Hyppää sisältöön

Laitteiston tekniset tiedot

Tällä sivulla ovat HALPI2:n sähköiset, mekaaniset ja ympäristöä koskevat tekniset tiedot. Toimintaohjeet (asennus, huolto, osien vaihto) löytyvät Laitteisto-oppaasta. Liitäntöjen protokollatiedot ovat sivulla Liitännät ja tiedonsiirto.

Tekniset tiedot lyhyesti

Ominaisuus Arvo
Laskentamoduuli Raspberry Pi CM5 (yhteensopiva CM4:n kanssa)
Emolevyn ohjain RP2040 (Arm Cortex-M0+, kaksiytiminen, 133 MHz)
Syöttöjännite 9–36 V DC (absoluuttinen maksimi 38,6 V, transienttisuojaus 100 V:iin asti)
Tehonkulutus 250 mA joutokäynnillä, 590 mA kuormitettuna (12 V:n syöttö, HaLOS ilman näyttöä)
Virranrajoituksen asetukset 0,9 A tai 2,5 A (valittavissa)
Superkondensaattorivarmennus 4× 25 F / 2,7 V sarjassa (tehollisesti 6,25 F, enintään 10,8 V)
Käyttölämpötila −20 °C … +60 °C
Kotelon mitat 200 × 130 × 60 mm (ilman liittimiä)
Kotelon paino TODO
Kotelon materiaali Jauhemaalattu painevalettu alumiini
Kotelointiluokka IP65
Lisenssi CERN-OHL-S v2 (laitteisto)

Sähköiset tiedot

Virtalähde

Virtalähde hyväksyy laajan tasajännitealueen ja tuottaa säädetyt 5 V:n ja 3,3 V:n jännitteet CM5:lle ja oheislaitteille. Tulosuojaukseen kuuluvat käänteisen napaisuuden suojaus (LM74800), ylijännitteen irtikytkentä 38,6 V:ssa, TVS-rajoitus sekä yhteis- ja eromuotoisten EMI-häiriöiden suodatus.

Ominaisuus Arvo
Suositeltu syöttöjännite 9–36 V DC
Absoluuttinen maksimisyöttöjännite 38,6 V (jatkuva), 100 V (transientti, TVS-rajoitettu)
Suurin syöttövirta 0,9 A tai 2,5 A (valittava virranrajoitin)
Tulosulake 7 A (vain vikasuojaus)
10 V:n välijännite nimellisesti 10,25 V (SiC463ED-hakkuri)
5 V:n jännite 5,1 V / 4 A (TPS566238, syöttää CM5:n ja USB-portit)
3,3 V:n jännite 3,33 V / 3 A (TPS566238, ohjaimen kytkemä versiosta 0.6.0 alkaen)
3,3 V:n alijännitekatkaisun raja 4,5 V superkondensaattorijännitettä
Varhainen 3,3 V:n LDO SE8633K2 (ohjaimen ja superkondensaattorien tasauspiirin käynnistykseen)

Superkondensaattorivarmennus

Superkondensaattoripankki syöttää varavirtaa hallittuun sammutukseen jännitteen katketessa.

Ominaisuus Arvo
Kokoonpano 4× 25 F / 2,7 V kennoa sarjassa
Tehollinen kapasitanssi 6,25 F, enintään 10,8 V
Tasaus Aktiivinen tasaus
Latausjännitealue 0–10,8 V (ohjaimen AD-muuntimen valvoma)
Käynnistysraja 8,0 V (säädettävissä firmwaresta)
Sammutusraja 5,5 V (säädettävissä firmwaresta)

Virrankulutus

Mitattu 12 V:n syötöllä, Raspberry Pi CM5 ja HaLOSin näytötön levykuva.

Tilanne Virranotto
Järjestelmä joutokäynnillä n. 250 mA
Tyypillinen kuorma n. 400 mA
Huippukuorma n. 590 mA

Huomio

Mittaukset eivät sisällä ulkoisten USB-laitteiden kulutusta. Kukin USB 3.0 -portti voi syöttää enintään 0,93 A, joten järjestelmän kokonaisvirranotto riippuu voimakkaasti kytketyistä oheislaitteista.

Liittimien nastajärjestykset

Virransyöttöliitin

Phoenix MC -tyyppi, 3,81 mm:n jako, 2-napainen. Etupaneelin E7T-pyöröliitin kytkeytyy tähän liittimeen.

