DokumentationWiren Board 7.4
Linux-Controller für die Industrieautomation
Abgedeckte Bestellnummern (1)
WB7.4
Wiren Board 7.4 ist ein Controller für die Industrieautomation zur DIN-Schienenmontage, der in dieser Produktkonfiguration mit einer Z-Wave.Me-Funkschnittstelle geliefert wird. Er verwendet Debian Linux und vereint Ethernet, WLAN, Bluetooth, USB, RS-485, CAN, 1-Wire, universelle E/A, optionale Mobilfunkverbindung und interne Erweiterungssteckplätze in einem programmierbaren Controller.
Hardware-Revision 7.4
Wiren Board 7.4 verwendet dasselbe Betriebssystem Debian Linux 11 und dieselbe Softwareausstattung wie die Versionen 7.2 und 7.3, ändert jedoch mehrere Hardwarefunktionen:
- Ein eigener Embedded Controller zur Energieverwaltung ermöglicht geordnetes Herunterfahren, zeitgesteuertes Aufwachen und den Ruhemodus;
- der Netzschalter wird durch einen Taster ersetzt;
- der bisherige digitale Ein-/Ausgang D1 wird durch den universellen Ein-/Ausgang A4 mit Spannungsmessung ersetzt;
- passives PoE ist nicht mehr im Basisgerät integriert; optionale Module für passives PoE und IEEE 802.3at werden intern eingebaut;
- Vout schaltet sich automatisch ab, wenn die Versorgungsspannung 29 V überschreitet, um angeschlossene Geräte zu schützen;
- mit eingebautem WBMZ-Notstrommodul kann
poweroffden Controller vollständig herunterfahren. Ohne Notstrommodul startetpoweroffihn neu, um ein versehentliches dauerhaftes Abschalten an einem entfernten Standort zu verhindern; - die Ethernet-Buchsen sind mit der Rastnase nach oben ausgerichtet, damit sich Kabel leichter entfernen lassen und die Verbindungs-LEDs besser sichtbar sind.
Technische Daten
| Prozessor | Allwinner A40i, ARM Cortex-A7 mit 4 Kernen und 1.2 GHz |
|---|---|
| RAM | 512 MB, 1 GB oder 2 GB DDR3, je nach Konfiguration |
| Nichtflüchtiger Speicher | 8 GB MLC eMMC oder 64 GB TLC BiCS5 eMMC |
| Abmessungen | 106 × 90 × 58 mm; 6 Teilungseinheiten |
| Gewicht mit Verpackung | 235 g |
| Betriebstemperatur | Industrieversion: −40 bis +75 °C; kommerzielle Version: 0 bis +75 °C |
| Luftfeuchtigkeit | Bis zu 92% RH, nicht kondensierend |
| Schutz | IP20 |
| Garantie / Lebensdauer | 2 Jahre / 8 Jahre |
| Schnittstelle | Anzahl oder Funktion |
|---|---|
| RS-485 | 2 Ports; einer teilt sich die Klemmen mit CAN |
| CAN | 1, mit RS-485-Anschluss 2 multiplexiert |
| MicroSD | 1 Steckplatz, bis zu 60 MB/s |
| W1–W2 | 2 unabhängig konfigurierbare 1-Wire-Kanäle / Eingänge für potenzialfreie Kontakte |
| A1–A4 | 4 universelle Digital-/Analogeingänge und Open-Collector-Ausgänge |
| Ethernet | 2 × 10/100 Mbit/s |
| USB | 1 × USB 2.0-Host (Typ A) sowie USB-C Debug Network |
| Wi-Fi | 802.11n-Zugangspunkt und Client; 5 GHz auf Hardware 7.4.3 mit Software wb-2401 oder neuer verfügbar |
| Bluetooth | Bluetooth 4.0 Low Energy |
| Mobilfunk | Optionales 4G-LTE- oder NB-IoT-Modul; zwei nano-SIM-Steckplätze, jeweils einer aktiv |
| Z-Wave | Z-Wave.Me-USB-Funkmodul, europäische 868-MHz-Produktkonfiguration |
| Versorgung | 9–48 V DC |
|---|---|
| Leistungsaufnahme | Durchschnittlich etwa 3 W; bis zu 8 W mit Mobilfunkmodem |
| Versorgungspriorität | Der Eingang mit der höheren Spannung versorgt den Controller |
| Versorgungseingänge | Zwei V+-Klemmeneingänge; optional 802.3af/at oder passives PoE an Ethernet 1 |
| Vout | Controller-Versorgungsspannung, Gesamtstromgrenze 1 A, softwareseitiges Schalten und Zustandsspeicherung; oberhalb von 29 V automatisch deaktiviert |
| 5Vout | 5 V-Sensorversorgung mit Strombegrenzung und softwareseitigem Schalten |
| Erweiterung | Drei interne Steckplätze mit Klemmenzugang, ein interner Steckplatz ohne Klemmen, seitlicher WBIO-Anschluss, Anschlüsse für Notstrom- und PoE-Module |
Erstinbetriebnahme
- Schrauben Sie die Wi-Fi-Antenne auf ihren SMA-Anschluss.
