Релейный модуль под конструктор Raspberry Pi – описание платы расширения

Модуль UniPi представлен платой расширения пользующегося популярностью конструкторского набора Raspberry Pi. Не считая того, что модуль имеет 12 (и наиболее) цифровых входов, оснащённых светодиодной сигнализацией, на плате есть ещё два аналоговых входа (0-10В) и один аналоговый выход (0-10В). Но главной индивидуальностью структуры UniPi выступают переключающие реле. На самом деле, данной нам платой расширения представлен релейный модуль Raspberry Pi – подходящий и нужный инструмент конструктора.

СОДЕРЖИМОЕ ПУБЛИКАЦИИ :

  • 1 Конфигурация платы расширения UniPi конструктора Raspberry Pi
    • 1.1 Описание главных блоков платы расширения UniPi
    • 1.2 Релейный модуль платы расширения UniPi
    • 1.3 Релейный модуль – конфигурация на цифровые входы
    • 1.4 Рабочее напряжение (внутреннее) на релейный модуль
    • 1.5 Аналоговые входы релейного модуля
    • 1.6 Аналоговый выход на релейный модуль UniPi

Конфигурация платы расширения UniPi конструктора Raspberry Pi

Кроме уже отмеченных деталей релейного модуля, на плате находится одноканальный 1-проводной основной контроллер и блок часов настоящего времени. Два цифровых входа (13,14) и шина I2C_0 предусмотрены для подключения через P5 (лишь для версии B). Этот контакт, правда, недоступен на наиболее новейших версиях конструктора (B + и новее).

Под релейный модуль поставляется базисная библиотека (открытый начальный код на Phyton) для взаимодействия с платой расширения UniPi. Скачать библиотеку доступно на ресурсе GitHub, что рекомендуется возможному юзеру со стороны разрабов.

КОММУТАЦИЯ

Релейный модуль под конструктор Raspberry Pi – описание платы расширения

. Релейный модуль UniPi (конфигурация): 1 – аналоговый выход; 2 – аналоговый вход; 3 – конфигурация портов; 4 – выход напряжения 12В; 5 – цифровой вход; 6 – порт для Raspberry Pi; 7 – питающий порт (5В); 8 – модуль RTC; 9 – конфигурация шины I2C; 10 – порт I2C; 11 – порт 1Wire; 12 – UART; 13 – контакторы реле; 14 – наружная шина I2C; 15 – триммер AO

Кроме обычной библиотеки на релейный модуль UniPi, существует ещё масса платформ и библиотек. Все совместимы с рассматриваемой платой расширения конструктора Raspberry Pi, представляющей релейный модуль:

  • REX — инструмент автоматизации промышленных контроллеров,
  • FHEM — сервер GNU / GPL v.2 Perl для домашней автоматизации,
  • Wyliodrin — онлайн-сервис зрительного программирования,
  • HomeSeer — система домашней автоматизации,
  • Остальные платформы.

Плата расширения UniPi – релейный модуль, стопроцентно совместима с версиями конструктора Raspberry Pi (A, A +, B, B +, B + модель 2). Также полная сопоставимость отмечается с монтажными отверстиями для «BeagleBone Black». Но поддержка BeagleBone на релейном модуле не предусмотрена.

BEAGLEBONE

Релейный модуль под конструктор Raspberry Pi – описание платы расширения

Для рассматриваемой системы, обеспечивающей расширенные функции, предусмотрена сопоставимость с иными платформами, а именно с платой BeagleBone Black, что показана на картинке

Практически плата расширения UniPi совместима лишь с Raspberry Pi модели B (ревизия 2). Подключение конструктора модели B (ревизия 1) может быть, но с учётом исследования описаний такового варианта в официальной документации.

Описание главных блоков платы расширения UniPi

На плате предусматривается установка релейного модуля 1-го из 2-ух вариантов:

  1. Восемь реле под коммутируемое напряжение 250 вольт и ток 5А.
  2. Восемь реле под коммутируемое напряжение 24 вольт и ток 5А.

Есть на плате обычный поочередный порт (UART), созданный для подключения поочередной консоли либо остальных устройств, к примеру, считывателей. Также имеется однопроводной двунаправленный (1Wire) интерфейс шины, на который допускается подключение датчиков – температурных, влажностных, остальных.

Доп платы расширения могут подключаться к UniPi через интерфейс I2C. Этот интерфейс дополнен конфигурационными контактами для подключения шины I2C_0.

В конце концов, находится на плате и блок RTC (часы настоящего времени), которым обеспечивается сохранение настоящего отсчётного цикла при выключении электро энергии.

Релейный модуль платы расширения UniPi

Наибольшая коммутируемая мощность реле ограничена до 250В / 5А либо 24В / 5А, соответственно, переменного и неизменного тока. Напряжения и токи, превосходящие обозначенные границы, следует коммутировать через наружные реле либо контакторы.

RASPBERRY PI

Релейный модуль под конструктор Raspberry Pi – описание платы расширения

Так, приблизительно, смотрится организация электронной связки главный платы конструктора Raspberry Pi и платы расширения, представляющей релейный модуль

Релейный модуль контролируется микросхемой MCP23008 (адресок 0x20). Каждое реле дополнено светодиодным индикатором, показывающим рабочее состояние устройства.

