Wiren Board 7
Это черновик страницы. Последняя правка сделана 11.11.2021 пользователем EvgenyBoger.
Эта статья описывает контроллер Wiren Board 7. Описание предыдущей версии — Wiren Board 6.
Сводная таблица характеристик
| Общее | |
|---|---|
| Процессор | ARM Cortex A7 4 ядра 1.2 GHz |
| Память оперативная | DDR3 RAM 1 или 2 Гбайт |
| Память энергонезависимая | eMMC 8 или 64 Гбайт |
| Габариты | |
| Ширина, DIN-юнитов | 6 |
| Габаритные размеры (Д x Ш х В) | 106 x 90 x 58 мм |
| Масса (с коробкой) | 215 г |
| Условия эксплуатации | |
| Температура воздуха | -40 до +85 °С [?] |
| Относительная влажность | До 92%, без конденсации влаги |
| Интерфейсы | |
| RS-485 | 2 |
| CAN | 1 — мультиплексирован с одним из RS-485 |
| Слот Micro SD | 1 |
| Порты Wx: интерфейс 1-Wire/дискретный вход | 2 |
| Порты Ax: дискретный / аналоговый вход / выход «открытый коллектор» |
4 |
| Коммуникации | |
| Ethernet 10/100 | 2 (первый из портов с Passive PoE) |
| USB Host (USB-A) | 1 |
| Debug Network (USB-C) | USB-сетевая карта для быстрой настройки контроллера. Важно: когда порт подключён к компьютеру — USB 1 отключается |
| Wi-Fi 802.11n | 1 AP, client |
| Bluetooth 4.0 | 1 |
| Сотовая связь | NB-IoT/4G(LTE) или без модема — можно выбрать при заказе |
| SIM-карты | 2 x SIM, одновременно в сети одна |
| Питание | |
| Напряжение | 9 - 48 В постоянного тока |
| Потребляемая мощность | средняя 2 Вт, максимальная 10 Вт |
| Схема питания | от входа с бо́льшим напряжением |
| Входы питания | 2 на клеммах, 1 Passive PoE на первом порту Ethernet |
| Выходы для питания внешних устройств | |
| Vout | Входное питание — с ограничением тока, программным отключением и контролем состояния |
| 5Vout | 5 В — с ограничением тока, программным отключением, измерением напряжения |
| Модульность | |
| Слоты для внутренних модулей расширения | 3 с клеммами, 1 без клемм |
| Другие разъемы | Для внешних модулей ввода-вывода WBIO, для модуля резервного питания |
| Программное обеспечение в комплекте | |
| Операционная система | Debian Linux 9 Stretch. Mainline kernel 5.10 |
| Встроенный веб-интерфейс | Добавление устройств, настройки, визуализация, мнемосхемы. Подробнее |
| Сценарии | Правила wb-rules на JavaScript, редактирование через веб-интерфейс.
Поддержка сценариев на Node-RED |
| Визуализация | Табличное представление, мнемосхемы во встроенном веб-интерфейсе |
| Мобильные устройства | Адаптивный веб-интерфейс.
Интеграция с мобильными приложениями: MQTT Dash, iRidium. |
| Архив | Хранение истории значений каналов во строенной БД SQLite, до 512 Мбайт данных. Если нужно хранить большие объёмы данных — используйте стороннее ПО, например, Grafana. |
| Обновление ПО | Отдельных компонентов через APT, целиком прошивки с сохранением резервной копии через Web и USB-флеш |
| Прочее | Простая установка тысяч пакетов из репозиториев Debian, NodeJS, Python и т.п. |
| Поддерживаемые протоколы, устройства и системы верхнего уровня | |
| Протоколы | |
| Опрос датчиков и работа с устройствами (в базовой комплектации) | 1-Wire • DLMS/COSEM • Modbus RTU/TCP Master • ГОСТ МЭК 61107 • СПОДЭС (ГОСТ Р 58940-2020) |
| Опрос датчиков и работа с устройствами (с помощью модулей расширения) | KNX • eBUS • OpenTherm • Z-Wave • Zigbee |
| Опрос контроллера из систем верхнего уровня и с других устройств | KNX • Modbus RTU/TCP Slave • MQTT • OPC UA • SNMP • Zabbix • МЭК 104 • SmartWeb (Гидролого) |
| Системы верхнего уровня | |
| Системы мониторинга и SCADA | Grafana • Home Assistant • IntraHouse • IntraSCADA • Sprut.hub • MasterSCADA • Nagios • SimpLight SCADA • Rapid SCADA • SAYMON • Zabbix • iRidium Server |
| Приложения | |
| Управление с телефона | MQTT Dash • iRidium • Home Assistant • Apple Home • Дом с Алисой • Салют! Умный дом |
| Голосовые помощники | Siri • Салют • Алиса |
| Способы программирования | |
| Языки программирования ПЛК | FBD, ST, LD, SFC (МЭК 61131-3) |
| Визуальное программирование | Node-RED |
| Упрощённый текстовый движок правил | wb-rules |
| Стандартное программирование | Python • C++ • Go • Node.js |
| Устройства сторонних производителей | Таблица поддерживаемых устройств |
Первое включение
Сборка и запуск
Контроллер поставляется прошитым и готовым к работе, но перед его использованием нужно выполнить несколько шагов:
- Прикрутите антенну Wi-Fi к разъёму SMA.
