Как стать автором
Обновить
1207.31
Рейтинг
Timeweb Cloud
Облачная платформа для разработчиков и бизнеса

AlertBox Radio Lite: волшебная коробочка (можно даже без DIY)

Блог компании Timeweb Cloud Разработка для интернета вещей *Разработка под Arduino *Умный дом DIY или Сделай сам


Сегодня мы начинаем знакомство с новым семейством контроллеров AlertBox компании (торговой марки/интернет-сервиса) UNIMON. Контроллеры AlertBox — это часть экосистемы мониторинга и решений для автоматизации, состоящей из интернет-сервиса my.unimon.ru и различного оборудования (контроллеров, проводных и беспроводных датчиков и пр.) специально предназначенного для работы в этой экосистеме.

Система UNIMON рассчитана на обслуживание B2B решений, то есть автоматизацию небольших и средних компаний (торговля, складская деятельность, фармацевтика, малый бизнес и т. п.) и в этом смысле является «готовым решением» — в её составе есть самостоятельно разработанное оборудование, собственное программное обеспечение, свой интернет-сервис и все остальные компоненты, необходимые для комплексного обслуживания клиентов.

Но нас, как всегда, будут интересовать именно контроллеры (семейства AlertBox) в контексте их применения в сфере DIY и домашней автоматизации, как оказалось, это очень интересные устройства на ESP32, которые можно просто купить и залить в них свою прошивку и использовать так, как нужно именно вам в ваших проектах.

Вообще, по этой теме есть много интересной информации, берите свою любимую кружку (с чаем) и приглашаю вас в очередное увлекательное путешествие в мир контроллеров.

О компании


По традиции, вначале немного подробнее об экосистеме UNIMON, её решениях, идеологии и реализованных возможностях. На данный момент производитель создал все элементы экосистемы (интернет-сервис, оборудование, типовые решения и т. д.) и успешно продаёт свои услуги (и оборудование) всем желающим. Среди клиентов значатся десятки, причём довольно известных, компаний из различных областей народного хозяйства и сферы обслуживания.

Поскольку целевой аудиторией являются именно компании (часто ведущие довольно ответственный бизнес, например фармакологический), то UNIMON уделяет особое внимание надёжности своих решений: сервисная часть в интернете спроектирована с учётом возрастающей нагрузки от подключения новых клиентов и осуществляет постоянное резервирование пользовательских данных в разные ЦОДы, контроллеры AlertBox имеют встроенные аккумуляторы, а старшие версии — отдельные аппаратные модули watchdog и т. д. и т. п.



Отдельно хочется отметить официальную сертификацию всего оборудования и даже внесение в Государственный реестр средств измерения подключаемых датчиков. Я впервые увидел (внешне очень напоминающий ардуиновский) датчик температуры и влажности с официальным паспортом и интервалом метрологической поверки 2 года.

Другими словами, UNIMON предлагает очень привлекательное готовое решение для автоматизации компаниями своего бизнеса — обратился в UNIMON — получил оборудование со всеми возможными паспортами и разрешениями, настроил алгоритмику работы в личном кабинете сервиса и закрыл свою задачу по автоматизации.

Обратная сторона


С точки зрения целевой аудитории, я не вижу никаких недостатков или недоработок в решениях, предоставляемых UNIMON — там и придраться не к чему, например, я давно не встречал такой качественной сопроводительной документации — она написана на хорошем техническом языке и практически не содержит никаких ошибок, что большая редкость в наше время.

Но поскольку я смотрю на всё под специфическим DIY углом, то рассматриваю решения UNIMON на предмет возможности использования в своих проектах и, скорее всего, вне его интернет-экосистемы (хотя, если потребует задача, то можно воспользоваться и интернет-сервисом).


Просто добавь воды подсоедини провода

С точки зрения DIY энтузиаста, решения UNIMON имеют некоторые недостатки: относительно высокую цену контроллеров и платность интернет-сервиса. Ещё раз повторюсь — всё это недостатки только с точки зрения DIY-щика, для целевой аудитории (компаний) цены более чем приемлемые, особенно учитывая комплексность решения и тотальную сертификацию для любых проверяющих органов.

