В семействе «лёгких» контроллеров конфигурации «8 входов на 8 выходов» прибыло: Kincony смастерила новую, современную модификацию с поддержкой 2G/4G GSM и часов реального времени (про Wi-Fi, LAN, RS485 даже не упоминаю — это уже стало стандартом), а также добавила для любителей и фанатов интерфейса CAN его поддержку.

И незатейливо назвала своё произведение Smart Controller/CAN Bus Board. Kincony нас избаловала обилием модификаций контроллеров на любой вкус (и задачу), а вообще KC868-A8M — это интересная машинка со множеством возможностей о которых (особенно в своей совокупности на одной плате) раньше приходилось только мечтать.

Итак…

❯ Семейство Kincony 8x8

Началось всё с концептуальной модели формата 8x8 — KC868-A8, простенькой, но уже довольно функциональной, например она уже содержала Ethernet на LAN8270A. Продолжился модельный ряд модификацией KC868-A8S в которой добавилась поддержка интерфейса RS485 и 2G GSM, что перевело контроллер в разряд «серьёзных» и применимых для работы с оборудованием RS485.


Семейство контроллеров Kincony KC868-A8, A8S, A8M

Эволюция семейства 8x8 хорошо прослеживается и последняя модификация KC868-A8M уже блещет поддержкой (кроме всего прочего) 4G GSM модулей, часов реального времени (RTC), интерфейса CAN и т. д.

❯ KC868-A8M

Ниже представлен список всех компонентов и подсистем контроллера KC868-A8M из которого можно составить представление о его потенциальных возможностях.

• Микроконтроллер ESP-WROOM-32UE
• Разъём для внешней Wi-Fi антенны
• 8 цифровых входов «сухой контакт»
• 2 аналоговых входа 0-5 В
• 2 аналоговых входа 4-20 мА
• 8 MOSFET каналов 12/24 В (500 мА)
• 8 светодиодов состояний выходов
• Дополнительная плата с 8 кнопками прямого управления выходами
• Возможность подключения блока реле KC868-E8 или аналогичного
• 1-Wire GPIO (для датчика).
• Выход 3,3 В питания на датчики
• Интерфейс CAN
• Интерфейс RS485
• Разъём для 2G/4G GSM модулей SIM800/SIM7600
• Разъём для RF 433 приёмника
• Разъём для RTC модуля на DS3231
• Ethernet LAN8270A
• I2C разъём
• Разъём USB Type-C
• Кнопки «Reset» и «Download»
• Питание от 12/24 В
• Индикатор наличия питания

Что тут можно сказать? Есть всё, что нужно, кроме каких-то мелочей и вкусовых предпочтений — теоретически, неплохо было бы иметь аналоговые выходы 0-10 В и какой-то блок управления с передней панели, плюс дисплей. Неплохо было бы также иметь возможность подключить больше одного датчика.

Но тут есть два ограничения: во-первых площадь платы контроллера не резиновая и, во-вторых, мы имеем дело с ESP32 — колоссом на глиняных ногах — с гипертрофированной мощностью MCU и рахитичной горсткой GPIO выводов.

❯ Внешний вид

Контроллер рассчитан на установку в типовой корпус, к достоинствам которого можно отнести приличный внешний вид, качественную пластмассу, качественную формовку и лёгкость разборки, а к недостаткам — нестандартный размер, который будет выделять контроллер на DIN-рейке (но, судя по всему, для Китая это не проблема и типовая ситуация — похоже там своя культура построения электросетей).



На фото контроллера выделяется дочерняя плата с восемью кнопками — это прямое, в обход прошивки, управление MOSFET выходами. Это может быть полезно при наладке и тестировании оборудования в щитке (и, да, кнопки находятся внутри корпуса и без снятия крышки недоступны).



Фото платы управления MOSFET выходами крупным планом. Как курьёз можно отметить, что Kincony предоставляет всем желающим схему самого контроллера KC868-A8M, но получить схему дочерней платы с кнопками мне не удалось даже по специальному запросу (видимо это особо секретная технология).

❯ Схемотехника

Фото платы контроллера KC868-A8M сверху. Из очевидных косяков сразу видно расположение I2C разъёма внутри пространства для установки платы кнопок, — то есть вы можете использовать либо подключение к I2C разъёму, либо плату кнопок, но не то и другое одновременно. Я лично тут однозначно отдаю предпочтение I2C разъёму.