- Falls ein Mobilfunkmodul eingebaut ist, schließen Sie dessen Antenne an und setzen Sie eine Nano-SIM-Karte ein.
- Schließen Sie eine Versorgung mit 9–48 V DC an den Klemmenblock an oder verwenden Sie Ethernet 1, falls ein kompatibles PoE-Modul eingebaut ist.
- Warten Sie etwa zwei Minuten, bis Linux gestartet ist. Im Normalbetrieb blinkt die Controller-LED einmal pro Sekunde grün.
Ein kurzer Druck auf ON/OFF von 0.5 bis 10 Sekunden fordert ein geordnetes Herunterfahren von Linux an. Halten für 10 Sekunden oder länger erzwingt das Ausschalten, falls das Betriebssystem nicht normal beendet werden kann.
Debug Network
Verbinden Sie zur Ersteinrichtung unter Windows ab 7 und Linux ein USB-C-Kabel mit Debug Network. Der Controller erscheint als virtueller Netzwerkadapter mit fester Adresse und stellt sowohl Weboberfläche als auch Kommandozeile bereit. macOS und Mobilgeräte sollten stattdessen Wi-Fi oder Ethernet verwenden.
Der Controller kann während der Einrichtung begrenzt über USB-C versorgt werden; dabei müssen jedoch alle seitlichen Module und alle über Vout, 5Vout oder USB versorgten Geräte getrennt sein. Nach dem Start erscheint auf dem Computer ein virtuelles Laufwerk namens WIRENBOARD , das die Adresse der Weboberfläche und eine kurze Verbindungsanleitung enthält.
Wi-Fi und Ethernet
Der werkseitige Wi-Fi-Zugangspunkt heißt WirenBoard-XXXXXXXX, wobei die letzten Zeichen die Seriennummer sind. Er ist anfangs offen; die Controller-Adresse lautet 192.168.42.1. Beide Ethernet-Ports fordern eine Adresse per DHCP an. Verbinden Sie einen beliebigen Port mit einem Router, ermitteln Sie die zugewiesene Adresse in der Router-Oberfläche und öffnen Sie sie dann im Browser.
Weboberfläche und Kommandozeile
Die integrierte Weboberfläche konfiguriert Controller und angeschlossene Geräte, bearbeitet Automatisierungsregeln, verwaltet Benachrichtigungen, zeigt Verlaufsdiagramme und stellt textbasierte oder grafische Bediener-Dashboards bereit. Linux-Konfigurationsdateien und erweiterte Werkzeuge sind über SSH oder Debug Console verfügbar. Die werkseitigen Kommandozeilen-Zugangsdaten lauten root / wirenboard.
Sichern Sie den Controller umgehend ab
- Legen Sie ein Wi-Fi-Passwort fest oder deaktivieren Sie den Zugangspunkt.
- Ändern Sie das root-Passwort und verwenden Sie vorzugsweise SSH-Schlüssel.
- Erstellen Sie Weboberflächen-Benutzer mit der minimal erforderlichen Zugriffsebene.
- Schützen Sie den MQTT-Broker durch Authentifizierung.
- Verwenden Sie einen verwalteten Fernzugriffsdienst oder VPN. Lassen Sie vor der Zuweisung einer öffentlichen IP-Adresse einen Administrator HTTPS aktivieren und freigegebene Ports einschränken.
- Aktualisieren Sie die Controller-Firmware und stellen Sie die richtige Zeitzone ein.
Software
Der Controller verwendet Debian Linux. Standardpakete können installiert werden mit apt install package-name. Wiren Board verteilt ein stabiles Release für Produktivsysteme und ein fortlaufend aktualisiertes Testing-Release zur Inbetriebnahme und für frühen Zugriff auf neue Pakete.
