Wiren Board 7

Материал из Wiren Board

Купить в интернет-магазине

Контроллер Wiren Board rev. 7.2
Логическая блок-схема контроллера

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 ГГц
Память оперативная DDR3 RAM 1 Гбайт, 2 Гбайт или 512 Мбайт
Память энергонезависимая eMMC 8 Гбайт MLC или 64 Гбайт TLC BiCS5
Габариты
Ширина, DIN-юнитов 6
Габаритные размеры (Д x Ш х В) 106 x 90 x 58 мм
Масса (с коробкой) 235 г
Условия эксплуатации
Температура воздуха Рабочий диапазон температур зависит от исполнения, которое выбирается при заказе:
Относительная влажность До 92%, без конденсации влаги
Климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69 O2.1*
Гарантийный срок 2 года
Срок службы 5 лет
Интерфейсы
RS-485 2
CAN 1 — мультиплексирован с одним из RS-485
Слот Micro SD до 60 Мбайт/с
(25 Мбайт/с в ревизии 7.2.1)
1
Порты Wx: интерфейс 1-Wire/дискретный вход 2
Порты Ax: дискретный/аналоговый вход и выход «открытый коллектор» 3
Порт D1: дискретный вход/выход «открытый коллектор» 1
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 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 3 Вт, до 8 Вт с модемом
Схема питания от входа с бо́льшим напряжением
Входы питания 2 на клеммах,

1 Passive PoE на первом порту Ethernet с напряжением до 48 В постоянного тока. Важно: напряжение с PoE подаётся напрямую на выходы Vout — проверьте, что подключенные к нему устройства рассчитаны на это напряжение.

Выходы для питания внешних устройств
Vout На клеммы подаётся напряжение питания контроллера, но с ограничением тока, программным отключением и сохранением состояния при перезагрузке контроллера.
5Vout 5 В — с ограничением тока и программным отключением
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 11 Bullseye. Mainline kernel 5.10
Встроенный веб-интерфейс Добавление устройств, настройки, визуализация, мнемосхемы. Подробнее
Сценарии Правила wb-rules на JavaScript, редактирование через веб-интерфейс.
Визуализация Табличное представление, мнемосхемы во встроенном веб-интерфейсе
Управление с мобильного устройства Адаптивный веб-интерфейс или сторонние мобильные приложения.
Архив Хранение истории значений каналов wb-mqtt-db, до 1 Гбайт данных
Обновление ПО Отдельных компонентов через APT, целиком прошивки с сохранением резервной копии через Web и USB-флеш
Удалённый доступ Wiren Board Cloud — сервис удалённого администрирования: веб-интерфейс, SSH, организации и группы, Grafana
Прочее Простая установка тысяч пакетов из репозиториев Debian, NodeJS, Python и т.п.
Программирование контроллера В комплекте: wb-rules • Python

Сторонние решения: Node-RED Языки МЭК 61131-3 • NodeJS и другие

Поддерживаемые протоколы, устройства и системы верхнего уровня
Протоколы
Опрос датчиков и работа с устройствами (в базовой комплектации) 1-WireDLMS/COSEM Modbus RTU/TCP Master ГОСТ МЭК 61107 СПОДЭС (ГОСТ Р 58940-2020)
Опрос датчиков и работа с устройствами (с помощью модулей расширения) KNXeBUSOpenThermZ-WaveZigbee
Опрос контроллера из систем верхнего уровня и с других устройств KNX Modbus RTU/TCP SlaveMQTTOPC UASNMPZabbix МЭК 104SmartWeb (Гидролого)
Системы верхнего уровня
Системы мониторинга и SCADA GrafanaHome Assistant IntraHouse IntraSCADASprut.hubMasterSCADANagiosSimpLight SCADARapid SCADASAYMONZabbix iRidium Server
Приложения
Управление с телефона MQTT DashiRidiumHome Assistant Apple HomeДом с АлисойСалют! 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

Контроллер Wiren Board 7: антенны Wi-Fi и GSM

Сборка и запуск

Контроллер поставляется прошитым и готовым к работе, но перед его использованием нужно выполнить несколько шагов:

  1. Прикрутите антенну Wi-Fi к разъёму SMA.
  2. 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.
  3. Подключите питание контроллера. Варианты подключения и схему смотрите в разделе Питание.
  4. Если на крышке контроллера есть выключатель, включите его. Если на крышке кнопка, никаких действий не требуется.
  5. 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:

  1. Сменить пароль пользователя root по инструкции SSH#Логин и пароль.
  2. Установить пароль на Wi-Fi — инструкция по настройке сети.
  3. При использовании контроллера на предприятии имеет смысл защитить веб-интерфейс паролем.
  4. Если планируете открывать доступ к контроллеру из интернета, то делайте это через VPN. Никогда не назначайте контроллеру белый IP-адрес, вас могут взломать.

Дополнительно:

Индикация этапов загрузки

Индикатор контроллера

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.

Условия Индикация Этапы Сообщения в Debug-UART
Включение контроллера горит оранжевый Загрузчик U-boot ждёт команду по debug-uart в течение 3 секунд.
Hit any key to stop autoboot:  3
5 секунд после включения и в USB-разъём вставлен носитель с файлом обновления. мигает оранжевый Загрузчик U-boot увидел файл обновления и 3 секунды ждёт подтверждения. Подробнее в статье Обновление прошивки.
##############################
# Detected USB flash drive with update file
# Filename: wb6_update_FACTORYRESET.fit
# Press a FW key if you want to update firmware from this file
# or wait 3 seconds to boot normally.
##############################
5 секунд после включения и USB-разъёмы свободны. горит красный Загрузчик U-boot применяет аппаратную конфигурацию контроллера.
Applying DT overlay ...
10 секунд после включения. мигает красный Загрузка OC и внутренних сервисов. Множество записей, есть
Welcome to Debian GNU/Linux 9 (stretch)!
60-70 секунд после включения. мигает зеленый ОС загрузилась, контроллер готов к работе. Приглашение для входа в систему
wirenboard-<Серийный номер> login:

Программное обеспечение

Wbincludes:Wiren Board Software

Внутренние и внешние модули

Внутренние модули расширения — это небольшие платы, устанавливаемые внутрь корпуса контроллера Wiren Board 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 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

Инструкция по настройке.

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.

Интерфейс USB. 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.

Контроллер и подключённые к нему устройства настраиваются в веб-интерфейсе

Интерфейс RS-485 — стандарт коммуникации по двухпроводной шине.

Контроллер имеет 2 порта RS-485 + можно добавить еще 3 порта модулями расширения WBE2-I-RS485-ISO.

Стандартно в Wiren Board с подключёнными по RS-485 устройствами работает драйвер wb-mqtt-serial через систему MQTT-сообщений.

Полезные статьи:

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.

Debug Console (отладочный порт) — это резервный инструмент, через который можно получить доступ к консоли контроллера и взаимодействовать с загрузчиком, следить за загрузкой операционной системы и выполнять команды в командной строке.

Debug Network — USB-C разъём, через который можно получить доступ к веб-интерфейсу или консоли контроллера, а также обновить прошивку или удалить все данные со сбросом к заводским настройкам. Подробное описание разъёма и его функций.

Слот MicroSD

Слот MicroSD в контроллере Wiren Board 7

В контроллере есть высокоскоростной слот для карт памяти MicroSD, который расположен на левом торце корпуса и поддерживает чтение/запись на скорости до 60 Мбайт/с (25 Мбайт/с в ревизии 7.2.1). Карта памяти вставляется контактами вниз до лёгкого щелчка.

Карту MicroSD удобно использовать для хранения бэкапов, лог-файлов или как расширение основной памяти контроллера.

После установки карта памяти будет доступна в устройстве /dev/mmcblk1.

Первый раздел карты памяти монтируется автоматически, если разделов больше одного, то остальные надо смонтировать вручную.

Ручное монтирование раздела карты памяти:

  1. Создайте точку монтирования — это каталог, в котором появится содержимое раздела карты памяти:
    mkdir /mnt/sdcard1
    
  2. Проверьте, что на карте памяти есть разделы:
    # lsblk | grep mmcblk1
    mmcblk1      179:24   0 58.3G  0 disk 
    |-mmcblk1p1  179:25   0 35.8G  0 part
    `-mmcblk1p2  179:26   0 22.5G  0 part
    
  3. У нас на карте есть два раздела mmcblk1p1 и mmcblk1p2, смонтируем один из них:
    mount /dev/mmcblk1p1 /mnt/sdcard1
    
  4. До перезагрузки контроллера содержимое раздела будет доступно в каталоге /mnt/sdcard1.

