راهنمای کاربری کارت اتوماسیون ساختمان Pi Hut برای Raspberry Pi

نسل دوم کارت اتوماسیون ساختمان ما تمام ورودی ها و خروجی های مورد نیاز برای سیستم های اتوماسیون ساختمان را به پلتفرم Raspberry Pi می آورد. این کارت تا 8 سطح روی هم چیده می شود و با تمام نسخه های Raspberry Pi از صفر تا 4 کار می کند.
دو عدد از پین های GPIO Raspberry Pi برای ارتباط I2C استفاده می شود. پین دیگری برای کنترل کننده وقفه در نظر گرفته شده است که 23 پین GPIO را در اختیار کاربر قرار می دهد.
هشت ورودی جهانی که به صورت جداگانه قابل انتخاب هستند، به شما امکان می‌دهند سیگنال‌های 0-10 ولت را بخوانید، بسته‌های تماس را بشمارید، یا دما را با استفاده از ترمیستورهای 1K یا 10K اندازه‌گیری کنید. چهار خروجی قابل برنامه ریزی 0-10 ولت می توانند دیمرهای نور یا سایر دستگاه های صنعتی را کنترل کنند. چهار خروجی ترایاک 24VAC می توانند رله های AC یا تجهیزات گرمایش و سرمایش را کنترل کنند. نشانگرهای LED وضعیت همه خروجی ها را نشان می دهد. یک پورت RS485/MODBUS امکان گسترش تقریباً نامحدود را فراهم می کند. آخرین اما نه کم‌اهمیت، یک پورت 1-WIRE جدید می‌تواند برای خواندن دما از حسگر DS18B20 استفاده شود.
دیودهای TVS در همه ورودی ها از کارت برای ESD خارجی محافظت می کنند. فیوز قابل تنظیم مجدد داخل هواپیما از آن در برابر شورت های تصادفی محافظت می کند. منبع تغذیه 24 ولت AC یا DC می تواند 5V/3A را برای Raspberry Pi تامین کند.

ویژگی ها

هشت ورودی جهانی، آنالوگ/دیجیتال قابل تنظیم بلوز

ورودی های 0-10 ولت یا
با ورودی های شمارنده بسته شدن تماس بگیرید یا

ورودی های سنسور دما 1K/10K
چهار خروجی 0-10 ولت

چهار خروجی TRIAC با درایورهای 1A/48VAC
چهار LED همه منظوره

پورت RS485/MODBUS
ساعت واقعی با باتری پشتیبان

دکمه فشاری روی برد
رابط 1-WIRE

محافظت از TVS در تمام ورودی ها
نگهبان سخت افزار روی برد

منبع تغذیه 24VAC/DC

همه ورودی‌ها و خروجی‌ها از کانکتورهای قابل اتصال استفاده می‌کنند که امکان دسترسی آسان به سیم‌کشی را در صورت انباشتن چند کارت فراهم می‌کند. حداکثر هشت کارت اتوماسیون ساختمان را می توان روی یک Raspberry Pi قرار داد. کارت‌ها یک گذرگاه سریال I2C را با استفاده از تنها دو پین GPIO Raspberry Pi برای مدیریت هر هشت کارت به اشتراک می‌گذارند.
چهار LED عمومی می توانند با ورودی های آنالوگ یا سایر فرآیندهای کنترل شده مرتبط باشند.
یک دکمه فشاری روی برد را می توان برای قطع ورودی ها، لغو خروجی ها یا خاموش کردن Raspberry Pi برنامه ریزی کرد.

آنچه در کیت شما است

کارت اتوماسیون ساختمان برای Raspberry Pi
سخت افزار نصبآ. چهار ضربه برنجی نر و ماده M2.5x18mm
ب چهار پیچ برنجی M2.5x5mm
ج چهار عدد مهره برنجی M2.5

دو جامپر.هنگامی که فقط از یک کارت اتوماسیون ساختمان استفاده می کنید، به جامپرها نیازی ندارید. اگر قصد دارید از چند کارت استفاده کنید، به بخش STACK LEVEL JUMPERS مراجعه کنید.
تمام کانکتورهای جفت زن مورد نیاز.

