Продолжаем знакомство с контроллерами Norvi и сегодня разберём устройство и назначение NORVI Agent 1. Семейство Agent 1 — это контроллеры в компактном (ширина 36 мм) корпусе на DIN-рейку, чем-то напоминающие ранее рассмотренные нами контроллеры NORVI IIOT, но со своими особенностями, связанными как с более компактным дизайном, так и с несколько другой идеологией.
При ближайшем рассмотрении контроллеры линейки NORVI Agent 1 оказались на удивление функциональными устройствами, несмотря на свой субтильный вид: тут и мощный микроконтроллер ESP32 (или STM32), в разных модификациях поддержка LoRa или NB-IoT, картридера microSD карт памяти, часов реального времени (RTC) и т. д.
Другими словами, малыш оказался довольно интересным и сейчас мы посмотрим что и как там устроено и как можно использовать его для автоматизации своего хозяйства…
Семейство NORVI Agent 1
Контроллеры семейства NORVI Agent 1 имеют множество опций (модификаций), рассмотрение которых мы начнём с управляющего микроконтроллера. Возможны два варианта: на ESP32 (ESP32-WROVER-B) и STM32 (STM32L151xE). В моём случае в контроллере установлен ESP32 и всё дальнейшее повествование будет относиться к этому варианту.
Внешний вид NORVI Agent 1 (AT01-BM1). Обратите внимание на два отверстия в корпусе рядом с Mini-USB разъёмом — это доступ к кнопкам «BOOT» и «RESET» контроллера.
Представление об основном функционале контроллеров NORVI Agent 1 и доступных опциях можно составить по следующей таблице. Все модели имеют по 3 цифровых входа, тот или иной вариант аналоговых входов (кроме модели AT01-BT3), и в разных модификациях термодатчики, релейные или транзисторные выходы и интерфейс RS485.
Тут, вспоминая идеологию контроллеров Norvi, можно сказать, что пользователь может выбрать необходимую модификацию (набор функций), исходя из своего проекта и конкретной задачи по автоматизации. Ограниченный набор функций в каждой отдельной модификации имеет и объективную причину — в небольшом корпусе просто нет места для большего количества входных и выходных контактов.
Модель AT01-BM1, имеющаяся в моём распоряжении, выделена серым фоном.
Итак, мы уже имеем (2*7) 14 модификаций контроллеров линейки NORVI Agent 1, но это ещё не всё. Поверх этих базовых вариантов существует ещё 3 опции модулей беспроводной связи: GSM/LTE SIM7000E, GSM/LTE/NB-IoT SIM7500E или LoRa SX1276.
Вместе с модулями беспроводной связи мы получаем (14*4) 56 модификаций контроллеров линейки NORVI Agent 1. Но и это ещё не всё, есть ещё опция комплектации контроллера внешней SMA антенной, картридером microSD карт памяти и часами реального времени (RTC).
Итого, мы получаем (56*4) 224 варианта контроллеров NORVI Agent 1. А по скромному внешнему виду и не скажешь с каким айсбергом мы имеем дело в лице Первого Агента.
Из-за ограниченного пространства внутри корпуса в контроллерах линейки NORVI Agent 1 отсутствует уже привычный нам дисплей, который заменён умным RGB светодиодом — проявив немного фантазии, можно сделать довольно информативную индикацию состояний контроллера и происходящих событий.
Компоненты и характеристики
Теперь подробно рассмотрим модель NORVI Agent 1 AT01-BM1, имеющуюся в моём распоряжении. Её основные характеристики:
- ESP32 (ESP32-WROVER-B)
- 3 цифровых входа
- 3 аналоговых входа (0-10 В)
- интерфейс RS485
- умный RGB светодиод (WS2812)
- 4 индикаторных светодиода
- Пользовательская кнопка управления на передней панели
- кнопка «BOOT»
- кнопка «RESET»
- Mini-USB разъём (USB-UART CP2102)
- Напряжение питания: 24 В
Эта модель, возможно из-за своей компактности, лишена межблочного интерфейса, то есть к ней не получится подключить дополнительные модули расширения. Но, учитывая количество модификаций NORVI Agent 1 и их состав, это не является проблемой — всегда можно подобрать нужную вам конфигурацию и набор функций.
