RASPBERRY Pi 的建筑自动化卡
用户指南 4.1 版
SequentMicrosystems.com

一般描述

我们的第二代楼宇自动化卡为 Raspberry Pi 平台带来了楼宇自动化系统所需的所有输入和输出。 该卡可堆叠至 8 层，适用于从 4 到 XNUMX 的所有 Raspberry Pi 版本。
Raspberry Pi 的两个 GPIO 引脚用于 I2C 通信。 另一个引脚分配给中断处理程序，为用户留下 23 个 GPIO 引脚。
八个通用输入，可单独选择，让您读取 0-10V 信号、计数触点闭合或使用 1K 或 10K 热敏电阻测量温度。 四个 0-10V 可编程输出可以控制调光器或其他工业设备。 四个 24VAC 可控硅输出可以控制交流继电器或加热和冷却设备。 LED 指示灯显示所有输出的状态。 RS485/MODBUS 端口允许几乎无限的扩展性。 最后但同样重要的是，一个新的 1-WIRE 端口可用于从 DS18B20 传感器读取温度。
所有输入端的 TVS 二极管保护卡免受外部 ESD 影响。 板载可复位保险丝可防止意外短路。 单个 24V AC 或 DC 电源可为 Raspberry Pi 提供 5V/3A。

特征

• 八个跳线可设置的通用模拟/数字输入
• 0-10V 输入或
• 触点闭合计数器输入或
• 1K/10K 温度传感器输入
• 四个 0-10V 输出
• 四个带 1A/48VAC 驱动器的 TRIAC 输出
• 四个通用 LED
• RS485/MODBUS接口
• 带备用电池的实时时钟
• 板载按钮
• 1-WIRE接口
• 所有输入的 TVS 保护
• 板载硬件看门狗
• 24VAC/DC电源

所有输入和输出都使用可插拔连接器，在堆叠多张卡时可以轻松进行接线。 一个 Raspberry Pi 上最多可以堆叠八个楼宇自动化卡。 这些卡共享串行 I2C 总线，仅使用 Raspberry Pi 的两个 GPIO 引脚来管理所有八张卡。
四个通用 LED 可与模拟输入或其他受控过程相关联。
可以对板载按钮进行编程以切断输入、覆盖输出或关闭 Raspberry Pi。

你的工具包里有什么

1. Raspberry Pi 楼宇自动化卡
2. 安装硬件一种。 四个 M2.5x18mm 公母黄铜螺柱
   b. 四颗 M2.5x5mm 黄铜螺丝
   C。 四个 M2.5 黄铜螺母
3. 两个套头衫。仅使用一个楼宇自动化卡时不需要跳线。 如果您计划使用多张卡，请参阅堆栈级跳线部分。
4. 所有必需的母配合连接器。

快速启动指南

1. 将楼宇自动化卡插入 Raspberry Pi 并启动系统。
2. 使用 raspi-config 在 Raspberry Pi 上启用 I2C 通信。
3. 从 github.com 安装软件：
   一个。 〜$ git克隆 https://github.com/SequentMicrosystems/megabas-rpi.git
   b. 〜$ cd /home/pi/megabas-rpi
   C。 ~/megabas-rpi$ sudo make install
4. 〜/megabas-rpi$megabas
   该程序将响应可用命令列表。

电路板布局

四个通用 LED 可在软件中控制。 可以激活 LED 以显示任何输入、输出或外部过程的状态。

堆栈级别跳线

连接器J3左侧三个位置用于选择卡的堆叠级别：

输入选择跳线

八个通用输入可以单独选择跳线来读取 0-10V、1K 或 10K 热敏电阻或触点闭合/事件计数器。 事件计数器的最大频率为 100 Hz。

RS-485/MODBUS 通讯

楼宇自动化卡包含一个标准的 RS485 收发器，本地处理器和 Raspberry Pi 均可访问该收发器。 所需配置通过配置连接器 J3 上的三个旁路跳线设置。

如果安装了跳线，Raspberry Pi 可以与任何具有 RS485 接口的设备通信。 在此配置中，楼宇自动化卡是一个无源桥，它仅实现 RS485 协议所需的硬件级别。 要使用此配置，您需要告诉本地处理器释放对 RS485 总线的控制：
~$ 兆巴 [0] wcfgmb 0 0 0 0
如果移除跳线，该卡将作为 MODBUS 从站运行并执行 MODBUS RTU 协议。 任何 MODBUS 主站都可以访问卡的所有输入，并使用标准 MODBUS 命令设置所有输出。 可在 GitHub 上找到已实施命令的详细列表：
https://github.com/SequentMicrosystems/megabas-rpi/blob/master/Modbus.md
在这两种配置中，需要对本地处理器进行编程以释放（安装跳线）或控制（移除跳线）RS485 信号。 有关详细信息，请参阅命令行联机帮助。

树莓派头

电源要求

楼宇自动化卡需要一个外部 24VDC/AC 稳压电源。 通过右上角的专用连接器向电路板供电（参见电路板布局）。 这些板接受直流或交流电源。 如果使用直流电源，极性并不重要。 本地 5V 稳压器为 Raspberry Pi 提供高达 3A 的电源，而 3.3V 稳压器为数字电路供电。 隔离式 DC-DC 转换器用于为继电器供电。

我们建议仅使用 24VDC/AC 电源
为树莓派卡供电
如果多个楼宇自动化卡相互堆叠，我们建议使用单个 24VDC/AC 电源为所有卡供电。 用户必须拆分电缆并将电线连接到每张卡。
功耗：
• 50 毫安 @ +24V