Nasta Toiminto
1 GND
2 VIN (9–36 V DC)

CAN FD -liitin

Phoenix MC -tyyppi, 3,81 mm:n jako, 4-napainen. Galvaanisesti erotettu.

Nasta Toiminto
1 GND_CAN (erotettu maa)
2 —
3 CAN_H
4 CAN_L

Päätevastusjumpperi (merkintä "120R") kytkee 120 Ω:n päätevastuksen CAN_H:n ja CAN_L:n väliin.

RS-485-liitin

Phoenix MC -tyyppi, 3,81 mm:n jako, 5-napainen. Galvaanisesti erotettu.

Nasta Toiminto
1 GND_RS485 (erotettu maa)
2 RX_A_C
3 RX_B_C
4 TX_A_C
5 TX_B_C

Painikeliitin

2×3-nastainen liitin, 2,54 mm:n jako. Kukin painikepari on GND + signaali.

Nastapari Toiminto
Power CM5:n virtapainike (kaksoisnapautus = sammutus, pitkä painallus = pakotettu virrankatkaisu)
Reset RP2040:n laitteistotason nollaus (RUN-nasta)
User Käyttäjän määritettävissä (odottaa firmware-toteutusta)

HDMI-liittimet (HDMI0, HDMI1)

20-napaiset vaakasuorat FPC-liittimet, 0,5 mm:n jako (FPC0.5-SMT-20P). Kummallakin kanavalla on ESD-suojaus (RCLAMP0524P) ja virtarajoitettu 5 V:n syöttö (AP2553W6-7).

MIPI CSI/DSI -liittimet (MIPI0, MIPI1)

22-napaiset vaakasuorat FPC-liittimet, 0,5 mm:n jako. Kummallakin kanavalla on ESD-suojaus (RCLAMP0524P). Yhteensopivia Raspberry Pi:n kamera- ja näyttömoduulien kanssa.

M.2 NVMe -paikka (PCIe M.2 M-key)

M.2 Socket M NVMe SSD -levyille, tukee kokoja 2230–2280. Liitetty PCIe Gen 2 x1 -väylällä. Sisältää oman SUSCLK-oskillaattorin NVMe:n lepotilayhteensopivuutta varten (lisätty versiossa 0.6.1).

Tuuletinliittimet (CM5 Fan)

4-napaiset PWM-tuuletinliittimet (HC-1.0-4PLT) emolevyn ylä- ja alapuolella. Kytketty rinnan — käytä vain toista kerrallaan.

Nasta Toiminto
1 +5V
2 FAN_PWM
3 FAN_TACHO
4 GND

USB 3.0 -portit

Liitin Kytkentä Virtarajoitus
USB3-0 Suoraan CM5:n USB 3.0:aan 0,93 A (AP22652W6-7)
USB3-1-0 USB3-hubin portti 1 (UPD720210) 0,93 A
USB3-1-1 USB3-hubin portti 2 0,93 A
USB3-1-2 USB3-hubin portti 3 0,93 A

Kaikissa porteissa on ESD-suojaus (RCLAMP0524P) ja ferriittihelmisuodatus.

Ohjaimen USB-portti (MCU USB)

Micro-USB-liitin, vain USB 2.0 -oheislaitetila. Käytetään RP2040:n firmware-päivityksiin (UF2-flashaus). ESD-suojattu (RCLAMP0524P).

USB-käynnistysportti (USB Boot)

USB Type-C -liitin, USB 2.0 -oheislaitetila. Kytketty CM5:n USB 2.0 OTG -porttiin USB-massamuistista käynnistämistä varten. ESD-suojattu (RCLAMP0524P).

