BUILDING AUTOMATION Scheda per RASPBERRY Pi
GUIDA UTENTE VERSIONE 4.1
SequentMicrosystems.com
DESCRIZIONE GENERALE
La seconda generazione della nostra scheda di automazione degli edifici porta nella piattaforma Raspberry Pi tutti gli ingressi e le uscite necessari per i sistemi di automazione degli edifici. Impilabile a 8 livelli, la scheda funziona con tutte le versioni di Raspberry Pi, da Zero a 4.
Due dei pin GPIO di Raspberry Pi vengono utilizzati per la comunicazione I2C. Un altro pin è allocato per il gestore di interrupt, lasciando 23 pin GPIO disponibili per l'utente.
Otto ingressi universali, selezionabili individualmente, consentono di leggere segnali 0-10 V, contare le chiusure dei contatti o misurare le temperature utilizzando termistori da 1K o 10K. Quattro uscite programmabili 0-10V possono controllare dimmer luci o altri dispositivi industriali. Quattro uscite triac da 24 V CA possono controllare relè CA o apparecchiature di riscaldamento e raffreddamento. Gli indicatori LED mostrano lo stato di tutte le uscite. Una porta RS485/MODBUS consente un'espandibilità pressoché illimitata. Ultimo ma non meno importante, una nuova porta 1-WIRE può essere utilizzata per leggere la temperatura dal sensore DS18B20.
I diodi TVS su tutti gli ingressi proteggono la scheda da ESD esterno. Il fusibile ripristinabile a bordo lo protegge da cortocircuiti accidentali. Una singola fonte di alimentazione da 24 V CA o CC può fornire 5 V/3 A per Raspberry Pi.
CARATTERISTICHE
- Otto ingressi analogici/digitali universali impostabili tramite jumper
- Ingressi 0-10V o
- Ingressi contatori a chiusura di contatto o
- Ingressi sensore di temperatura 1K/10K
- Quattro uscite 0-10V
- Quattro uscite TRIAC con driver 1A/48VAC
- Quattro LED per uso generico
- Porta RS485/MODBUS
- Orologio in tempo reale con batteria tampone
- Pulsante a bordo
- Interfaccia 1 FILO
- Protezione TVS su tutti gli ingressi
- Watchdog hardware di bordo
- Alimentazione 24VAC/DC
Tutti gli ingressi e le uscite utilizzano connettori collegabili che consentono un facile accesso al cablaggio quando sono impilate più schede. È possibile impilare fino a otto schede di automazione degli edifici su un Raspberry Pi. Le schede condividono un bus I2C seriale utilizzando solo due dei pin GPIO di Raspberry Pi per gestire tutte e otto le schede.
I quattro LED generici possono essere associati agli ingressi analogici o ad altri processi controllati.
Un pulsante integrato può essere programmato per tagliare gli ingressi, ignorare le uscite o spegnere il Raspberry Pi.
COSA C'È NEL TUO KIT
- Scheda di automazione degli edifici per Raspberry Pi
- Hardware di montaggio
un. Quattro distanziatori in ottone maschio-femmina M2.5x18mm
b. Quattro viti in ottone M2.5x5mm
c. Quattro dadi in ottone M2.5 - Due saltatori.
Non sono necessari i ponticelli quando si utilizza una sola scheda di automazione degli edifici. Vedere la sezione STACK LEVEL JUMPERS se si prevede di utilizzare più schede. - Tutti i connettori di accoppiamento femmina richiesti.
GUIDA RAPIDA ALL'AVVIO
- Collega la tua scheda di automazione degli edifici sopra il tuo Raspberry Pi e accendi il sistema.
- Abilita la comunicazione I2C su Raspberry Pi usando raspi-config.
- Installa il software da github.com:
un. ~$ git clone https://github.com/SequentMicrosystems/megabas-rpi.git
B. ~$ cd /home/pi/megabas-rpi
C. ~/megabas-rpi$ sudo make install - ~/megabas-rpi$ megabas
Il programma risponderà con un elenco di comandi disponibili.
DISPOSIZIONE DELLA SCHEDA
Quattro LED per uso generico possono essere controllati via software. I LED possono essere attivati per mostrare lo stato di qualsiasi ingresso, uscita o processo esterno.
PONTICELLI A LIVELLO DELLO STACK
Le tre posizioni a sinistra del connettore J3 vengono utilizzate per selezionare il livello di stack della scheda:
PONTICELLI DI SELEZIONE INGRESSI
Gli otto ingressi universali possono essere selezionati tramite ponticello individualmente per leggere termistori 0-10 V, 1 K o 10 K o contatori eventi/chiusura contatti. La frequenza massima dei contatori di eventi è 100 Hz.
COMUNICAZIONE RS-485/MODBUS
La Building Automation Card contiene un ricetrasmettitore RS485 standard accessibile sia dal processore locale che da Raspberry Pi. La configurazione desiderata è impostata da tre ponticelli di bypass sul connettore di configurazione J3.
