Сборщик-универсал FCUCM4

Сборщик Универсал на основе Orange PI CM4 с встроенным датчиком тока, двумя Ethernet и модулем связи.

Состав и характеристики изделия

OrangePI CM4

OrangePI CM4 - мощный SOM (вычислительный модуль) на основе ARM процессора Rockchip RK3566 (четырёхъядерный 64-битный процессор Cortex-A55 (до 1,8 ГГц)), поддерживает от 2 Гб до до 8 ГБ оперативной LPDDR4/LPDDR4X памяти, от 32Гб до 128 ГБ флеш-хранилища eMMC.

• OrangePI CM4 (2/4/8Гб)
• 1 х RS485 изолированный порт для подключения датчиков
• 2хEthernet 1 Гбит/с
• mPCI-E слот для модулей расширений (USB/UART/I2C) для модемов и датчиков
• Питание 12-60В
• RTC (часы реального времени)
• USB Type-A
• Консоль (USB Type-C)
• Антенны для модулей связи
• Крепление на DIN

Внешние интерфейсы

Внешние габариты

Структурная схема

Блоки изделия

• OrangePI CM4
• Изолированный блок питания
• Изолированный RS485 (может быть заменен на другой)
• Внутренний датчик тока (может быть заменен на другой)
• Плата индикации

Программное обеспечение: Debian Linux

Работа с встроенным датчиком

В FCUCM4 встроен датчик измерения тока через внешний трансформатор

Схема подключения датчика.

• Одну из линий L(Line)/N(Neutral) необходимо пропустить через сердечник трансформатора, подключить трансформатор к клеммам С1, С2. Для измерения тока этого достаточно.
• Для измерения всех параметров надо подключить фазу (L, Line) и ноль (N, Neutral) к клеммам L,N.

Соблюдайте осторожность и правила техники безопасности при работе с линиями высокого напряжения

Получение данных с датчика

Датчик подключен доступен через устройство /dev/ttyS7 (UART7) и выдает данные по протоколу Modbus RTU.

Полная документация на датчик в pdf.

Датчик подключен всегда и выдает нулевые значения, если ток и напряжение не подключены.

Параметры UART порта

• Скорость: 9600
• Стоп-бит: 1
• Четность: none

Регистры Modbus датчика

Адрес	Единица	Значение	Множитель
72	Напряжение	Вольт	100
73	Ток	А	1000
74	Мощность	Вт	10
81	Частота	Гц	100
75	Счетчик энергии старший байт	кВт	3200
76	Счетчик энергии младший байт	кВт	3200
77	Power factor	_	1000
3	Диапазон трансформатора тока	(0-XX)	1

Пример опроса датчика

Пример опроса датчика утилитой modpoll

rock@napi:~$ sudo ./modpoll -m rtu -b 9600 -p none -t 4 -c 1 -a 1 -r 0x4A /dev/ttyS1

modpoll 3.10 - FieldTalk(tm) Modbus(R) Master Simulator Copyright (c) 2002-2021 proconX Pty Ltd Visit https://www.modbusdriver.com for Modbus libraries and
tools. Protocol configuration: Modbus RTU, FC3
Slave configuration...: address = 1, start reference = 74, count=1
Communication.........: /dev/ttyS1, 9600, 8, 1, none, t/o 1.00 s,poll rate 1000 ms
Data type.............: 16-bit register, output (holding) registertable
-- Polling slave... (Ctrl-C to stop)
[74]: 33 - - --- Ток 0.33А

Модули связи

В FCUCM4 предусмотрен модуль формата PCI-E, совместимый с LTE модемами, а также позволяющий создавать другие модули связи через интерфейс USB, UART, I2C.

Модуль расширений (Zigbee) располагается на порту UART9 (/dev/ttyS9)

В настоящее время у нас готов модуль ZigBee, который работает в режиме ZigBee-датчика или координатора!

Подключение модуля ZigBee

• На DIP переключателе проверить что пины 4,5 в положении ON
• Остальные PIN должны быть положении OFF

Подключение LTE (EP06)

• на DIP переключателе проверить что пин 3 в положении ON (это индикация работы модема, необязательно)
• остальные пины должны быть положении OFF

Для работы модема в Debian необходимо чтобы GPIO3_C7 и GPIO4_B4 в логической единице. Поэтому нам нужно сделать небольшой сервис, который "поднимает" эти уровни при старте системы.

Алгоритм

• Создать файл /usr/local/bin/ep06.sh

orangepi@napicm4:~$ cat /usr/local/bin/ep06.sh
#!/bin/sh

/bin/sh -c '\
  echo 119 > /sys/class/gpio/export; \
  echo out > /sys/class/gpio/gpio119/direction; \
  echo 1 > /sys/class/gpio/gpio119/value; \
  echo 140 > /sys/class/gpio/export; \
  echo out > /sys/class/gpio/gpio140/direction; \
  echo 1 > /sys/class/gpio/gpio140/value'
orangepi@napicm4:~$

• Создать файл сервиса /usr/local/bin/ep06.sh

orangepi@napicm4:~$ cat /etc/systemd/system/ep06.service
[Unit]
Description=Инициализация GPIO через sysfs
After=multi-user.target

[Service]
Type=simple
ExecStart=/usr/local/bin/ep06.sh
RemainAfterExit=yes

[Install]
WantedBy=multi-user.target

• Перепустить службу

sudo systemctl daemon-reload

• Активировать службу

sudo systemctl enable ep06

• Убедиться что служба активирована

orangepi@napicm4:~$ sudo systemctl is-enabled ep06
enabled
orangepi@napicm4:~$

• Перезапустит систему, убедиться что модем появился в устройствах

orangepi@napicm4:~$ lsusb
Bus 006 Device 001: ID 1d6b:0003 Linux Foundation 3.0 root hub
Bus 005 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
Bus 008 Device 001: ID 1d6b:0003 Linux Foundation 3.0 root hub
Bus 007 Device 002: ID 05c6:9008 Qualcomm, Inc. Gobi Wireless Modem (QDL mode)
Bus 007 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
Bus 004 Device 001: ID 1d6b:0001 Linux Foundation 1.1 root hub
Bus 002 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
Bus 003 Device 001: ID 1d6b:0001 Linux Foundation 1.1 root hub
Bus 001 Device 002: ID 0424:9e00 Microchip Technology, Inc. (formerly SMSC) LAN9500A/LAN9500Ai
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
orangepi@napicm4:~$

Полезная информация

Конфигурация периферии для FCU-3308P

Порт	Устройство Linux	Значение
uart7	/dev/ttyS7	Датчик (тока)
uart9	/dev/ttyS9	Модуль связи (Zigbee)
uart3	/dev/ttyS3	RS485
rk3308-i2c1-ds1338	/dev/rtc0	Часы RTC

Проверьте файл: /boot/uEnv.txt

root@orangepicm4:~# cat /boot/orangepiEnv.txt
verbosity=1
bootlogo=false
extraargs=cma=128M
overlay_prefix=rk356x
overlays=uart7-m2 uart9-m2
rootdev=UUID=a0f8ca89-7eb7-4a1e-947a-2341637b4782
rootfstype=ext4
console=serial

Доступ к системе через консоль

• Параметры консоли для Debian: 115200\8n1

Подключите Type-C USB к порту Console FCUCM4, а другой конец кабеля к хосту и найдите номер COM-порта. Для Linux систем это будет /dev/ttyUSBX, в Windows ищите COM-порт в Диспетчере устройств.

Доступ к системе по IP (ssh)

☝ Как найти выданный ip: статья