Thẻ tự động hóa tòa nhà Pi Hut cho Hướng dẫn sử dụng Raspberry Pi

Thế hệ thứ hai của Thẻ tự động hóa tòa nhà của chúng tôi mang đến cho nền tảng Raspberry Pi tất cả các đầu vào và đầu ra cần thiết cho Hệ thống tự động hóa tòa nhà. Có thể xếp chồng lên nhau thành 8 cấp, thẻ hoạt động với tất cả các phiên bản Raspberry Pi, từ Zero đến 4.
Hai trong số các chân GPIO của Raspberry Pi được sử dụng cho giao tiếp I2C. Một chân khác được phân bổ cho trình xử lý ngắt, để lại 23 chân GPIO cho người dùng.
Tám đầu vào phổ quát, có thể lựa chọn riêng lẻ, cho phép bạn đọc tín hiệu 0-10V, đếm số lần đóng tiếp điểm hoặc đo nhiệt độ bằng nhiệt điện trở 1K hoặc 10K. Bốn đầu ra có thể lập trình 0-10V có thể điều khiển bộ điều chỉnh độ sáng đèn hoặc các thiết bị công nghiệp khác. Bốn đầu ra triac 24VAC có thể điều khiển rơ le AC hoặc thiết bị sưởi ấm và làm mát. Đèn LED chỉ báo trạng thái của tất cả các đầu ra. Cổng RS485/MODBUS cho phép khả năng mở rộng gần như không giới hạn. Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, có thể sử dụng cổng 1-WIRE mới để đọc nhiệt độ từ cảm biến DS18B20.
Điốt TVS trên tất cả các đầu vào bảo vệ card khỏi ESD bên ngoài. Cầu chì có thể đặt lại trên bo mạch bảo vệ card khỏi hiện tượng đoản mạch ngoài ý muốn. Nguồn điện 24V AC hoặc DC đơn có thể cung cấp 5V/3A cho Raspberry Pi.

ĐẶC TRƯNG

Tám đầu vào analog/kỹ thuật số phổ biến, có thể cài đặt jumper

Đầu vào 0-10V hoặc
Liên hệ Đầu vào Bộ đếm Đóng cửa hoặc

Đầu vào cảm biến nhiệt độ 1K/10K
Bốn đầu ra 0-10V

Bốn đầu ra TRIAC với trình điều khiển 1A/48VAC
Bốn đèn LED mục đích chung

Cổng RS485/MODBUS
Đồng hồ thời gian thực với pin dự phòng

Nút nhấn trên tàu
Giao diện 1 DÂY

Bảo vệ TVS trên tất cả các đầu vào
Cơ quan giám sát phần cứng trên bo mạch

Nguồn điện 24VAC/DC

Tất cả đầu vào và đầu ra đều sử dụng đầu nối có thể cắm được cho phép dễ dàng kết nối dây khi nhiều thẻ được xếp chồng lên nhau. Có thể xếp chồng tối đa tám Thẻ tự động hóa tòa nhà lên trên một Raspberry Pi. Các thẻ chia sẻ một bus I2C nối tiếp chỉ sử dụng hai chân GPIO của Raspberry Pi để quản lý cả tám thẻ.
Bốn đèn LED đa năng có thể được kết hợp với đầu vào tương tự hoặc các quy trình điều khiển khác.
Có thể lập trình một nút nhấn trên bo mạch để cắt đầu vào, ghi đè đầu ra hoặc tắt Raspberry Pi.

CÓ GÌ TRONG BỘ KIT CỦA BẠN

Thẻ tự động hóa tòa nhà cho Raspberry Pi
Phần cứng lắp đặta. Bốn giá đỡ bằng đồng thau đực-cái M2.5x18mm
b. Bốn vít đồng thau M2.5x5mm
c. Bốn đai ốc bằng đồng M2.5

Hai người nhảy.Bạn không cần jumper khi chỉ sử dụng một Thẻ tự động hóa tòa nhà. Xem phần STACK LEVEL JUMPERS nếu bạn định sử dụng nhiều thẻ.
Tất cả các kết nối giao phối cái cần thiết.

HƯỚNG DẪN BẮT ĐẦU NHANH

Cắm Thẻ tự động hóa tòa nhà của bạn lên trên Raspberry Pi và bật nguồn hệ thống.
Bật giao tiếp I2C trên Raspberry Pi bằng raspi-config.

