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Raspberry PI Revolution - KUNBUS Revolution Pi

基于Raspberry Pi的开源IPC

它是IoT网关,DIN导轨PC,PLC还是小型控制单元?由你决定!尽情探索“Revolution PI”的世界。

这是我探索Revolution PI 世界的许多帖子的第1部分,在这篇文章中,我将回顾各种模块,它们的架构,看看内部以及如何使用有线面板进行实验,最后将它们联系起来。

请注意,许多包含的图表等是由我通过检查原理图和架构

创建的,可能有错误,如果你看到了,请告诉我,以便我能纠正它!

基于Raspberry PI 3计算模块的控制器

首先要注意的是,Revolution PI Connect和Revolution PI Core3基于Raspberry PI 3计算模块的。

计算模块3(CM3)本质上是一个简化的Raspberry Pi 3(BCM2837处理器和1GB RAM)以及4GB eMMC闪存设备而不是SD卡。

CM3有一个运行频率为1.2GHz的四核处理器。这些都集成在一块适用到标准DDR2 SODIMM连接器的小板上。闪存直接连接到电路板上的处理器,IO的其余部分通过SODIMM连接器提供。

下面的板仅在上RevPI连接。

主板(KUNBUS Design)增加了至少2个以太网控制器,实时时钟,2个USB端口和RS485以及一个HDMI微型连接器,一个网络端口和一个RS485用于与其他连接模块通信,因此它们不可用于用户程序。还有一个微型USB端口,但这仅用于编程。

在Connect上有一个额外的以太网控制器和RS485端口,可以集成到用户应用程序中。该控制器的连接版本还增加了数字输入引脚和单个开路继电器输出。

在下图中,您可以看到控制器的基本构建块。对于Core 3,只需删除“FLEX”左侧的所有内容即可。

如果要查看实际原理图,请单击RevPI Connect或RevPiCore

在体系结构上,Revolution PI系列遵循处理其IO的通用方法,没有任何一个外部IO模块可直接用于处理器。为了获得或设置IO值,程序必须通过一个设备文件进行接口,并且底层处理程序将向IO模块子处理器发送和接收命令。这些都是STM32Fxxx微控制器。

DIO模块

所有版本(DI,DO,DIO)在PiBridge逻辑电路和输入/输出之间都具有电流隔离。 (600 VRMS隔离电压)。

RevPi DIO版本在输入和输出之间具有额外的电流隔离。根据EN61131-2要求,所有型号都具有抗干扰保护,可在-40°C至55°C的环境温度下工作,最高可达80%湿度。

总体循环时间通常约为5 ms至10 ms,具体取决于系统配置,但对于大型配置而言可能更长。这是在RevPI控制器的内存中实现输入或输出更改所需的时间,这是使用后台进程实现的,后台进程轮询模块以读取值并在本地设备文件发生更改时写入它们检测。该操作系统采用“实时补丁”进行修补,以减少抖动和轮询时间的变化,因为在工业控制应用中,时序可以预测是必不可少的。

这是DIO模块框图:

如您所见,PI桥用于与模块接口,STM32Fxxx将依次执行核心程序的指令,并独立管理实际的DIO引脚,例如,如果引脚被指定为编码器(例如,用于CNC的旋转编码器),模块将检测并保留核心模块的计数,并按要求显示值。核心应用程序不需要承担轮询物理引脚的任务。输出也是如此,如果引脚设置为PWM,STM32Fxxx也会对此进行管理。这里需要注意的另一点是,实际IO引脚与STM32Fxxx和主控制模块完全隔离。这就是您在图表左侧看到额外的24V连接的原因。

对于原理图,请转到DIO和AIO。

AIO模块

对于模拟模块,关于隔离,STM32Fxxx控制器和自主处理的情况大致相同。这里最大的区别是模块拥有24V电源,用于通过使用完全隔离的DC-DC转换器和功率调节来驱动模拟逻辑

这是AIO框图:

该模块支持6个模拟输入,2个模拟输出:

您可以看到各种配置:

电压输入 电流输入 电压输出 电流输出

 

  • 0 – 5 V
  • 0 – 10 V
  • +/- 5 V
  • +/- 10 V

 

  • 4 – 20 mA
  • 0 – 20 mA
  • 0 – 24 mA
  • +/- 25 mA

 

  • 0 – 5 V
  • 0 – 10 V
  • +/- 5 V
  • +/- 10 V
  • 0 – 5.5 V
  • 0 – 11 V
  • +/- 5.5 V
  • +/- 11 V

 

  • 4 – 20 mA
  • 0 – 20 mA
  • 0 – 24 mA

RTD通道

除了4个模拟输入通道外,RevPi AIO还具有2个独立的RTD输入通道。 2个RTD输入使用常见的RTD传感器(如Pt100 / Pt1000探头),可在-165°C至+ 600°C范围内以0.5°C的高精度测量温度。探头可以通过2,3或4根电缆直接连接到模块。

我的最后一个模块是网关以太网IP,我将在另一篇文章中深入研究这个模块,因为它会更复杂一些。

这就是所有的模块,接下来在基于DIN导轨的测试板上完成接线的任务。这就是我最终创造的东西

简化的框图如下所示,所有RS部件编号都包含在图表中,但Kunbus模块除外,因为它们在发布时不可用,我会尽快修改。

所以在准备下一篇文章时,我添加了以下内容

  • Lascar PanelPilot LED数字面板多功能电压表(704-8138)
  • RS PRO非接触式红外线温度传感器,1米电缆,0°C至1000°C(161-8103)
  • RS PRO 4线PT100传感器,-50°C min + 150°C最大值(028-5661)
  • 施耐德电气NFC延时继电器(914-5070)
  • Bourns 24脉冲增量机械旋转编码器(781-6811)
  • 平均电源,24V直流输出电压,10A输出电流(028-2568)
  • RS PRO DIN导轨电源,24V直流输出电压,650mA输出电流(136-8303)

为了满足你的兴趣,你可以尝试一下即将到来的东西:

With a background in Industrial Electronics, Solutions Architecture and programming, I now spend my time working on my YouTube channel ( https://www.youtube.com/thebreadboardca ) where I create educational videos showing how to use various devices including Test and measurement, Home and industrial Automation, Components and other fun things I am sent to review or include in projects. I will also create many projects to showcase the use of these items

11 Mar 2019, 7:17