Guia do usuário da placa de automação predial Pi Hut para Raspberry Pi

A segunda geração do nosso Cartão de Automação Predial traz para a plataforma Raspberry Pi todas as entradas e saídas necessárias para Sistemas de Automação Predial. Empilhável em 8 níveis, o cartão funciona com todas as versões do Raspberry Pi, do Zero ao 4.
Dois dos pinos GPIO do Raspberry Pi são usados para comunicação I2C. Outro pino é alocado para o manipulador de interrupção, deixando 23 pinos GPIO disponíveis para o usuário.
Oito entradas universais, selecionáveis individualmente, permitem ler sinais de 0-10 V, contar fechamentos de contato ou medir temperaturas usando termistores de 1K ou 10K. Quatro saídas programáveis de 0-10V podem controlar dimmers de luz ou outros dispositivos industriais. Quatro saídas triac 24VAC podem controlar relés AC ou equipamentos de aquecimento e resfriamento. Indicadores LED mostram o status de todas as saídas. Uma porta RS485/MODBUS permite uma capacidade de expansão quase ilimitada. Por último, mas não menos importante, uma nova porta 1-WIRE pode ser usada para ler a temperatura do sensor DS18B20.
Os diodos TVS em todas as entradas protegem o cartão contra ESD externo. O fusível reiniciável a bordo protege-o de curtos acidentais. Uma única fonte de alimentação de 24V CA ou CC pode fornecer 5V/3A para Raspberry Pi.

CARACTERÍSTICAS

Oito jumpers configuráveis, entradas analógicas/digitais universais

Entradas 0-10V ou
Entradas do contador de fechamento de contato ou

Entradas do Sensor de Temperatura 1K/10K
Quatro saídas de 0-10V

Quatro saídas TRIAC com drivers 1A/48VAC
Quatro LEDs de uso geral

Porta RS485/MODBUS
Relógio em tempo real com backup de bateria

Botão de pressão a bordo
Interface de 1 FIO

Proteção TVS em todas as entradas
Watchdog de hardware integrado

Fonte de alimentação 24VAC/DC

Todas as entradas e saídas usam conectores conectáveis que permitem fácil acesso à fiação quando vários cartões são empilhados. Até oito Cartões de Automação Predial podem ser empilhados em cima de um Raspberry Pi. As placas compartilham um barramento serial I2C usando apenas dois dos pinos GPIO do Raspberry Pi para gerenciar todas as oito placas.
Os quatro LEDs de uso geral podem ser associados às entradas analógicas ou outros processos controlados.
Um botão integrado pode ser programado para cortar entradas, substituir saídas ou desligar o Raspberry Pi.

O QUE ESTÁ NO SEU KIT

Cartão de automação predial para Raspberry Pi
Hardware de montagema. Quatro espaçadores de latão macho-fêmea M2.5x18mm
b. Quatro parafusos de latão M2.5x5mm
c. Quatro porcas de latão M2.5

Dois jumpers.Você não precisa dos jumpers ao usar apenas um Cartão de Automação Predial. Consulte a seção STACK LEVEL JUMPERS se planeja usar vários cartões.
Todos os conectores de encaixe fêmea necessários.

GUIA DE INICIALIZAÇÃO RÁPIDA

Conecte sua placa de automação predial em cima de seu Raspberry Pi e ligue o sistema.
Habilite a comunicação I2C no Raspberry Pi usando raspi-config.

Instale o software do github.com:
uma. ~$ git clone https://github.com/SequentMicrosystems/megabas-rpi.git
b. ~$ cd /home/pi/megabas-rpi
c. ~/megabas-rpi$ sudo make install
~/megabas-rpi$ megabas
O programa responderá com uma lista de comandos disponíveis.

LAYOUT DA PLACA

Quatro LEDs de uso geral podem ser controlados por software. Os LEDs podem ser ativados para mostrar o status de qualquer entrada, saída ou processo externo.

JUMPERS DE NÍVEL DE PILHA

As três posições à esquerda do conector J3 são usadas para selecionar o nível da pilha do cartão:

JUMPERS DE SELEÇÃO DE ENTRADA

As oito entradas universais podem ser individualmente selecionadas por jumper para ler termistores de 0-10 V, 1 K ou 10 K ou fechamento de contato/contadores de eventos. A frequência máxima dos contadores de eventos é de 100 Hz.

COMUNICAÇÃO RS-485/MODBUS

O Building Automation Card contém um transceptor RS485 padrão que pode ser acessado tanto pelo processador local quanto pelo Raspberry Pi. A configuração desejada é definida a partir de três jumpers de bypass no conector de configuração J3.

