Wiren Board 6: Hardware

Схема защиты входов и выходов

Защита входов

1. Защита всех входов от подачи напряжения питания (до 40 В) и импульсных помех.
2. Защита от переполюсовки питания.
3. Защита ключей на входах Ax от индуктивной нагрузки, от токов короткого замыкания.

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 будет считать напряжение равным 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".

Входы Wx

Схема входов Wx

Основное предназначение входов Wx - подключение внешних датчиков температуры по шине 1-Wire. Так как это шина, то можно подключить несколько устройств на один порт 1-Wire.

Подробнее смотрите 1-Wire.

Так же Wx можно использовать для подключения дискретных датчиков. Каналы Wx имеют встроенную подтяжку к +5В. Входы типа "сухой контакт" подключаются между землей и Wx.

Выход питания +5Vout

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). Напряжение на канале измеряется АЦП.

Выход питания Vout

Для питания периферийных устройств можно использовать выход Vout. Он защищен от КЗ и подачи повышенного напряжения. При питании контроллера от аккумулятора на выход подается напряжение +11 В. Так же есть программное управление этим выходом (его можно отключать). Напряжение на канале измеряется АЦП.

Терминаторы линий RS-485

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

Так же на линиях стоят резисторы защитного смещения (растяжка линий A и B), по умолчанию включены. Если контроллер используется в режиме "slave", то эти резисторы необходимо отключить (делается программно)

Модули ввода-вывода

Модули ввода-вывода стыкуются с боковым разъемом на WB6 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). WB6 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 три разъема для подключения модулей расширения. Модули расширения для контроллера Wiren Board 5 несовместимы с Wiren Board 6!

На модули mod1 и mod2 отводится по 3 клеммника. mod3 не имеет выходов на клеммники.

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 WBE3

Питание

Блок-схема питания Wiren Board 6

Wiren Board 6 имеет четыре внешних входа для подключения блоков питания: DC jack, 2 клеммника и Passive PoE. Возможно одновременное подключения источников к разным входам, в том числе с разным напряжением. Подробнее:

От внешнего блока питания

Допустимый диапазон питания 9-36 В (при использовании аккумуляторного модуля 12-36 В). Среднее потребление платы - 1,5-2 Вт, но так как 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. Блок клемм питания содержит две клеммы Vin, к которым можно подключить два независимых блока питания для резервирования. Земли блоков питания должны быть соединены и подключены к клемме GND.

Power over Ethernet

Поддерживается питание по кабелю Ethernet. Подробнее смотрите Power over Ethernet. Оба разъема поддерживают Passive PoE, соответсвующие контакты разъемов соединены напрямую - при подаче питания на один разъем, напряжение появляется и на другом.

Аккумулятор

Wiren Board позволяет подключить внутренний модуль резервного питания WBMZ3-BATTERY с Li-Ion (Li-Pol) аккумулятором. При снижении напряжения Vin ниже 11В питание осуществляется от модуля резервного питания. На выход Vout подается 11В. Его можно использовать для питания внешних датчиков.

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 Wiren Board.