Home

Zigbee 8х канальный модуль ввода/вывода

RFS_IO8X

После нескольких лет эксплуатации разных релейных модулей у меня сформировались конкретные претензии к ним и четкое представление как оптимально исправить болячки подобных систем.

Ключевым по важности моментом я теперь считаю возможность отделить управляющую часть от исполнительной, реле должны быть самостоятельными устройствами с быстрым и простым демонтажем для замены/ремонта. Рассмотрим как пример мой проект 8х канального реле (фото ниже), и представим, что это устройство состоит из трех основных частей:

Источник питания (умирают достаточно часто). Быстро его не заменишь, он впаян на общей плате. И главное, что бы заменить, надо снять устройство с DIN рейки, отключив все провода и разобрать корпус. Потом выпаять блок питания, заказать новый, ждать N дней, а все это время 8 релейных линий висят в воздухе и не работают (можно конечно иметь весь модуль запасной).
Часть управления zigbee с логикой (почти никогда не умирает, так как защищена со всех сторон по всем линиям, включая и питание)
Сами реле, будь то механические или полупроводниковые (SSR), страдают чаще всего. Для замены так же требуется полное снятие устройства и разборка корпуса, за исключением редких случаев, когда реле на кроватях, требуется пайка (релюшки тоже можно иметь в запасе).

В итоге из своей практики эксплуатации таких zigbee реле я выделил два слабых места - это БП и реле. И как гласит простая наука математика, эти слабости надо выносить за скобки (наружу из общего корпуса устройства).

Согласитесь, в такой комбинации картина с ремонтом и обслуживанием радикально отличается в лучшую сторону. И в такой компоновке у нас появляется свобода выбора любых релейных модулей, коих на рынке электро-установочного оборудования представлено огромное многообразие!

Что мы спрятали внутри и для чего

Устройство состоит из трех отдельных плат:

плата управления/индикации и uart (для прошивки CC2652)
плата с zigbee модулем СС2652
плата ввода/вывода и DC/DC преобразователя

На лицевой панели расположены:

USB type-C разъем для загрузки прошивки в zigbee модуль
зеленый индикатор наличия питания
синий индикатор работы zigbee модуля
зеленая кнопка (Join) для подключения устройства к zigbee сети (не задействована в стандартной прошивке DIO14)
красная кнопка (SBL) для перевода zigbee модуля в режим загрузки прошивки (DIO15)
черная кнопка (RST) для подключения устройства к zigbee сети

На второй плате рядом с zigbee модулем расположен разъем DEBUG для аварийной прошивки. А также на самом zigbee модуле присутствует ipx разъем для подключения внешней антенны при возникновении такой необходимости.

На третьей плате предусмотрена возможность смены релейного режима выхода на режим GPIO/sensors. Делается это с помощью пайки перемычек, как показано на фото ниже. Это позволяет использовать выходы этого модуля не только для управления реле, но и для подключения любых сенсоров поддерживаемых в конфигураторе прошивок PTVO.

для режима реле запаяны перемычки (1),(2) - свободны все перемычки группы(3)
для режима GPIO/сенсоры запаяны перемычки в группе (3) - (1),(2) свободны

^{- пример схемы подключения в режиме RELAY}

^{- пример схемы подключения в режиме GPIO с подключением восьми датчиков DS18B20}

вот такой получился внешний вид у плат в сборе

Виды питания и реле

Устройство питается от стабилизированного источника питания с напряжением от 5V до 24V, и потребляет ток до 0,2A.

Могу рекомендовать блоки питания компании MEAN WELL серия HDR-15 или HDR-30 с тем выходным напряжением, которым вы планируете питать и Ваши релейные модули.

На моих фото представлены несколько видов релейных модулей от компании ENMG relay store, все подробности о них вы найдете в их каталогах. Так как я покупал эти модули исключительно для демонстрации и тестирования своего устройства, я не могу гарантировать их надежность и качество, но признаю, что ассортимент у них представлен действительно очень большой и цены лояльны.

Подключение устройства к системам умного дома

Перед подключением к своей zigbee сети установите и подключите устройство в том месте, где планируете его использовать.

Для инициализации режима спаривания устройства нужно:

включите режим сопряжение (join) на Вашем координаторе
подайте питание на устройство и после того, как загорится зеленый индикатор, нажмите подряд 4 раза черную кнопку RST на лицевой панели

Если устройство не передает информацию или в last seen Вы видите, что оно долго не откликается, произведите повторное спаривание.

Устройство полностью поддерживается в:

ZIGBEE2MQTT(стандартный конвертер PTVO)
ZHA(стандартные кластеры)
HOMEd
SLS HUB (228 конвертер PTVO)
SPRUT HUB
Yandex Zigbee HUB

Прошивка для устройства, как собрать ее и прошить

Прошивка для устройства собрана в конфигураторе PTVO, а актуальный релиз программы PTVO тут LaRFS_CC2652_IO8X download

^{- здесь можно скачать прошивку и конфиг файл для PTVO релиз режима RELAY}

^{- здесь можно скачать прошивку и конфиг файл для PTVO релиз режима GPIO с DS18B20}

ВНИМАНИЕ! не забудьте при сборке новой прошивки проверить, что включен SBL и активировать его на пин P15, иначе прошивка через USB не будет больше доступна! И исправить это можно будет только с помощью специального программатора.

Первый способ прошивки через встроенный USB-UART CH340 драйвер тут, с помощью программы GW Multi tool.
Второй способ прошивки через DEBUG JTAG контакты на плате. Как прошивать с помощью J-link V9-V11 описано в статье на сайте проекта МОДКАМ.

Для загрузки своей прошивки в устройство через USB требуется:

отключить устройства от сетевого питания! (обязательно физически!)
зажать и, не отпуская кнопку SBL, подключить к USB, и далее залить прошивку с помощью программы GW Multi tool

после удачной прошивки Вы увидите вот такой результат

Корпус и габариты

Платы устройства устанавливаются в корпус D2MG Gainta заводского изготовления с креплением на DIN рейку (ширина равна 2 DIN)

Незаданные вопросы и ответы на них

какие реле можно использовать для LED освещения и как позаботиться о пусковых токах драйверов ваших осветителей (что бы контакты механических реле не залипли/сварились).
- Статья о пусковых токах разных потребителей (включая и бытовые Led лампочки).
- Статья о последствиях для механических реле использования Led освещения.
- Статья про ограничение пусковых токов!
решение простое это ограничитель пусковых токов (первый, второй , третий пример)
решение не простое: использовать не механические реле с контактами, а твердотельные реле полупроводниковое SSR (например первое , второе , третье , четвертое)
к устройству в режиме GPIO/SENSOR можно подключать и датчики I2C, и более того даже любых модулей поддерживаемых в конфигураторе прошивок PTVO
фактически это zigbee платформа для Вашего творчества с восемью выходами GPIO, в заводском корпусе с креплением на DIN рейку и огромным выбором поддерживаемых модулей в PTVO