Wiren Board 6: Hardware

Логическая блок-схема контроллера

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.

Выходной каскад состоит из коммутирующего элемента Tx. Ключ Tx замыкает выходы на землю. Под управлением логических схем контроллера ключ Tx может находиться в 2 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-цифровой 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 3 В контроллер воспринимает как логическую единицу (срабатывание входа), меньше 1,5 В — 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 на странице 1-Wire.

Также Wx можно использовать для подключения дискретных датчиков. Каналы Wx имеют встроенную подтяжку к +5 В. Входы типа "сухой контакт" подключаются между землей и Wx. Режим выходов Wx задается параметром W1 terminal mode (W2 terminal mode): 1-Wire master либо Discrete input в разделе Hardware Modules Configuration web-интерфейса.

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. Также имеется функция программного управления этим выходом — его можно отключать. В Web-интерфейсе выход представлен контролом 5V_OUT устройства Discrete I/O. 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. Также есть программное управление этим выходом — его можно отключать. В Web-интерфейсе выход представлен контролом V_OUT устройства Discrete I/O. Наличие напряжение показывает контрол V_OUT_OK. Напряжение на канале измеряется АЦП.

Внимание! Входное напряжение выводится напрямую на клемму Vout: убедитесь, что устройства, подключенные к ней, рассчитаны на соответствующее напряжение!

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 RS-485 (1 или 2) TERM на панели передних клеммников контроллера.

Также на линиях стоят резисторы защитного смещения, failsafe bias,(растяжка линий A и B), по умолчанию включены. Если контроллер используется в режиме "slave", то эти резисторы необходимо отключить (делается программно управлением соответствующими GPIO: RS-485-1 failsafe bias и RS-485-2 failsafe bias ).

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 подключение источников к разным входам, в том числе с разным напряжением.

От внешнего блока питания

Допустимый диапазон питания 9 — 36 В (при использовании аккумуляторного модуля 12 — 36 В), в новых ревизиях 9 — 48 В; диапазон напряжений обозначается на наклейке контроллера. Среднее потребление составляет 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 5,5 x 2,1 мм, 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 объединены и подключены к клемме GND.

Power over Ethernet

Поддерживается питание по кабелю Ethernet. Подробнее смотрите Power over Ethernet. Оба разъема поддерживают Passive PoE, соответствующие контакты разъемов соединены напрямую — при подаче питания на один разъем, напряжение появляется и на другом: это обеспечивает передачу питания Passive PoE на устройства, подключенные к другому порту Ethernet.

Аккумулятор

Wiren Board позволяет подключить внутренний модуль резервного питания WBMZ2-BATTERY с Li-Ion (Li-Pol) аккумулятором. При снижении напряжения Vin ниже 11 В питание осуществляется от модуля резервного питания. На выход Vout подается 11 В. Его можно использовать для питания внешних модулей.