Ну а использование ESP32 делает контроллеры линейки NORVI Agent 1 довольно мощными устройствами, способными обрабатывать информацию, коммуницировать с другими сетевыми устройствами и предоставлять удобный веб-интерфейс.
Внешний вид
Agent 1, как и все контроллеры Norvi, имеет приличный внешний вид, хороший корпус и производит приятное впечатление (которое портит только выступающий Mini-USB разъём). Видно, что над дизайном корпуса работали и старались всё сделать качественно и красиво.
Вид сверху на AT01-BM1
Снизу всё тоже сделано хорошо — качественные пластмасса и литьё, удобный механизм крепления на DIN-рейку.
Внутреннее устройство
Поскольку NORVI Agent 1 не содержит межблочного разъёма, то ничто не мешает его лёгкой разборке и сборке. Нужно только немного отогнуть пластмассу корпуса и освободить 4 защёлки — и верхняя крышка свободно снимается.
Сам контроллер NORVI Agent 1 состоит из двух плат, соединённых вместе при помощи двух стоек со штырьками. Этот же принцип компоновки плат используется и в других контроллерах Norvi.
Схемотехника
Несмотря на меньший размер плат, контроллеры NORVI Agent 1 вмещают в себя множество различных компонентов (беспроводные модули, картридер microSD карт, часы реального времени и т. д.), чуть ли не больше, чем в полноразмерных контроллерах серий NORVI IIOT и ENET. Обеспечивается это плотным использованием площади печатных плат со всех сторон (4 поверхности).
Из сомнительных решений можно отметить свободно «висящий» на ножках конденсатор, который никак не закреплён, кроме этих самых ножек (на фото горизонтально расположенный бочонок). Качество отмывки флюса тоже не радует — мне пришлось отмывать платы вручную.
Напоминание. Официальная документация контроллеров NORVI Agent 1 всё также остаётся сборником всевозможных ошибок. Рекомендуется прежде, чем что-то подключать по руководствам Iconic Devices, десять раз всё перепроверить (и пользоваться статьями этого цикла — всё, что здесь написано, соответствует действительности и проверено мной).
Назначение контактов и расположение индикаторов NORVI Agent 1
Интерфейс между платами
Платы контроллера соединены между собой двумя группами контактов P1 и P3 по 5 и 7 штырьков соответственно. Поскольку официальная схема от производителя отсутствует, то назначение конкретных пинов неизвестно (но при желании это можно установить самостоятельно).
Нижняя плата содержит колодки для подключения входов, выходов и питания контроллера (24 В), элементы подсистемы питания, микросхемы интерфейса RS485 и цифровых и аналоговых входов.
Верхняя плата содержит микроконтроллер ESP32-WROVER-B, Mini-USB разъём с микросхемой USB-UART интерфейса, RGB светодиод, управляющие кнопки, индикаторные светодиоды и прочие элементы.
Питание
Подсистема питания состоит из импульсного понижающего регулятора напряжения на LM2596S (5 В) и элементов его обвязки. Входное напряжение, указанное производителем, должно быть 24 В (в реальности контроллер работает и от меньшего напряжения).
Вид на элементы подсистемы питания NORVI Agent 1: микросхема DC-DC преобразователя LM2596S, индуктивность, диод, фильтрующие конденсаторы и прочие элементы. Виден также конденсатор, который просто висит на изогнутых ножках.
Верхняя плата содержит линейный регулятор напряжения AMS1117, который формирует напряжение 3,3 В для питания микроконтроллера ESP32-WROVER-B.