Cài đặt phần mềm từ github.com:
Một. ~$ git bản sao https://github.com/SequentMicrosystems/megabas-rpi.git
b. ~$ cd /home/pi/megabas-rpi
c. ~/megabas-rpi$ sudo make cài đặt
~/megabas-rpi$ megabas
Chương trình sẽ trả lời bằng một danh sách các lệnh có sẵn.

BẢNG BẢNG

Bốn đèn LED mục đích chung có thể được điều khiển trong phần mềm. Các đèn LED có thể được kích hoạt để hiển thị trạng thái của bất kỳ quy trình đầu vào, đầu ra hoặc bên ngoài nào.

THEO DÕI CẤP ĐỘ JUMPERS

Ba vị trí bên trái của đầu nối J3 được sử dụng để chọn mức ngăn xếp của thẻ:

NHẢY CHỌN ĐẦU VÀO

Tám đầu vào đa năng có thể được chọn riêng từng nút nhảy để đọc các điện trở nhiệt 0-10V, 1K hoặc 10K hoặc bộ đếm sự kiện/đóng tiếp điểm. Tần số tối đa của bộ đếm sự kiện là 100 Hz.

GIAO TIẾP RS-485/MODBUS

Thẻ tự động hóa tòa nhà chứa một bộ thu phát RS485 chuẩn có thể được truy cập bởi cả bộ xử lý cục bộ và Raspberry Pi. Cấu hình mong muốn được thiết lập từ ba jumper bypass trên đầu nối cấu hình J3.

Nếu jumper được cài đặt, Raspberry Pi có thể giao tiếp với bất kỳ thiết bị nào có giao diện RS485. Trong cấu hình này, Thẻ tự động hóa tòa nhà là một cầu thụ động chỉ triển khai các cấp phần cứng theo yêu cầu của giao thức RS485. Để sử dụng cấu hình này, bạn cần yêu cầu bộ xử lý cục bộ giải phóng quyền kiểm soát bus RS485:
~$ megabas [0] wcfgmb 0 0 0 0
Nếu jumper bị gỡ bỏ, card hoạt động như một slave MODBUS và triển khai giao thức MODBUS RTU. Bất kỳ master MODBUS nào cũng có thể truy cập tất cả các đầu vào của card và thiết lập tất cả các đầu ra bằng các lệnh MODBUS chuẩn. Danh sách chi tiết các lệnh được triển khai có thể được tìm thấy trên GitHub:
https://github.com/SequentMicrosystems/megabas-rpi/blob/master/Modbus.md
Trong cả hai cấu hình, bộ xử lý cục bộ cần được lập trình để giải phóng (cài đặt jumper) hoặc điều khiển (tháo jumper) tín hiệu RS485. Xem trợ giúp trực tuyến dòng lệnh để biết thêm thông tin.

ĐẦU PI RASPBERRY

YÊU CẦU NGUỒN ĐIỆN

Thẻ tự động hóa tòa nhà yêu cầu nguồn điện 24VDC/AC được điều chỉnh bên ngoài. Nguồn điện được cung cấp cho bo mạch thông qua đầu nối chuyên dụng ở góc trên bên phải (xem BỐ TRÍ BO MẠCH). Các bo mạch chấp nhận nguồn điện DC hoặc AC. Nếu sử dụng nguồn điện DC, cực tính không quan trọng. Bộ điều chỉnh cục bộ 5V cung cấp nguồn điện lên đến 3A cho Raspberry Pi và bộ điều chỉnh 3.3V cấp nguồn cho các mạch kỹ thuật số. Bộ chuyển đổi DC-DC riêng biệt được sử dụng để cấp nguồn cho rơ le.

CHÚNG TÔI KHUYẾN NGHỊ CHỈ SỬ DỤNG NGUỒN ĐIỆN 24VDC/AC
ĐỂ CẤP NGUỒN CHO THẺ RASPBERRY PI
Nếu nhiều Thẻ tự động hóa tòa nhà được xếp chồng lên nhau, chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng một nguồn điện 24VDC/AC duy nhất để cấp nguồn cho tất cả các thẻ. Người dùng phải chia cáp và chạy dây đến từng thẻ.
TIÊU THỤ ĐIỆN NĂNG:
• 50 mA ở +24V

ĐẦU VÀO PHỔ THÔNG

Thẻ tự động hóa tòa nhà có tám đầu vào chung có thể được chọn bằng jumper để đo tín hiệu 010V, nhiệt điện trở 1K hoặc 10K hoặc bộ đếm sự kiện/đóng tiếp điểm lên đến 100Hz.