راهنمای راه اندازی سریع

کارت اتوماسیون ساختمان خود را در بالای Raspberry Pi خود وصل کنید و سیستم را روشن کنید.
ارتباط I2C را در Raspberry Pi با استفاده از raspi-config فعال کنید.

نرم افزار را از github.com نصب کنید:
آ. ~$ git clone https://github.com/SequentMicrosystems/megabas-rpi.git
ب ~$ سی دی /home/pi/megabas-rpi
ج ~/megabas-rpi$ sudo make install
~/megabas-rpi$ مگاباس
برنامه با لیستی از دستورات موجود پاسخ خواهد داد.

طرح بندی تابلو

چهار LED همه منظوره را می توان در نرم افزار کنترل کرد. LED ها می توانند برای نشان دادن وضعیت هر ورودی، خروجی یا فرآیند خارجی فعال شوند.

جامپرهای سطح پشته

سه موقعیت سمت چپ کانکتور J3 برای انتخاب سطح پشته کارت استفاده می شود:

جامپرهای انتخاب ورودی

هشت ورودی جهانی را می توان به صورت جداگانه برای خواندن ترمیستورهای 0-10 ولت، 1K یا 10K یا شمارنده های بسته شدن/رویداد تماسی انتخاب کرد. حداکثر فرکانس شمارنده رویداد 100 هرتز است.

ارتباط RS-485/MODBUS

کارت اتوماسیون ساختمان حاوی یک فرستنده گیرنده استاندارد RS485 است که هم توسط پردازنده محلی و هم توسط Raspberry Pi قابل دسترسی است. پیکربندی مورد نظر از سه پرش بای پس در کانکتور پیکربندی J3 تنظیم شده است.

در صورت نصب جامپرها، رزبری پای می تواند با هر دستگاهی با رابط RS485 ارتباط برقرار کند. در این پیکربندی، کارت اتوماسیون ساختمان یک پل غیرفعال است که تنها سطوح سخت افزاری مورد نیاز پروتکل RS485 را پیاده سازی می کند. برای استفاده از این پیکربندی، باید به پردازنده محلی بگویید که کنترل گذرگاه RS485 را آزاد کند:
~$ مگاباس [0] wcfgmb 0 0 0 0
اگر جامپرها حذف شوند، کارت به عنوان Slave MODBUS عمل می کند و پروتکل MODBUS RTU را پیاده سازی می کند. هر استاد MODBUS می تواند به تمام ورودی های کارت دسترسی داشته باشد و تمام خروجی ها را با استفاده از دستورات استاندارد MODBUS تنظیم کند. فهرست دقیقی از دستورات اجرا شده را می توان در GitHub یافت:
https://github.com/SequentMicrosystems/megabas-rpi/blob/master/Modbus.md
در هر دو پیکربندی، پردازنده محلی باید برنامه ریزی شود تا سیگنال های RS485 را آزاد کند (پرش ها نصب شده) یا کنترل کند (پرش ها حذف شوند). برای اطلاعات بیشتر به راهنمای آنلاین خط فرمان مراجعه کنید.

RASPBERRY PI HEADER

برق مورد نیاز

کارت اتوماسیون ساختمان به منبع تغذیه 24VDC/AC خارجی نیاز دارد. برق از طریق کانکتور اختصاصی در گوشه بالا سمت راست به برد تامین می شود (به BOARD LAYOUT مراجعه کنید). بردها منبع تغذیه DC یا AC را می پذیرند. اگر از منبع تغذیه DC استفاده می شود، قطبیت مهم نیست. یک رگولاتور محلی 5 ولت برق رزبری پای را تا 3 آمپر تامین می کند و یک رگولاتور 3.3 ولت مدارهای دیجیتال را تغذیه می کند. برای تغذیه رله ها از مبدل های DC-DC ایزوله استفاده می شود.

توصیه می کنیم فقط از منبع تغذیه 24VDC/AC استفاده کنید
برای روشن کردن کارت Raspberry PI
اگر چندین کارت اتوماسیون ساختمان روی هم چیده شده اند، توصیه می کنیم از یک منبع تغذیه 24VDC/AC برای تغذیه همه کارت ها استفاده کنید. کاربر باید کابل را جدا کرده و سیم ها را به هر کارت بکشد.
مصرف برق:
• 50 میلی آمپر @ +24V

ورودی های جهانی

کارت اتوماسیون ساختمان دارای هشت ورودی جهانی است که می توانند برای اندازه گیری سیگنال های 010 ولت، ترمیستورهای 1K یا 10K یا شمارنده های بسته شدن/رویداد تا 100 هرتز انتخاب شوند.

