AVTduino Automation Board - moduł automatyki - PCB do projektu AVT 5349
- Umożliwia rozbudowę AVTduino/Arduino o wejścia i wyjścia automatyki: DI, AI 0…10 V, PWMO, przekaźniki oraz izolowany RS485. Wersja A zawiera płytkę PCB.
AVTduino Automation Board - płytka drukowana do modułu automatyki AVT5349
Płytka PCB do wykonania modułu wejść, wyjść i komunikacji RS485 dla AVTduino/Arduino.
AVTduino w zastosowaniach automatyki
AVT5349 to projekt płytki rozszerzającej AVTduino/Arduino o typowe interfejsy automatyki. Moduł pełni rolę pośrednika pomiędzy płytą bazową a czujnikami, zadajnikami, elementami wykonawczymi i magistralą komunikacyjną RS485.
Na płytce przewidziano wejścia cyfrowe z optoizolacją, wejścia analogowe 0…10 V, szybkie wyjścia cyfrowe PWMO, wyjścia przekaźnikowe oraz izolowany interfejs RS485. Wersja A obejmuje samą płytkę PCB, dlatego wszystkie elementy elektroniczne, złącza, przekaźniki i elementy zabezpieczające trzeba skompletować osobno.
Karta techniczna
AVT5349
Moduł interfejsowy automatyki dla AVTduino/Arduino, przeznaczony do współpracy z czujnikami, zadajnikami, wyjściami wykonawczymi i magistralą RS485.
| Wersja | A - płytka PCB |
| Typ modułu | płytka rozszerzeń automatyki dla AVTduino/Arduino |
| Wejścia cyfrowe | 4×DI z optoizolacją, filtracją zakłóceń i sygnalizacją stanu |
| Wejścia szybsze | 2 wejścia DI o krótszej stałej filtrowania do zliczania impulsów |
| Kompatybilność wejść DI | czujniki NPN i PNP, osobne wyprowadzenie każdego wejścia |
| Wejścia analogowe | 4×AI 0…10 V, skalowane do zakresu odniesienia ADC |
| Napięcie odniesienia ADC | 4,096 V, co daje przeliczenie 4 mV na krok ADC |
| Źródło pomocnicze | +10 V do zasilania potencjometrów, zadajników i podobnych elementów |
| Wyjścia PWMO | 2 szybkie wyjścia cyfrowe z optoizolacją, SPST/FORM A, 24 V DC / 20 mA |
| Wyjście przekaźnikowe trójstanowe | do sterowania siłownikami, przepustnicami i zaworami w stanach Otwórz – Stop – Zamknij |
| Wyjście przekaźnikowe SPDT | 1 wyjście przełączne FORM C do sterowania elementami wykonawczymi ON/OFF |
| Komunikacja | RS485 half-duplex z izolacją galwaniczną i opcjonalną terminacją 120 Ω |
| Złącza użytkowe | typowe złącza wtykowe MC3,81 dla sygnałów automatyki |
| Zasilanie modułu | 24 V DC, z wydajnością dopasowaną do dołączonych elementów automatyki |
| Uruchomienie | po poprawnym montażu moduł nie wymaga uruchamiania; zalecana kontrola napięcia 10 V |
| Płytka PCB | 91×58 mm |
Wersja A - płytka PCB i wykaz elementów
AVT5349 A - płytka PCB. Elementy elektroniczne, złącza, przekaźniki i elementy zabezpieczające trzeba skompletować osobno.