- Если в вашем контроллере установлен модуль связи для обмена SMS-сообщениями и подключения к интернету — установите SIM-карту и подключите антенну GSM к разъему SMA на модуле.
- Подключите питание контроллера. Варианты подключения и схему смотрите в разделе Питание.
- Если на крышке контроллера есть выключатель, включите его. Если на крышке кнопка, никаких действий не требуется.
- Подождите, пока контроллер загрузится в рабочий режим, на это потребуется пару минут. В рабочем режиме индикатор контроллера будет мигать зелёным с частотой один раз в секунду.
Веб-интерфейс
Чтобы зайти в веб-интерфейс контроллера Wiren Board, подключитесь к контроллеру через Wi-Fi или Ethernet и введите в адресную строку браузера IP-адрес контроллера.
Если вы находитесь в одной сети с контроллером и используете компьютер с Linux, Windows 10 и выше или macOS, или любое устройство Apple, то можно использовать mDNS. Вместо IP-адреса введите в адресную строку http://wirenboard-XXXXXXXX.local, где ХХХХХХХХ — серийный номер контроллера.
Читайте подробнее о веб-интерфейсе в статье Веб-интерфейс контроллеров Wiren Board и в документации.
Командная строка
Так как контроллер Wiren Board управляется ОС Linux, то многие настройки надо производить из командной строки. Для этого нужно подключиться к контроллеру по протоколу SSH или через отладочный порт.
Логин и пароль по умолчанию root/wirenboard.
Что дальше
После того, как вы немного познакомились с контроллером, нужно подумать о безопасности:
- Сменить пароль пользователя root по инструкции SSH#Логин и пароль.
- Установить пароль на Wi-Fi — инструкция по настройке сети.
- При использовании контроллера на предприятии имеет смысл защитить веб-интерфейс паролем.
- Если планируете открывать доступ к контроллеру из интернета, то делайте это через VPN. Никогда не назначайте контроллеру белый IP-адрес, вас могут взломать.
Дополнительно:
- Установите верный часовой пояс.
- Если контроллер был куплен давно — рекомендуем обновить прошивку.
- Для активных пользователей и проектов на стадии стройки и пусконаладки рекомендуем переключить ПО контроллера на Testing релиз.
- Если вы забыли пароль для входа — можете сменить пароль пользователя root.
- Если возникли неполадки с контроллером, вы можете провести диагностику.
- Настройте автоматизацию с помощью правил на wb-rules.
Индикация этапов загрузки
В контроллерах Wiren Board есть светодиодный индикатор из светодиодов зеленого и красного цветов. Они включаются поочередно или вместе, поэтому возможны три варианта свечения: зеленый, красный и оранжевый.
Индикатор показывает основные этапы загрузки и его можно использовать для быстрого поиска неисправностей при старте. Для детальной информации о происходящем в контроллере используйте отладочный порт.
После загрузки операционной системы вы можете управлять индикатором из своего программного обеспечения.
Wbincludes:Wiren Board Software
Модульность контроллера
Контроллер Wiren Board 6 с боковыми модулями
Подключение модуля ввода-вывода к контроллеру
Внутренние модули расширения — это небольшие платы, устанавливаемые внутрь корпуса Wiren Board 7 и расширяющие его функциональность: дополнительные порты RS-485, RS-232, релейные выходы и т. д.
