Kincony решила окончательно утвердить своё имя в зале славы производителей контроллеров всех времён и народов и выпустила уникальную модель KC868-A256 аж с 512 GPIO на борту. Насколько я понимаю, никто ранее ничего подобного не делал и это действительно уникальная в своём роде вещь.
(Особенно впечатляюще KC868-A256 смотрится в сравнении с контроллерами, которые имеют всего несколько GPIO на вход и несколько GPIO на выход, а то и не имеют таковых вовсе.)
Как к этому относиться — как к демонстрации возможностей и технологическому курьёзу или как практическому девайсу для автоматизации — каждый может решить сам, мы же далее посмотрим подробно как всё это устроено и как это работает.
❯ Групповое взвешивание
Всё познаётся в сравнении и для начала давайте посмотрим как внешний вид и габариты KC868-A256 соотносятся с его одногруппниками и предшественниками KC868-A128 и KC868-A64.
Чётко прослеживается эволюционная последовательность — добавляется количество входов и выходов и растут габариты контроллера. Тут встаёт вопрос о разумном пределе роста габаритов — уже KC868-A64 установишь не в каждый электрощит, что уж говорить о KC868-A256.
С другой стороны, похоже в Китае существуют свои традиции компоновки электрощитов и сами щиты отличаются от привычных нам своим устройством — там на (большое) основание в свободном порядке устанавливаются компоненты в соответствии с конкретным проектом и при таком подходе не возникает проблем с контроллерами любых габаритов.
Но в наш типовой «щиток на 3 автомата» KC868-A256 конечно не запихнёшь, в него вообще мало что можно «запихнуть».
Ну и для сравнения KC868-A256 рядом с «каноническим» родоначальником всей серии KC868-A4. Как говорится, почувствуйте разницу и величину творческой потенции компании Kincony.
Цена KC868-A256 впечатляет, но в пересчёте на порт составляет менее 200 руб., что вроде бы не так уж и много, а сколько будет стоить альтернативное решение 256 входов/256 выходов от других компаний — даже подумать страшно (и будет точно больше стоимости KC868-A256).
❯ KC868-A256
Теперь перейдём к более подробному рассмотрению ТТХ KC868-A256 и перечислим его составляющие части и характеристики.
- Микроконтроллер ESP32
- 256 цифровых опторазвязанных входов («сухой контакт»)
- 2 аналоговых входа 0–5 В
- 2 аналоговых входа 4–20 мА
- 256 MOSFET выходов 12/24 В/0,5 А
- 256 светодиодов состояний выходов
- Возможность подключения внешних блоков реле KC868-E16 или аналогичных
- Интерфейс RS485
- Ethernet LAN8270A
- Разъём USB Type-C для программирования
- Кнопки «Reset» и «Download»
- Питание от 12/24 В постоянного тока
В общем, KC868-A256 — это такая «матрица» из 256 цифровых входов и 256 MOSFET выходов с возможностью управления и коммуникации по Wi-Fi и/или Ethernet. Тут обращает на себя внимание следующий момент: 256 MOSFET выходов предполагают либо огромный жгут проводов, выходящий из щитка, либо наличие 16 (!) блоков реле наподобие KC868-E16 — а вот это уже точно не влезет ни в один электрощит. Видимо предполагается выводить жгут управляющих линий от контроллера KC868-A256 к каким-то специализированным стойкам с блоками реле.
❯ Схемотехника
Фото контроллера сверху, чтобы можно было оценить соотношение сторон и расположение элементов. Kincony, как истинный мастер, работает с большими формами и длина её контроллеров может запросто составлять полметра (смайл).
Обратная сторона KC868-A256 также прекрасна: нижняя часть содержит элементы входов, а верхняя логику и мосфеты выходов.
Подсистема питания
Подсистема питания выполнена на 2-амперном STEP-DOWN преобразователе BL8032CB6TR (5 В) и двух линейных стабилизаторах AMS1117 на 3,3 В.
ESP32
Распиновка ESP32 от производителя. На схеме также видны две шины управления входами «165» и выходами («595») контроллера.
USB-UART
В контроллере применена традиционная для Kincony схема переходника USB-UART. Сам USB разъём сделан в виде модного Type-C.
Цифровые входы
Поскольку KC868-A256 содержит огромное число входов, то разработчик разделил общее их количество на 16 условных блоков, которые подключены каскадом и каждый из которых содержит по 16 входов.
Ниже дана схема одного из таких блоков, сделанных на основе 8-битных сдвиговых регистров SN74HC165 и транзисторных оптопар PS2801-4 с соответствующей обвязкой.
Аналоговые входы
Джентльменский набор из двух аналоговых входов 0-5 В и двух аналоговых входов 4-20 мА, сделанных на операционном усилителе LM324.
MOSFET выходы
MOSFET выходы также организованы каскадом из 16 блоков, каждый из которых имеет по 16 MOSFET выходов.
Блоки сделаны на основе 8-битных сдвиговых регистров SN74HC595, матриц транзисторов Дарлингтона ULN2803A и мосфетов 40P05Y (40В, 5,3А).
Фото элементов подсистемы выходов крупным планом:
RS485
Интерфейс RS485 реализован на приёмопередатчике SP3485 (RS422/RS485).
LAN8720A
Типовая для Kincony схема Ethernet интерфейса на чипе LAN8720A.
❯ Распиновка
Проверенная и удобочитаемая распиновка ESP32 на плате KC868-A256.
❯ Схемы подключения
Карта подключений контроллера KC868-A256 от производителя, немного доработанная и исправленная.
Также пример подключения к KC868-A256 различной периферии: блока реле KC868-E16, герконового датчика открывания двери и многоканального настенного выключателя. Основная сложность здесь в подключении огромного количество проводов и грамотной прокладки их внутри щитка и снаружи по кабельным каналам.
❯ Заключение
Итого, аппарат оставляет двойственные впечатления: с одной стороны, он больше похож на экспонат кунсткамеры или Книги рекордов Гиннеса или даже на коллекционный образец, как выдающийся образчик техно-фетишизма, а с другой стороны, если вам нужно отслеживать состояние 256 входов и управлять 256 выходами, то почему бы и нет?
