Больше года назад я обозревал (на мой взгляд) замечательный контроллер KC868-A4, прошло некоторое время и Kincony выпустила его модернизированную версию KC868-A4S, причём модернизированную настолько, что от старого контроллера остались только формфактор печатной платы, микроконтроллер ESP32 и 4 реле, — всё остальное кардинально переработано и улучшено.
В «детский» вариант KC868-A4 для «пионерского кружка с пищалкой» добавлены: поддержка модулей RTS DS3231, GSM модулей SIM800L/SIM7600E, Ethernet LAN8720A, интерфейс RS485, 12 цифровых входов и прочие компоненты и подсистемы.
Можно сказать, что это уже совсем другой, гораздо более серьёзный контроллер в старом формфакторе и с похожим названием. Кстати, я не знаю, что обозначает буква S в названии, но, судя по всему, это сокращение от SUPER и, глядя на новый контроллер, с этим трудно не согласиться.
Однако столь масштабная модернизация не могла пройти без определённых потерь и A4S лишился некоторых подсистем и возможностей A4 — насколько существенны эти потери мы тоже разберём далее…
❯ Kincony KC868-A4S
Начнём со сравнительной таблицы компонентов и подсистем контроллеров KC868-A4 и KC868-A4S. В этой таблице в наглядном виде представлены основные подсистемы контроллеров и оранжевым цветом выделены «выигрышные» позиции.
Невооружённым взглядом видно, что оранжевых плашек в полтора раза больше у контроллера KC868-A4S, причём существенным является то, что и значимость этих подсистем у KC868-A4S тоже значительно выше.
(Управляющий микроконтроллер — это всё тот же ESP32, поэтому я его тут даже не упоминаю.)
Как видно из вышеприведённой таблицы, паритет у контроллеров A4 и A4S сохраняется только по одному пункту — в обоих моделях установлено по 4 реле (что и определяет их принадлежность к линейке A4).
У KC868-A4S количество цифровых входов увеличено с 4 до 12, а аналоговых входов 0–5 В — с 2 до 4. Это даёт большие возможности при реализации проектов по автоматизации. Правда за это пришлось заплатить потерей двух аналоговых входов 4–20 мА (что печально, они точно не помешали бы).
Зато в новой модели появились 8 аналоговых выходов 0–10 В (вместо двух в предыдущей) и 8 так называемых PWM выходов (пинов, выведенных в отдельный разъём на плате).
На внешние колодки выведено 2 GPIO для подключения датчиков (вместо одного GPIO в предыдущей модели), — что тоже неплохо.
Теперь о главном. В новую модель добавлены подсистемы поддержки модулей RTS DS3231, GSM модулей SIM800L/SIM7600E, Ethernet LAN8720A, интерфейса RS485, что выводит KC868-A4S на совершенно другой уровень — ему становится доступной реализация гораздо более сложных и масштабных IoT проектов.
RTS DS3231 — возможность подключения RTS модуля DS3231 и оснащение контроллера автономным отсчётом времени — это очень и очень полезная опция для любого контроллера.
SIM800L/SIM7600E — про крайнюю полезность подключения 2G/4G GSM модулей к контроллеру тоже говорить не приходится — это просто очевидная вещь.
Ethernet LAN8720A — ещё одна «киллер фича» по сравнению с KC868-A4.
Интерфейс RS485 — и какой же уважающий себя контроллер без интерфейса RS485?
Ну и по мелочи — I2C разъём для подключения к плате контроллера дополнительного оборудования, USB разъём Type-C вместо Mini-USB и т. д.
Теперь давайте разберёмся с тем, что мы потеряли по сравнению с KC868-A4, это:
- DB9 разъём RS232
- Разъём приёмника 433 МГц
- Разъём передатчика 433 МГц
- Инфракрасный (IR) приёмник
- Инфракрасный (IR) передатчик
- Пьезокерамическая пищалка (buzzer)
Из всего этого богатства можно пожалеть только об инфракрасных (IR) приёмнике и передатчике и пьезокерамической пищалке, да и то, при особом желании можно попробовать имплантировать их в контроллер при помощи паяльника.
В общем, баланс потерь и приобретений однозначно говорит о функциональном преимуществе KC868-A4S и не оставляет KC868-A4 шансов. Наверное, кроме одного — если ТТХ вашего проекта точно вписывается в возможности A4, в остальных случаях A4S безусловно побеждает.
❯ Корпус и комплектация
Подробные пояснения по внешнему виду корпуса и комплектации контроллера вы можете найти по ссылке на KC868-A4 в начале этой статьи (корпус и комплектация у обоих контроллеров одинаковые). Здесь я только замечу, что это 20-сантиметровый «нестандартный», но при этом довольно удобный корпус на DIN-рейку с готовыми заглушками для дополнительных разъёмов и местом под дисплей (ни того, ни другого в стандартной комплектации KC868-A4S нет, но у вас есть возможность добавить их самостоятельно, при желании).
Тут можно сказать несколько слов об идеологии создания распределительных шкафов для оборудования и в том числе контроллеров компании Kincony. Этот подход несколько отличается от привычного нам — берётся огромная пустая базовая пластина (основание) от шкафа и на ней в свободном порядке, в соответствии с конкретным проектом, устанавливаются DIN-рейки и прочее оборудование.
