การ์ดควบคุมอาคารสำหรับ RASPBERRY Pi
คู่มือผู้ใช้เวอร์ชัน 4.1
SequentMicrosystems.com

คำอธิบายทั่วไป

การ์ดควบคุมอาคารรุ่นที่สองของเรานำเสนออินพุตและเอาต์พุตทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับระบบควบคุมอาคารบนแพลตฟอร์ม Raspberry Pi การ์ดนี้สามารถต่อซ้อนกันได้ถึง 8 ระดับ และทำงานร่วมกับ Raspberry Pi ทุกเวอร์ชัน ตั้งแต่รุ่น Zero ถึงรุ่น 4
พิน GPIO ของ Raspberry Pi สองพินใช้สำหรับการสื่อสาร I2C มีการจัดสรรพินอื่นสำหรับตัวจัดการอินเตอร์รัปต์ โดยเหลือ 23 พิน GPIO สำหรับผู้ใช้
อินพุตสากลแปดตัวที่เลือกได้ทีละตัว ช่วยให้คุณอ่านสัญญาณ 0-10V นับการปิดหน้าสัมผัส หรือวัดอุณหภูมิโดยใช้เทอร์มิสเตอร์ 1K หรือ 10K เอาต์พุตที่ตั้งโปรแกรมได้ 0-10V สี่ตัวสามารถควบคุมเครื่องหรี่ไฟหรืออุปกรณ์อุตสาหกรรมอื่นๆ เอาต์พุตไตรแอค 24VAC สี่ตัวสามารถควบคุมรีเลย์ AC หรืออุปกรณ์ทำความร้อนและทำความเย็น ไฟแสดงสถานะ LED แสดงสถานะของเอาต์พุตทั้งหมด พอร์ต RS485/MODBUS ช่วยให้ขยายได้แทบไม่จำกัด สุดท้ายแต่ไม่ท้ายสุด พอร์ต 1-WIRE ใหม่สามารถใช้อ่านอุณหภูมิจากเซ็นเซอร์ DS18B20
ไดโอด TVS บนอินพุตทั้งหมดจะปกป้องการ์ดจาก ESD ภายนอก ฟิวส์รีเซ็ตได้บนบอร์ดจะป้องกันไม่ให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรโดยไม่ได้ตั้งใจ แหล่งจ่ายไฟ AC หรือ DC 24V ตัวเดียวสามารถจ่ายไฟ 5V/3A สำหรับ Raspberry Pi ได้

คุณสมบัติ

• จัมเปอร์ XNUMX อินพุตสากลแบบอะนาล็อก/ดิจิตอลที่สามารถตั้งค่าได้
• อินพุต 0-10V หรือ
• ติดต่อปิดเคาน์เตอร์อินพุตหรือ
• อินพุตเซนเซอร์อุณหภูมิ 1K/10K
• สี่เอาต์พุต 0-10V
• เอาต์พุต TRIAC สี่ชุดพร้อมไดรเวอร์ 1A/48VAC
• LED อเนกประสงค์สี่ดวง
• พอร์ต RS485/MODBUS
• นาฬิกาตามเวลาจริงพร้อมแบตเตอรี่สำรอง
• ปุ่มกดออนบอร์ด
• อินเทอร์เฟซ 1 สาย
• การป้องกัน TVS บนอินพุตทั้งหมด
• Watchdog ฮาร์ดแวร์ออนบอร์ด
• แหล่งจ่ายไฟ 24VAC/DC

อินพุตและเอาต์พุตทั้งหมดใช้ขั้วต่อแบบเสียบปลั๊กได้ ซึ่งช่วยให้เดินสายได้ง่ายเมื่อวางการ์ดหลายใบซ้อนกัน สามารถวางการ์ดควบคุมอาคารได้สูงสุด 2 ใบบน Raspberry Pi หนึ่งเครื่อง การ์ดเหล่านี้ใช้บัส IXNUMXC แบบอนุกรมร่วมกันโดยใช้พิน GPIO ของ Raspberry Pi เพียง XNUMX พินเพื่อจัดการการ์ดทั้ง XNUMX ใบ
LED วัตถุประสงค์ทั่วไปทั้งสี่ดวงสามารถเชื่อมโยงกับอินพุตอะนาล็อกหรือกระบวนการควบคุมอื่นๆ
สามารถตั้งโปรแกรมปุ่มกดบนเครื่องเพื่อตัดอินพุต ข้ามเอาต์พุต หรือปิด Raspberry Pi ได้

