Твердотілка, драйвер помпи й датчики: підключення до колодки DA/IO

Написано для прошивки 0.2.93 (коміт 9648be9) · порталу 0.0.176Можливо, застаріло: поточна прошивка 0.2.127, поточний портал 0.0.182

Колодка між входами й аналоговими входами на KC868-A6 — сім клем, зліва направо як на платі: GND, DA-2, DA-1, GND, IO-2, IO-1, 3V. На ній сходяться три вузли, без яких колона не поїде: твердотілка ТЕНа, драйвер помпи браги й датчики температури. Що на цих клемах і чому — розібрано в статтях про виходи і шини; тут — лише куди який дріт, одна схема на всю колодку й те, що спалить драйвер, якщо підключити «як на Arduino».

Схема підключення до колодки DA/IO плати KC868-A6: твердотілка ТЕНа на DA-1 і GND з фазою, ТЕНом і нейтраллю на виході; драйвер IBT-2 на DA-2 через дільник 10 кОм і 5.6 кОм, LPWM і GND на GND, R_EN, L_EN і VCC на 3V, живлення помпи 12 В на B+ і B−, помпа на M+ і M−; датчик DS18B20 трьома жилами екранованого кабелю на IO-1, GND і 3V, екран на GND лише з боку плати

Що на колодці#

Клема	Що це	Хто на ній у цій схемі
`GND` (крайня)	земля плати	`LPWM` і `GND` драйвера, дільник
`DA-2`	плавний вихід 2: 0 або 10 В, ШІМ 4 кГц	драйвер помпи, `RPWM` через дільник
`DA-1`	плавний вихід 1: те саме	вхід твердотілки `+`
`GND` (середня)	та сама земля плати	`−` твердотілки, `GND` датчиків, екран кабелю
`IO-2`	шина 1-Wire 0, GPIO 33	вільна — під другий кабель датчиків
`IO-1`	шина 1-Wire 1, GPIO 32	`DQ` датчиків
`3V`	3.3 В з плати, до 200 мА на все разом	живлення датчиків, `VCC`, `R_EN`, `L_EN` драйвера

Обидві клеми GND — одна й та сама точка на платі; на схемі вони поділені лише щоб дроти не перехрещувались. Мінус блока живлення, з якого живиться плата, — теж вона.

Твердотілка на DA-1#

Чотири дроти. Два тонкі — керування, два силові — коло ТЕНа.

Звідки	Куди
`DA-1`	вхід твердотілки `+` (клема 3)
`GND`	вхід твердотілки `−` (клема 4)
фаза `L` через автомат і контактор	силова клема 1
силова клема 2	ТЕН
ТЕН, друга клема	нейтраль `N`

Твердотілка — з входом 3–32 В DC і виходом на змінний струм (маркування DA, не AA і не DD). На вході в неї світлодіод оптопари, 10 В з DA-1 йому досить, і жодного резистора між платою й твердотілкою не треба.

Периферію на DA-1 у Периферії створюйте з типом «Нагрівач». Тоді прошивка не подає на клему меандр 4 кГц (твердотілка його не усереднює й гріє на повну на будь-якому відсотку), а тримає повні 10 В частку десятисекундного періоду: 30 % — 3 с увімкнено, 7 с ні. Чому так — у статті про виходи.

Твердотілка від 2 кВт — на радіаторі, ТЕН понад 2 кВт — не через контакт реле. Аварійна твердотілка на реле 5 стоїть у силовому колі послідовно з цією — як її завести, у статті про щиток.

Перевірка: задати нагрівачу 30 % — лампа паралельно ТЕНу горить 3 с і гасне на 7 с. Горить рівно — периферія створена не як «Нагрівач» або прошивка старіша за 0.2.7.

Драйвер помпи IBT-2 на DA-2#

Помпу браги сценарій ББК веде пропорційно, 0…100 %, тому вона сидить не на реле, а на драйвері з ШІМ-входом. IBT-2 на BTS7960 — типовий вибір: тягне 12-вольтову помпу з великим запасом, а вхід у нього логічний. Це міст на два напрямки, але помпа крутить в один — тож із двох каналів драйвера задіяний лише правий, R, а лівий притиснутий до нуля.

Чому не напряму#

У характеристиках IBT-2 — «вхід 3.3–5 В», і з піна ESP32 він справді заводиться напряму. Але на клемі DA-2 не 3.3 В: там вихід операційного підсилювача LM258 з коефіцієнтом 3.13, тобто 0 або 10.3 В (аркуш DAC схеми, 1 + 10 кОм / 4.7 кОм). Вхід IBT-2 — буфер 74HC244, який живиться від клеми VCC драйвера і за даташитом терпить на вході не більше за VCC + 0.5 В. Подати 10 В на вхід, розрахований на 3.3 або 5 — це струм через захисний діод буфера. На стенді може працювати місяцями, у щитку одного дня перестане.

Тому між DA-2 і RPWM стоїть дільник з двох резисторів, а логіка драйвера живиться від клеми 3V тієї ж колодки:

Резистор	Де	Номінал
послідовний	у дроті від `DA-2` до `RPWM`	10 кОм
на землю	від `RPWM` до `GND`	5.6 кОм

Що з цього виходить: при 10.3 В на DA-2 на RPWM буде 3.7 В — нижче межі 3.8 В для буфера від 3.3 В. Якщо на платі драйвера на вході вже є підтяжка до землі 10 кОм (у різних партіях IBT-2 буває по-різному), рівень просяде до 2.7 В — усе одно вище порога «одиниці» 2.3 В для 74HC244 при 3.3 В живлення. Струм з DA-2 — 0.7 мА, для операційного підсилювача це ніщо. Резистори 0.25 Вт, запаяти в дріт і сховати в термоусадку — окрема плата тут не потрібна.