В контроллере есть четыре слота для подключения модулей расширения двух разных типов. Для трёх из этих модулей выведено по 3 внешних клеммника для каждого.
Модули ввода-вывода стыкуются с боковым разъемом контроллера с правой стороны; каждый модуль добавляет к контроллеру от 8 до 16 цифровых или аналоговых портов.
Последовательно можно подключать до 8 модулей: до 4 модулей ввода (типа I) и до 4-х модулей вывода (типа O и IO).
Модуль резервного питания — дополнительные мезонинные платы, устанавливаются внутрь корпуса Wiren Board и обеспечивает работу контроллера до 3 часов.
Беспроводные интерфейсы
Модуль сотовой связи — 4G (LTE) или NB-IoT устанавливается в контроллер модулем расширения. Требуется SIM-карта формата nanoSIM.
Модем позволяет отправлять и принимать SMS, подключаться к интернету. Работа с двумя SIM-картами в режиме мультиплексирования.
SIM-карты расположены под крышкой контролера.
Модуль Wi-Fi в Wiren Board можно настроить на работу в одном из трёх режимов:
- режим точки доступа, включён по умолчанию (имя WirenBoard, без пароля, адрес контроллера в созданной сети: 192.168.42.1)
- режим клиента
- одновременная работа в режиме и точки доступа, и клиента
Модуль Bluetooth 4.0 (Bluetooth Low Energy) — можно отслеживать приближение других Bluetooth устройств, например, мобильного телефона или Bluetooth-метки.
USB-стик Z-Wave - подключается к USB-разъему и обеспечивает поддержку устройств стандарта Z-Wave.
Антенны Wi-Fi, GSM и радиомодулей подключаются к разъемам SMA.
При слабом сигнале GSM рекомендуем использовать выносную антенну и располагать ее вдали от контроллера.
Проводные интерфейсы
Интерфейс Ethernet поддерживает скорость 10/100 Мбит/с. Контроллер Wiren Board 7 комплектуется двумя интерфейсами Ethernet.
Контроллер оборудован одним портом USB 2.0 (A/F), который работает в режиме USB Host и поддерживает загрузку прошивки контроллера. Управление питанием USB-устройств см. в Питание USB-портов.
Интерфейс RS-485 — стандарт коммуникации по двухпроводной шине.
Контроллер имеет 2 порта RS-485 + можно добавить еще 2 порта модулями расширения RS-485 .
Статья RS-485:Физическое подключение поможет вам правильно выбрать и проложить кабели шины.
Настройка подключения устройств производится в веб-интерфейсе.
Стандартно в Wiren Board с подключёнными по RS-485 устройствами работает Драйвер wb-mqtt-serial через систему MQTT-сообщений.
CAN — это стандарт коммуникации по двухпроводной шине. На контроллере мультиплексирован (выведен на те же клеммники) со вторым портом RS-485.
Может работать в режиме UART-CAN (также называемая иногда просто шиной CAN или RS-CAN) - используется физический уровень CAN для полудуплексного последовательного порта UART. Шина UART-CAN используется преимущественно в приборах учёта, таких как счётчики электроэнергии Меркурий.
Режим работы второго порта RS-485 (обычный RS-485, UART-CAN, обычный CAN) можно выбрать в веб-интерфейсе: на вкладке Hardware Modules Configuration в настройках RS485-2/CAN interface config.
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. ПО контроллера поддерживает подключение температурных датчиков типа DS18B20.
Универсальные входы/выходы A1-A4
Универсальный канал Ах объединяет в себе три функции и может работать как:
- Выход «открытый коллектор» (Ax_OUT) — ключ с током 1 А и на напряжение 40 В, замыкающий выход на землю. Адрес канала:
wb-gpio/Ax_OUT.
- Аналоговый вход (Ax в разделе ADC) с диапазоном измерений 0 — 28 В и погрешностью 100 мВ + 2%. Адрес канала:
wb-adc/Ax.
- Дискретный вход (Ax_IN) — срабатывает при напряжении на клемме больше 3 В (логическая единица), меньше 1.5 В — логический ноль. Адрес канала бинарного входа:
wb-gpio/Ax_IN.