อะไรอยู่ในชุดของคุณ

1. การ์ดสร้างระบบอัตโนมัติสำหรับ Raspberry Pi
2. ฮาร์ดแวร์สำหรับติดตั้งก. ข้อต่อทองเหลืองตัวผู้-ตัวเมีย M2.5x18 มม. จำนวน XNUMX อัน
   ข. สกรูทองเหลือง M2.5x5 มม. จำนวน XNUMX ตัว
   c. น็อตทองเหลือง M2.5 จำนวน XNUMX ตัว
3. สองจัมเปอร์คุณไม่จำเป็นต้องใช้จัมเปอร์เมื่อใช้การ์ด Building Automation เพียงใบเดียว ดูส่วน STACK LEVEL JUMPERS หากคุณวางแผนที่จะใช้การ์ดหลายใบ
4. ตัวเชื่อมต่อการผสมพันธุ์หญิงที่จำเป็นทั้งหมด

คู่มือการเริ่มต้นใช้งานด่วน

1. เสียบการ์ด Building Automation ของคุณที่ด้านบนของ Raspberry Pi และเพิ่มพลังให้กับระบบ
2. เปิดใช้งานการสื่อสาร I2C บน Raspberry Pi โดยใช้ raspi-config
3. ติดตั้งซอฟต์แวร์จาก github.com:
   ก. ~$ คอมไพล์โคลน https://github.com/SequentMicrosystems/megabas-rpi.git
   ข. ~$ cd /home/pi/megabas-rpi
   ค. ~/megabas-rpi$ sudo make install
4. ~/megabas-rpi$ เมกะเบส
   โปรแกรมจะตอบสนองด้วยรายการคำสั่งที่มีอยู่

แผนผังบอร์ด

สามารถควบคุมไฟ LED สำหรับวัตถุประสงค์ทั่วไปได้สี่ดวงในซอฟต์แวร์ สามารถเปิดใช้งานไฟ LED เพื่อแสดงสถานะของอินพุต เอาต์พุต หรือกระบวนการภายนอก

จัมเปอร์ระดับกอง

ตำแหน่งสามตำแหน่งด้านซ้ายของตัวเชื่อมต่อ J3 ใช้เพื่อเลือกระดับสแต็คของการ์ด:

จัมเปอร์การเลือกอินพุต

อินพุตอเนกประสงค์แปดช่องสามารถเลือกจัมเปอร์แยกกันเพื่ออ่านเทอร์มิสเตอร์ 0-10V, 1K หรือ 10K หรือตัวนับการปิดหน้าสัมผัส/เหตุการณ์ ความถี่สูงสุดของตัวนับเหตุการณ์คือ 100 Hz

RS-485/MODBUS การสื่อสาร

การ์ดควบคุมอาคารประกอบด้วยตัวรับส่งสัญญาณ RS485 มาตรฐานซึ่งสามารถเข้าถึงได้ทั้งโดยโปรเซสเซอร์ภายในและโดย Raspberry Pi การกำหนดค่าที่ต้องการตั้งค่าจากจัมเปอร์บายพาสสามตัวบนขั้วต่อการกำหนดค่า J3