40-nastainen GPIO-liitin (Raspberry Pi GPIO Header)

GPIO-liitin noudattaa Raspberry Pi:n vakiomuotoista 40-nastaista järjestystä. HALPI2:n kortilla olevat oheislaitteet käyttävät seuraavia nastoja:

GPIO Nasta Toiminto Liitäntä Jaettu?
2 3 I2C1 SDA Järjestelmän I2C Kyllä (osoite 0x6d varattu)
3 5 I2C1 SCL Järjestelmän I2C Kyllä (osoite 0x6d varattu)
6 31 SPI0 CS CAN FD -ohjain Oma CS — voi toimia vakio-CS-nastojen rinnalla
9 21 SPI0 MISO CAN FD -ohjain Jaettu SPI0-väylä
10 19 SPI0 MOSI CAN FD -ohjain Jaettu SPI0-väylä
11 23 SPI0 SCLK CAN FD -ohjain Jaettu SPI0-väylä
12 32 UART4 TX RS-485 Vapaa, jos RS-485 pois käytöstä
13 33 UART4 RX RS-485 Vapaa, jos RS-485 pois käytöstä
24 18 RS-485 EN RS-485 (käsiohjaustila) Vapaa automaattitilassa
26 37 CAN INT CAN FD -ohjain Ei

Kaikki muut GPIO-nastat ovat käytettävissä HATeille ja käyttäjän sovelluksille. HATtien yhteensopivuudesta ja sisäisten liitäntöjen poistamisesta käytöstä kerrotaan Laitteisto-oppaassa.

I2C-laitteet

Järjestelmän I2C-väylällä (I2C1, GPIO 2/3) on seuraavat laitteet:

Osoite Laite Toiminto
0x4b TMP112A Kortin lämpötila-anturi
0x6d RP2040 Emolevyn ohjain (orjatilassa)

Ohjaimen I2C-väylää (I2C0, emolevyn sisäinen) käytetään HDMI:n DDC-liikenteeseen ja MIPI-näyttöjen tiedonsiirtoon, ja siinä on 2,2 kΩ:n ylösvetovastukset.

Galvaaninen erotus

CAN FD- ja RS-485-liitännät on erotettu galvaanisesti muusta järjestelmästä. Kummallakin liitännällä on oma erotettu virransyöttö (B0505S-1WR3-hakkuri) ja signaalierotus.

Liitäntä Signaalierotus Virransyötön erotus Erotettu maa
CAN FD ISO7721DR B0505S-1WR3 GND_CAN
RS-485 TI41M31 B0505S-1WR3 GND_RS485

Näin CAN- tai RS-485-verkon viat, maasilmukat ja häiriöt eivät voi vaurioittaa päälaitteistoa tai häiritä sen toimintaa.

Mekaaniset tiedot

Kotelo

Ominaisuus Arvo
Materiaali Jauhemaalattu painevalettu alumiini
Mitat 200 × 130 × 60 mm (ilman liittimiä)
Paino TODO
Kotelointiluokka IP65
Vapaa korkeus emolevyn yläpuolella 45 mm (mahtuu enintään kaksi päällekkäistä HATtia)
Kannen ruuvit 4× M4×10 uppokanta, PH2
Tiiviste Kannen tiiviste säänkestävyyttä varten
Paineentasaus Tasausventtiili (ei saa poistaa)

Paneelin paikat

Etupaneelissa on valmiit paikat näille:

  • 1× E7T-virtaliitin
  • 1× NMEA 2000 Micro-C -liitin
  • 1× RJ45-ethernet
  • 2× HDMI Type-A
  • 2× USB 3.0 Type-A
  • 1× RP-SMA-antenniliitin (WiFi/Bluetooth)
  • 2× SMA-antennipaikkaa (toimitetaan umpitulpilla)
  • 1× tasausventtiili
  • 3× PG7-läpivientipaikkaa (toimitetaan umpitulpilla)

Kiinnitys

  • Emolevyn kiinnitys: 4× M4×6 ruuvia kotelon pohjaan
  • HATtien kiinnitys: 4× M2.5-kierreholkkia (versiosta 0.5.0 alkaen; versiossa 0.4.0 mutterit on asennettava käsin)
  • CM5:n kiinnitys: 4× M2.5-juotosmutteria

Lämmönhallinta

CM5 on kiinnitetty emolevyn alapuolelle. Lämpö siirtyy CM5:n SoC-piiristä ja RP1-piirisarjasta lämmönjohtotyynyjen kautta alumiinikotelon pohjaan, joka toimii jäähdytyselementtinä.

Komponentti Lämmönjohtotyynyn paksuus
SoC (BCM2712) 1 mm
RP1 2 mm
Virransyötön komponentit 2 mm

Vakiokotelo jäähtyy passiivisesti ilman tuuletinta. 4-napainen PWM-tuuletinliitin on käytettävissä räätälöityihin koteloihin tai korkean ympäristölämpötilan sovelluksiin.

Aiheeseen liittyvää