Der vorinstallierte MQTT-Broker bildet den zentralen Nachrichtenbus. Die Weboberfläche konfiguriert Geräte, steuert Kanäle, zeigt Daten an und bearbeitet Regeln. wb-rules stellt JavaScript-ähnliche Automatisierung bereit, während wb-scenarios gängige Beleuchtungs- und Heizungsaufgaben ohne Programmierung umsetzt.
Unterstützte Integrationsmöglichkeiten umfassen Modbus RTU/TCP-Master und -Slave, MQTT, OPC UA, SNMP, IEC 60870-5-104, Zabbix, KNX, eBUS, OpenTherm, DLMS/COSEM, 1-Wire, DALI über ein Gateway sowie Zigbee und Z-Wave über Funkmodule. Gängige Software umfasst Node-RED, Grafana, Home Assistant, IntraSCADA, Rapid SCADA und Docker. Anwendungen können in Python, C++, Go, Node.js oder IEC 61131-3-Umgebungen geschrieben werden.
Startstatusanzeige
Hardware mit separater zweifarbiger LED kann grün, rot oder orange anzeigen. Hardware mit in die Taste integrierter LED wechselt zwischen rot und grün. Die Anzeige ermöglicht eine schnelle Startdiagnose:
| Zeit oder Bedingung | Separate LED | Tasten-LED | Zustand |
|---|---|---|---|
| Versorgung angelegt | Off | Off | Der Embedded Controller bereitet das Einschalten vor |
| Etwa 0.2 s | Orange | Rot | U-Boot wartet drei Sekunden auf eine Eingabe über Debug UART |
| Etwa 5 s mit Aktualisierungs-USB-Laufwerk | Blinkt orange | Blinkt rot | Firmware-Datei erkannt; U-Boot wartet auf Bestätigung |
| Etwa 5 s ohne Aktualisierungsmedium | Rot | Rot | Hardwarekonfiguration wird angewendet |
| Etwa 10 s | Blinkt rot | Blinkt rot | Linux und interne Dienste werden geladen |
| Etwa 60–70 s | Blinkt grün | Blinkt grün | Betriebssystem bereit |
Interne und seitliche Erweiterungsmodule
Vier interne Steckplätze nehmen kompakte Erweiterungsplatinen für RS-485, RS-232, Relaisausgänge und weitere Schnittstellen auf. Drei Steckplätze besitzen jeweils drei externe Klemmen. Seitliche WBIO-Module werden am rechten Anschluss angebracht und ergänzen 8–16 digitale oder analoge Ports. Bis zu acht seitliche Module können hintereinander angeschlossen werden: bis zu vier Eingangsmodule und vier Ausgangs- oder kombinierte E/A-Module. Optionale Aufsteckplatinen bieten Reserveversorgung oder PoE.
Drahtlose Schnittstellen
WLAN kann als Zugangspunkt, als Client oder gleichzeitig in beiden Betriebsarten arbeiten. Die ab Dezember 2023 gefertigte Hardware-Revision 7.4.3 unterstützt mit wb-2401 oder neuer 5-GHz-WLAN. Bluetooth Low Energy kann Telefone oder Beacons in der Nähe erkennen.
Der in dieser Produktkonfiguration mitgelieferte Z-Wave.Me-USB-Stick unterstützt europäische 868-MHz-Z-Wave-Geräte. Schließen Sie ihn an den USB-Host-Anschluss an und halten Sie den Funkweg frei. Mobilfunkmodule ermöglichen 4G LTE oder NB-IoT, SMS und Internetzugang; die beiden SIM-Steckplätze werden multiplexiert, sodass jeweils nur eine SIM im Netz registriert ist. Schließen Sie WLAN-, Mobilfunk- und Funkantennen an ihre SMA-Anschlüsse an. Verwenden Sie bei schwachem Mobilfunkempfang eine abgesetzte Antenne mit Abstand zum Controller.
Drahtgebundene Schnittstellen
Die beiden 10/100-Ethernet-Ports verwenden standardmäßig DHCP. Der USB-A-Anschluss ist ein USB-2.0-Host und kann auch zur Firmware-Installation verwendet werden. Das Anschließen von Debug Network deaktiviert USB 1.
Zwei RS-485-Anschlüsse sind integriert; über Erweiterungsmodule können bis zu drei weitere galvanisch getrennte Anschlüsse hinzugefügt werden. Der standardmäßige wb-mqtt-serial Treiber verbindet RS-485-Geräte mit MQTT. Der zweite integrierte Anschluss teilt sich die Klemmen mit CAN und kann als RS-485, UART-CAN oder herkömmliches CAN konfiguriert werden.