Насколько я понял, UNIMON планирует продавать свои контроллеры для DIY применения по более низкой цене, но без своего встроенного программного обеспечения. Это воистину соломоново решение, когда все имеют шанс остаться довольными.

Семейство контроллеров AlertBox


Теперь поговорим о самих контроллерах AlertBox, их разновидностях и областях применения. Линейка AlertBox содержит несколько моделей, в моём распоряжении оказались две из них: более простой AlertBox Radio Lite и продвинутый AlertBox Radio.

В целом эти контроллеры похожи и имеют одинаковое ядро в виде ESP32 и SIM800C, разница заключается в дополнительных возможностях и интерфейсах. Например, AlertBox Radio содержит интерфейсы RS485 и Ethernet, встроенные watchdog, часы реального времени (RTC), microSD картридер и прочие дополнительные функции.


Два брата: Lite и Radio

Оба контроллера содержат реле для управления оборудованием, беспроводной LoRa модуль (868 МГц), встроенный аккумулятор и прочие элементы, об этом мы подробнее поговорим далее.

Вообще, мне нравится подход UNIMON к проектированию контроллеров — это первый случай, когда контроллер штатно содержит встроенный аккумулятор, (а старшие модели) часы реального времени и аппаратный модуль watchdog — эти простые истины мне приходится доносить до каждого производителя контроллеров с которым мне доводится общаться (и, как правило, безрезультатно), а тут всё это есть в готовом виде!

Датчики AlertNode


Экосистема UNIMON содержит различные проводные и беспроводные датчики как собственного производства, так и производства сторонних компаний. Контроллеры AlertBox имеют встроенный LoRa модуль и могут управлять беспроводными датчиками AlertNode и датчиками других производителей.

В моём распоряжении имеются два подобных датчика — AlertNode Base и AlertNode Standard — это похожие приборы, работающие (по несколько модифицированному) стандарту LoRaWAN, где контроллеры AlertBox выступают в роли (псевдо) базовых станций. Это интересная тема и о ней мы, возможно, поговорим в отдельной статье.



AlertNode Base является простой версией с одним аккумулятором и встроенной антенной, а AlertNode Standard — более продвинутой, с двумя встроенными аккумуляторами, внешней антенной и, соответственно, с лучшими характеристиками по дальности связи и продолжительности автономной работы. Сделаны датчики на основе интегрированного чипа Acsip S76S (STM32L073x + SX1276).

Ну и вишенка на торте: оба датчика сертифицированы и внесены в Государственный реестр средств измерения (шах и мат, все пионеры конкуренты молча встают и выходят).

AlertBox Radio Lite


На этом вступительную часть я заканчиваю и перехожу к описанию и разборке контроллера AlertBox Radio Lite (AlertBox Radio мы рассмотрим в отдельной статье). Radio Lite в качестве ядра содержит микроконтроллер ESP32-WROOM-32D со всеми присущими ему характеристиками (Wi-Fi, Bluetooth и т. д.).

AlertBox Radio Lite содержит:

  • ESP32-WROOM-32D
  • GSM модуль SIM800C
  • Разъём для SIM-карты
  • Разъём для подключения GSM антенны
  • 2 входа «сухой контакт»
  • Беспроводные Bluetooth датчики (до 5 шт.)
  • LoRa модуль с пружинной антенной (до 10 датчиков)
  • Интерфейс 1-Wire (до 5 датчиков)
  • Реле 220 В, 3 А
  • Кнопка FN
  • Аккумулятор резервного питания (18650)
  • Разъём MicroUSB (только питание)
  • Тумблер ON/OFF
  • Разъём I2C ext
  • Разъём для программирования (RX, TX, GND)
  • Разъём BOOT
  • Разъём RESET
  • 5 индикаторных светодиодов POWER, STBY/CHRG, RELAY, GSM
  • Сдвоенный светодиод NETS/STATUS

Исходя из списка компонентов, можно сказать, что в AlertBox Radio Lite есть всё для счастливой жизни и реализации ваших самых дерзких IoT фантазий, этому контроллеру не хватает только исполнительной части, что-нибудь в духе Kincony, реле эдак штук на 30, но это уже был бы совсем другой контроллер.

