IONO PI Server basierend auf Raspberry PI 4 Relais 2 in analoger 7 IO digitaler RTC

HANDBUCH | KURZÜBERSICHT

Iono Pi wird vormontiert mit einem Raspberry Pi 4 und einer Iono Pi RTC-Platine in einem standardmäßigen 4-Modul-DIN-Kunststoffgehäuse geliefert. MicroSD nicht enthalten.

Iono Pi ist ein äußerst vielseitiges Eingabe-/Ausgabemodul mit einem sehr leistungsstarken Prozessorkern basierend auf einem Standard-Raspberry Pi.

Kombinieren Sie mehrere digitale und analoge Eingangsleitungen, Unterstützung für Standardschnittstellen wie 1-Wire und Wiegand und Leistungsrelais, typisch für eine moderne SPS, mit dem unglaublich leistungsstarken 1,2 GHz 64-Bit ARM Cortex-A53 Quad-Core-Prozessor des Raspberry Pi 4.

Iono Pi fügt weitere wichtige Funktionen hinzu, die für den Einsatz des Raspberry Pi für professionelle Anwendungen unerlässlich sind, wie z. B. ein robustes Netzteil mit einem weiten Spannungsbereich (9-28 V), das bis zu 3 A Strom bei 5 V liefern kann.

Diese Version verfügt über eine RTC-Uhr, um das Systemdatum und die Systemzeit auch bei Stromausfall zu halten.

Iono PI ist mit oder ohne RTC-Modul, mit DIN-Gehäuse und vormontiert erhältlich. Entdecken Sie alle Produkte in unserem Shop bei EBAY | MECTRONICA STORE

Merkmale:

• Vormontiertes und getestetes Raspberry Pi 4-Modell mit Iono Pi RTC-Board, in einer Standard-4-Modul-Box
• Seitlicher Zugang zu HDMI und 3,5-mm-Buchse für Composite-Audio und -Video
• Zugriff auf alle USB-Ports und den Ethernet-Port (gegenüber Netzteil und seriellem Klemmenblock)
• konform mit 2014/35 / EU (Niederspannung), 2014/30 / EU (EMV), EN61000-6-2: 2005 (EMV-Störfestigkeit), EN60664-1: 2007 (elektrische Sicherheit), EN61000-6-3: 2007 (Emissionen) und 2011/65 / EU (RoHS).

•          9 ÷ 28 VDC Stromversorgung, mit Überspannungs- und Verpolungsschutz und rückstellbarer 1,1 A Sicherung
•          bis zu 2.5A maximaler Strom an den Eingangspins des Raspberry Pi 5V (bei 24Vdc) Netzteil
•          4 Relaisausgänge, ausgelegt für 6 A bei 250 V
•          2 analoge Spannungseingänge 0 ÷ 30V
•          2 analoge Spannungseingänge 0 ÷ 3V auf internen Stiftleisten
•          7 konfigurierbare digitale Ein-/Ausgangspins
•          1-Wire- und Wiegand-Unterstützung
•          Echtzeituhr, um die Systemzeit auch bei Stromausfall zu halten
•          2 eingebaute LEDs, eine für die Stromversorgung und eine, die von der GPIO-Leitung des Pi gesteuert wird
•          Stromversorgung und I/O-Anschlüsse auf Schraubklemmenleiste
•          konform mit 2014/35 / EU (Niederspannung), 2014/30 / EU (EMV), EN61000-6-2: 2005 (EMV-Störfestigkeit), EN60664-1: 2007 (elektrische Sicherheit), EN61000-6-3: 2007 (Emissionen) und 2011/65 / EU (RoHS).

Iono Pi kann für eine unglaubliche Bandbreite an Anwendungen verwendet werden, von der Datenerfassung und -steuerung über die Haus- und Gebäudeautomation bis hin zur Zutrittskontrolle, Hotelzimmerkontrolllösungen, Umgebungsüberwachung und vielem mehr. Und Softwareentwicklung ist reiner Raspberry Pi, mit der ständig wachsenden Liste von Standard- und proprietären Software-Frameworks, die auf dieser Plattform verfügbar sind.

