Sequent Microsystems Raspberry Pi learning kit V2.0

Naučte se automatizaci a programování v Node-RED na Raspberry Pi! Raspberry Pi learning kit je rozšiřující karta určená pro studenty, učitele a kutily. Vaše Raspberry Pi rozšíří o všechna běžná rozhraní pro připojení ke vnějšímu světu a tutoriál k Node-RED.

Rychlý start

1. Připojte kartu k počítači Raspberry Pi a zapněte systém.
2. Povolte komunikaci I2C na Raspberry Pi pomocí raspi-config.
3. Nainstalujte software karty z webu github.com:

• git clone https://github.com/SequentMicrosystems/lkit-rpi.git
• cd /home/pi/lkit-rpi
• sudo make install
• lkit -h

Program odpoví seznamem dostupných příkazů.

I/O rozhraní Raspberry Pi a Node-RED

Ačkoli je rozmanitost senzorů a akčních členů téměř neomezená, všechny je lze rozdělit do tří hlavních kategorií, podle jejich rozhraní:

• 1. Sériová komunikace: RS-485 je dominantní volbou, a to především díky své schopnosti podporovat více zařízení s vynikající odolností proti šumu i na velké vzdálenosti.

• 2. Digitální vstupy a výstupy: Od jednoduchých spínačů, kontaktů a tlačítek, až po jakýkoli obvod, který může být napájen prostřednictvím relé.

• 3. Analogové vstupy a výstupy: Teplotní, tlakové, vlhkostní, hladinové, polohové, světelné a další senzory, dále pak motory, lineární a rotační pohony a mnoho dalších zařízení, která mají analogové vstupy a výstupy. Průmyslovými standardy jsou proudové smyčky 0-10 V a 4-20 mA.

Požadavky na napájení

Výuková platforma potřebuje k provozu 5 V/50 mA při vypnutých relé, nebo 200 mA při zapnutých obou relé. Napájení probíhá prostřednictvím GPIO konektoru počítače Raspberry Pi. Doporučujeme zdroj napájení Raspberry Pi, který je schopen poskytovat minimálně 3 A.

Port RS485

Součástí je standardní port RS485, ke kterému lze přistupovat přes sériový port počítače Raspberry Pi. Pro přístup ke standardním průmyslovým senzorům a akčním členům spusťte na Raspberry Pi protokol MODBUS.

Připojitelné konektory

Sada zahrnuje rovněž zásuvné konektory, které usnadňují připojení k externím zařízením.

Zobrazovací LED diody

Devět LED diod na spodní hraně indikuje stav vstupů a výstupů. Poslední LED dioda vlevo ukazuje, zda je k desce připojeno napájení.

Další dvě LED diody, označené jako IN1 a IN3, ukazují stav příslušných optoizolovaných digitálních vstupů.

Prostřední čtyři diody LED lze softwarově připojit tak, aby zobrazovaly stav libovolného vstupu nebo výstupu. Můžete je také naprogramovat na svícení při určité úrovni vstupu nebo výstupu. Také si můžete vyzkoušet nastavit diodu tak, aby se rozsvítila, když teplota dosáhne prahové hodnoty. Další možností je nechat blikat LED diodu pomalu při níuké teplotě, a rychleji, když se teplota blíží k nastavené hranici.

Dvě diody LED úplně vpravo jsou směrovány k příslušným relé a ukazují, kdy je aktivována relé cívka.

Vstup a výstup 0-10 V

Vstup 0 – 10 V lze použít ke snímání úrovně napětí ze zařízení, jako jsou termistory, senzory vlhkosti nebo fotorezistory. Výstup 0 – 10 V slouží k aktivaci standardních průmyslových zařízení, jako je regulátor osvětlení.

Vstup a výstup proudové smyčky 4-20 mA

Široce používané standardní průmyslové proudové smyčky 4-20 mA lze použít k ovládání vzdálených zařízení na velké vzdálenosti. Platí to i pro ty s vysokou odolností proti šumu.

Tlačítko

Tlačítko umožňuje přidat manuální vstup do jakéhokoli systému. Lze jej také nastavit libovolně pomocí Node-RED nebo jiného programování Raspberry Pi. Několik příkladů najdete hned v první lekci tutoriálu – od vyslovení “Hello World” až po odesílání SMS nebo e-mailových zpráv.

PWM motor

Port motoru dokáže pohánět stejnosměrný motor 5 V/100 mA. Naučte se ovládat rychlost a směr motoru z příkazového řádku, jazyka Python nebo grafického uživatelského rozhraní Node-Red.

Dvě rozhraní pro serva

Servo porty jsou multiplexovány s analogovými výstupními porty. Konektory servoportů se skládají z propojky 2×3, do které můžete přímo zapojit libovolné, běžně dostupné servo.

Kabel pro zpětnovazební diagnostiku

Všechny vstupy a výstupy na kartě jsou v symetrických párech a lze je samočinně testovat pomocí kabelu pro zpětnovazební diagnostiku. Výjimkou jsou porty motoru a serva, které nelze testovat pomocí kabelu. Software pro autotestování automaticky detekuje polohu kabelu a podle toho hlásí výsledky testu. Je možné provádět následující testy:

1. Otestujte digitální vstupy IN1 a IN2 pomocí RELAY-1.

2. Otestujte digitální vstupy IN3 a IN4 pomocí RELAY-2.

3. Otestujte port 0-10V-IN pomocí 0-10V-OUT.

4. Otestujte port 4-20mA-IN pomocí 4-20mA-OUT.

Popis karty

Mechanické specifikace

Vlastnosti

• 1× Sériový port RS485
• 1× PWM výstup schopný řídit motor 5VDC/100mA
• 4× Opticky izolovaný vstup pro vstupy se spínačem
• 2× Relé se schopností řídit 8A a 24V zátěže se stavovými LED diodami
• 1× Vstup a výstup 0-10 V
• 1× Vstup a výstup 4-20 mA
• 1× Vestavěné tlačítko
• 4× Univerzální LED dioda
• 2× Port pro ovládání servopohonů
• Ovladač příkazového řádku
• Knihovna Python
• Uzly Node-Red

Podpora

• Příručka pro výuku I/O
• Informace o software

Obsah balení

• 1× Sequent Microsystems Raspberry Pi learning kit V2.0
• 1× Sada montážních pomůcek:
  • 4× Mosazný distanční sloupek M2,5×18 mm male-male
  • 4× Mosazný šroub M2, 5×5 mm
  • 4× Mosazná matice M2,5
• 2× Propojka
• 1× Sada zástrček pro párování konektorů
• 1× Kabel pro zpětnovazební diagnostiku