Debug Console ist die Wiederherstellungsschnittstelle für Bootloader-Meldungen und Shell-Zugriff. Debug Network ermöglicht Web- und Konsolenzugriff über USB-C sowie Firmware-Installation und Zurücksetzen auf Werkseinstellungen.
MicroSD-Speicher
Der schnelle MicroSD-Steckplatz befindet sich links. Schieben Sie die Karte mit den Kontakten nach unten hinein, bis sie einrastet. Sie kann Sicherungen und Protokolle speichern oder den verfügbaren Datenspeicher erweitern. Die Karte erscheint als /dev/mmcblk1; ihre erste Partition wird automatisch eingehängt unter /mnt/sdcard.
Universelle E/A A1–A4
Jeder Kanal besitzt einen Eingangswiderstand von 100 kΩ. Digitale und analoge Eingangsmessungen arbeiten gleichzeitig, solange der Ausgangsschalter aus ist. Das Einschalten von Ax_OUT verbindet die Klemme über den Open-Collector-Ausgang mit GND.
| Funktion | Elektrische Eigenschaften | MQTT-Steuerung |
|---|---|---|
| Open-Collector-Ausgang | Bis zu 1 A bei 30 V; schaltet gegen GND | wb-gpio/Ax_OUT |
| Digitaler Eingang | Logisch 1 oberhalb von 3 V, logisch 0 unterhalb von 1.5 V. Bei Revision 7.4.1: logisch 0 bei 2.5 V, logisch 1 bei 3.1 V | wb-gpio/Ax_IN |
| Analoger Eingang | 0–36.3 V, ±(1% + 60 mV). Bei Revision 7.4.1: 0–32.5 V | wb-adc/Ax |
Kanäle W1–W2
W1 und W2 können unabhängig als 1-Wire-Schnittstellen oder digitale Eingänge für potenzialfreie Kontakte konfiguriert werden. Wählen Sie den Modus in der Weboberfläche unter Settings → Configs → Expansion modules and ports → Wx terminal mode.
Im 1-Wire-Modus ist bereits ein interner 3 kΩ-Pull-up-Widerstand vorhanden, daher ist kein externer Widerstand erforderlich. Zu den unterstützten Temperatursensoren gehört DS18B20. Buslänge, Topologie und Kabelqualität bestimmen die zuverlässig nutzbare Sensoranzahl. Im Digitaleingangsmodus wird der Kanal durch Kurzschließen mit GND aktiviert.
Versorgungsausgänge 5Vout und Vout
5Vout liefert 5 V für Sensoren und ist gegen Kurzschluss und externe Überspannung geschützt. Er bleibt bei Reserveversorgung aktiv und kann über den 5V_OUT Kanal des Geräts Discrete I/O geschaltet werden.
Die beiden Vout Klemmen führen die Controller-Versorgungsspannung mit einer gemeinsamen Grenze von 1 A. Ihr Softwarezustand bleibt bei Neustart und Ausschalten über die Einschalttaste erhalten. Vout schaltet oberhalb von 29 V Controller-Versorgung automatisch ab; bei Reserveversorgung liefert es 11 V. Steuern Sie es mit Relays & FETs → V_OUT. Eine rückstellende 1 A-Polymersicherung schützt den Ausgang.
RS-485-Terminierung und Ruhepegelvorspannung
Eine RS-485-Leitung muss an beiden physischen Enden mit 100–120 Ω abgeschlossen werden. Der Controller besitzt softwaregesteuerte Abschlusswiderstände. Widerstände zur Ruhepegelvorspannung an A und B sind standardmäßig aktiviert; deaktivieren Sie diese in der Weboberfläche, wenn der Controller als RS-485-Slave arbeitet.