หากติดตั้งจัมเปอร์ Raspberry Pi จะสามารถสื่อสารกับอุปกรณ์ใดๆ ก็ได้ที่มีอินเทอร์เฟซ RS485 ในการกำหนดค่านี้ การ์ดควบคุมอาคารจะเป็นบริดจ์แบบพาสซีฟซึ่งใช้งานเฉพาะระดับฮาร์ดแวร์ที่จำเป็นตามโปรโตคอล RS485 เท่านั้น หากต้องการใช้การกำหนดค่านี้ คุณต้องแจ้งให้โปรเซสเซอร์ภายในเครื่องปล่อยการควบคุมบัส RS485:
~$ เมกะเบส [0] wcfgmb 0 0 0 0
หากถอดจัมเปอร์ออก การ์ดจะทำงานเป็นสเลฟ MODBUS และใช้งานโปรโตคอล MODBUS RTU มาสเตอร์ MODBUS ทุกคนสามารถเข้าถึงอินพุตทั้งหมดของการ์ด และตั้งค่าเอาต์พุตทั้งหมดโดยใช้คำสั่ง MODBUS มาตรฐาน สามารถดูรายการคำสั่งที่ใช้งานโดยละเอียดได้ที่ GitHub:
https://github.com/SequentMicrosystems/megabas-rpi/blob/master/Modbus.md
ในการกำหนดค่าทั้งสองแบบ จำเป็นต้องตั้งโปรแกรมโปรเซสเซอร์ภายในเพื่อปล่อยสัญญาณ RS485 (ติดตั้งจัมเปอร์) หรือควบคุม (ถอดจัมเปอร์ออก) ดูข้อมูลเพิ่มเติมได้จากวิธีใช้บรรทัดคำสั่งออนไลน์

ราสเบอร์รี่ PI เฮดเดอร์

ความต้องการด้านพลังงาน

การ์ดควบคุมอาคารต้องใช้แหล่งจ่ายไฟภายนอกแบบ 24VDC/AC ที่ควบคุมไว้ ไฟจะจ่ายไปยังบอร์ดผ่านขั้วต่อเฉพาะที่มุมขวาบน (ดูเค้าโครงบอร์ด) บอร์ดรับแหล่งจ่ายไฟ DC หรือ AC ก็ได้ หากใช้แหล่งจ่ายไฟ DC ขั้วไฟฟ้าก็ไม่สำคัญ ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า 5V ในพื้นที่จะจ่ายไฟสูงสุด 3A ให้กับ Raspberry Pi และตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า 3.3V จะจ่ายไฟให้กับวงจรดิจิทัล ตัวแปลง DC-DC แบบแยกส่วนใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับรีเลย์

เราแนะนำให้ใช้แหล่งจ่ายไฟ 24VDC/AC เท่านั้น
เพื่อจ่ายไฟให้กับการ์ด Raspberry Pi
หากการ์ดควบคุมอาคารหลายใบวางซ้อนกัน เราขอแนะนำให้ใช้แหล่งจ่ายไฟ 24VDC/AC เพียงแหล่งเดียวเพื่อจ่ายไฟให้กับการ์ดทั้งหมด ผู้ใช้จะต้องแยกสายไฟและเดินสายไฟไปยังการ์ดแต่ละใบ
การใช้พลังงาน:
• 50 มิลลิแอมป์ @ +24V

อินพุตสากล

การ์ดควบคุมอาคารมีอินพุตสากล 010 อินพุตที่สามารถเลือกจัมเปอร์ได้เพื่อวัดสัญญาณ 1V เทอร์มิสเตอร์ 10K หรือ 100K หรือตัวนับการปิด/เหตุการณ์การสัมผัสสูงถึง XNUMXHz

