC. Адрес канала: "wb-adc/Ax".

Так же для каналов Аx есть функция бинарного входа DI - напряжение на клемме больше 3В контроллер воспринимает как логическую единицу (срабатывание входа), меньше 1,5В - как логический ноль. Бинарные входы на каналах Ax отображаются в ПО как Ax_IN. Адрес канала бинарного входа: "wb-gpio/Ax_IN".

Резистивные входы R1 и R2

Эквивалентная схема каналов Rx

В режиме по-умолчанию, каждая клемма подключена к внутреннему регулируемому источнику тока. Контроллер подаёт заданный ток на вход, и измеряет при этом на нём напряжение. Из известных значений тока и напряжения, ПО контроллера вычисляет сопротивление, подключенное к входу.

Каждый вход также можно перевести в режим обычного аналогового входа в настройках. В этом режиме источник тока отключен и вход измеряет напряжение в диапазоне 0-3.0В.

Входы R1-R2 также работают как бинарные входы.

При включенном источнике тока (режим по-умолчанию) вход оказывается подтянут к питанию. Если к входу ничего не подключено, то это состояние воспринимается как логическая единица. Если соединить клеммник с землёй, то это соответствует логическому нулю. Внешние кнопки, датчики и т.д. в этом режиме нужно подключать между клеммником Rx и GND.

В альтернативном режиме, при выключенном источнике тока, вход подтянут к земле. Логический ноль соответствует входу, к которому ничего не подключено; логическая единица - входу, на которое подаётся напряжение > 3В. Внешние кнопки, датчики и т.д. в этом режиме нужно подключать между клеммником Rx и клеммником 5V out, либо плюсом питания.

1-Wire и +5V

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.

Для питания датчиков удобно использовать выход +5V.

Он защищен от КЗ и подачи повышенного напряжения. При питании контроллера от аккумулятора выход +5V остается активным. Так же есть программное управление этим выходом (его можно отключать).

Модули ввода-вывода

Модули ввода-вывода стыкуются с боковым разъемом на WB5 с правой стороны.

Последовательно можно подключать до 8 модулей: до 4 модулей ввода (типа I) и до 4-х модуля вывода (типа O и IO). WB5 автоматически обнаруживает подключенный модуль и его тип. Адреса раздаются последовательно. Подключать до 4 модулей можно в любой последовательности. При большем числе следует подключать сначала один тип, потом другой.

Описание модулей можно прочитать в статье "Модули ввода-вывода".

Модули расширения

Модуль расширения

На плате контроллера расположены два разъема для подключения модулей расширения. На каждый модуль отводится 3 клеммника.

Платы расширения вставляются вертикально. При сборке в корпус платы прижимаются с двух сторон и надежно фиксируются.

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

Модули расширения

Питание

Блок-схема питания Wiren Board 5

От внешнего блока питания

Допустимый диапазон питания 7-28В. 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 внутренний модуль резервного питания WBMZ-BATTERY с Li-Ion (Li-Pol) аккумулятором.

Работа с нажимными клеммами

Работа с самозажимными клеммами

В качестве интерфейсных клемм в контроллере применены клеммы "тип 250". 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.