Из этих трёх функций одновременно могут работать только две — дискретного и аналогового входов. Для режима входа отключите соответствующий ключ (Ax_OUT). Для режима «открытого коллектора» ничего отключать не нужно — АЦП и DI будут просто показывать ноль при открытом ключе. Входное сопротивление каналов 100 кОм — подтяжка к земле Rx.
Смотрите также:
Каналы W1-W2
Каналы W1 и W2 могут работать как интерфейс для подключения датчиков 1-Wire (по умолчанию) или как дискретные входы типа «сухой контакт».
Режим каналов выбирается независимо для каждого канала в веб-интерфейсе контроллера в разделе Settings → Configs → Hardware Module Configuration → Wx terminal mode.
Режим 1-Wire
В контроллере уже есть резистор 3 кОм подтяжки между шиной Data и VCC — внешний резистор не нужен. Количество возможных датчиков и надёжность их работы зависит от длины шины, её топологии и кабеля. Обычно в домашних условиях надёжно работает до 20 датчиков по 5 метров кабеля, соединённых звездой.
Дополнительные датчики можно подключать через модуль WBE2-I-1-WIRE.
Режим дискретного входа
В режиме дискретного входа срабатывание происходит при замыкании на землю (GND), в отличие от каналов A1-A4.
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 есть программное управление этим выходом (его можно отключать). В веб-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. Ток с Vout до 1А, выше - сработает защита (тепловая или от тока КЗ) и ключ выключится. При питании контроллера от аккумулятора на выход подается напряжение +11 В. Также есть программное управление этим выходом (его можно отключать). В веб-интерфейсе выход представлен контролом V_OUT устройства Discrete I/O. Наличие напряжения показывает контрол V_OUT_OK. Напряжение на канале измеряется АЦП. В версии контроллера WB6.7 и старше два выхода Vout. Они общие, т.е. соединены друг с другом.
Внимание! Входное напряжение выводится напрямую на клемму Vout: убедитесь, что устройства, подключённые 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 программно.
Также на линиях стоят резисторы защитного смещения (failsafe bias, растяжка линий A и B). По умолчанию они включены. Если контроллер используется в режиме «slave», то эти резисторы необходимо отключить в веб-интерфейсе контроллера.
Клеммники
Часть клеммников может выполнять более одной функции.
| Подпись | Max. V, I | Доп. защита | Состояние по умолчанию | Функции |
|---|---|---|---|---|
| Vin |
52V |
От переполюсовки | Входное напряжение | |
| GND | "Земля", минус блока питания. Все GND общие. | |||
| O1-O3 | Входы/выходы модулей расширения | |||
| A1-A4 | 40 В, 1 А | От превышения тока, импульсных перенапряжений | High Z | Выходы "открытый коллектор", ADC |
| GND | Для удобства подключения внешних датчиков | |||
| W1-W2 | 40 В | 5 В | 1-Wire, GPIO | |
| 5V out | 5 В, 0.5 А | От превышения тока | 5 В | Выход 5 В. Программное включение-выключение |
| A | 40 В | 0 В | Порт RS-485 (/dev/RS-485-1) | |
| B | 40 В | +5 В | ||
| L | 40 В | 0 В | Порт CAN или RS-485 (/dev/RS-485-2).
Подключение RS-485: A - к клемме A|L, B - к клемме B|H. | |
| H | 40 В | +5 В | ||
| Vout* | 1 А | От превышения тока, импульсных перенапряжений | Выход питания. Входное напряжение, программное отключение |
| Клеммники и сечение проводов | |
|---|---|
| Рекомендуемое сечение провода с НШВИ | для входов управления: 0.35 – 1 мм2 — одинарные, 0.35 – 0.5 мм2 — сдвоенные провода,
для силовых входов: до 2.5 мм2 — одинарные, до 1.5 мм2 — сдвоенные провода |
| Длина стандартной втулки НШВИ | 8 мм |
| Момент затяжки винтов | для входов управления: 0.2 Н∙м, для силовых выходов: 0.5 Н∙м |
| Тип клемм | Винтовые, разъемные, шаг 3.5 мм |
Рекомендуем для монтажа использовать гибкие многожильные провода с обжатием концов втулочными наконечниками (НШВИ — наконечник штыревой втулочный изолированный).