การกำหนดค่าตัวนับเหตุการณ์/การติดต่อปิด

การกำหนดค่าการวัดอุณหภูมิด้วยเทอร์มิสเตอร์ 1K

การกำหนดค่าการวัดอุณหภูมิด้วยเทอร์มิสเตอร์ 10K

การกำหนดค่าเอาต์พุต 0-10V โหลดสูงสุด = 10mA

ฮาร์ดแวร์ WATCHDOG

การ์ดควบคุมอาคารประกอบด้วยฮาร์ดแวร์วอทช์ด็อกในตัวที่จะรับประกันว่าโครงการที่สำคัญยิ่งต่อภารกิจของคุณจะยังคงทำงานต่อไป แม้ว่าซอฟต์แวร์ Raspberry Pi จะค้างก็ตาม หลังจากเปิดเครื่อง วอทช์ด็อกจะถูกปิดใช้งาน และจะทำงานได้หลังจากได้รับการรีเซ็ตครั้งแรก
การหมดเวลาเริ่มต้นคือ 120 วินาที เมื่อเปิดใช้งานแล้ว หากไม่ได้รับการรีเซ็ตจาก Raspberry Pi ภายใน 2 นาที watchdog จะตัดพลังงานและกู้คืนหลังจาก 10 วินาที
Raspberry Pi ต้องออกคำสั่งรีเซ็ตบนพอร์ต I2C ก่อนที่ตัวจับเวลาบนวอทช์ด็อกจะหมดเวลา
สามารถตั้งค่าระยะเวลาของตัวจับเวลาหลังจากเปิดเครื่องและระยะเวลาของตัวจับเวลาที่ใช้งานอยู่ได้จากบรรทัดคำสั่ง จำนวนการรีเซ็ตจะถูกเก็บไว้ในแฟลชและสามารถเข้าถึงหรือล้างได้จากบรรทัดคำสั่ง คำสั่งเฝ้าระวังทั้งหมดจะอธิบายไว้ในฟังก์ชันช่วยเหลือออนไลน์

การปรับเทียบอินพุต/เอาต์พุตแบบอะนาล็อก

อินพุตและเอาต์พุตแอนะล็อกทั้งหมดได้รับการปรับเทียบที่โรงงาน แต่คำสั่งเฟิร์มแวร์อนุญาตให้ผู้ใช้ปรับเทียบบอร์ดใหม่หรือปรับเทียบให้มีความแม่นยำมากขึ้น อินพุตและเอาต์พุตทั้งหมดได้รับการปรับเทียบในสองจุด เลือกสองจุดที่ใกล้เคียงกับปลายทั้งสองของมาตราส่วนมากที่สุด เพื่อปรับเทียบอินพุต ผู้ใช้จะต้องให้สัญญาณแอนะล็อก (ตัวอย่างamp: เพื่อปรับเทียบอินพุต 0-10V ผู้ใช้ต้องจัดหาแหล่งจ่ายไฟแบบปรับได้ 10V) เพื่อปรับเทียบเอาต์พุต ผู้ใช้ต้องออกคำสั่งเพื่อตั้งค่าเอาต์พุตเป็นค่าที่ต้องการ วัดผลลัพธ์ และออกคำสั่งปรับเทียบเพื่อบันทึกค่า
ค่าต่างๆ จะถูกเก็บไว้ในแฟลชและเส้นโค้งอินพุตจะถือว่าเป็นเส้นตรง หากเกิดข้อผิดพลาดระหว่างการปรับเทียบโดยพิมพ์คำสั่งผิด สามารถใช้คำสั่ง RESET เพื่อรีเซ็ตช่องทั้งหมดในกลุ่มที่เกี่ยวข้องเป็นค่าจากโรงงานได้ หลังจาก RESET แล้ว ก็สามารถเริ่มการปรับเทียบใหม่ได้
บอร์ดสามารถปรับเทียบได้โดยไม่ต้องใช้แหล่งสัญญาณแอนะล็อก โดยปรับเทียบเอาต์พุตก่อน จากนั้นจึงส่งเอาต์พุตที่ปรับเทียบแล้วไปยังอินพุตที่เกี่ยวข้อง คำสั่งต่อไปนี้มีไว้สำหรับการปรับเทียบ:

ข้อมูลจำเพาะของฮาร์ดแวร์

ฟิวส์รีเซ็ตได้บนบอร์ด: 1A

อินพุต 0-10V:

อินพุตปิดคอนแทค

• ความถี่การนับสูงสุด: 100 เฮิรตซ์

เอาต์พุต 0-10V:

• โหลดเอาท์พุตขั้นต่ำ: 1KΩ
• ความละเอียด: 13 บิต

เอาท์พุท TRIAC:

• กระแสไฟขาออกสูงสุด: 1A
• ปริมาณการส่งออกสูงสุดtagอี: 120V

เส้นตรงมากกว่าขนาดเต็ม

อินพุตอะนาล็อกได้รับการประมวลผลโดยใช้ตัวแปลง A/D 12 บิตภายในโปรเซสเซอร์ออนบอร์ด อินพุตคือ sampนำที่ 675 Hz.
เอาต์พุตอะนาล็อกถูกสังเคราะห์ PWM โดยใช้ตัวจับเวลา 16 บิต ค่า PWM อยู่ระหว่าง 0 ถึง 4,800
อินพุตและเอาต์พุตทั้งหมดได้รับการปรับเทียบ ณ เวลาทดสอบที่จุดสิ้นสุด และค่าต่างๆ จะถูกเก็บไว้ในแฟลช
หลังจากการสอบเทียบ เราตรวจสอบความเป็นเส้นตรงในระดับเต็มและได้ผลลัพธ์ต่อไปนี้:

ข้อมูลจำเพาะทางกล

การติดตั้งซอฟต์แวร์

1. เตรียม Raspberry Pi ของคุณให้พร้อมด้วย ระบบปฏิบัติการล่าสุด
2. เปิดใช้งานการสื่อสาร I2C: ~$ sudo raspi-config
   

   1. เปลี่ยนรหัสผ่านผู้ใช้	เปลี่ยนรหัสผ่านสำหรับผู้ใช้เริ่มต้น
   2. ตัวเลือกเครือข่าย	กำหนดค่าการตั้งค่าเครือข่าย
   3. ตัวเลือกการบูต	กำหนดค่าตัวเลือกสำหรับการเริ่มต้นระบบ
   4. ตัวเลือกการแปล	ตั้งค่าภาษาและภูมิภาคให้ตรงกับ..
   5. ตัวเลือกการเชื่อมต่อ	กำหนดค่าการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ต่อพ่วง
   6. โอเวอร์คล็อก	กำหนดค่าการโอเวอร์คล็อกสำหรับ Pi ของคุณ
   7. ตัวเลือกขั้นสูง	กำหนดการตั้งค่าขั้นสูง
   8. อัปเดต	อัปเดตเครื่องมือนี้เป็นเวอร์ชันล่าสุด
   9. เกี่ยวกับ raspi-config.php	ข้อมูลเกี่ยวกับการกำหนดค่านี้

   P1	กล้อง	เปิด/ปิดการเชื่อมต่อกับกล้อง Raspberry Pi
   P2	เซฟ	เปิด/ปิดการเข้าถึงบรรทัดคำสั่งระยะไกลไปยัง Pi ของคุณ
   P3	วีเอ็นซี	เปิด/ปิดการเข้าถึง Pi ของคุณแบบกราฟิกระยะไกลโดยใช้...
   P4	เอสพีไอ	เปิด/ปิดการโหลดโมดูลเคอร์เนล SPI โดยอัตโนมัติ
   P5	ไอทูซี	เปิด/ปิดการโหลดโมดูลเคอร์เนล I2C โดยอัตโนมัติ
   P6	ซีเรียล	เปิด/ปิดใช้งานข้อความเชลล์และเคอร์เนลไปยังพอร์ตอนุกรม
   P7	1-สาย	เปิด/ปิดอินเทอร์เฟซแบบสายเดียว
   P8	GPIO ระยะไกล	เปิด/ปิดการเข้าถึงพิน GPIO จากระยะไกล

3. ติดตั้งซอฟต์แวร์ Megabas จาก github.com: ~$ git clone https://github.com/SequentMicrosystems/megabas-rpi.git
4. ~$ ซีดี /home/pi/megabas-rpi
5.  ~/megaioind-rpi$ sudo ทำการติดตั้ง
6. ~/megaioind-rpi$ เมกะบาส

โปรแกรมจะตอบสนองด้วยรายการคำสั่งที่มีอยู่
พิมพ์ “megabas -h” เพื่อขอความช่วยเหลือออนไลน์
หลังจากติดตั้งซอฟต์แวร์แล้ว คุณสามารถอัปเดตเป็นเวอร์ชันล่าสุดโดยใช้คำสั่ง:
~$ ซีดี /home/pi/megabas-rpi
~/megabas-rpi$ git ดึง
~/megabas-rpi$ sudo ทำการติดตั้ง

เอกสาร / แหล่งข้อมูล

การ์ดควบคุมอาคาร Pi Hut สำหรับ Raspberry Pi [พีดีเอฟ] คู่มือการใช้งาน การ์ดควบคุมอาคารสำหรับ Raspberry Pi, การ์ดควบคุมอาคาร, การ์ดควบคุมอาคารสำหรับ Raspberry Pi, การ์ดควบคุมอาคาร Raspberry Pi

อ้างอิง

• คู่มือการใช้งาน