Klemmenblöcke und Verdrahtung
| Klemme | Grenzwert | Funktion |
|---|---|---|
| Vin / GND | Maximal 52 V | Versorgungseingang mit Verpolungsschutz; alle GND-Klemmen sind gemeinsam verbunden |
| O1–O3 | Modulabhängig | E/A interner Erweiterungsmodule |
| A1–A4 | 30 V, 1 A | Open-Collector-Ausgang, Digitaleingang und ADC |
| W1–W2 | 5 V | 1-Wire- oder GPIO-Eingang / Eingang für potenzialfreien Kontakt |
| 5Vout | 5 V, 0.5 A | Softwareseitig schaltbare Sensorversorgung |
| A / B | 5 V-Schnittstelle | RS-485-Port 1 |
| L / H | 5 V-Schnittstelle | CAN oder RS-485-Anschluss 2; verbinden Sie für RS-485 A mit A|L und B mit B|H |
| Vout | Insgesamt 1 A | Softwareseitig schaltbarer Controller-Versorgungsausgang, oberhalb von 29 V geschützt |
Verwenden Sie flexible Litzenleiter mit isolierten Aderendhülsen. Für Steuerklemmen verwenden Sie Einzeladerendhülsen mit 0.35–1 mm² oder Doppeladerendhülsen mit 0.35–0.5 mm²; das Drehmoment beträgt 0.2 N·m. Leistungsklemmen nehmen Einzeladerendhülsen bis 2.5 mm² oder Doppeladerendhülsen bis 1.5 mm² auf; das Drehmoment beträgt 0.5 N·m. Die empfohlene Hülsenlänge beträgt 8 mm. Ziehen Sie die abnehmbaren Schraubklemmen mit 3.5 mm Rastermaß nicht zu fest an.
Ein softwaregesteuerter Summer ist ebenfalls im Controller eingebaut.
Haupt- und Reserveversorgung
Schließen Sie eine oder zwei Gleichspannungsversorgungen mit 9–48 V DC an V+ mit gemeinsamem GND an. Bei mehreren Eingängen wird die Quelle mit der höheren Spannung verwendet. Ethernet 1 kann IEEE 802.3af/at-PoE über WBP-ACTIVE-POE, passives PoE über 42 V über dieses Modul oder passives PoE mit niedrigerer Spannung über WBP-PASSIVE-POE empfangen.
WBMZ4-BATTERY und WBMZ4-SUPERCAP ab Revision 4.2 stellen die Notstromversorgung bereit. Sinkt Vin unter 11 V, versorgt das Modul den Controller und die an Vout angeschlossenen Lasten mit 11 V. USB-C kann den Controller nur zur Wiederherstellung oder Einrichtung mit Strom versorgen; trennen Sie externe Geräte und WBIO-Module, da die USB-Leistung begrenzt ist.
Embedded Controller, zeitgesteuertes Aufwachen und Watchdog
Der eingebettete Mikrocontroller verwaltet Versorgung, Echtzeituhr, A1–A4-Spannungsmessung, Leiterplattentemperatur, zeitgesteuertes Aufwachen und Watchdog-Zeitgeber.
So fahren Sie jetzt herunter und wachen nach 60 Sekunden wieder auf:
rtcwake -m off -s 60Um zu einer absoluten Ortszeit aufzuwachen, wandeln Sie diese in Unix-Zeit um und übergeben Sie das Ergebnis an rtcwake:
date +%s -d "2026-10-09 07:15"
rtcwake -m off -l -t 1791522900Prüfen Sie den erzeugten Zeitstempel für die Controller-Zeitzone vor der Verwendung. Zeitgesteuertes Aufwachen kann auch über wb-rules automatisiert werden.
Der Hardware-Watchdog startet den Controller neu, wenn überwachte Software nicht mehr antwortet. Stoppen Sie den Watchdog vor Änderungen an der Konfiguration überwachter Dienste, prüfen Sie die Änderungen und starten Sie ihn dann erneut. Führt eine ungültige Konfiguration zu einer Neustartschleife, verbinden Sie sich innerhalb der ersten 60 Sekunden nach dem Start per SSH und stoppen Sie den Watchdog-Dienst.
Fernbetrieb und Fehlerbehebung
Verwenden Sie an entfernten Standorten einen verwalteten Fernzugriffsdienst, Tailscale oder ein ordnungsgemäß administriertes VPN. Halten Sie Datum, Uhrzeit und Zeitzone für Protokolle, Zertifikate und zeitgesteuerte Regeln korrekt. Die Hardware-Chargennummer ist auf Gehäuseetikett und Leiterplatte aufgedruckt und kombiniert die Chargennummern von Basis- und Prozessorplatine.
Relais und Schütze können besonders bei induktiven Lasten hochfrequente Transienten von mehreren Kilovolt erzeugen. Bringen Sie ein geeignetes RC-Entstörglied, einen Varistor oder eine andere Entstöreinrichtung direkt an der Last oder dem Schaltelement an, verlegen Sie Leistungs- und Kommunikationsleitungen getrennt und verwenden Sie korrekte RS-485-Topologie und Terminierung.
Leiterplatte und Abmessungen
