De Pi Hut-gebouwautomatiseringskaart voor Raspberry Pi Gebruikershandleiding

De tweede generatie van onze Building Automation Card brengt alle inputs en outputs die nodig zijn voor Building Automation Systems naar het Raspberry Pi-platform. De kaart is stapelbaar tot 8 niveaus en werkt met alle Raspberry Pi-versies, van Zero tot 4.
Twee van de GPIO-pinnen van de Raspberry Pi worden gebruikt voor I2C-communicatie. Er wordt nog een pin toegewezen voor de interrupthandler, waardoor er 23 GPIO-pinnen beschikbaar blijven voor de gebruiker.
Acht universele ingangen, afzonderlijk selecteerbaar, laten u 0-10V signalen lezen, contactsluitingen tellen of temperaturen meten met behulp van 1K of 10K thermistoren. Vier 0-10V programmeerbare uitgangen kunnen lichtdimmers of andere industriële apparaten bedienen. Vier 24VAC triac uitgangen kunnen AC relais of verwarmings- en koelapparatuur bedienen. LED indicatoren tonen de status van alle uitgangen. Een RS485/MODBUS poort biedt vrijwel onbeperkte uitbreidbaarheid. Last but not least, een nieuwe 1-WIRE poort kan worden gebruikt om de temperatuur van de DS18B20 sensor te lezen.
TVS-diodes op alle ingangen beschermen de kaart tegen externe ESD. De ingebouwde resetbare zekering beschermt de kaart tegen accidentele kortsluitingen. Eén 24V AC- of DC-voedingsbron kan 5V/3A leveren voor Raspberry Pi.

FUNCTIES

Acht door jumpers instelbare universele, analoge/digitale ingangen

0-10V ingangen of
Contact Sluiting Telleringangen of

1K/10K temperatuursensoringangen
Vier 0-10V-uitgangen

Vier TRIAC-uitgangen met 1A/48VAC-drivers
Vier LED's voor algemeen gebruik

RS485/MODBUS-poort
Realtimeklok met batterijback-up

Drukknop aan boord
1-WIRE-interface

TVS-beveiliging op alle ingangen
Ingebouwde hardware-watchdog

24VAC/DC-voeding

Alle inputs en outputs gebruiken pluggable connectors die gemakkelijke toegang tot bedrading mogelijk maken wanneer meerdere kaarten worden gestapeld. Er kunnen maximaal acht Building Automation Cards op één Raspberry Pi worden gestapeld. De kaarten delen een seriële I2C-bus met slechts twee van de GPIO-pinnen van de Raspberry Pi om alle acht kaarten te beheren.
De vier algemene LED's kunnen worden gekoppeld aan de analoge ingangen of andere gecontroleerde processen.
Een drukknop op het bord kan worden geprogrammeerd om invoer te onderbreken, uitvoer te overschrijven of de Raspberry Pi uit te schakelen.

WAT ZIT ER IN JE KIT

Gebouwautomatiseringskaart voor Raspberry Pi
Montagemateriaala. Vier M2.5x18mm mannelijke-vrouwelijke messing afstandhouders
b. Vier M2.5x5mm messing schroeven
c. Vier M2.5 messing moeren

Twee springers.Bij gebruik van slechts één gebouwautomatiseringskaart heeft u de jumpers niet nodig. Zie het gedeelte STAPELNIVEAU-JUMPERS als je van plan bent meerdere kaarten te gebruiken.
Alle benodigde vrouwelijke koppelconnectoren.

SNELLE OPSTARTGIDS

Sluit uw gebouwautomatiseringskaart aan op uw Raspberry Pi en schakel het systeem in.
Schakel I2C-communicatie op Raspberry Pi in met behulp van raspi-config.

Installeer de software vanaf github.com:
a. ~$ git kloon https://github.com/SequentMicrosystems/megabas-rpi.git
b. ~$ cd /home/pi/megabas-rpi
c. ~/megabas-rpi$ sudo make install
~/megabas-rpi$ megabas
Het programma zal reageren met een lijst met beschikbare commando's.

BOARD INDELING

Vier LED's voor algemeen gebruik kunnen softwarematig worden aangestuurd. De LED's kunnen worden geactiveerd om de status van elk ingangs-, uitgangs- of extern proces weer te geven.

STAPEL NIVEAU TRUIEN

De linker drie posities van connector J3 worden gebruikt om het stapelniveau van de kaart te selecteren:

INGANGSSELECTIE-JUMPERS

De acht universele ingangen kunnen afzonderlijk via een jumper worden geselecteerd om 0-10V, 1K of 10K thermistors of contactsluiting/gebeurtenistellers te lezen. De maximale frequentie van gebeurtenistellers is 100 Hz.

RS-485/MODBUS-COMMUNICATIE

De Building Automation Card bevat een standaard RS485-transceiver die zowel door de lokale processor als door Raspberry Pi kan worden benaderd. De gewenste configuratie wordt ingesteld via drie bypass-jumpers op configuratieconnector J3.

Als er jumpers zijn geïnstalleerd, kan Raspberry Pi communiceren met elk apparaat met een RS485-interface. In deze configuratie is de Building Automation Card een passieve brug die alleen de hardwareniveaus implementeert die vereist zijn door het RS485-protocol. Om deze configuratie te gebruiken, moet u de lokale processor vertellen om de controle over de RS485-bus vrij te geven:
~$ megabas [0] wcfgmb 0 0 0 0
Als jumpers worden verwijderd, werkt de kaart als MODBUS-slave en implementeert het MODBUS RTU-protocol. Elke MODBUS-master kan alle ingangen van de kaart benaderen en alle uitgangen instellen met behulp van standaard MODBUS-opdrachten. Een gedetailleerde lijst met geïmplementeerde opdrachten is te vinden op GitHub:
https://github.com/SequentMicrosystems/megabas-rpi/blob/master/Modbus.md
In beide configuraties moet de lokale processor worden geprogrammeerd om de RS485-signalen vrij te geven (jumpers geïnstalleerd) of te besturen (jumpers verwijderd). Zie de online help van de opdrachtregel voor meer informatie.

FRAMBOOS PI-KOP

VERMOGENSVEREISTEN

De Building Automation Card vereist een externe 24VDC/AC gereguleerde voeding. De voeding wordt geleverd aan het bord via de speciale connector in de rechterbovenhoek (zie BOARD LAYOUT). Het bord accepteert zowel DC- als AC-voedingsbronnen. Als er een DC-voedingsbron wordt gebruikt, is de polariteit niet belangrijk. Een lokale 5V-regelaar levert tot 3A-voeding aan Raspberry Pi en een 3.3V-regelaar voedt de digitale circuits. Geïsoleerde DC-DC-converters worden gebruikt om de relais te voeden.

WIJ RADEN AAN OM ALLEEN DE 24VDC/AC-VOEDING TE GEBRUIKEN
OM DE RASPBERRY PI-KAART VAN STROOM TE VOORZIEN
Als er meerdere Building Automation Cards op elkaar worden gestapeld, raden we aan om één 24VDC/AC-voeding te gebruiken om alle kaarten van stroom te voorzien. De gebruiker moet de kabel splitsen en de draden naar elke kaart leiden.
STROOMVERBRUIK:
• 50 mA bij +24 V

UNIVERSELE INGANGEN

De gebouwautomatiseringskaart heeft acht universele ingangen die via een jumper kunnen worden geselecteerd om 010V-signalen, 1K- of 10K-thermistors of contactsluitings-/gebeurtenistellers tot 100Hz te meten.

CONFIGURATIE VAN GEBEURTENISSENTELLER/CONTACTSLUITING

CONFIGURATIE VAN TEMPERATUURMETING MET 1K THERMISTOREN

CONFIGURATIE VAN TEMPERATUURMETING MET 10K THERMISTOREN

CONFIGURATIE VAN 0-10V UITGANGEN. MAX BELASTING = 10mA

HARDWARE WACHTDOG

De Building Automation Card bevat een ingebouwde hardware watchdog die garandeert dat uw missiekritieke project blijft draaien, zelfs als de Raspberry Pi-software vastloopt. Na het opstarten wordt de watchdog uitgeschakeld en wordt deze actief nadat deze de eerste reset heeft ontvangen.
De standaardtime-out is 120 seconden. Eenmaal geactiveerd en niet binnen 2 minuten een reset van Raspberry Pi ontvangt, schakelt de waakhond de stroom uit en herstelt deze na 10 seconden.
Raspberry Pi moet een resetopdracht op de I2C-poort geven voordat de timer op de watchdog afloopt.
De timerperiode na het opstarten en de actieve timerperiode kunnen worden ingesteld vanaf de opdrachtregel. Het aantal resets wordt opgeslagen in flash en kan worden geopend of gewist vanaf de opdrachtregel. Alle watchdog-opdrachten worden beschreven door de online helpfunctie.

ANALOGE INGANGEN/UITGANGEN KALIBRATIE

Alle analoge ingangen en uitgangen worden in de fabriek gekalibreerd, maar firmware-opdrachten stellen de gebruiker in staat om het bord opnieuw te kalibreren of om het nauwkeuriger te kalibreren. Alle ingangen en uitgangen worden in twee punten gekalibreerd; selecteer de twee punten zo dicht mogelijk bij de twee uiteinden van de schaal. Om de ingangen te kalibreren, moet de gebruiker analoge signalen leveren. (Bijv.ample: om 0-10V-ingangen te kalibreren, moet de gebruiker een regelbare voeding van 10V leveren). Om de uitgangen te kalibreren, moet de gebruiker een opdracht geven om de uitgang in te stellen op een gewenste waarde, het resultaat meten en de kalibratieopdracht geven om de waarde op te slaan.
De waarden worden opgeslagen in flash en de invoercurve wordt verondersteld lineair te zijn. Als er een fout wordt gemaakt tijdens de kalibratie door het typen van de verkeerde opdracht, kan een RESET-opdracht worden gebruikt om alle kanalen in de bijbehorende groep te resetten naar fabriekswaarden. Na RESET kan de kalibratie opnieuw worden gestart.
Het bord kan worden gekalibreerd zonder een bron van analoge signalen, door eerst de uitgangen te kalibreren en vervolgens de gekalibreerde uitgangen naar de overeenkomstige ingangen te leiden. De volgende opdrachten zijn beschikbaar voor kalibratie:

KALIBREREN 0-10V-INGANGEN:	megabas cuin
RESET KALIBRATIE VAN 0-10V INGANGEN:	megabas rcuin
KALIBREER 10K INGANGEN:	megabas cresin
RESET 10K-INGANGEN:	megabas hars
KALIBREREN 0-10V-UITGANGEN:	megabas uit
GEKALIBREERDE WAARDE IN FLASH OPSLAAN:	megabas alta_comanda
RESET KALIBRATIE VAN 0-10V UITGANGEN:	megabas rcuuit

HARDWARESPECIFICATIES:

INGEBOUWDE HERSTELBARE ZEKERING: 1A

0-10V-INGANGEN:

• Maximale invoervolumetage:	12V
• Ingangsimpedantie:	20KΩ
• Oplossing:	12-bits
• Samptarief:	tbd

CONTAC SLUITING-INGANGEN

Maximale telfrequentie: 100 Hz

0-10V-UITGANGEN:

Minimale uitgangsbelasting: 1KΩ
Resolutie: 13 BITS

TRIAC-UITGANGEN:

Maximale uitgangsstroom: 1A
Maximaal uitgangsvolumetage: 120V

LINEARITEIT OP VOLLEDIGE SCHAAL

Analoge ingangen worden verwerkt met behulp van 12-bits A/D-converters die intern in de ingebouwde processor zitten. De ingangen zijn sampgeleid op 675 Hz.
Analoge uitgangen worden PWM-gesynthetiseerd met behulp van 16-bits timers. PWM-waarden variëren van 0 tot 4,800.
Alle in- en uitgangen worden tijdens de test op de eindpunten gekalibreerd en de waarden worden in flash opgeslagen.
Na kalibratie hebben we de lineariteit over de volledige schaal gecontroleerd en de volgende resultaten verkregen:

Kanaal	Max. fout	%
0-10V IN	15 μV	0.15%
0-10V UIT	10 μV	0.10%

MECHANISCHE SPECIFICATIES

SOFTWARE-INSTELLING

Houd uw Raspberry Pi gereed met de nieuwste besturingssysteem.

I2C-communicatie inschakelen: ~$ sudo raspi-config

1. Gebruikerswachtwoord wijzigen	Wachtwoord voor standaardgebruiker wijzigen
2. Netwerkopties	Netwerkinstellingen configureren
3. Opstartopties	Opties voor opstarten configureren
4. Lokalisatie-opties	Stel de taal- en regio-instellingen in die overeenkomen met.
5. Interface-opties	Verbindingen met randapparatuur configureren
6. Overklokken	Configureer overklokken voor uw Pi
7. Geavanceerde opties	Geavanceerde instellingen configureren
8. Bijwerken	Werk deze tool bij naar de nieuwste versie
9. Over raspi-config	Informatie over deze configuratie

P1	Camera	Verbinding met de Raspberry Pi-camera in-/uitschakelen
P2	SSH	Schakel externe opdrachtregeltoegang tot uw Pi . in/uit
P3	VNC	Schakel grafische externe toegang tot uw Pi in / uit met behulp van ...
P4	SPI	Automatisch laden van SPI-kernelmodule in-/uitschakelen
P5	I2C	Automatisch laden van I2C-kernelmodule in-/uitschakelen
P6	Serieel	Schakel shell- en kernelberichten naar de seriële poort in/uit
P7	1-draads	Eéndraadsinterface in-/uitschakelen
P8	GPIO op afstand	Externe toegang tot GPIO-pinnen in-/uitschakelen

Installeer de megabas-software van github.com: ~$ git clone https://github.com/SequentMicrosystems/megabas-rpi.git
~$ cd /home/pi/megabas-rpi

~/megaioind-rpi$ sudo make install
~/megaioind-rpi$ megabas

Het programma zal reageren met een lijst met beschikbare commando's.
Typ “megabas -h” voor online hulp.
Nadat u de software hebt geïnstalleerd, kunt u deze bijwerken naar de nieuwste versie met de opdrachten:
~$ cd /home/pi/megabas-rpi
~/megabas-rpi$ git pull
~/megabas-rpi$ sudo make install

Documenten / Bronnen

De Pi Hut Building Automation Card voor Raspberry Pi [pdf] Gebruikershandleiding
Gebouwautomatiseringskaart voor Raspberry Pi, Gebouwautomatiseringskaart, Automatiseringskaart voor Raspberry Pi, Raspberry Pi Automatiseringskaart Bouwen

Referenties

Gebruiksaanwijzing

ALGEMENE BESCHRIJVING