Ограничения по количеству датчиков касаются только «легитимного» использования контроллера в экосистеме UNIMON, если вы зальёте в AlertBox Radio Lite собственную прошивку, то количество датчиков возрастёт на порядок сможете сами определять их лимиты (зависит от вашей квалификации в программировании и понимания работы проводных и беспроводных протоколов).

Ну и отдельно нужно упомянуть GSM модуль: AlertBox Radio Lite штатно работает с GPRS, SMS и Wi-Fi. Вывести его из работы системы очень непросто — нужно умудриться одновременно перекрыть все эти каналы связи.

Внешний вид и разборка


Внешний вид я не могу назвать ни хорошим, ни плохим, скорее всего к нему можно применить определение «нормальный» — просто пластмассовая коробочка с антенной. С другой стороны, такая коробочка может быть установлена где угодно в офисе или на складе и не будет привлекать к себе особого внимания.



Разбирается AlertBox Radio Lite очень просто — верхнюю крышку держат всего четыре защёлки. Немного потренировавшись, можно наловчиться разбирать контроллер вообще без какого-либо инструмента, просто надавив на боковую грань (что, надо сказать, очень удобно).



Снимаем верхнюю крышку и видим сам контроллер — своего вида произведение искусства — всё на месте (в рамках своего предназначения) и ничего лишнего.

Продолжаем разборку и отделяем нижнюю крышку корпуса. Плата держится на трёх небольших шурупах. Обращает на себя внимание то, что часть управляющих элементов (например, кнопка FN и переключатель ON/OFF) находятся внутри корпуса и недоступны без его разборки. А также недоступны для наблюдения все светодиоды, кроме NETS/STATUS, который при помощи световода выведен на корпус.



Далее переходим непосредственно к разборке схемотехники AlertBox Radio Lite.

Схемотехника


И снова мы имеем дело с контроллером для которого недоступна его принципиальная схема, поэтому нам придётся ограничиться только внешним осмотром и самостоятельными попытками понять что и как там устроено. Для начала вид сверху:



Все технические разъёмы не распаяны — для комфортной работы с Radio Lite по его прошивке и программированию нужно будет вспомнить навыки монтажника и распаять недостающие пины.

Видно также, что мы имеем в своём распоряжении плату ревизии 2.0.



На обратной сторонке платы установлены только LoRa модуль и микросхема моста I2C — 1-Wire. Нераспаянный элемент под загадочным названием DSK-3R3H224U-HL — это ионистор на 0,22 Ф, по какой-то причине производитель посчитал его лишним в этой ревизии.

Теперь переходим к более детальному разбору составляющих контроллера AlertBox Radio Lite.

Подсистема питания


Подсистема питания AlertBox Radio Lite состоит Li-Ion аккумулятора формата 18650 ёмкостью 1800-3800 мАч (производитель декларирует не менее 6-и часов автономной работы от него) и схемы его зарядки и формирования нужных напряжений для питания различных компонентов контроллера.



Питается Radio Lite от разъёма MicroUSB, а контролем заряда аккумулятора занимается связка микросхем TP4056E/DW01A и сдвоенные транзисторы 8205A. Напряжения 3,3 В формирует регулятор ADP3338.

В комплекте поставки идут блок питания (5 В, 2 А) и кабель, так что пользователю не нужно ничего придумывать и искать какой-то блок питания на стороне.

Ядро ESP32


В качестве ядра в контроллере используется микроконтроллер ESP32-WROOM-32D. Под его встроенную антенну в плате сделан вырез.



Технологические разъёмы


Рядом с микроконтроллером ESP32 находятся (нераспаянные) технологические разъёмы RX/TX/GND, BOOT и RESET, которые можно использовать для организации самостоятельного программирования AlertBox Radio Lite.



GSM часть


В качестве GSM части используется модуль SIM800C с сокетом для установки SIM-карт. Здесь же присутствует разъём для подключения внешней антенны (идёт в комплекте).



Модуль SIM800C обеспечивает GPRS (2G) связь и возможность получения и посылки SMS сообщений.

LoRa часть


Работу LoRa части (868 МГц) обеспечивает модуль на чипе SX1276. Сам модуль находится на обратной стороне платы, а пружинная антенна выведена на верхнюю сторону.



Чип SX1276 более чем популярен, поэтому никаких проблем с его программированием с любой (совместимой) среде разработки быть не должно.

Реле


AlertBox Radio Lite содержит всего одно реле, то есть напрямую чем-то поуправлять он сможет, но у вас в обойме будет только 1 патрон.



Цитата с сайта производителя. Максимальное напряжение/ток для реле: 250В/3А переменного тока, 30В/3А постоянного тока.

Индикация и управление


На фото ниже отмечены все индикаторные светодиоды и одна управляющая кнопка (FN). Интересно, что все эти элементы, кроме сдвоенного светодиода NETS/STATUS (расположен под держателем SIM-карты) недоступны при закрытой крышке корпуса.



То есть получается, что большинство светодиодов сервисные и не предназначены для наблюдения конечным пользователем, а для нажатия кнопки FN нужно разбирать корпус (что несколько странно).

Цифровые входы и 1-Wire


Собственно единственная I/O колодка контроллера AlertBox Radio Lite на которую выведены подключения 2-х цифровых входов «сухой контакт» и датчика (сети датчиков) 1-Wire. Ответная часть колодки идёт в комплекте, с уже подключённым к ней датчиком DS18B20 в металлической гильзе (см. фото комплекта в начале статьи).



Распиновка разъёма (сверху вниз): VCC (3,3 В), 1W, GND, INP1, INP2. Обслуживанием 1-Wire подключений занимается чип DS2482-100 (мост I2C — 1-Wire).



Типовая схема подключения DS2482-100:



I2Cext


На плату выведен отдельный I2Cext разъём для подключения дополнительного оборудования. Этот интерфейс является вторым (отдельным) I2C интерфейсом на плате AlertBox Radio Lite. Другими словами, все внутренне I2C компоненты подключены к первому I2C, а в разъём выведены пины второго I2C интерфейса (I2Cext).



Распиновка I2Cext: 3.3V, SDA, SCL, GND.

Итого по AlertBox Radio Lite


Мне в этом контроллере нравится (кроме всего прочего) наличие встроенного аккумулятора и возможность автономной работы в течение нескольких часов при пропадании питания, а также наличие GSM модуля, который делает контроллер независимым от работы локальной сетевой инфраструктуры (роутера, коммутатора и т. д.).

Ну и наличие LoRa модуля на борту открывает широкие возможности по работе с беспроводным LoRa оборудованием (датчики, актуаторы и т. д.). А если понадобится подключить дополнительное оборудование (например, блок реле), то это можно сделать через I2Cext. В общем, этот контроллер точно найдёт своё место в моём IoT хозяйстве.

Заключение


В следующей статье мы продолжим знакомство с оборудованием UNIMON и разберём более продвинутый контроллер AlertBox Radio, где есть много вкусного и интересного по сравнению с моделью Lite: интерфейсы RS485 и Ethernet, встроенные watchdog, часы реального времени, microSD картридер и прочие дополнительные возможности.

Теги:
Хабы:
Всего голосов 15: ↑14 и ↓1 +13
Просмотры 4.4K
Комментарии 4
Комментарии Комментарии 4

Публикации

Информация

Сайт
timeweb.cloud
Дата регистрации
Дата основания
Численность
201–500 человек
Местоположение
Россия