Dokumentacja - instrukcja SM-LITE-1624D

Sterownik SM-LITE-1624D

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

- 24 wyjścia MOCY do sterowania ledami lub innymi obwodami o napięciu do 26V DC i 8A na kanał (60A na całą płytkę) z obsługą PWM (sterowanie mocą/jasnością). Sterowanie przekaźnikami jest możliwe z zachowaniem szczególnych warunków, do takiej opcji zalecana jest opcja innym układem startującym (należy do zaznaczyć przed zakupem), patrz rozdział I2C

- 5 wyjść PWM

- 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:

Dokumentacja:

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 24 wyjścia sterujące (w postaci układu N MOSFET, sterowanie masą) odbiornikami o napięciu 5-26V DC i prądzie pracy do 8A. Całkowity prąd pracy nie może przekroczyć 60A dla wszystkich wyjść. Dla obsługi tak dużego prądu zostały przewidziane wielokrotne złącza masy, wymagane jest aby podłączyć 2 + 1 złącz masy na każde 8A prądu pracy (jedna wtyczka to 2 złącza). Napięcie obwodów sterujących może być inne niż zasilania. 

Wszystkie wyjścia są typu OPEN COLLECTOR, tzn. sterują one MASĄ/GND. Aktywacja wyjścia powoduje podanie MASY/GND na złącze. Może to być sterowanie 0/1 lub PWM w zależności od posiadanego modelu. Zalecane jest używanie wszędzie przekrojów 2.5mm dla wszystkich wyjść sterujących oraz gniazd MASY dla maksymalnego prądu pracy 8A na obwód. Niezależnie od tego czym sterujemy, zasada zawsze jest taka sama. Na układ sterowany podajemy stały plus a minus podajemy na wyjście sterujące (lub kilka minusów tak jak w paskach LED). Zalecany jest aby złącze MASY/GND było wpięte jak najbliżej obciążenia.

Przykładowe sterowanie 3 paskami LED jednokolorowymi. W przypadku pasków wielokolorowych zasada jest taka sama zawsze jest jeden plus, a wszystkie minus (np. 3 dla RGB) podajemy na kolejne złącza. Kolejność kolorów jest bez znaczenia gdyż można ją zmienić w programie.

Przykład sterowania przekaźnikami. 

Możliwe jest również sterowanie obciążeniami pod różnym napięciem w maksymalnym zakresie 5-26V DC. Wymagane jest aby zasilacze miały spięte MASY/GND poza sterownikiem oraz aby każdy zasilacz był wpięty do złącza MASA/GND.  

Przykład z wykorzystaniem przekaźników bistabilnych EPN524 dwutorowych sterowanych impulsowo. Na przekaźnik podajemy stały plus, natomiast sterownik i np. klawisze dzwonkowe zwierają do minusa, powodując aktywację przekaźnika. Takie sterowanie powoduje że każdy z układów niezależnie steruje przekaźnikiem. Dodatkowo aby widzieć czy dany obwód jest aktywny należy przez jeden z 2 torów przekaźnika puścić sygnał na wejście sterownika.

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:

Jako dodatkowa opcja istnieje możliwość modyfikacji układów PCA9685 z obługą PWM na układy bez obsług PWM, czyli MCP23017. Taka zmiana jest zalecana przy sterowaniu przekaźnikami (zalecany kontakt). Po zamianie adresacja wygląda następująco:

Wejścia są przypisane w następujący sposób:

Wyjścia dla układów PCA9685 z PWM  są przypisane w następujący sposób (układ podstawowy):

Wyjścia dla układów MCP23017 bez PWM są przypisane w następujący sposób (rozszerzona opcja):

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:

Podsumowanie sterowanie:

Wejścia:

Napięcie pracy wejścia sterującego:  12 … 25 V DC (wejścia pracują na napięciu zasilania)

Prąd pracy wejścia sterującego: 2 … 4mA

Rodzaj sterowania wejścia: sterowanie masą (podłączona masa - stan wysoki)

Wyjścia MOCY:

Napięcie pracy wyjścia: 5 … 26V DC

Maksymalny prąd pracy wyjścia: 8A na kanał

Rodzaj sterowania wyjścia: sterowanie masą (N MOSFET, stan aktywny zwarcie do masy)

Dodatkowe funkcje: obsługa PWM

Maksymalny prąd: 60A na cały sterownik

Wyjścia dodatkowe PWM:

Napięcie pracy wyjścia: 3.3V DC

Prąd pracy wejścia sterującego: 20mA

Rodzaj sterowania wyjścia: sterowanie masą (N MOSFET, stan aktywny zwarcie do masy)

Dodatkowe funkcje: obsługa PWM

Peryferia:

RS485:

Maksymalny prąd pracy: 50mA

Wejścia ADC HV (wysoko napięciowe wejścia pomiaru napięcia):

Napięcie pracy: 0 … 65V DC

Maksymalny prąd pracy: 20mA

Wejścia ADC  (wejścia pomiaru napięcia):

Napięcie pracy: 0 … 3.3V DC

Maksymalny prąd pracy: 20mA

I2C:

Napięcie pracy 3.3V

Maksymalny prąd pracy: 20mA

1WIRE:

Napięcie pracy wyjścia 3.3V

Maksymalny prąd pracy wyjścia: 20mA

Wejście przekładnika:

Maksymalne napięcie pracy: 3.3V

Wyjście zasilania 3.3V:

Maksymalny prąd pracy wyjścia: 300mA

Pozostałe:

Obudowa:

Model: RT-212-24 Altinkaya

Stopień ochrony obudowy:  IP20 

Klasa ochronności:  III

Materiał: ABS UL-94-HB

Wymiary:  212,10 x 90,5 x 58,9 mm

Montaż: Szyna montażowa DIN o szerokości 35 mm (TH 35, TS 35, DIN-3).

Pozycja montażu: pozioma

Zakres pracy:

Dopuszczalna wilgotność powietrza (składowanie):

5 % ... 95 % (bez kondensacji)

Dopuszczalna wilgotność powietrza (praca):

5 % ... 95 % (bez kondensacji) 

Temperatura otoczenia (składowanie):

-25 °C ....60 °C 

Temperatura otoczenia (praca): -10 °C ... 55 °C