Iono Pi kann sowohl in Industrie- als auch in Wohnumgebungen für professionelle Anwendungen eingesetzt werden, bei denen extreme Zuverlässigkeit, Robustheit und die Einhaltung technischer Richtlinien und Sicherheitsrichtlinien erforderlich sind.

Es entspricht den CE-Richtlinien 2014/35 / EU (Niederspannung) und 2014/30 / EU (EMV) sowie den harmonisierten Normen für elektromagnetische Verträglichkeit (EN61000-6-2: 2005), elektrische Sicherheit (EN60664-1: 2007) , Emission (EN61000-6-3: 2007) und RoHS-Richtlinie für Gefahrstoffe (2011/65 / EU). Es entspricht auch Teil 15 der FCC-Regeln (Klasse A), ICES-003 (A) und CISPR 32: 2015 (Klasse A).

Stromversorgung

Die Leistungsstufe ist eine hochgradig geschützte und gefilterte Schaltung, die übergroße Elektrolytkondensatoren, Dioden und Induktivitäten sowie einen hocheffizienten Hochleistungsspannungsregler verwendet, der bis zu 2,5 A am Stromeingang bis 5 V des Raspberry Pi liefern kann. Der Iono Pi akzeptiert einen weiten Leistungsbereich von 9 bis 28 Vdc und kann große Mengen an Netzspannungsschwankungen, Rauschen und Schwankungen effektiv verarbeiten.

Relais

Iono Pi verfügt über 4 Leistungsrelaisausgänge mit Schließerkontakten mit einer Nennleistung von 6 A bei 250 V, die Spitzenströme (Einschaltstrom) bis zu 15 A tolerieren können.

Diese Relais haben eine mechanische Mindestlebensdauer von 5.000.000 Schaltspielen.

Die Relais werden von den 4 GPIO-Ausgangspins des Raspberry Pi gesteuert, sodass sie sehr einfach von jeder Softwareentwicklungsumgebung oder Anwendung aus gesteuert werden können.

Die Relais sorgen für eine 5kV-Isolation zwischen Spule und Kontakten (1,2 / 50 μs Spannungswelle) und schützen die Iono-Pi-Schaltung und den Raspberry Pi vor externen Überspannungen.

Die Relaisspulen haben 12 V DC, daher begrenzt eine spezielle Begrenzerschaltung im Iono Pi-Modul die Spannung, wenn die angelegte Leistung diesen Wert überschreitet; diese Schaltung hat auch eine sehr niedrige Sättigungsspannung, wenn die angelegte Versorgungsspannung 12 Vdc oder weniger beträgt.

Analogeingänge

Iono Pi verfügt über zwei dedizierte analoge Eingänge am Niederspannungs-Klemmenblock. Der Spannungseingangsbereich beträgt 0-30 V. Wir verwenden den 12-Kanal A / D-Wandler MCP3204 von Microchip, um analoge Spannung in digitale umzuwandeln. Der Konverter wird über die serielle SPI-Schnittstelle mit dem Raspberry Pi verbunden. Der MCP3204 ist ein sehr gut unterstützter Chip, besonders einfach über die Software auf dem Raspberry Pi zu bedienen. Der 12-Bit-A/D-Wandler bietet eine gute Auflösung und Abtastrate.

Die beiden zusätzlichen Eingänge des A/D-Wandlers stehen auf einem internen Header für benutzerdefinierte Erweiterungen zur Verfügung. Diese Eingänge haben keinen Spannungsteiler vor den Wandlereingängen und akzeptieren einen Spannungsbereich von 0-3V.