Se i jumper sono installati, Raspberry Pi può comunicare con qualsiasi dispositivo dotato di interfaccia RS485. In questa configurazione la Building Automation Card è un bridge passivo che implementa solo i livelli hardware richiesti dal protocollo RS485. Per utilizzare questa configurazione è necessario dire al processore locale di rilasciare il controllo del bus RS485:
~$ megabas [0] wcfgmb 0 0 0 0
Se i ponticelli vengono rimossi, la scheda funziona come MODBUS slave e implementa il protocollo MODBUS RTU. Qualsiasi master MODBUS può accedere a tutti gli ingressi della scheda e impostare tutte le uscite utilizzando i comandi MODBUS standard. Un elenco dettagliato dei comandi implementati è disponibile su GitHub:
https://github.com/SequentMicrosystems/megabas-rpi/blob/master/Modbus.md
In entrambe le configurazioni è necessario programmare il processore locale per rilasciare (jumper installati) o controllare (jumper rimossi) i segnali RS485. Vedere la guida in linea della riga di comando per ulteriori informazioni.
INTESTAZIONE DI LAMPONE PI
REQUISITI DI ALIMENTAZIONE
La scheda di automazione degli edifici richiede un'alimentazione regolata esterna da 24 V CC/CA. L'alimentazione viene fornita alla scheda tramite il connettore dedicato in alto a destra (vedi LAYOUT SCHEDA). Le schede accettano alimentazione CC o CA. Se si utilizza una fonte di alimentazione CC, la polarità non è importante. Un regolatore locale da 5 V fornisce fino a 3 A di alimentazione a Raspberry Pi e un regolatore da 3.3 V alimenta i circuiti digitali. I convertitori CC-CC isolati vengono utilizzati per alimentare i relè.
SI CONSIGLIA DI UTILIZZARE SOLO L'ALIMENTAZIONE 24VDC/AC
PER ALIMENTARE LA SCHEDA RASPBERRY PI
Se più schede di automazione degli edifici sono impilate l'una sull'altra, si consiglia di utilizzare un unico alimentatore da 24 V CC/CA per alimentare tutte le schede. L'utente deve dividere il cavo e far passare i fili su ciascuna scheda.
CONSUMO ENERGETICO:
• 50 mA a +24 V
INGRESSI UNIVERSALI
La scheda di automazione degli edifici dispone di otto ingressi universali che possono essere selezionati tramite ponticello per misurare segnali 010V, termistori 1K o 10K o chiusura contatti/contatori eventi fino a 100Hz.
CONFIGURAZIONE CONTATORE EVENTI/CHIUSURA CONTATTO 
CONFIGURAZIONE MISURA TEMPERATURA CON TERMISTORI 1K 
CONFIGURAZIONE MISURA TEMPERATURA CON TERMISTORI 10K 
CONFIGURAZIONE USCITE 0-10V. CARICO MASSIMO = 10mA 
CANE DA GUARDIA DELL'HARDWARE
La Building Automation Card contiene un watchdog hardware integrato che garantirà che il tuo progetto mission-critical continuerà a funzionare anche se il software Raspberry Pi si blocca. Dopo l'accensione il watchdog è disabilitato e diventa attivo dopo aver ricevuto il primo reset.
Il timeout predefinito è di 120 secondi. Una volta attivato, se non riceve un reset da Raspberry Pi entro 2 minuti, il watchdog interrompe l'alimentazione e la ripristina dopo 10 secondi.
Raspberry Pi deve emettere un comando di ripristino sulla porta I2C prima che scada il timer sul watchdog.
Il periodo del timer dopo l'accensione e il periodo del timer attivo possono essere impostati dalla riga di comando. Il numero di ripristini è memorizzato nella flash ed è accessibile o cancellabile dalla riga di comando. Tutti i comandi watchdog sono descritti dalla funzione di guida in linea.
CALIBRAZIONE INGRESSI/USCITE ANALOGICHE
Tutti gli ingressi e le uscite analogiche sono calibrati in fabbrica, ma i comandi del firmware consentono all'utente di ricalibrare la scheda o di calibrarla con maggiore precisione. Tutti gli ingressi e le uscite sono calibrati in due punti; selezionare i due punti il più vicino possibile ai due estremi della scala. Per calibrare gli ingressi, l'utente deve fornire segnali analogici. (Example: per tarare gli ingressi 0-10V l'utente deve fornire un alimentatore 10V regolabile). Per calibrare le uscite, l'utente deve emettere un comando per impostare l'uscita su un valore desiderato, misurare il risultato ed emettere il comando di calibrazione per memorizzare il valore.