通用输入

楼宇自动化卡有八个通用输入，可以选择跳线来测量 010V 信号、1K 或 10K 热敏电阻或高达 100Hz 的触点闭合/事件计数器。

事件计数器/触点闭合配置

使用 1K 热敏电阻的温度测量配置

使用 10K 热敏电阻的温度测量配置

0-10V 输出配置。 最大负载 = 10mA

硬件看门狗

楼宇自动化卡包含一个内置的硬件看门狗，即使 Raspberry Pi 软件挂起，它也能保证您的关键任务项目继续运行。 上电后看门狗被禁用，并在收到第一次复位后激活。
默认超时为 120 秒。 一旦激活，如果它在 2 分钟内没有收到来自 Raspberry Pi 的重置，看门狗将切断电源并在 10 秒后恢复。
Raspberry Pi 需要在看门狗上的定时器到期之前在 I2C 端口上发出重置命令。
上电后的定时器周期和活动定时器周期可以从命令行设置。 复位次数存储在闪存中，可以从命令行访问或清除。 所有看门狗命令均在在线帮助功能中进行了描述。

模拟输入/输出校准

所有模拟输入和输出都在工厂校准，但固件命令允许用户重新校准板，或将其校准到更高的精度。 所有输入和输出都经过两点校准； 选择尽可能靠近刻度两端的两个点。 要校准输入，用户必须提供模拟信号。 （前任ample：要校准 0-10V 输入，用户必须提供 10V 可调电源）。 要校准输出，用户必须发出命令以将输出设置为所需值、测量结果并发出校准命令以存储该值。
这些值存储在闪存中，假设输入曲线是线性的。 如果在校准过程中输入错误的命令导致错误，可以使用 RESET 命令将相应组中的所有通道重置为出厂值。 RESET 校准后可以重新开始。
该板可以在没有模拟信号源的情况下进行校准，方法是首先校准输​​出，然后将校准后的输出路由到相应的输入。 以下命令可用于校准：

校准 0-10V 输入：	兆巴cuin
0-10V 输入的复位校准：	兆巴rcuin
校准 10K 输入：	兆巴酪蛋白
重置 10K 输入：	兆巴树脂
校准 0-10V 输出：	兆巴输出
在闪存中存储校准值：	兆巴alta_comanda
0-10V 输出的复位校准：	兆巴输出

硬件规格

板载可复位保险丝：1A

0-10V 输入：

• 最大输入音量tage:	12伏
• 输入阻抗：	20KΩ
• 分辨率：	12 位
• Samp利率：	TBD

触点闭合输入

• 最大计数频率：100 Hz

0-10V 输出：

• 最小输出负载：1KΩ
• 分辨率：13 位

TRIAC 输出：

• 最大输出电流：1A
• 最大输出音量tag电子：120V

满量程的线性度

模拟输入使用板载处理器内部的 12 位 A/D 转换器进行处理。 输入是 samp领导在 675 赫兹。
模拟输出是使用 16 位定时器合成的 PWM。 PWM 值范围从 0 到 4,800。
所有输入和输出都在测试时在端点进行校准，并将值存储在闪存中。
校准后，我们​​检查了满量程的线性度并获得以下结果：

渠道	最大误差	%
0-10V 输入	15μV	0.15％
0-10V 输出	10μV	0.10％

机械规格

软件设置

1. 准备好你的树莓派 最新的操作系统。
2. 启用 I2C 通信：~$ sudo raspi-config
   

   1.更改用户密码	更改默认用户的密码
   2. 网络选项	配置网络设置
   3. 引导选项	配置启动选项
   4. 本地化选项	设置语言和区域设置以匹配..
   5. 接口选项	配置与外围设备的连接
   6.超频	为您的 Pi 配置超频
   7. 高级选项	配置高级设置
   8. 更新	将此工具更新到最新版本
   9.关于raspi-config	有关此配置的信息

   P1	相机	启用/禁用与 Raspberry Pi 相机的连接
   P2	SSH	启用/禁用对 Pi 的远程命令行访问
   P3	虚拟网络计算机	使用…启用/禁用对 Pi 的图形远程访问
   P4	串行外设接口	启用/禁用 SPI 内核模块的自动加载
   P5	I2C	启用/禁用 I2C 内核模块的自动加载
   P6	串行	启用/禁用到串行端口的 shell 和内核消息
   P7	1-Wire	启用/禁用单线接口
   P8	远程 GPIO	启用/禁用对 GPIO 引脚的远程访问

3. 从 github.com 安装 megabas 软件：~$ git clone https://github.com/SequentMicrosystems/megabas-rpi.git
4. 〜$ cd /home/pi/megabas-rpi
5.  〜/ megaioind-rpi$ sudo make install
6. 〜/megaioind-rpi$ megabas

该程序将响应可用命令列表。
键入“megabas -h”以获得联机帮助。
安装软件后，您可以使用以下命令将其更新到最新版本：
〜$ cd /home/pi/megabas-rpi
〜/megabas-rpi$ git pull
〜/ megabas-rpi$ sudo make install

文件/资源

适用于 Raspberry Pi 的 Pi Hut 楼宇自动化卡 [pdf] 用户指南 树莓派楼宇自动化卡，楼宇自动化卡，树莓派自动化卡，树莓派楼宇自动化卡

参考

• 用户手册