Digitale Eingänge

Bis zu 6 Pins können als digitale Eingänge verwendet und über ein Schutznetzwerk mit dem 6-Pin-GPIO des Raspberry Pi verdrahtet werden. Durch Anlegen einer positiven Spannung (bis zu 40 Vdc) an diese Pins wird der entsprechende GPIO-Pin hoch. Drei der digitalen Eingangspins werden mit den Open-Collector-Ausgängen geteilt, während die restlichen drei als TTL-I/O-Leitungen umkonfiguriert werden können.

Alle Eingänge sind durch ein Netzwerk aus Widerständen und Schottky-Dioden geschützt, um sicherzustellen, dass die Eingangspins des Raspberry Pi niemals Spannungen deutlich über 3 V oder unter 0 V empfangen.

Open-Collector-Ausgänge

Drei der GPIO-Pins des Raspberry Pi sind mit diskreten Open-Collector-Treibern mit einem maximalen Ausgangsstrom von 100 mA verbunden. Diese Ausgänge sind einzeln gegen Überstrom und Kurzschluss geschützt.

Wenn der Überstromschutz aktiviert ist, öffnet der Ausgang und unterbricht den Stromfluss. Ein einfaches Zurücksetzen auf 0 des Raspberry Pi GPIO-Pins setzt den Schutz zurück.

I/O TTL - Wiegand - 1-Wire

Bis zu 4 Anschlusspins können als bidirektionale (0-5V) TTL-I/O-Leitungen verwendet werden, die über ein bidirektionales Schaltgerät mit den GPIO-Pins des Raspberry Pi verbunden werden.

Diese Leitungen eignen sich zur Anbindung von bis zu vier 1-Wire-Bussen oder bis zu zwei Wiegand-Geräten.

Echtzeituhr

Iono Pi ist mit einer Echtzeituhr / Kalender mit Pufferbatterie ausgestattet, die über die I2C-Busschnittstelle mit dem Raspberry Board verbunden ist. Die automatische Umschaltung auf eine Lithiumbatterie gewährleistet die RTC-Funktionalität, wenn die Hauptstromversorgung ausfällt.

Die Echtzeituhr basiert auf dem generischen MCP79410 RTCC-Chip von Microchip. Es wird an den I2C-Bus des Raspberry Pi angeschlossen und verfügt neben der Standarduhrfunktion über viele weitere erweiterte Funktionen.

Eine CR1220-Lithiumbatterie wird als Notstromquelle verwendet, wenn keine Hauptstromversorgung verfügbar ist.

Wenn die Iono Pi-Karte immer mit Strom versorgt wird, sollte dieser Akku über 10 Jahre halten. Während der Akku mit der Platine verlötet ist, ist er nicht schwer zu ersetzen.

Mechanische Konstruktion

Der Iono Pi-Server ist in einem Standard-DIN-Gehäuse mit Omega-Schienenhalterungen untergebracht. Das Gehäuse ist 4 Module breit, was 71,0 mm entspricht.

Das Iono-Pi-Board ist oben auf dem Raspberry Pi montiert. Aufgrund der großen Anzahl von Pins auf dem Niederspannungs-Klemmenblock hat es eine etwas größere Grundfläche als das Raspberry Pi-Board.

Der Niederspannungs-Klemmenblock mit einem Rastermaß von 0,15 Zoll (3,81 mm) befindet sich auf derselben Seite wie die USB- und Ethernet-Ports des Pi. Die Hochstromklemme für die Relaiskontaktausgänge befindet sich auf der anderen Seite und hat ein Raster von mehr als 0,2 mm (5,08 mm).

Eine hochwertige 4-Lagen-Leiterplatte wird verwendet, um alle Komponenten des Iono Pi auf einer relativ kleinen Platine zu verpacken.

Alle GPIO-Pins des Pi werden von der Iono Pi-Platine verwendet, sodass der GPIO-Anschluss nicht durchgereicht wird.

Eine spezielle Aussparung auf der Leiterplatte rund um die Leistungsrelais garantiert die erforderlichen Isolationsabstände auch bei so geringem Platzbedarf.