При снятии изоляции провод должен зачищаться ровно по длине гильзы (можно зачистить больше, а потом откусить выступающий излишек). Для обжима (опрессовывания) используйте пресс-клещи (кримпер, «обжимка»). При монтаже обжатый наконечником провод не разрушается винтовым зажимом и надежно фиксируется.
Не прикладывайте чрезмерное усилие при завинчивании клеммы — это приводит к разрушению винтового разъема.
Другие интерфейсы
Отладочный порт — подключившись к нему, можно получить прямой доступ к консоли контроллера. Через него можно также взаимодействовать с загрузчиком и следить за загрузкой операционной системы (последовательная консоль, serial console).
Зуммер (звуковой излучатель) — издает звуковой сигнал, частота настраивается.
Часы реального времени RTC питаются от собственного отдельного аккумулятора. Так как используется аккумулятор, периодическая замена батарейки не требуется. Ёмкости аккумулятора хватает на 2-3 месяца работы часов при отключенном питании контроллера.
Сторожевой таймер
Контроллер содержит отдельный аппаратный сторожевой таймер — watchdog, он перезагружает контроллер при зависании ПО.
Перед редактированием конфигурации сервисов, указанных в файле конфигурации watchdog — желательно остановить его выполнение. После внесения и проверки изменений снова запустите watchdog.
Если при редактировании конфигурации была допущена ошибка и watchdog вызывает циклическую перезагрузку — войдите в систему контроллера по SSH и остановите выполнение watchdog. На это у вас есть 10–12 секунд после запуска операционной системы.
Как остановить и запустить watchdog читайте в статье Watchdog.
Питание
На контроллере есть несколько внешних входов для подключения питания: два входа V+ с общей землей GND и питание по кабелю через порт Ethernet 1, по стандарту Passive PoE.
Возможно одновременное подключение источников к разным входам, в том числе с разным напряжением. Питание будет идти от источника с большим напряжением.
Параметры питания:
- Диапазон напряжения питания: 9–48 В.
- Средняя потребляемая мощность: 2 Вт.
- Пиковая потребляемая мощность с GSM модулем: до 10 Вт.
После установки контроллера на DIN-рейку и подачи питания, переведите переключатель на верхней крышке контроллера в положение ON. Начнется загрузка операционной системы контроллера. По окончании загрузки индикатор контроллера замигает зеленым.
Для резервного питания можно подключить внутренний модуль WBMZ4-BATTERY с Li-Pol аккумулятором или WBMZ4-SUPERCAP с ионисторами. При снижении напряжения Vin ниже 11 В питание осуществляется от модуля резервного питания. На выход Vout подается 11 В. Также его можно использовать для питания внешних модулей.
Поддерживаемые устройства
Устройства нашего производства с интерфейсом RS-485
Таблица поддерживаемых устройств
Подключение периферийных устройств
Примеры сетевых настроек контроллера на удалённом объекте
Шпаргалка: сетевые настройки контроллера на удалённом объекте
Настройка времени и часового пояса
Известные неисправности
Известных неисправностей нет.
Ревизии устройства
Номер партии (Batch №) указан на наклейке, на боковой поверхности корпуса, а также на печатной плате. Номер партии контроллера складывается из номеров партий базовой и процессорной плат.
Аппаратные ревизии контроллера — описание изменений в плате контроллера.
Ревизии процессорных модулей — описание изменений в платах процессорных модулей.
Прочее
Wiren Board 7.2: Peripherals — для низкоуровневой работы с GPIO и другой периферией контроллера из собственного ПО.
Работа с GPIO — как работать с GPIO напрямую.
Обновление прошивки и сброс к заводским настройкам.
Восстановление пароля пользователя root.
Изображения и чертежи устройства
| Модель | CorelDRAW | PDF CorelDRAW | Autocad 2013 DXF | Autocad PDF |
|---|---|---|---|---|
| Wiren_Board-7.2 | WB-Library.cdr.zip | Wiren_Board-7.2.cdr.pdf | Wiren_Board-7.2.dxf.zip | Wiren_Board-7.2.pdf |
| Блок питания MW-HDR-30-24 | - | - | MW-HDR-30-24.dxf.zip | MW-HDR-30-24.pdf |