I valori vengono memorizzati in flash e si presume che la curva di input sia lineare. Se si commette un errore durante la calibrazione digitando il comando errato, è possibile utilizzare un comando RESET per ripristinare tutti i canali nel gruppo corrispondente ai valori di fabbrica. Dopo il RESET la calibrazione può essere riavviata.
La scheda può essere calibrata senza una sorgente di segnali analogici, calibrando prima le uscite e quindi instradando le uscite calibrate agli ingressi corrispondenti. Per la calibrazione sono disponibili i seguenti comandi:
| TARATURA INGRESSI 0-10V: | megabas cuin |
| RESET TARATURA INGRESSI 0-10V: | megabas rcuin |
| CALIBRAZIONE INGRESSI 10K: | megabas cresin |
| RIPRISTINO INGRESSI 10K: | megabas cresina |
| TARATURA USCITE 0-10V: | megabas taglia |
| MEMORIZZA IL VALORE CALIBRATO IN FLASH: | megabas alta_comanda |
| RESET CALIBRAZIONE USCITE 0-10V: | megabas rcuout |
SPECIFICHE HARDWARE
FUSIBILE A BORDO RIPRISTINABILE: 1A
INGRESSI 0-10V:
| • Volume massimo in ingressotage: | 12V |
| • Impedenza di ingresso: | Potenza assorbita |
| • Risoluzione: | 12 bit |
| • Sampla tariffa: | tbd |
INGRESSI A CHIUSURA DI CONTATTO
- Frequenza massima di conteggio: 100 Hz
USCITE 0-10V:
- Carico di uscita minimo: 1KΩ
- Risoluzione: 13 BIT
USCITE TRIAC:
- Corrente di uscita massima: 1A
- Volume di uscita massimotage: 120 V
LINEARITÀ A FONDO SCALA
Gli ingressi analogici vengono elaborati utilizzando convertitori A/D a 12 bit interni al processore integrato. Gli ingressi sono sampled a 675 Hz.
Le uscite analogiche sono sintetizzate in PWM utilizzando timer a 16 bit. I valori PWM vanno da 0 a 4,800.
Tutti gli ingressi e le uscite sono calibrati al momento del test ai punti finali e i valori sono memorizzati in flash.
Dopo la calibrazione abbiamo controllato la linearità su fondo scala e ottenuto i seguenti risultati:
| Canale | Errore massimo | % |
| 0-10 V IN | 15μV | 0.15% |
| USCITA 0-10V | 10μV | 0.10% |
SPECIFICHE MECCANICHE
CONFIGURAZIONE DEL SOFTWARE
- Tieni pronto il tuo Raspberry Pi con il sistema operativo più recente.
- Abilita la comunicazione I2C: ~$ sudo raspi-config
1. Modifica password utente Cambia la password per l'utente predefinito 2. Opzioni di rete Configurare le impostazioni di rete 3. Opzioni di avvio Configura le opzioni per l'avvio 4. Opzioni di localizzazione Imposta la lingua e le impostazioni internazionali in modo che corrispondano.. 5. Opzioni di interfaccia Configura le connessioni alle periferiche 6. Overclock Configura l'overclocking per il tuo Pi 7. Opzioni avanzate Configura le impostazioni avanzate 8. Aggiornare Aggiorna questo strumento all'ultima versione 9. Informazioni su raspi-config Informazioni su questa configurazione P1 Telecamera Abilita/Disabilita la connessione alla fotocamera Raspberry Pi P2 SSH Abilita / Disabilita l'accesso remoto alla riga di comando al tuo Pi P3 VNC Abilita/Disabilita l'accesso remoto grafico al tuo Pi usando... P4 SPI Abilita/disabilita il caricamento automatico del modulo del kernel SPI P5 I2C Abilita/Disabilita il caricamento automatico del modulo del kernel I2C P6 Seriale Abilita/Disabilita i messaggi della shell e del kernel sulla porta seriale P7 1 fili Abilita/disabilita l'interfaccia a un filo P8 GPIO remoto Abilita/Disabilita l'accesso remoto ai pin GPIO - Installa il software megabas da github.com: ~$ git clone https://github.com/SequentMicrosystems/megabas-rpi.git
- ~$ cd /home/pi/megabas-rpi
- ~/megaioind-rpi$ sudo make install
- ~/megaioind-rpi$ megabas
Il programma risponderà con un elenco di comandi disponibili.
Digita "megabas -h" per la guida in linea.
Dopo aver installato il software, è possibile aggiornarlo all'ultima versione con i comandi:
~$ cd /home/pi/megabas-rpi
~/megabas-rpi$ git pull
~/megabas-rpi$ sudo make install
Documenti / Risorse
 | La scheda di automazione degli edifici Pi Hut per Raspberry Pi [pdf] Guida utente Building Automation Card per Raspberry Pi, Building Automation Card, Automation Card per Raspberry Pi, Raspberry Pi Automation Card Building |