Фото обратной стороны платы — хороший пример для разбора специалистами по проектированию печатных плат — что здесь правильно, а что неправильно (с нетерпением ждём их компетентное мнение в комментах).

Подсистема питания

Переходим непосредственно к разбору схемотехники. Подсистема питания KC868-A8M являет собой пример стандартного для Kincony решения и просто скопирована из предыдущих моделей (которые я много раз разбирал, поэтому не буду здесь останавливаться подробно).

ESP32

Распиновка ESP32 в интерпретации производителя. Удивительно, но подобные официальные распиновки у Kincony постоянно содержат мелкие ошибки и неточности — как это происходит непонятно, ведь, по идее, это схема по которой производится контроллер (исправленную распиновку см. в конце статьи).

USB-UART

Переходник USB-UART на CH340C и с USB Type-C разъёмом для самостоятельного программирования контроллера.

Цифровые входы (DI)

8 цифровых оптоизолированных входов «сухой контакт» на оптронах EL357. Для обеспечения их работы в связке с ESP32 применён расширитель цифровых входов/выходов c I2C интерфейсом на микросхеме PCF8574P.

Аналоговые входы (AI)

Контроллер имеет два аналоговых входа 0-5 В и два аналоговых входа 0-20 мА. Для относительно небольшого контроллера класса 8x8 это можно назвать сбалансированным решением, хотя, разумеется, чем больше входов — тем лучше.

Реле и плата кнопок

«Скромненькое», но вполне функциональное управление восемью MOSFET (12/24 В, 500 мА) выходами при помощи расширителя цифровых входов/выходов c I2C интерфейсом PCF8574P и оптопар TLP181.



Тут же разъём P12 для подключения дочерней платы с кнопками прямого управления выходами.

Сенсоры (1-Wire)

Один подтянутый к 3,3 В вывод для подключения датчиков или шины 1-Wire. Или любых других устройств с подключением на одно GPIO.

Приёмник 433 МГц

В схеме KC868-A8M предусмотрено подключение типового модуля для приёма радиосигналов 433 МГц.


Ресивер скромно притулился (по другому не скажешь) между разъёмом питания контроллера и разъёмами его MOSFET выходов.

RS485

Стандартная для Kincony схема подсистемы RS485.

CAN

CAN часть контроллера собрана по простой схеме на 8-ногой микросхеме TJA1042T/3 от NXP «High-speed CAN Transceiver» (любители CAN будут довольны).

Ethernet

Стандартная для Kincony схема подсистемы Ethernet на LAN8720A.

RTC (DS3231)

Контроллер KC868-A8M имеет возможность подключения типового модуля часов реального времени (RTC) на микросхеме DS3231.


Крепёж выглядит не особо эстетично, но к функционалу никаких вопросов нет — если проект требует наличия в контроллере часов реального времени, то возможность подключения подобного модуля дорогого стоит.

GSM 2G/4G

KC868-A8M предусматривает подключение GSM 2G модуля SIM800L или 4G модуля SIM7600. Тут же присутствует подсистема питания GSM модулей на микросхеме XL1509-ADJ.


В один момент времени можно использовать только один из вариантов модулей 2G/4G, но не оба модуля одновременно.

I2C разъём

Очень полезный разъём для расширения функционала KC868-A8M. Например, к нему можно подключить модуль I2C дисплея.

❯ Распиновка

Правильная распиновка ESP32 контроллера KC868-A8M с исправленными ошибками и неточностями.

❯ Схема подключений

Исправленная и окультуренная схема подключений KC868-A8M от производителя (по которой можно понять что и как подключается к плате).

❯ Итого

Определяющим для KC868-A8M является количество входов/выходов 8x8 — именно это очерчивает круг проектов, которые можно реализовать на этом контроллере. Если для решения ваших задач хватает этого числа входов/выходов, то остальная начинка позволит реализовать почти любой функционал — тут и Wi-Fi и Ethernet и GSM и RS485 и даже CAN для тех, кому нужен именно этот интерфейс.

---

Возможно, захочется почитать и это:

• ➤ KC868-A16S: тоже железный, но в два раза дешевле
• ➤ Полигон для творчества за 1500 рублей
• ➤ «Поздравляем с терабитом». Та самая статья про DDoS-2023 — без цензуры
• ➤ Первый легендарный мобильный GPU: каким был PowerVR MBX Lite? Пишем игру-демку про «жигули» с нуля
• ➤ Как создавали Корсаров

Новости, обзоры продуктов и конкурсы от команды Timeweb.Cloud — в нашем Telegram-канале ↩