Пятница, 02.12.2016, 20:00
| RSS
Поиск
Главная |
Защита, контроль, управление
Форма входа
Логин:
Пароль:

Меню

Авторские проекты

Авторский блог

Raspberry Pi

Каталог схем

Полезная информация

Обратная связь

Каталог сайтов

Форум

Канал YouTube


Сузуки Клуб Россия

Календарь
«  Март 2016  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031

Наш опрос
Как Вы узнали об этом сайте?
Всего ответов: 510

Ссылки




Яндекс.Метрика







.
Статистика

Онлайн всего: 7
Гостей: 4
Пользователей: 3
ppwwdd, Admin, Николай

Raspberry Pi для домашней автоматизации. Кросс-плата

Raspberry Pi для домашней автоматизации. Кросс-плата


Рассматриваемая нами система домашней автоматизации, как вы помните из предыдущих публикаций, состоит из двух основных сегментов – централизованного и распределенного. Распределенный сегмент – это контроллеры, разнесенные территориально и подключаемые к Raspberry Pi через интерфейс RS485. Централизованный сегмент – это релейные модули, модули дискретных входов, часы реального времени, различные датчики температуры, давления и т.д, подключаемые непосредственно к портам GPIO Raspberry Pi.

Так как компоненты централизованного сегмента системы автоматизации сгруппированы фактически в одном месте, то для них была разработана объединительная плата (кросс-плата), что позволило выполнить все «межблочные» соединения  этого сегмента на уровне печатных проводников. Часть компонентов размещается непосредственно на кросс-плате, а другая часть в  виде отдельных модулей подключается через разъемные соединения.

Принципиальная схема кросс-платы приведена на рис. 1 (все картинки по клику открываются в отдельном окне)

Кросс-плата Raspberry Pi
Рис.1

 

В состав кросс-платы входят:

  • Разъем 2х20 для подключения портов GPIO Raspberry B+ (или Pi 2);
  • Блок питания 5В/2А на импульсном стабилизаторе LM2576 для питания Raspberry Pi и некоторых датчиков. Наличие выходного напряжения 5В индицируется светодиодом VD4;
  • Выход для подключения в буферном режиме резервного аккумулятора;
  • 8 гальванически развязанных дискретных входов, выполненных на оптронах PC817;
  • 8 релейных выходов, реализованных на двух четырехканальных релейных модулях. Конструкция платы позволяет использовать как модули с питанием реле , так и модули с питанием 12В. Выбор напряжения питания производится с помощью перемычек JM1-JM2 и JM3-JM4;
  • Датчик атмосферного давления и температуры BMP085 (BMP180), работающий по шине I2C;
  • Часы реального времени, выполненные на микросхеме DS1307, работающие по шине I2C;
  • Клеммный разъем для подключения шины 1-wire;
  • Клеммный разъем для подключения шины I2C.

Кроме того, на плате предусмотрены штыревые разъемы для подключения дополнительных устройств через UART и SPI.

Raspberry Pi, релейные модули,  датчик давления и температуры BMP180 подключаются к кросс-плате через разъемные соединения. Для надежности и придания зафиксированного состояния, устанавливаемые на плату компоненты и модули крепятся к ней через небольшие монтажные стойки с резьбой М2,5 (рис.2).

 

Кросс-плата Raspberry Pi
Рис.2

 

С помощью таких же монтажных стоек, кросс-плата крепиться к стандартной 35-мм DIN-рейке для установки в монтажный шкаф (рис.3).

 

Кросс-плата Raspberry Pi с модулями
Рис.3

 

Для питания кросс-платы применен готовый импульсный блок питания DR-60-12. Он обеспечивает выходное напряжение 12В (с возможностью регулировки +/- 10%) при токе 4,5А. Резервный аккумулятор 12В/3,3А подключается к выходу блока питания через диод VD5 и работает в буферном режиме. 

Питание 5В подается на Raspberry Pi через штатный разъем microUSB. Подключать питание через пины 2 и 4 GPIO настоятельно не рекомендуется, т.к. в этом случае напряжение 5В поступает в обход элементов защиты входа питания, что может в случае нештатной ситуации привести к выходу Raspberry Pi из строя.

Дискретные входы рассчитаны на входное напряжение 12В от отдельного источника питания. В случае необходимости применить более высокое напряжение, требуется подобрать номиналы резисторов R1…R8 в цепях светодиодов оптронов. Как альтернативный вариант, с помощью перемычек JM5-JM6 для входов можно использовать напряжение 12В питания самой кросс-платы.

На рис.4 приведен вид установки кросс-платы с блоком питания и аккумулятором резервного питания в электромонтажный шкаф Legrand 01722 типоразмера 2х12 модуля. Аккумулятор установлен на закрепленных на задней стенке шкафа двух Г-образных перфорированных уголках.

 

Кросс-плата Raspberry Pi в монтажном шкафу
 
Рис.4

 

В приложении к статье можно найти два варианта печатной платы. Второй вариант отличается наличием дополнительных светодиодов с токоограничительными резисторами для индикации состояния дискретных входов. Дополнительные светодиоды с резисторами подключаются параллельно входам INPUT 1…INPUT 8.

Кросс-плата, установленная в монтажном шкафу с блоком питания и аккумуляторной батареей, в определенной степени может считаться законченным устройством с возможностью его наращивания и масштабирования через шины RS485 (при применении адаптеров USB/RS485 или UART/RS485 ), 1-wire, I2C и SPI.

Что касается программного обеспечения, то оно рассматривалось в цикле предыдущих статей по Raspberry Pi. Разумеется, не конкретно под эту схему, а в виде отдельных программных и аппаратных модулей. Поэтому, сейчас разрабатывается программная сборка (уже разработана - см. здесь), которая позволит в полной мере охватить и реализовать весь имеющийся потенциал кросс-платы. Но никто не запрещает пользователям самостоятельно реализовать на основе данной платы свои поставленные цели и задачи в плане практической реализации системы домашней автоматизации – все необходимые для этого информационные материалы можно найти на нашем сайте.

P.S. В процессе модернизации кросс-платы были задействованы свободные ранее пины GPIO 17 и 27 для подключения двух датчиков температуры и влажности DHT22. Обратите внимание, что фреймворк WebIOPi не поддерживает работу с указанными датчиками, но их поддержку на Raspberry Pi можно реализовать с помощью сторонних библиотек, в частности Adafruit_DHT.

 

Принципиальная схема, варианты печатных плат

Описание ПО для кросс-платы




Категория: | Просмотров: 3073 | Добавил: Admin | Теги: | Рейтинг: 4.6/9 |
Всего комментариев: 0






T2M © 2016
Сайт управляется системой uCoz