Обережно

Перетворювач рівнів 3.3↔5 В (плата на BSS138, з якою підключають 5-вольтові модулі до ESP32) сюди не годиться. Обидва його боки розраховані на 3.3 і 5 В, а DA-2 віддає 10 В — це за паспортом і для перетворювача, і для драйвера за ним. Дільник дешевший і правильний.

Дроти#

Гребінка на драйвері — 2×4, два ряди по чотири. Верхній ряд — правий канал: VCC, R_IS, R_EN, RPWM; нижній — лівий: GND, L_IS, L_EN, LPWM. Тобто живлення й земля — на одному краю гребінки, ШІМ-входи — на протилежному, а пари R/L стоять одна над одною.

Вивід IBT-2	Куди	Навіщо
`RPWM`	`DA-2` через дільник 10 кОм / 5.6 кОм	швидкість помпи
`LPWM`	`GND` плати	другий напрямок не використовується — притиснути до нуля
`R_EN`, `L_EN`	`3V` плати	обидва дозволи мають бути «одиницею», інакше вихід мертвий — навіть якщо працює лише правий канал
`R_IS`, `L_IS`	нікуди	вимір струму, прошивка не читає
`VCC`	`3V` плати	живлення буфера 74HC244; він бере мікроампери, бюджет клеми `3V` не чіпає
`GND`	`GND` плати	спільна земля логіки
`B+`, `B−`	+12 В і мінус блока живлення помпи	силове живлення, 5.5–27 В
`M+`, `M−`	помпа	крутить не в той бік — поміняти ці два дроти, а не переносити ШІМ на `LPWM`

Живлення помпи краще брати з окремого блока 12 В, не з того, що живить плату: пуск помпи просаджує напругу, і контролер від цього перезавантажується. Але мінус того блока має бути з'єднаний із GND плати — інакше рівень на RPWM драйверу нема від чого відлічувати.

Периферія на DA-2 у Периферії — тип «Насос» (так помпа зветься в прошивці), не «Нагрівач»: на насосі прошивка лишає швидкий ШІМ 4 кГц (RB_OUT_FAST_PWM у rb_environment.cpp), а десятисекундні перемикання вмикає лише для нагрівача.

Перевірка: задати помпі 100 % і виміряти мультиметром між RPWM і GND — 3.5–3.7 В. На 50 % мультиметр покаже щось між 1 і 3 В і буде правий: там меандр, середнє він читає абияк. Помпа при цьому має крутитися вдвічі повільніше, ніж на 100 %, — це і є перевірка.

Датчики DS18B20 екранованим кабелем на IO-1#

Датчик — три жили. Кабель — екранований, три жили плюс екран, як сигнальний 3×0.22 або 4×0.22 (четверта лишається в запас).

Жила зонда	Клема плати	Примітка
живлення (у більшості зондів червона)	`3V`	3.3 В датчику досить
дані `DQ` (жовта або біла)	`IO-1`
земля (чорна)	`GND`
екран кабелю	`GND` лише з боку плати	з боку датчика екран обрізати й ізолювати

Кольори жил у зондів різні — звіряйте з описом продавця, а не з цією таблицею. Переплутані живлення й земля датчик не спалять, але він гріється й не відповідає.

Кілька датчиків на один кабель — паралельно, ті самі три жили: куб, низ колони, верх колони на одному кабелі до IO-1; дефлегматор і холодильник — другим кабелем до IO-2. Обидві шини працюють одночасно. Підтяжка 4.7 кОм і послідовні 100 Ом уже на платі (аркуш Sensors схеми) — модулі й адаптери з власним резистором сюди не ставити, друга підтяжка паралельно псує шину.

Екран з'єднаний із землею з обох кінців — це не екран, а ще один провідник, по якому тече струм від різниці потенціалів між кубом і щитком; датчики від цього починають брехати на градуси. Тому лише з боку плати.

Який роз'єм якою шиною видно в прошивці — IO-2 це шина 0, IO-1 — шина 1: стаття про шини.

Перевірка перед подачею живлення#

На DA-1 і DA-2 — тільки входи приймачів: + твердотілки й RPWM через дільник. Нічого, що бере струм.
LPWM — на GND, R_EN і L_EN — на 3V. Не навпаки.
Дільник у дроті DA-2 є, 10 кОм у розрив і 5.6 кОм на землю. Без нього драйвер не підключати.
Мінус блока живлення помпи — на GND плати.
Екран кабелю датчиків — на GND з боку плати, з боку датчиків ізольований.
Периферія DA-1 — «Нагрівач», DA-2 — «Насос».

Суміжні статті#

Реле й аналогові виходи KC868-A6 — що насправді на клемі DA і чому нагрівач на ній ведеться часо-пропорційно.
Шини й роз'єми KC868-A6 — дві шини 1-Wire, яка з них шина 0, і що з решти роз'ємів працює.
Як зібрати щиток на KC868-A6 — аварійна твердотілка на реле 5, контактор, порядок монтажу.
Датчики температури — DS18B20 проти PT100, де яких ставити.

← ПопередняСухі контакти й аналогові входи KC868-A6 Наступна →Шини й роз'єми KC868-A6: RS485, I2C, 1-Wire і решта