Dokumentacja - instrukcja SM-LITE-1616R

Sterownik SM-LITE-1616R

Cechy:

- Processor ESP32-WROOM-32

- Połączenie LAN-Ethernet 10/100Mbps lub WIFI

- Zasilanie 12-24V DC lub POE (aktywne)

- Wykonane w technologi 4 warstwowego PCB

- 16 wejść sterujących (na napięciu zasilania) możliwość podłączenia min: - klawiszy, przełączników, czujników (np. ruchu), kontaktronów

- 16 wyjść MOCY do sterowania zewnętrznymi obwodami AC, DC (8x przekaźnik 10A, 8x przekaźnik 7A do 240V AC lub 30V DC)

- Wbudowane 2 czujniki temperatury sterownika TMP102

- Magistrala I2C do obsługi zewnętrznych czujników lub układów jak np. czujnik temperatury i wilgotności SHT31

- Magistrala 1-WIRE do obsługi zewnętrznych czujników lub układów jak np. termometr DS18B20

- Magistrala RS485 do obsługi zewnętrznych urządzeń jak np. licznik energii SDM630

- Wbudowany zegar RTC z baterią CR2032

- 4 wejścia ADC do pomiaru napięcia 2-wejścia do 60V, 1-do 3.3V, 1 do podłączenia przekładnika prądowego

- Obsługa bluetooth, możliwość odczytu zdalnych czujników bezprzewodowych 

- Wbudowany programator CH340 z gniazdem USB C 3.0

- Ekran 0.9” OLED 

- Przyciski lokalnego sterowania, programowania i resetu

- Diody sygnalizujące stan każdego z wejść i wyjść

- Buzzer i dioda alarmowa

- Dioda ogólnego przeznaczenia

- Dodatkowe wejście uniwersalne

Kod oprogramowania:

Link do repozytorium GITHUB: https://github.com/SmartbobAutomatyka/

Wygląd:

Sterownik SMARTBOB LITE zamknięty jest w czarnej atestowanej obudowie marki Altinkaya. Po bokach znajdują się 2 rzędy konektorów, natomiast wewnątrz znajduje się ekran, przyciski, bateria oraz gniazdo programowania.

Na obudowie znajduje się opis każdego z wejść/wyjść. W podstawowej konfiguracji są one następujące:

Procesor:

ESP-WROOM-32 posiada dwurdzeniowy 32-bitowy MCU, który integruje technologię WiFi i Bluetooth. ESP32 wyposażony jest w wysokowydajny dwurdzeniowy procesor MCU ma częstotliwość 240 MHz. Układ integruje wiele urządzeń peryferyjnych, w tym pojemnościowe czujniki dotykowe, czujniki Halla, wzmacniacze o niskim poziomie szumów, interfejsy kart SD, interfejsy Ethernet, szybkie SDIO / SPI, UART, I2S i I2C, itp. ESP32 został zaprojektowany z myślą o urządzeniach mobilnych oraz aplikacjach Internet of Things (IoT). Ponadto ESP32 osiąga bardzo niskie zużycie energii. Moduł posiada zintegrowaną antenę.

Wejścia:

Sterownik posiada 16 wejść sterujących, 8 z nich posiada lokalne przyciski sterujące. Przewidziane jest miejsce na taśmę do podłączenia dodatkowych peryferiów. Wszystkie wejście działają na potencjalne zasilania tzn. jeśli płytka jest zasilana z 12V DC to wejścia są pod napięciem 12V DC.

Wyzwolenie wejśćia następuję poprzez podanie na nie sygnału MASY/GND. Do sterowania wejściem należy zastosować kabel pojedynczy lub zespolonych (np. skrętka komputerowa w standardzie Cat 5e lub wyższym) o przekroju nie większym niż dla pojedynczej żyły 1.5m2, przewody powinny być oskórowane na długości 6mm i dokręcone z siłą 2Nm. Sterowanie jest na potencjale napięcia zasilania. Prąd pracy wejścia to odpowiednio 2mA lub 4mA dla 12V DC lub 24V DC. Stan pracy danego wejścia jest oznaczony przez diodę LED znajdującą się pod danym wejściem (wejście zwarte do MASY/GND, dioda jest aktywna).

Sterowanie może być zrealizowane poprzez np. włącznik świetlny (bistabilny/monostabilny/impulsowy), krańcówkę, przekaźnik, czujnik ruchu z wyjściem zwiernym, układ tranzystorowy (np. wyjście impulsowe od licznika energii) inny układ który poda sygnał masy (w celu walidacji innych rozwiązań należy się wpierw skontaktować z producentem).