Se os jumpers estiverem instalados, o Raspberry Pi pode se comunicar com qualquer dispositivo com uma interface RS485. Nesta configuração, o Building Automation Card é uma ponte passiva que implementa apenas os níveis de hardware exigidos pelo protocolo RS485. Para usar esta configuração, você precisa dizer ao processador local para liberar o controle do barramento RS485:
~$ megabas [0] wcfgmb 0 0 0 0
Se os jumpers forem removidos, o cartão opera como escravo MODBUS e implementa o protocolo MODBUS RTU. Qualquer mestre MODBUS pode acessar todas as entradas do cartão e configurar todas as saídas usando comandos MODBUS padrão. Uma lista detalhada de comandos implementados pode ser encontrada no GitHub:
https://github.com/SequentMicrosystems/megabas-rpi/blob/master/Modbus.md
Em ambas as configurações o processador local precisa ser programado para liberar (jumpers instalados) ou controlar (jumpers removidos) os sinais RS485. Consulte a ajuda on-line da linha de comando para obter mais informações.

CABEÇALHO DE RASPBERRY PI

REQUISITOS DE ENERGIA

O Cartão de Automação Predial requer uma fonte de alimentação externa regulada de 24VCC/CA. A energia é fornecida à placa através do conector dedicado no canto superior direito (consulte LAYOUT DA PLACA). As placas aceitam fonte de alimentação DC ou AC. Se for usada uma fonte de alimentação CC, a polaridade não é importante. Um regulador local de 5V fornece energia de até 3A para o Raspberry Pi e um regulador de 3.3V alimenta os circuitos digitais. Conversores DC-DC isolados são usados para alimentar os relés.

RECOMENDAMOS USAR APENAS A FONTE DE ALIMENTAÇÃO 24VCC/CA
PARA ALIMENTAR O CARTÃO RASPBERRY PI
Se várias placas de automação predial estiverem empilhadas umas sobre as outras, recomendamos o uso de uma única fonte de alimentação de 24VCC/CA para alimentar todas as placas. O usuário deve dividir o cabo e passar os fios para cada placa.
CONSUMO DE ENERGIA:
• 50 mA a +24 V

ENTRADAS UNIVERSAIS

O Cartão de Automação Predial tem oito entradas universais que podem ser selecionadas por jumper para medir sinais de 010 V, termistores de 1 K ou 10 K ou fechamento de contato/contadores de eventos de até 100 Hz.

CONFIGURAÇÃO DE FECHAMENTO DE CONTATO/CONTATO DE EVENTOS

CONFIGURAÇÃO DE MEDIÇÃO DE TEMPERATURA COM TERMISTORES DE 1K

CONFIGURAÇÃO DE MEDIÇÃO DE TEMPERATURA COM TERMISTORES DE 10K

CONFIGURAÇÃO DAS SAÍDAS 0-10V. CARGA MÁX = 10mA

CÃO DE GUARDA DE HARDWARE

O Building Automation Card contém um watchdog de hardware integrado que garantirá que seu projeto de missão crítica continue em execução mesmo se o software Raspberry Pi travar. Após a energização, o watchdog é desabilitado e torna-se ativo após receber o primeiro reset.
O tempo limite padrão é de 120 segundos. Uma vez ativado, se não receber uma reinicialização do Raspberry Pi em 2 minutos, o watchdog corta a energia e a restaura após 10 segundos.
O Raspberry Pi precisa emitir um comando de reinicialização na porta I2C antes que o timer do watchdog expire.
O período do timer após a inicialização e o período do timer ativo podem ser definidos na linha de comando. O número de redefinições é armazenado em flash e pode ser acessado ou apagado na linha de comando. Todos os comandos do watchdog são descritos pela função de ajuda online.

CALIBRAÇÃO DE ENTRADAS/SAÍDAS ANALÓGICAS

Todas as entradas e saídas analógicas são calibradas na fábrica, mas os comandos de firmware permitem ao usuário recalibrar a placa, ou calibrá-la para melhor precisão. Todas as entradas e saídas são calibradas em dois pontos; selecione os dois pontos o mais próximo possível das duas extremidades da escala. Para calibrar as entradas, o usuário deve fornecer sinais analógicos. (Example: para calibrar as entradas de 0-10V, o usuário deve fornecer uma fonte de alimentação ajustável de 10V). Para calibrar as saídas, o usuário deve emitir um comando para definir a saída para um valor desejado, medir o resultado e emitir o comando de calibração para armazenar o valor.
Os valores são armazenados em flash e a curva de entrada é considerada linear. Se um erro for cometido durante a calibração ao digitar o comando errado, um comando RESET pode ser usado para redefinir todos os canais no grupo correspondente aos valores de fábrica. Após o RESET, a calibração pode ser reiniciada.
A placa pode ser calibrada sem uma fonte de sinais analógicos, calibrando primeiro as saídas e depois direcionando as saídas calibradas para as entradas correspondentes. Os seguintes comandos estão disponíveis para calibração:

CALIBRAR ENTRADAS 0-10V:	megabás cuin
CALIBRAÇÃO DE RESET DAS ENTRADAS 0-10V:	megabás rcuin
CALIBRAR 10K ENTRADAS:	megabás cresina
REINICIAR 10K ENTRADAS:	megabás rcresina
CALIBRAR SAÍDAS 0-10V:	megabás cuout
ARMAZENAR VALOR CALIBRADO EM FLASH:	megabás alta_comanda
REINICIAR A CALIBRAÇÃO DAS SAÍDAS DE 0-10V:	megabás rcuout

ESPECIFICAÇÕES DE HARDWARE

FUSÍVEL REINICIALIZÁVEL A BORDO: 1A

ENTRADAS 0-10V:

• Vol máximo de entradatage:	12V
• Impedância de entrada:	20 KΩ
• Resolução:	12 bits
• Eamptaxa de le:	tbd

ENTRADAS DE FECHAMENTO DE CONTATO

Frequência máxima de contagem: 100 Hz

SAÍDAS 0-10V:

Carga mínima de saída: 1KΩ
Resolução: 13 BITS

SAÍDAS TRIAC:

Corrente máxima de saída: 1A
Volume Máximo de Saídatage: 120 V

LINEARIDADE EM ESCALA COMPLETA

As entradas analógicas são processadas usando conversores A/D de 12 bits internos ao processador integrado. As entradas são sampconduzido a 675 Hz.
As saídas analógicas são sintetizadas por PWM usando temporizadores de 16 bits. Os valores de PWM variam de 0 a 4,800.
Todas as entradas e saídas são calibradas no momento do teste nos pontos finais e os valores são armazenados em flash.
Após a calibração, verificamos a linearidade em escala completa e obtivemos os seguintes resultados:

Canal	Erro Máximo	%
0-10 V ENTRADA	15μV	0.15%
0-10V SAÍDA	10μV	0.10%

ESPECIFICAÇÕES MECÂNICAS

CONFIGURAÇÃO DE SOFTWARE

Tenha seu Raspberry Pi pronto com o sistema operacional mais recente.

Habilite a comunicação I2C: ~$ sudo raspi-config

1. Alterar a senha do usuário	Alterar a senha do usuário padrão
2. Opções de rede	Configurar as definições de rede
3. Opções de inicialização	Configurar opções para inicialização
4. Opções de localização	Defina as configurações regionais e de idioma para corresponder.
5. Opções de interface	Configurar conexões com periféricos
6. Overclock	Configure o overclock para o seu Pi
7. Opções avançadas	Definir configurações avançadas
8. Atualização	Atualize esta ferramenta para a versão mais recente
9. Sobre raspi-config	Informações sobre esta configuração

P1	Câmera	Ativar/desativar a conexão com a câmera Raspberry Pi
P2	SSH	Habilite/desabilite o acesso remoto da linha de comando ao seu Pi
P3	VNC	Habilite/desabilite o acesso remoto gráfico ao seu Pi usando…
P4	SPI	Ativar/desativar o carregamento automático do módulo do kernel SPI
P5	I2C	Ativar/desativar o carregamento automático do módulo do kernel I2C
P6	Serial	Habilitar/desabilitar mensagens de shell e kernel para a porta serial
P7	1 fio	Ativar/desativar interface de um fio
P8	GPIO remoto	Habilitar/Desabilitar o acesso remoto aos pinos GPIO

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

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

O programa responderá com uma lista de comandos disponíveis.
Digite “megabas -h” para obter ajuda online.
Depois de instalar o software, você pode atualizá-lo para a versão mais recente com os comandos:
~$ cd /home/pi/megabas-rpi
~/megabas-rpi$ git pull
~/megabas-rpi$ sudo make install

Documentos / Recursos

O Pi Hut Building Automation Card para Raspberry Pi [pdf] Guia do Usuário
Cartão de automação predial para Raspberry Pi, Cartão de automação predial, Cartão de automação para Raspberry Pi, Construção de cartão de automação Raspberry Pi

Referências

Manual do usuário

DESCRIÇÃO GERAL