Отмонтировать можно командой:

umount /mnt/sdcard1

Универсальные входы/выходы A1-A3 и D1

Функции универсальных входов/выходов
Функция Описание Параметр / адрес в MQTT
Ax D1
Выход «открытый коллектор» Ключ с током 1 А и на напряжение 30 В, замыкающий выход на землю I/O → Ax_OUT
wb-gpio/Ax_OUT
I/O → D1_OUT
wb-gpio/D1_OUT
Дискретный вход Срабатывает при напряжении на клемме больше 3 В (логическая единица), меньше 1.5 В — логический ноль I/O →Ax_IN
wb-gpio/Ax_IN
I/O →D1_IN
wb-gpio/D1_IN
Аналоговый вход Диапазон измерений:
  • 0–31 В с ревизии 7.3.3
  • 0–28 В до ревизии 7.3.2 включительно

Погрешность: 200 мВ + 2%

ADCs → Ax
wb-adc/Ax
-

Входное сопротивление каналов 30 кОм начиная с версии 7.2.1. У ранних версий входное сопротивление каналов 100 кОм.

Режимы дискретный и аналоговый вход работают одновременно. При работе канала в режиме входа переключатель Ax_OUT (D1_OUT) должен быть выключен.

Канал в режиме выхода управляется переключателем Ax_OUT (D1_OUT): выключатель включён — выход замкнут на GND.

Смотрите также:

Каналы W1-W2

Подключение датчика 1-Wire к каналу W1 контроллера Wiren Board
Схема защиты входов 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 НастройкиКонфигурационные файлыМодули расширения и портыРежим W1 (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-A3 и D1.

Выход питания +5Vout

Схема защиты выхода 5V

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.

Выход питания Vout

Схема защиты выходов Vout

На клеммы Vout подаётся напряжение питания контроллера, убедитесь, что подключенные к клеммам устройства рассчитаны на это напряжение!

В контроллере есть два выхода Vout на которые подаётся напряжение питания контроллера, но с ограничением тока до 1 А суммарно, программным отключением и сохранением состояния при перезагрузке или отключении переключателем контроллера.

При питании контроллера от аккумулятора на выход подается напряжение +11 В.

Выходы можно отключить программно, контрол в веб-интерфейсе: устройство Discrete I/O → контрол V_OUT.

Защита построена на полифьюзе 1А, который восстанавливается через некоторое время после отключения нагрузки.

Терминаторы линий RS-485

Управление failsafe bias и терминаторами контроллера из web-интерфейса

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.

Для стабильной работы шины RS-485 строго следуйте рекомендациям, описанным на странице RS-485:Физическое подключение.

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-A3 30 В, 1 А От превышения тока, импульсных перенапряжений High Z Выходы «открытый коллектор»
Дискретные входы, ADC
D1 30 В, 1 А От превышения тока, импульсных перенапряжений High Z Выход «открытый коллектор»
Дискретный вход
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
Как обжимать наконечники НШВИ

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

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

Если питание контроллера больше 28 В, то не подключайте к клеммам Vout Modbus-устройства Wirenboard (и другие, не рассчитанные на это напряжение), т. к. питание контроллера идет напрямую в Vout.

У контроллера есть несколько входов для подключения питания:

  • Клеммы V+ с общей землёй GND для подключения одного или двух блоков питания с напряжением от 9 до 48 В постоянного тока.
  • Порт Ethernet 1 с поддержкой Passive PoE с напряжением до 48 В. Важно: напряжение с PoE подаётся напрямую на выходы Vout — проверьте, что подключенные к нему устройства рассчитаны на это напряжение.

Можно подключить разные источники к разным входам, в этом случае питание будет идти от источника с бо́льшим напряжением.

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, контроллер и модули, подключённые к выходу Vout питаются от 11 В, которые выдаёт модуль резервного питания. Другие способы резервного питания.

С ревизии 7.3 контроллер может питаться от портов USB-C, это удобно для сброса или настройки. Питание от этих портов маломощное, поэтому отключите от контроллера все устройства и боковые модули WBIO.

Поддерживаемые устройства

Устройства нашего производства с интерфейсом RS-485

Таблица поддерживаемых устройств

Подключение периферийных устройств

Примеры сетевых настроек контроллера на удалённом объекте

Настройка времени и часового пояса

Настройка даты и времени

Известные неисправности

Список известных неисправностей (Errata) Wiren Board 7

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 DXF PDF DXF
Wiren_Board-7.2 WB-Library.cdr.zip Wiren_Board-7.2.cdr.pdf Wiren_Board-7.2.dxf.zip Wiren_Board-7.2.dxf.pdf
Блок питания MW-HDR-30-24 - - MW-HDR-30-24.dxf.zip MW-HDR-30-24.pdf