Sposób działania danego wejścia jest zależny od użytego oprogramowania. W tym celu należy zapoznać się z rozdziałem dotyczącym oprogramowania.

Wyjścia MOCY: 

Sterownik posiada 16 wyjść sterujących w postaci przekaźników, które mogą sterować odbiornikami o napięciu 250V AC lub 30V DC i prądzie pracy do 10A lub 7A. Całkowita moc odbiorników nie może przekroczyć 5000W dla wszystkich wyjść. 

Wszystkie wyjścia są na przekaźnikach bezpotencjałowych. Tzn. aby wystartować np. oświetleniem AC należy podać FAZE na port COM dowolnego przekaźnika i w momencie jego aktywacji, FAZA pojawi się na porcie NO danego przekaźnika.  Zalecane jest używanie wszędzie przekrojów 2.5mm dla wszystkich wyjść sterujących.

Przykładowe sterowanie oświetleniem AC oraz mechanizmem rolety z blokadą roletową (na różowo jest zaznaczony mostek do blokady roletowej). W zależności od rodzaju obciążenia dopuszczalna moc jest taka jak w tabeli poniżej. Przekroczenie dopuszczalnej mocy może spowodować uszkodzenie przekaźnika (jeżeli jest taka potrzeba należy zastosować mocniejszy przekaźnik pośredni)

Zalecane jest nie przekraczanie sumarycznej mocy 5000W na cały sterownik.

Gniazdo rozszerzeń i dodatkowych czujników:

Sterownik posiada gniazdo uniwersalne do którego można podłączyć np. dodatkowe czujniki. 

Szyna I2C:

Sterownik posiada jedną szynę I2C, linia danych SCK(zegar) to pin GPIO15, SDA(dane) to pin GPIO5. Na wyjściu szyny I2C na konektorach jest zastosowany buffor. Wszystkie wejścia oraz wyjścia sterowane są poprzez szynę I2C. Linie SDA oraz SCK są podciągnięte do zasilania 3.3V przez rezystancję 3200 Ohm.

W każdym sterowniku na szynie I2C znajdują się następujące elementy:

Wejścia przypisane są w następujący sposób:

Wyjścia przypisane są w następujący sposób:

Programator:

Sterownik posiada wbudowany programator ze złączem USB C 3.0 na układzie CH340. Przy zasilaniu tylko z programatora nie ma możliwości uruchomienia wejść sterujących. Aby użyć układu CH340 należy zainstalować sterowniki: https://www.wch.cn/downloads/CH341SER_ZIP.html

Programowanie:

Aby poprawnie wejść do trybu programowania układu należy przytrzymać jednocześnie przycisk FLASH oraz RESET przez kilka sekund, a następnie puścić RESET i kilka sekund później FLASH, w momencie kiedy oprogramowanie oczekuje na połączenie z układem. Układ posiada też funkcję automatycznego resetu i wejścia w tryb programowania jednak ze względu na użyte oprogramowanie może one nie zawsze działać.

Zasilanie sterownika:

Sterownik SMARTBOB można zasilić na kilka sposobów:

Wszystkie sterowniki SmarBOB w jednej instalacji mogą być zasilane z tego samego zasilacza, o ile posiada on wystarczającą wydajność prądową i pozwalają na to warunki techniczne instalacji. Zalecane jest aby zasilacz był dedykowany wyłącznie do zasilania sterowników. Podczas testowania urządzenia można jednocześnie zasilać go z wielu miejsc np. USB, gniazdo i POE, nie spowoduje to uszkodzenia urządzenia. Jednak do właściwej pracy należy wybrać tylko jeden rodzaj zasilania ! 

Wymagane jest aby zasilacz zasilający sterownik miał spiętą zewnętrze masę z zasilaczami zasilającymi obwody sterujące (np. zasilacz do LED) 

Zasilanie peryferiów:

Sterownik SMARTBOB posiada wyjście zasilania 3.3V do zasilania zewnętrznych czujników. Jego maksymalna wydajność to 300mA

Magistrala RS485:

Sterownik posiada port RS485, który służy do komunikacji z zewnętrznymi elementami np. licznikami energii. Port posiada kanał A oraz B który należy podłączyć w takiej samej kolejności po stronie odbiornika. Port posiada na wyjściu rezystor terminujący 120 Ohm który jest podłączany za pomocą zworki (zworka obecna, rezystor podpięty). Konfiguracja z portem RS485 jest następująca: