數(shù)字IO模塊

通過增加數(shù)字I/O擴展模塊擴展您的Revolution Pi 系統(tǒng)。

I/O模塊

要把 Revolution Pi 轉化成工業(yè)控制器，各種數(shù)字 I/O 模塊都能夠連接到基礎模塊 RevPi 核芯板。該 I/O 模塊有3種版本。全部都有相同的28-pin I/O連接器，位于前面（連接器有2排14管腳每個 - 2個可匹配的14管腳插座連接器，帶有彈性夾觸點適用于連接最大 1.5 mm2 絞股連接電線，標配）。除了標準版本，帶有14數(shù)字輸入和14數(shù)字輸出，還有2種特殊版本，獨有16路數(shù)字輸入或16數(shù)字輸出。

數(shù)字 I/O 模塊

所有版本都在 PiBridge 邏輯電路和輸入之間有電氣隔離（600 VRMS 隔離電壓）。RevPi DIO 版本還有另外的電氣隔離，隔離輸入和輸出。所有版本都有防干擾保護，符合EN61131-2 要求，并且能夠工作于 -40°C 至 55°C 環(huán)境溫度和最大 80% 相對濕度下。*

總循環(huán)時間大約 5 ms 適用于有1 DIO 和 2 RevPi Gate 模塊的系統(tǒng)或者 10 ms 適用于有 3 DIO 和 2 RevPi Gate 模塊的系統(tǒng)。

* 溫度范圍取決于輸出電流之和。

RevPi DIO

標準版本 RevPi DIO 有 14 數(shù)字輸入和 14 數(shù)字輸出

RevPi DI

特別版本 RevPi DI 有16數(shù)字輸入但是沒有輸出

RevPi DO

特別版本 RevPi DI 有16數(shù)字輸出但沒有輸入

輸入

DC 輸入有一個電壓閾值，適用于24 V供電電壓，滿足 EN61131-2 Type 1 和Type 3 輸入定義。輸入電流被鉗制在最大 2.4 mA。該規(guī)范沒有為12V輸入定義，所以我們不能測試任何兼容性。但是閾值隨著供電電壓相應減少。如果供電電壓下降到 9 V以下，一個報警被發(fā)送至 RevPi 核心板。這可用于指示不可靠的輸入值，這不再滿足24V數(shù)字輸入的規(guī)范。

有一個可調的低通過濾以防止輸入信號彈跳。該過濾器要么作用于所有輸入要么都沒有。該過濾器只傳送輸入值，這些值能穩(wěn)定至少25 μs、750μs 或 3 ms（值可配置）。所有輸入都有防ESD、突發(fā)和浪涌保護，符合 EN61131-2 要求。

輸出

每個輸出都可單獨配置為高側開關最大 500 mA 電流負荷或者推-拉輸出最大負荷100 mA。獨立于它們的輸出模式，每個單通道都有過電流保護和短路安全保護。硬件看門狗電路監(jiān)測MPU和輸出電路之間的SPI數(shù)據(jù)交換。如果沒有任何 SPI 流量，輸出被強制回零（安全狀態(tài)）。如果輸出供電降低或者輸出電路達到超溫度條件，輸出也被強制回到它們的安全狀態(tài)。這樣的錯誤條件以及每個通道的短路狀態(tài)周期性地傳輸給 RevPi 核心板。

每路輸出也可通過配置，探測高側開關模式下的開路條件并且發(fā)送報警給 RevPi 核心板。與輸入一樣，所有輸出都有防 ESD、突發(fā)和浪涌保護，符合 EN61131-2的要求。

功能性

輸入和輸出的開關狀態(tài)經(jīng)由 PiBridge 周期性地和 RevPi Core 的中央處理圖像進行交換，使用的是 PiControl 驅動。除了開關狀態(tài)之外，可能的錯誤條件（診斷數(shù)據(jù)）和配置數(shù)據(jù)也周期性地被傳輸。

在啟動期間，模塊探測識別所有模塊和它們在 RevPi 核心板左或右的物理位置。在這個探測階段之后，這些模塊獲得它們的非循環(huán)配置數(shù)據(jù)。然后系統(tǒng)變成過程數(shù)據(jù)傳輸階段，其中 PiBridge 的 RS485 通道和時間優(yōu)化的協(xié)議被用于數(shù)據(jù)交換。

I/O 模塊 RevPi DIO 也有 PWM（脈沖寬度調制）和計數(shù)器輸入。PWM 功能性可為14輸入的每路單獨激活。這意味著，取代傳輸只有 1 bit 每通道，全部 byte 值包含脈沖寬度從 0 至 100（百分比）被傳輸。雖然我們的輸出驅動 IC 能夠處理高頻 PWM，RevPi DIO 被限制為低頻，因為 PWM 是通過軟件開關來實現(xiàn)的。下列 PWM-頻率之一可通過配置來選擇（找到括號內最小百分比的相應分辨率）：40 Hz (1%)、80 Hz (2%)、160 Hz (4%)、200 Hz(5%) 和 400 Hz (10%) 。計數(shù)器功能也可以為14輸入通道的每路激活。這樣產(chǎn)生 32 bit 計數(shù)值每個計數(shù)器，它可進入中央處理圖像中。

供電

因為 PiBridge 邏輯電路的電氣隔離，它需要它自己的供電電源連接器，也提供強制的功能地極連接（4管腳連接器帶螺釘端子）。該供電部分工作于 10.2 V 最大 28.8 V 輸入電壓和吸取最大 50 mA 電流（24 V – 100 mA at 12 V）用于 STM32F205 MPU。該 MPU 控制 PiBridge 上的數(shù)據(jù)交換以及與輸入和輸出線路交換數(shù)據(jù)，使用電氣隔離的 SPI 線路。該電源電路旁路功率損失，在它的輸入最大77 ms（在 24 V；減少到 8 ms at 12 V）下。

為了完美的電氣隔離，輸入和輸出電路應該獲得它們自己的供電電壓，利用附加的4管腳連接器帶螺釘端子。這些輸入和輸出電源應該參考傳感器（觸點、開關、等等）和執(zhí)行器（繼電器，等等）相應的GND電平。它們的電壓必須在 10.2 V 和 28.8 V之間。對于24V電源系統(tǒng)，輸入只有標準的閾值。輸入供電耗電大約 10 mA 最大。對于輸出，耗電嚴重依賴于所連接的負載，最大 500 mA 每通道（對于DC版本，提高到最大 8 A 電流消耗）。

所有電源輸入都有防反接、過電壓保護，以及防瞬態(tài)電壓或電流干擾，符合EN61131-2 的要求。