CẤU HÌNH BỘ ĐẾM SỰ KIỆN/ĐÓNG LIÊN HỆ

CẤU HÌNH ĐO NHIỆT ĐỘ BẰNG NHIỆT ĐỘ 1K

CẤU HÌNH ĐO NHIỆT ĐỘ BẰNG NHIỆT ĐỘ 10K

CẤU HÌNH ĐẦU RA 0-10V. TẢI TỐI ĐA = 10mA

XEM PHẦN CỨNG

Thẻ Building Automation có một watchdog phần cứng tích hợp sẽ đảm bảo rằng dự án quan trọng của bạn sẽ tiếp tục chạy ngay cả khi phần mềm Raspberry Pi bị treo. Sau khi bật nguồn, watchdog sẽ bị vô hiệu hóa và sẽ hoạt động sau khi nhận được lần đặt lại đầu tiên.
Thời gian chờ mặc định là 120 giây. Sau khi được kích hoạt, nếu nó không nhận được thiết lập lại từ Raspberry Pi trong vòng 2 phút, cơ quan giám sát sẽ cắt nguồn và khôi phục nó sau 10 giây.
Raspberry Pi cần phải đưa ra lệnh thiết lập lại trên cổng I2C trước khi bộ hẹn giờ trên bộ giám sát hết hạn.
Khoảng thời gian hẹn giờ sau khi bật nguồn và khoảng thời gian hẹn giờ hoạt động có thể được thiết lập từ dòng lệnh. Số lần đặt lại được lưu trữ trong flash và có thể được truy cập hoặc xóa từ dòng lệnh. Tất cả các lệnh giám sát được mô tả bằng chức năng trợ giúp trực tuyến.

HIỆU CHUẨN ĐẦU VÀO / ĐẦU RA ANALOG

Tất cả các đầu vào và đầu ra tương tự đều được hiệu chuẩn tại nhà máy, nhưng các lệnh chương trình cơ sở cho phép người dùng hiệu chuẩn lại bảng mạch hoặc hiệu chuẩn để có độ chính xác cao hơn. Tất cả các đầu vào và đầu ra đều được hiệu chuẩn tại hai điểm; chọn hai điểm càng gần hai đầu của thang đo càng tốt. Để hiệu chuẩn các đầu vào, người dùng phải cung cấp tín hiệu tương tự. (Ví dụample: để hiệu chuẩn đầu vào 0-10V, người dùng phải cung cấp nguồn điện có thể điều chỉnh 10V). Để hiệu chuẩn đầu ra, người dùng phải đưa ra lệnh để đặt đầu ra ở giá trị mong muốn, đo kết quả và đưa ra lệnh hiệu chuẩn để lưu trữ giá trị.
Các giá trị được lưu trữ trong flash và đường cong đầu vào được coi là tuyến tính. Nếu xảy ra lỗi trong quá trình hiệu chuẩn bằng cách nhập lệnh sai, có thể sử dụng lệnh RESET để đặt lại tất cả các kênh trong nhóm tương ứng về giá trị gốc. Sau khi hiệu chuẩn RESET, có thể khởi động lại.
Có thể hiệu chuẩn bo mạch mà không cần nguồn tín hiệu tương tự, bằng cách hiệu chuẩn đầu ra trước rồi định tuyến đầu ra đã hiệu chuẩn đến các đầu vào tương ứng. Các lệnh sau có sẵn để hiệu chuẩn:

HIỆU CHỈNH ĐẦU VÀO 0-10V:	megabas cuin
THIẾT LẬP LẠI HIỆU CHUẨN CỦA ĐẦU VÀO 0-10V:	megabas rcuin
HIỆU CHUẨN ĐẦU VÀO 10K:	megabas vết lõm
ĐẶT LẠI 10K ĐẦU VÀO:	megabas rcresin
HIỆU CHỈNH ĐẦU RA 0-10V:	megabas bỏ đi
LƯU TRỮ GIÁ TRỊ HIỆU CHUẨN TRONG FLASH:	megabas alta_comanda
ĐẶT LẠI HIỆU QUẢ CỦA ĐẦU RA 0-10V:	megabas rcuout

THÔNG SỐ KỸ THUẬT PHẦN CỨNG

CẦU CHÌ CÓ THỂ CÀI LẠI TRÊN BOARD: 1A

ĐẦU VÀO 0-10V:

• Khối lượng đầu vào tối đatage:	12V
• Trở kháng đầu vào:	20KΩ
• Độ phân giải:	12 bit
• Samptỷ lệ le:	tbd

ĐẦU VÀO ĐÓNG CONTAC

Tần số đếm tối đa: 100 Hz

ĐẦU RA 0-10V:

Tải đầu ra tối thiểu: 1KΩ
Độ phân giải: 13 BIT

ĐẦU RA TRIAC:

Dòng điện đầu ra tối đa: 1A
Khối lượng đầu ra tối đatage: 120V

TUYẾN TÍNH TRÊN QUY MÔ ĐẦY ĐỦ

Đầu vào tương tự được xử lý bằng bộ chuyển đổi A/D 12 bit bên trong bộ xử lý trên bo mạch. Các đầu vào là sampdẫn ở tần số 675 Hz.
Đầu ra tương tự là PWM được tổng hợp bằng cách sử dụng bộ định thời 16 bit. Các giá trị PWM nằm trong khoảng từ 0 đến 4,800.
Tất cả các đầu vào và đầu ra đều được hiệu chỉnh tại thời điểm thử nghiệm tại các điểm cuối và các giá trị được lưu trữ trong flash.
Sau khi hiệu chuẩn, chúng tôi đã kiểm tra độ tuyến tính trên toàn thang đo và thu được các kết quả sau:

Kênh	Lỗi tối đa	%
0-10V VÀO	15μV	0.15%
ĐẦU RA 0-10V	10μV	0.10%

THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

CÀI ĐẶT PHẦN MỀM

Chuẩn bị sẵn Raspberry Pi của bạn với hệ điều hành mới nhất.

Bật giao tiếp I2C: ~$ sudo raspi-config

1. Thay đổi mật khẩu người dùng	Thay đổi mật khẩu cho người dùng mặc định
2. Tùy chọn mạng	Cấu hình cài đặt mạng
3. Tùy chọn khởi động	Cấu hình các tùy chọn để khởi động
4. Tùy chọn bản địa hóa	Thiết lập ngôn ngữ và khu vực phù hợp..
5. Tùy chọn giao diện	Cấu hình kết nối với thiết bị ngoại vi
6. Ép xung	Cấu hình ép xung cho Pi của bạn
7. Tùy chọn nâng cao	Định cấu hình cài đặt nâng cao
8. Cập nhật	Cập nhật công cụ này lên phiên bản mới nhất
9. Về raspi-config	Thông tin về cấu hình này

P1	Máy ảnh	Bật / Tắt kết nối với Máy ảnh Raspberry Pi
P2	SSH	Bật / Tắt quyền truy cập dòng lệnh từ xa vào Pi của bạn
P3	VNC	Bật / Tắt quyền truy cập từ xa bằng đồ họa vào Pi của bạn bằng…
P4	SPI	Bật / Tắt tự động tải mô-đun hạt nhân SPI
P5	I2C	Bật / Tắt tự động tải mô-đun hạt nhân I2C
P6	loạt bài	Bật / Tắt thông báo shell và kernel tới cổng nối tiếp
P7	1-Dây	Bật/Tắt giao diện một dây
P8	GPIO từ xa	Bật / Tắt quyền truy cập từ xa vào các chân GPIO

Cài đặt phần mềm megabas từ github.com: ~$ git clone https://github.com/SequentMicrosystems/megabas-rpi.git
~$ cd /home/pi/megabas-rpi

~/megaioind-rpi$ sudo thực hiện cài đặt
~/megaioind-rpi$ megabas

Chương trình sẽ trả lời bằng một danh sách các lệnh có sẵn.
Nhập “megabas -h” để được trợ giúp trực tuyến.
Sau khi cài đặt phần mềm, bạn có thể cập nhật phần mềm lên phiên bản mới nhất bằng các lệnh:
~$ cd /home/pi/megabas-rpi
~/megabas-rpi$ git kéo
~/megabas-rpi$ sudo thực hiện cài đặt

Tài liệu / Tài nguyên

Thẻ tự động hóa tòa nhà Pi Hut dành cho Raspberry Pi [tập tin pdf] Hướng dẫn sử dụng
Thẻ tự động hóa tòa nhà cho Raspberry Pi, Thẻ tự động hóa tòa nhà, Thẻ tự động hóa cho Raspberry Pi, Thẻ tự động hóa Raspberry Pi Xây dựng

Tài liệu tham khảo

Hướng dẫn sử dụng

MÔ TẢ CHUNG