Нормальным является режим питания контроллера через контакты клеммных колодок, но частично запитать его можно и от Mini-USB разъёма, в этом случае будут работать микроконтроллер ESP32 и можно будет заливать прошивки в контроллер.
Ядро ESP32
В качестве ядра контроллера NORVI Agent 1 используется модуль ESP32-WROVER-B. Располагается он на обратной стороне верхней платы, вместе с линейным регулятором LM117-3V3, формирующим напряжение 3,3 В для его питания.
Любопытно, что и здесь в официальной документации допущена ошибка — в качестве управляющего микроконтроллера указан ESP32-WROOM-32, хотя в действительности на плате установлен ESP32-WROVER-B.
USB подключение
Для подключения к компьютеру, программирования и заливки прошивок в ESP32 на верхней плате присутствует Mini-USB разъём и микросхема USB-UART преобразователя CP2102, а также прочие элементы и кнопки «BOOT» и «RESET».
Как я уже упоминал ранее, на корпусе присутствуют соответствующие отверстия для нажатия нажатия этих кнопок.
Цифровые входы
NORVI Agent 1 имеет 3 цифровых входа, подключённых через микросхему TLP290-4 (4 оптопары) и элементы обвязки.
Ниже приведена схема подключения цифровых входов NORVI Agent 1. Возможны два варианта с «плюсом» на COM контакт и с «минусом», в терминологии производителя «Sink» и «Source».
Микросхема TLP290-4 для обслуживания цифровых входов, установленная с обратной стороны нижней платы.
Правильная нумерация GPIO цифровых входов:
I0 — D18
I1 — D26
I2 — D27
Аналоговые входы
NORVI Agent 1 имеет 3 аналоговых входа 0-10 В, которые используют микросхему 16-битного аналого-цифрового преобразователя ADS1115 с I2C интерфейсом.
Расположение на плате микросхемы аналого-цифрового преобразователя ADS1115. Адрес на I2C шине 0x48.
Схема входных цепей аналого-цифрового преобразователя 0-10 В.
И расположение входных контактов подсистемы аналоговых входов NORVI Agent 1 AT01-BM1.
RGB светодиод
Видимо из-за недостатка места, в NORVI Agent 1 вместо дисплея применён умный RGB светодиод WS2812. Это конечно не дисплей, но тоже позволяет создать довольно информативную индикацию состояний контроллера и происходящих в системе событий.
Светодиодные индикаторы
В NORVI Agent 1 на плате установлены 4 индикаторных светодиода. Нумерация сверху вниз по фото ниже: I2, I1, I0 (цифровые входы). Назначение самого нижнего светодиода осталось невыясненным — в моём экземпляре Agent 1 он не горит и никак не отзывается на попытки его активизации со стороны контроллера. Я могу предположить, что это светодиод для индикации напряжения питания, но и тут непонятно почему он не горит (возможно неисправен).
Кнопка
Пользовательская кнопка на GPIO35. Весьма полезное дополнение функционала контроллера — можно осуществлять какие-то переключения в ручном режиме с передней панели.
RS485
Интерфейс RS485 реализован на микросхеме трансивера MAX485, которая располагается на нижней печатной плате контроллера.
Фото подсистемы RS485 контроллера NORVI Agent 1. Виден чип MAX485 и прочие элементы этой подсистемы.
Расположение контактов интерфейса RS485 на самом контроллере.
Распиновка
В завершение схема распиновки контроллера NORVI Agent 1. Видно, что множество контактов ESP32 просто не используется, но это простительно для такого компактного контроллера как Agent 1.
Заключение
Мы рассмотрели уже четыре контроллера NORVI IIOT, NORVI ENET, NORVI Cema и NORVI Agent 1 из моей коллекции, в следующей статье мы разберём устройство и назначение встраиваемой модели NORVI Agent 2 (AP01-BC1), которая имеет необычный корпус и значительно отличается от ранее рассмотренных контроллеров Norvi.