В результате такого подхода геометрия контроллера не имеет особого значения — у Kincony есть контроллеры-монстры размером со скейтборд, а в Китае, соответственно, есть в продаже огромные распределительные шкафы без заранее установленных DIN-реек и соответствующих вырезов в передней панели шкафа.
В более привычные нам недо-шкафы «на 3 автомата в прихожей» такой корпус конечно не вставить — там просто нет для него места.
Также, при необходимости, плату контроллера можно установить вообще без корпуса внутрь вашего устройства — для этого на плате имеются соответсвующие вырезы.
❯ Плата Kincony KC868-A4S
Вид платы KC868-A4S сверху — всё сделано в лучших традициях Kincony — ровненько и аккуратненько. Обратите внимание на специальные отверстия в плате для крепления стоек RTC и 4G GSM модулей.
Вид снизу. Тоже всё привычно и ожидаемо.
❯ Схемотехника
Теперь переходим к рассмотрению схемотехники KC868-A4S и подробно разберём устройство его ключевых узлов. Полную схему контроллера можно найти по ссылке в начале статьи, здесь я разберу только наиболее интересные и значимые моменты схемотехники KC868-A4S.
Питание
Начнём с питания. Схема подсистемы питания KC868-A4S традиционна для контроллеров Kincony, за исключением того, что здесь, вместо привычного нам по предыдущим моделям чипа LM117-3V3 на ток 800 мА, используется микросхема DC/DC Step-Down преобразователя TLV62565DBVR на 1,5 А.
Цифровые входы
KC868-A4S имеет 12 цифровых входов «сухой контакт», завязанные на два расширителя портов PCF8574P с I2C интерфейсом. Причём вторая микросхема PCF8574P обслуживает не только цифровые входы, но и релейные выходы (об этом ниже).
Аналоговые входы
На KC868-A4S разработчики почему-то все четыре аналоговых входа распаяли по схеме 0–5 B, хотя логичнее было бы сделать два входа 0–5 B и два входа 4–20 мА. Почему так — непонятно, но при необходимости, можно самостоятельно перепаять от одного до четырёх аналоговых входов на 4–20 мА (номиналы деталей можно посмотреть в предыдущих статьях о других моделях контроллеров Kincony).
Аналоговые и PWM выходы
Выходные сигналы поделены на два пула: 8 аналоговых каналов 0-10 В (выведены на колодки) и 8 PWM каналов (выведены в разъём на плате). Формированием этих сигналов занимается 16-канальный 12-битный ШИМ драйвер PCA9685PW с интерфейсом I2C.
Реле
На плате KC868-A4S установлены 4 реле со светодиодной индикацией их текущего состояния. А вот управлением работой этих реле занимается одна из микросхем PCF8574P цифровых входов, упомянутая выше.
GSM модули SIM800L/SIM7600E
GSM регион на плате сделан гибридным и предусматривает возможность установки либо 2G модуля SIM800L, либо более продвинутого 4G модуля SIM7600E.
Более лёгкий модуль SIM800L просто устанавливается в два разъёма на плате и удерживается в них силой трения контактов. Причём на плате присутствуют контактные площадки для разных модификаций модулей SIM800L.
Для крепления более тяжёлого и объёмного модуля SIM7600E на плате предусмотрены отверстия для установки специальных стоек. В продаже имеется огромное количество модификаций модуля SIM7600 с поддержкой различных стандартов и диапазонов — можно выбрать подходящий для вашей страны.
И вот собственно схема подсистемы GSM контроллера Kincony KC868-A4S и распиновки разъёмов для установки GSM модулей.
RTC DS3231
«Вторым этажом» на плату контроллера KC868-A4S можно установить популярный модуль часов реального времени на чипе DS3231. Чтобы модуль «не болтался» предусмотрено его дополнительное крепление при помощи специальных стоек и отверстий под них в плате.
Обратите внимание, что на фото RTC модуль вставлен укороченной версией разъёма без доступа к контактам 32K и SQW, хотя разъём на плате полноценный и имеет эти контакты. Очевидно, что подобный подход снижает доступную функциональность модуля DS3231, хотя основная функция автономного времени будет доступна.
Если вставить модуль правильно, то придётся как-то колхозить его крепление — отверстия для стоек на модуле уже не будут соответствовать отверстиям на плате. Справедливости ради нужно отметить, что в 99,(9) процентов случаев от RTC модуля не требуется ничего, кроме собственно автономных данных о времени.
Схема разъёма для подключения модуля DS3231:
I2C разъём
Крайне полезный разъём для безболезненного подключению к контроллеру различного дополнительного I2C оборудования. Распиновка I2C разъёма:
❯ Распиновка KC868-A4S
Проверенная распиновка ESP32 ядра контроллера KC868-A4S. Пины WS2812 и BUZZER хоть и присутствуют на официальных схемах Kincony, но в действительности отсутствуют на плате. Видимо это было в планах разработчиков, но по какой-то причине не реализовалось (а жаль).
❯ Схема внешних подключений
Немного окультуренная схема внешних подключений контроллера KC868-A4S от производителя:
❯ Заключение
Очень и очень неплохо — ESP32, LAN Ethernet, GSM, RTC, DI, AI, AO, PWM и т. д. — похоже стараниями компании Kincony на рынке появилось интересное железо для реализации чуть ли не любых проектов по автоматизации (см. их модельный ряд). Хотя всегда найдётся что ещё можно добавить и улучшить.