Для всякого реле предусмотрены три контакта:

  • CO (переключающий),
  • NO (нормально разомкнутый),
  • NC (нормально замкнутый).

По дефлоту контакты CO и NC подключены (NO не подключен), при включении реле CO подключается к NO (NC отключен).

Читайте также:  Гипертония: как вылечивать сосуды без пилюль физическими упражнениями

Релейный модуль – конфигурация на цифровые входы

Цифровые входы модуля допустимо активировать напряжением 5-24В неизменного тока, при условии малой продолжительности импульса 5 мс. Для облегчения зрительного считывания рабочих состояний все цифровые входы обустроены светодиодами индикаторами.

 

При использовании интерфейса ввода-вывода общего предназначения (GPIO) следует убедиться, что любой элемент GPIO дополнен программным подтягивающим резистором.

Благодаря подтягивающим резисторам, обеспечивается обычная работа интерфейса. В неприятном случае, гарантии сохранения стабильности состояний GPIO отсутствуют.

Рабочее напряжение (внутреннее) на релейный модуль

Все входы релейного модуля по дефлоту настроены на питание от внутреннего источника питания (+12 вольт). Линия (выхода) питания подключается через оранжевый разъём платы. Тут допустима перегрузка на потребляемый ток не выше 200 мА.

Режим питания допускается настаивать при помощи системных перемычек. В случае использования наружного источника питания ввод настраивается перемычками JP2 — JP5. Конфигурация по питанию производится строго до включения релейного модуля UniPi в работу.

Внедрением наружного источника питания и правильной конфигурацией перемычек обеспечивается гальваническая развязка входов. Конфигурация перемычек релейного модуля при условии внедрения наружного источника питания последующая:

  • JP2 – разъём P02 (зелёной раскраски) действует как вход заземления от наружного источника питания. В неприятном случае разъём P02 подключается к внутреннему источнику 12 вольт.
  • JP3 — входы I01 и I02 действуют как входы для сигнала присоединенного периферийного устройства через наружный источник питания.
  • JP4 — входы I03 и I04 действуют как входы для сигнала присоединенных устройств перифирии через наружный источник питания.
  • JP5 — входы I05 — I14 действуют как входы для сигнала присоединенных устройств перифирии через наружный источник питания.

Аналоговые входы релейного модуля

Релейный модуль UniPi имеет два аналоговых входных канала 0–10В (через MCP3422, адресок 0x68), обозначенных как AI1 и AI2. У всякого канала есть свои (+) и (-) зоны.

Разъём (+) для положительного напряжения от присоединенного устройства, соответственно, разъём (-) для отрицательного полюса (GND). Гарантированная точность составляет 5%, но обычно достигается значение 1%.

Чтоб верно высчитать входное напряжение, нужно учесть коэффициент резистивного делителя. Коэффициент всякого канала сохраняется в микросхеме EEPROM как двоичный формат с плавающей запятой одинарной точности.

До версии 1.1 коэффициент не сохранялся в микросхеме EEPROM, потому есть необходимость рассчитывать коэффициент во время преобразования в программном обеспечении (обычно значение составляет около 5,56).

На релейном модуле UniPi употребляется микросхема EEPROM  серии 24C02, обеспечивающая объём памяти 2КБ. Структура памяти организована в один блок размером 256*8 бит.

Адресное место 0xe0 — 0xff зарезервировано, остальное доступно для пользовательского внедрения. Неиспользованные зарезервированные байты обнуляются.

Аналоговый выход на релейный модуль UniPi

Аналоговый выход релейного модуля управляется сигналом 18 PWM интерфейса ввода-вывода общего предназначения и рассчитан на работу на частоте 400 Гц (единица частоты периодических процессов в Международной системе единиц СИ). Порт GPIO гальванически изолирован от остального выхода. Наибольший ток, подаваемый с этого выхода, составляет 20 мА.

Этот выход предназначен для управления устройствами посторониих производителей, которыми поддерживается уровень мощности в согласовании с уровнем сигналов 0-10 В. Точность значений аналогового выхода для релейного модуля UniPi v1.0 составляет + /-5%, но также зависит от загрузки микропроцессора конструктора Raspberry Pi.

Наружное напряжение подключается к разъёму AOV с наибольшим напряжением 35 вольт неизменного тока. Требуется регулировка выходного напряжения при помощи триммера AO перед подключением устройств, чтоб исключить вероятные повреждения.

Поведение триммера АО несколько поменялось по сопоставлению с версией 1.1. Ранее полный рабочий цикл на ШИМ подразумевал выходное напряжение 0В, а 0% неизменного тока (либо неизменный маленький уровень) соответствовало напряжению 10В. Но опосля версии 1.1 (включая v 1.1) процесс поменялся (стал наиболее логичным). Сейчас 100% рабочий цикл равен 10В, а 0%, соответственно равен 0 В.

С помощью инфы: UniPi

ПОНРАВИЛАСЬ ЗАМЕТКА: Релейный модуль под конструктор Raspberry Pi – описание платы расширения — поделись ссылкой на НАШ веб-сайт

Оставьте первый комментарий

Оставить комментарий