| Rezystory SMD 1206 | R1, R4, R6, R8, R29 - 2,2kΩ; R2, R3, R5, R7, R20-R23 - 10kΩ; R9, R12, R32 - 120Ω; R10, R11, R13-R15 - 330Ω; R16, R17, R26, R27 - 30kΩ; R18, R19, R24, R25 - 20kΩ; R28 - 4,7kΩ; R30 - 220Ω; R31 - 1,6kΩ / 22kΩ, połączenie równoległe |
| Kondensatory SMD 1206 | C1-C8 - 1nF; C3, C4 - 100pF; C9-C13, C15, C17, C20 - 100nF; C14, C16, C18, C19 - 10µF; CE1 - 100µF/35V; CE2 - 100µF/16V |
| Półprzewodniki | D1-D7 - LL4148; D8 - 1N4007 SMB; IS1-IS6 - LTV357; LD1-LD9 - LED SMD 1206, czerwona; Q1-Q3 - IRLML0060PBF; U1 - 74HC14; U2 - LM317A; U3 - MCP1541; U4 - ADM2587 |
| Zabezpieczenia | F1 - RXE025, bezpiecznik polimerowy 250mA; F2 - RXE010, bezpiecznik polimerowy 100mA |
| Złącza | J1-J6 - MC1.5_381_8; JA1, JA3 - SIP8, raster 2,54 mm, h=20 mm; JA2, JPOWER - SIP6, raster 2,54 mm, h=20 mm |
| Przekaźniki | REL1-REL3 - AZ850-5, cewka 5 V DC |
Notes
Wejścia cyfrowe DI są wyprowadzone osobno, bez wspólnej masy, co ułatwia współpracę z czujnikami NPN i PNP. Wejścia DI2/DI3 mają krótsze stałe filtrowania, dlatego nadają się do zliczania krótszych impulsów, np. z impulsatora lub enkodera.
Wejścia analogowe AI skalują sygnał 0…10 V do zakresu 0…4,096 V. Dzięki odniesieniu 4,096 V przeliczenie wyniku ADC jest wygodne, bo jeden krok odpowiada 4 mV.
Wyjścia PWMO mogą sterować SSR, regulatorami fazowymi, wentylatorami albo pełnić funkcję szybkich wyjść dwustanowych. Należy uwzględnić ich obciążalność 24 V DC / 20 mA oraz wymagania sterowanego urządzenia.
Magistrala RS485 wymaga warstwy programowej: trzeba zaimplementować protokół komunikacyjny i sterowanie kierunkiem transmisji sygnałem DIR. Na końcach magistrali należy stosować terminatory linii.
Po montażu dokumentacja zaleca sprawdzenie dokładności napięcia 10 V. W razie potrzeby korektę wykonuje się przez zmianę wartości R31, np. nalutowanie dodatkowych rezystorów korekcyjnych.
Uwaga: przy sterowaniu SSR lub innymi elementami połączonymi z 230 V AC występuje napięcie groźne dla życia.
Moduł może współpracować z elementami wykonawczymi automatyki, ale podłączanie obwodów sieciowych wymaga zachowania izolacji, poprawnego okablowania i zasad bezpieczeństwa dla instalacji 230 V.
Najczęściej zadawane pytania
Optoizolacja oddziela obwody czujników i instalacji automatyki od logiki AVTduino. Zwiększa odporność na zakłócenia, ułatwia współpracę z czujnikami NPN/PNP i ogranicza ryzyko przenoszenia przepięć lub różnic potencjałów na płytę bazową.
Dwa wejścia mają krótszą stałą filtrowania, więc mogą lepiej obsługiwać impulsy z liczników, impulsatorów lub enkoderów. Pozostałe wejścia są silniej filtrowane, co poprawia odporność na zakłócenia przy typowych sygnałach dwustanowych.
Dzielnik wejściowy sprowadza zakres około 0…10,24 V do 0…4,096 V. Przy odniesieniu 4,096 V jeden krok 10-bitowego ADC odpowiada 4 mV po stronie przetwornika, co ułatwia późniejsze przeliczenie na napięcie wejściowe czujnika.
Wyjście trójstanowe pozwala sterować siłownikiem w trybach Otwórz – Stop – Zamknij. Takie sterowanie pasuje do przepustnic, zaworów i napędów, w których trzeba zmieniać kierunek ruchu, a następnie zatrzymać element w wybranym położeniu.
Sama warstwa sprzętowa nie wystarcza. Program musi obsługiwać protokół komunikacyjny i kierunek transmisji DIR, a magistrala powinna mieć terminatory 120 Ω na końcach linii. Przy większych odległościach lub wielu urządzeniach warto użyć ekranowanej skrętki dobrej jakości.
