KAmodESP32 POW RS485 (PL)

Opis

Płytka ewaluacyjna z modułem Wi-Fi typu ESP32-WROOM, interfejsem RS485 oraz wydajnym układem zasilania.

Na płytce KAmod ESP32 POW+RS485 znajduje się moduł ESP32-WROOM umożliwiający komunikację w sieci bezprzewodowej Wi-Fi 2,4 GHz. Do programowania ESP32 zastosowano konwerter USB-UART ze złączem USB-C. Moduł jest połączony z interfejsem RS485 - popularnym rozwiązaniem w automatyce domowej i przemysłowej, umożliwiającym komunikację poprzez 2-żyłową skrętkę np. w standardzie MODBUS. Płytkę uzupełnia wydajny układ zasilania, który pracuje przy napięciu wejściowym z zakresu od 8 do 32 V, a dostarcza stabilizowanych napięć 5 V oraz 3,3 V o znacznej wydajności prądowej. Konstrukcja płytki odpowiada SBC rodziny Raspberry Pi - ma wymiary 81x56 mm, a na charakterystycznym, 40-stykowym złączu zostały wyprowadzone wszystkie istotne porty I/O oraz napięcia zasilające.

Podstawowe parametry

• Moduł ESP32-WROOM umożliwiający komunikację w sieci Wi-Fi w paśmie 2,4 GHz
• Zintegrowany konwerter UART-USB ze złączem USB-C umożliwiający programowanie układu ESP32
• Interfejs RS485 do komunikacji Half-duplex z maksymalną szybkością 1 Mbps
• Maksymalna liczba urządzeń dołączonych do magistrali RS485: 64
• Dostosowany do napięcia zasilającego z zakresu 8...32 V
• Dostarcza stabilizowanego napięcia 5,1 V o prądzie ciągłym do 3 A i krótkotrwałym do wartości 5 A
• Dostarcza stabilizowanego napięcia 3,3 V o prądzie ciągłym do 1 A i krótkotrwałym do wartości 2 A
• Zabezpieczenie przepięciowe, przeciążeniowe oraz termiczne
• Na 40-stykowe złącze w standardzie Raspberry Pi zostały wyprowadzone wszystkie istotne porty I/O oraz napięcia zasilające
• Wymiary płytki: 81x56 mm, wysokość ok. 20 mm

Wyposażenie standardowe

Kod	Opis
KAmod ESP32 POW+RS485	Zmontowany i uruchomiony moduł

Schemat elektryczny

Moduł ESP32

Elementy odpowiedzialne za funkcje resetu i programowania

Złącze GPIO

Interfejs RS485

Diody sygnalizacyjne

Interfejs USB-UART

Blok zasilania o napięciu 5 V

Blok zasilania o napięciu 3 V

Złącze zasilania

Złącze	Funkcja
POW&485 Phoenix MC3,81 mm	Doprowadza zasilanie do modułu Złącze interfejsu RS485

Złącze POW&485 (J3) pozwala na dołączenie napięcia stałego (DC) z zakresu 8...32 V, z którego jest wytwarzane napięcie 5,1 V do zasilania wszystkich komponentów płytki. Dołączając napięcie do złącza POW&485 należy zwrócić uwagę na jego prawidłową polaryzację. Oznaczenie na spodzie płytki: POWER --|+ wskazuje prawidłową biegunowość zasilania:

• -- - styk nr 1 to masa, ujemny biegun zasilania (GND),

• + - styk nr 2 jest wejściem dodatniego bieguna zasilania.

Dołączenie zasilania o parametrach wystarczających do uzyskania napięcia 3,3 V będzie sygnalizowane świeceniem diody LED D3. Nie należy dołączać napięcia o wartości powyżej 34 V. Moduł zawiera zabezpieczenie przeciw-przepięciowe, które odłączy zasilanie przy napięciu wyższym od ok. 34 V. Dołączone źródło zasilania powinno mieć odpowiednią moc. Aby moduł mógł działać z zachowaniem wszystkich parametrów (5,1 V/ 5 A), moc źródła zasilania nie powinna być mniejsza niż 30 W. Dołączenie zasilania o niższej mocy będzie skutkowało niższą wartością maksymalnego prądu w obwodzie napięcia 5 V oraz 3,3 V.

Interfejs RS485

Złącze	Funkcja
POW&485 Phoenix MC 3,81 mm	Doprowadza zasilanie do modułu Złącze interfejsu RS485

Na płytce KAmod ESP32 POW RS485 został zaimplementowany kompletny obwód interfejsu RS485 wraz z elementami zabezpieczającymi przed przepięciami. W roli sterownika zastosowano układ ST485, który umożliwia dołączenie maksymalnie 64 urządzeń, pracuje w trybie half-duplex, realizuje komunikację z maksymalną prędkością 1 Mbps. Wysyłanie danych na magistralę jest sygnalizowane miganiem diody LED D4.

Połączenie interfejsu RS485 z modułem ESP32 jest następujące:

Sygnał RS485	Wyprowadzenie modułu ESP32
RO (odczyt z magistrali RS485) DI (wysyłanie na magistralę RS485) DE/RE (sterowanie kierunkiem komuniakcji;H – nadawanie/L - odczyt)	GPIO27 GPIO25 GPIO26

Medium transmisyjnym jest 2-żyłowa skrętka, którą należy dołączyć do złącza POW&485 (J3):

• B-, styk nr 3, ujemny biegun magistrali RS485,
• A+, styk nr 4, dodatni biegun magistrali RS485.

Należy także zapewnić połączenie wszystkich urządzeń w magistrali do wspólnej masy/uziemienia. Specyfikacja magistrali RS485 wymaga, aby wszystkie połączenia tworzyły linię bez rozgałęzień i pętli, a na jej końcach należy dołączyć rezystory 120 Ω, które pełnią rolę tzw. terminatorów magistrali. Na płytce KAmod ESP32 POW RS485 znajduje się odpowiedni rezystor, który można dołączyć do magistrali zakładając zworkę na szpilki oznaczone 120R.