О наших контроллерах
Мы разрабатываем модульные контроллеры Lavritech L1 и L1 Lite на базе ESP32. В контроллере есть поддержка Wi-Fi, Ethernet и чип LoRaWAN, но все остальные функции нужно добавлять модулями расширения, которые устанавливают в слоты на плате контроллера. Список модулей расширения можно посмотреть на сайте.
Изначально мы задумывали платформу для быстрой сборки нужных конфигураций и гибкого расширения компоновки, если требовалось внести изменения. Спустя годы опыта уже знаем, какие сборки наиболее популярны, поэтому можем выпустить их единым компактным устройством.
Чаще всего клиенты добавляют в контроллер модули RS-485, чтобы подключать устройства Modbus; модуль 1-Wire — для датчиков температуры; модуль GPRS-модема. В топе у нас конфигурация на ESP32 Ipex с поддержкой RS485, LoRaWAN, 1-Wire — по сути, это универсальный беспроводной шлюз из Modbus в беспроводные каналы связи WiFi и LoRaWAN.
Наш модульный контроллер занимает в щите 4 DIN-модуля (L1 Lite) или 6 DIN-модулей (L1). И это без дополнительных внешних исполнительных модулей, чаще всего от Wiren Board: релейные, аналоговых и дискретных входов и т.д. Проблема в том, что все эти модули вместе с контроллером занимают немало места и требуют дополнительных соединений. В больших щитах с этим проблем обычно нет.
Но как быть, если в щите почти нет свободного места? Или если нужен очень компактный щит, который можно поставить рядом с тепловой завесой, кондиционером, информационной панелью, различными датчиками и счетчиками? Или даже встроить в устройство, которым мы собираемся управлять? Так мы подошли к идее создать компактный модуль «все в одном».
Создаем компактный модуль «Все в одном»
Стали думать над форм-фактором. Разрабатывать весь ассортимент устройств с такими интерфейсами, при этом различающихся подсистемой аналогового ввода-вывода, очень дорого, и на рынке их довольно много.
При этом наша идеология и приверженность универсальности никуда не делась. Также мы очень любим объединять экосистемы разных производителей, делать нашу платформу «клеем» для них.
Покрутив в голове весь ассортимент устройств и корпусов, с которыми мы имели дело, решили рискнуть уместиться в корпус 3 DIN, причем в его фронтальное место, оставив нижнюю часть, так сказать, про запас. А запас, кстати, есть — во многих устройствах Wiren Board есть свободное место в размере 3 DIN на передней панели. И мы, будучи молодой компанией, сможем сэкономить ресурсы и сделать устройства, решающие частые проблемы наших пользователей.
К сожалению, на практике все оказалось сложнее. Многие реле Wiren Board хоть и помещаются в форм-фактор 3 DIN, оснащены светодиодными индикаторами, что мешает установке нашего фронтального модуля. Но устройств, в которые можно установить наш модуль, все же довольно много. Кроме того, мы можем сами разработать модули вместо Wiren Board, если готовой номенклатуры будет недостаточно. Пока такой модуль только один, и он экспериментальный, там три реле с прямым управлением через GPIO и парой слотов расширения.
Разместили на плате вначале все самое необходимое: контроллер ESP32, радиомодуль LoRaWAN, питание DC-DC 9-24 В, RS-485, USB-UART преобразователь с портом Micro-USB. Осталось место для дисплейного модуля 128х64 OLED, четырех кнопок управления, двух служебных кнопок, четырех светодиодов индикации и зуммера. Кнопки позволяют запускать наиболее важные алгоритмы управления прямо с панели. Еще добавили ИК-передатчик для управления другими устройствами. Мы также предусмотрели подключение внешних антенн через разъемы APEX к модулям EPS32 с Wi-Fi и LoRaWAN. С помощью внешних антенн можно увеличить радиус действия.
И все это мы подключаем по четырем проводам GND V+ A B к другим модулям (Wiren Board в нашем случае). Наш модуль мы встраиваем в существующие устройства Wiren Board. Например, из реле можно сделать ПЛК. Как вам такое?
Программная часть
Мы использовали тот же самый софт, что и в «старших» контроллерах Lavritech, поэтому сохранили весь функционал прошивки: настройку через web-интерфейс, планировщик задач, полный ассортимент возможностей. Конечно, есть встроенная поддержка модулей Wiren Board.
Для большинства задач (термостат, включение света, кондиционера и т.д.) в интерфейсе контроллера есть готовые программные модули. Если же требуется большее, то можно воспользоваться языком скриптов Interpretor. Конечно, здесь нет таких широких возможностей по программированию, как в контроллерах Wiren Board, но специализированные задачи клиента решить можно.
Дисплей графический, но пока используем его как символьный с восемью строчками. На него можно вывести значения датчиков, состояние реле, служебную информацию, оповещения и т.д. Дисплей можно гибко настроить в веб-интерфейсе контроллера.
LoRaWAN
Основным преимуществом нашего решения мы бы назвали встроенную поддержку LoRaWAN. Каждое устройство Wiren Board, в которое мы добавляем контроллер Lavritech, может работать как шлюзом LoRaWAN, так и нодой (клиентским устройством). В итоге мы соединяем инфраструктуры LoRaWAN и Modbus в обе стороны.
Что на практике?
Пока мы разработали только экспериментальные версии наших «франкенштейнов» и выпустили пробную партию для партнеров. В качестве основы мы выбирали модуль Wiren Board с нужными функциями (например, модуль аналоговых входов WB-MAI6 или модуль реле WB-MR6-LV, счетчики электроэнергии MAP-12E и MAP-6S), встраивали дисплей и наш контроллер, после чего получали готовое решение на практике. Наш модуль «все в одном» занимает очень мало места, при этом решает задачи автоматизации клиента. А встроенная поддержка LoRaWAN позволяет связывать между собой датчики и исполнительные устройства в большом здании.
Скорее всего, в рознице наши мини-контроллеры с дисплеем отдельно купить не получится. Мы будем продавать их только в составе модулей Wiren Board, то есть в качестве готового решения «из коробки».
Возможно, встроим контроллер Lavritech в Wiren Board 8, чтобы добавить функцию LoRaWAN.
Заключение
Мы хотим сделать решение универсальным, поэтому на плату помимо основного 4-контактного разъема установили 10-контактный. На него вывели свободные GPIO ESP32, поэтому в будущем сможем подключать модуль не только по RS-485, но и по другим интерфейсам. Мы сможем разрабатывать модули расширения с функциями, которые нужны заказчику. Как считаем, задел на будущее неплохой. Мало ли какие у клиентов возникнут идеи в будущем, не стоит ограничивать полет фантазии.
Мы любим «склеивать» разные устройства, поскольку они становятся более универсальными. Мы за свободу выбора и возможность комбинировать лучшие решения на рынке, чтобы совокупно они были еще лучше, чем по отдельности.
Источник:https://habr.com/ru/companies/wirenboard/articles/852966/
🔗 Чужой в модуле Wiren Board: вживляем контроллер Lavritech с LoRaWAN