پیکربندی بسته شدن شمارنده رویداد/تماس

پیکربندی اندازه گیری دما با ترمیستورهای 1K

پیکربندی اندازه گیری دما با ترمیستورهای 10K

پیکربندی خروجی 0-10 ولت. حداکثر بار = 10 میلی آمپر

نگهبان سخت افزاری

کارت اتوماسیون ساختمان حاوی یک نگهبان سخت‌افزار داخلی است که تضمین می‌کند پروژه حیاتی شما حتی در صورت قطع شدن نرم‌افزار Raspberry Pi به اجرا ادامه خواهد داد. پس از روشن شدن، Watchdog غیرفعال می شود و پس از دریافت اولین تنظیم مجدد فعال می شود.
مدت زمان پیش فرض 120 ثانیه است. پس از فعال شدن، اگر ظرف 2 دقیقه از رزبری پای ریست دریافت نشود، نگهبان برق را قطع کرده و پس از 10 ثانیه آن را بازیابی می کند.
Raspberry Pi باید قبل از منقضی شدن تایمر در Watchdog، یک فرمان بازنشانی در پورت I2C صادر کند.
دوره تایمر پس از روشن شدن و دوره تایمر فعال را می توان از خط فرمان تنظیم کرد. تعداد بازنشانی ها در فلش ذخیره می شود و می توان از خط فرمان به آن دسترسی پیدا کرد یا پاک کرد. تمام دستورات نگهبان توسط تابع راهنمای آنلاین توضیح داده شده است.

کالیبراسیون ورودی/خروجی های آنالوگ

تمام ورودی ها و خروجی های آنالوگ در کارخانه کالیبره می شوند، اما دستورات سیستم عامل به کاربر اجازه می دهد تا برد را مجدداً کالیبره کند یا آن را با دقت بهتر کالیبره کند. تمام ورودی ها و خروجی ها در دو نقطه کالیبره می شوند. دو نقطه را تا حد ممکن نزدیک به دو انتهای مقیاس انتخاب کنید. برای کالیبره کردن ورودی ها، کاربر باید سیگنال های آنالوگ را ارائه دهد. (سابقample: برای کالیبره کردن ورودی های 0-10 ولت، کاربر باید یک منبع تغذیه قابل تنظیم 10 ولت ارائه دهد. برای کالیبره کردن خروجی ها، کاربر باید دستور تنظیم خروجی را روی مقدار دلخواه صادر کند، نتیجه را اندازه گیری کند و دستور کالیبراسیون را برای ذخیره مقدار صادر کند.
مقادیر به صورت فلاش ذخیره می شوند و منحنی ورودی خطی فرض می شود. اگر در حین کالیبراسیون با تایپ دستور اشتباه اشتباهی رخ دهد، می توان از دستور RESET برای بازنشانی تمام کانال های گروه مربوطه به مقادیر کارخانه استفاده کرد. پس از تنظیم مجدد، کالیبراسیون را می توان دوباره راه اندازی کرد.
می توان برد را بدون منبع سیگنال های آنالوگ با کالیبره کردن ابتدا خروجی ها و سپس مسیریابی خروجی های کالیبره شده به ورودی های مربوطه کالیبره کرد. دستورات زیر برای کالیبراسیون موجود است:

کالیبره کردن ورودی های 0-10 ولت:	مگاباس آشپزی
تنظیم مجدد کالیبراسیون ورودی های 0-10 ولت:	مگاباس rcuin
کالیبره کردن 10K ورودی:	مگاباس کرسین
بازنشانی 10 هزار ورودی:	مگاباس rcresin
کالیبره کردن خروجی های 0-10 ولت:	مگاباس بریدگی
مقدار کالیبره شده را در FLASH ذخیره کنید:	مگاباس alta_comanda
تنظیم مجدد کالیبراسیون خروجی های 0-10 ولت:	مگاباس rcuout

مشخصات سخت افزاری

فیوز قابل تنظیم مجدد: 1A

ورودی های 0-10 ولت:

• حداکثر حجم ورودیtage:	12 ولت
• امپدانس ورودی:	20KΩ
• وضوح:	12 بیت
• اسampنرخ le:	tbd

ورودی های بسته شدن تماس

حداکثر فرکانس شمارش: 100 هرتز

خروجی های 0-10 ولت:

حداقل بار خروجی: 1KΩ
وضوح: 13 بیت

خروجی های ترایاک:

حداکثر جریان خروجی: 1A
حداکثر خروجی حجمtage: 120 ولت

خطی در مقیاس کامل

ورودی های آنالوگ با استفاده از مبدل های 12 بیتی A/D داخلی به پردازنده داخلی پردازش می شوند. ورودی ها s هستندampled در 675 هرتز.
خروجی های آنالوگ PWM با استفاده از تایمرهای 16 بیتی سنتز می شوند. مقادیر PWM از 0 تا 4,800 متغیر است.
تمام ورودی ها و خروجی ها در زمان تست در نقاط پایانی کالیبره شده و مقادیر به صورت فلاش ذخیره می شوند.
پس از کالیبراسیون، خطی بودن را در مقیاس کامل بررسی کردیم و نتایج زیر را به دست آوردیم:

کانال	خطای حداکثر	%
0-10 ولت اینچ	15μV	0.15%
0-10 ولت خروجی	10μV	0.10%

مشخصات مکانیکی

راه اندازی نرم افزار

رزبری پای خود را با آن آماده کنید آخرین سیستم عامل

ارتباط I2C را فعال کنید: ~$ sudo raspi-config

1. رمز عبور کاربر را تغییر دهید	تغییر رمز عبور برای کاربر پیش فرض
2. گزینه های شبکه	تنظیمات شبکه را پیکربندی کنید
3. گزینه های بوت	گزینه های راه اندازی را پیکربندی کنید
4. گزینه های محلی سازی	تنظیم زبان و تنظیمات منطقه ای برای مطابقت..
5. گزینه های رابط	اتصالات به تجهیزات جانبی را پیکربندی کنید
6. اورکلاک	اورکلاک را برای Pi خود پیکربندی کنید
7. گزینه های پیشرفته	تنظیمات پیشرفته را پیکربندی کنید
8. به روز رسانی	این ابزار را به آخرین نسخه به روز کنید
9. درباره raspi-config	اطلاعات مربوط به این پیکربندی

P1	دوربین	فعال/غیرفعال کردن اتصال به دوربین Raspberry Pi
P2	SSH	دسترسی خط فرمان راه دور به Pi خود را فعال/غیرفعال کنید
P3	VNC	فعال/غیرفعال کردن دسترسی گرافیکی از راه دور به Pi خود با استفاده از…
P4	SPI	فعال/غیرفعال کردن بارگیری خودکار ماژول هسته SPI
P5	I2C	فعال/غیرفعال کردن بارگیری خودکار ماژول هسته I2C
P6	سریال	فعال/غیرفعال کردن پیام های پوسته و هسته به پورت سریال
P7	1-سیم	فعال/غیرفعال کردن رابط یک سیم
P8	GPIO از راه دور	فعال/غیرفعال کردن دسترسی از راه دور به پین های GPIO

نرم افزار megabas را از github.com نصب کنید: ~$ git clone https://github.com/SequentMicrosystems/megabas-rpi.git
~$ سی دی /home/pi/megabas-rpi

~/megaioind-rpi$ sudo را نصب کنید
~/megaioind-rpi$ مگاباس

برنامه با لیستی از دستورات موجود پاسخ خواهد داد.
برای راهنمایی آنلاین "megabas -h" را تایپ کنید.
پس از نصب نرم افزار با دستورات زیر می توانید آن را به آخرین نسخه آپدیت کنید:
~$ سی دی /home/pi/megabas-rpi
~/megabas-rpi$ git pull
~/megabas-rpi$ sudo make install

اسناد / منابع

کارت اتوماسیون ساختمان Pi Hut برای Raspberry Pi [pdfراهنمای کاربر
کارت اتوماسیون ساختمان برای Raspberry Pi, Building Automation Card, Building Automation Card Raspberry Pi, Raspberry Pi Automation Building

مراجع

راهنمای کاربر

توصیف کلی