Zaloguj się
Wszystkie
3 kwietnia 2025
55
- Dwie grupy, po cztery wejścia cyfrowe z optoizolacją.
- Cztery wyjścia przekaźnikowe ze stykiem zwiernym 230 V/8 A.
- Cztery wyjścia przekaźnikowe ze stykiem przełącznym 230 V/8 A.
- Interfejs szeregowy RS232.
- Zegar czasu rzeczywistego z podtrzymaniem bateryjnym DS1338.
- Wbudowany zasilacz impulsowy 5 V/1,5 A dla Raspberry PI.
- Zasilanie +12 V, możliwa praca z zasilaczem buforowym systemu antywłamaniowego.
Schemat ideowy płytki podzielono na schematy poszczególnych bloków funkcjonalnych, które zostaną omówione oddzielnie.
Ze względu na zasilanie modułu napięciem +12 V DC z typowego zasilacza (w tym buforowego w razie aplikacji wymagającej podtrzymania zasilania) konieczne jest zapewnienie +5 V dla zasilania Raspberry Pi. W tym celu zastosowano przetwornicę obniżająca napięcie opartą o układ scalony ADP2302-50 (U40). Wejście przetwornicy jest zabezpieczone przed przepięciami diodą D41. Dioda świecąca LD9 sygnalizuje doprowadzenie zasilania. Ze względu na wysoką częstotliwość kluczowania, istotny jest dobór elementów przetwornicy. Filtr wejściowy wykonano z użyciem kondensatorów o obniżonym ESR: CE40 (tantalowy) i C40 w obudowie 1812 z dielektrykiem X5R. Podobne wymagania dotyczą filtru wyjściowego (kondensatory C42, C43), gdzie w miejsce typowego kondensatora elektrolitycznego, zastosowano nowoczesne kondensatory ceramiczne 22 μF/16 V z dielektrykiem X5R. Przetwornica jest w stanie zapewnić prąd 1,5…2 A wystarczający do zasilania Raspberry i typowych kart Wi-Fi.
Do monitorowania sygnałów cyfrowych zastosowano typowy układ separacji opartej o transoptor, filtr RC i bramkę Schmidta. Układ sprzętowo eliminuje krótkie zakłócenia impulsowe ze styków mechanicznych. W szereg z diodą transoptora włączono diodę LED sygnalizującą obecność napięcia. Do polaryzacji wejść można wykorzystać +12 V zasilające moduł lub napięcie zewnętrzne w wypadku wymaganej pełnej separacji. Wejścia przeznaczone są do sterowania w standardzie NPN.
Sygnały wejściowe podzielone są na dwie grupy po cztery wejścia, umożliwia to sterowanie z dwóch osobnych potencjałów z zachowaniem izolacji.
Wyjścia cyfrowe zrealizowano w oparciu o przekaźniki. Cztery grupy składające się z przekaźnika zwiernego i przełącznego zapewniają elastyczność połączeń. Cewki przekaźników sterowane są z wyprowadzeń GPIO poprzez bufor U1 (ULN2803) zapewniający odpowiednią wydajność prądową.
Moduł wyposażono w interfejs szeregowy w standardzie RS232 oparty o układ MAX3232. Układ uzupełnia opcjonalny zegar czasu rzeczywistego DS1338 z podtrzymaniem bateryjnym.
Montaż
Ze względu na specyfikę zastosowań zastosowałem odmienną konstrukcję mechaniczną. Komputerek Raspberry Pi standardowo jest uzupełniany nakładkami rozszerzającymi jego funkcje. W wypadku sterowania odbiornikami zasilanymi z napięcia 230 V AC lub większej liczby wyprowadzeń, taka konstrukcja jest niestabilna mechanicznie, a przez to niebezpieczna dla użytkownika. W zastosowanym rozwiązaniu, moduł HAB jest stabilną płytą bazową, mocowaną w obudowie za pomocą 8 śrub M3, a płytka Raspberry Pi jest montowana jako moduł poprzez złącze pośrednie GPIO. Stabilność mocowania zapewniają 4 tuleje M2,5×17. Rolę łącza pośredniego pełnią dwa złącza precyzyjne kielichowe typu ZL307-2×20 o wysokości 7 mm, montowane jedno na drugim. Przy montażu w rozdzielnicy elektrycznej na szynie TS35 płytkę HAB można zamocować przy wykorzystaniu uchwytów Weidmuller typu RS100. Budowa mechaniczna zapewnia dostęp do wszystkich złącz Raspberry Pi. Wszystkie zastosowane złącza sygnałowe są rozłączane.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
