DocumentazioneWiren Board 8.4
Controllore Linux a 64 bit per l'automazione industriale
Codici d'ordine trattati (2)
WB8.4 2 GB / 16 GB— Industriale da −40 a +75 °CWB8.4 4 GB / 64 GB— Industriale da −40 a +75 °C
Wiren Board 8.4 è un controllore per l'automazione industriale su guida DIN con processore a 64 bit. Esegue Debian Linux e combina Ethernet, Wi-Fi a doppia banda, Bluetooth, USB, RS-485, 1-Wire, I/O universali, connettività cellulare opzionale e slot di espansione interni in un unico controllore programmabile.
Revisione hardware 8.4
Wiren Board 8.4 si basa sulla scheda base di Wiren Board 7.4, ma utilizza una nuova scheda processore:
- processore ARM Cortex-A53 a 64 bit e quattro core a 1.5 GHz;
- fino a 4 GB di RAM LPDDR4;
- MOD1 accetta soltanto moduli di ingresso e uscita digitali, mentre MOD2 e MOD3 accettano tutti i moduli compatibili; MOD4 non è disponibile;
- CAN non è presente nella configurazione base, ma è possibile aggiungere fino a due interfacce CAN con moduli di espansione;
- Debian Linux 11 utilizza pacchetti a 64 bit, quindi è necessario verificare la compatibilità del software personalizzato compilato per i controllori precedenti.
Caratteristiche tecniche
| Processore | Allwinner T507, ARM Cortex-A53 a 64 bit e 4 core a 1.5 GHz |
|---|---|
| RAM | 1 GB, 2 GB o 4 GB LPDDR4, in base alla configurazione |
| Memoria non volatile | 8 GB, 16 GB o 64 GB eMMC |
| Dimensioni | 106 × 90 × 58 mm; 6 moduli DIN |
| Peso con imballaggio | 235 g |
| Temperatura di esercizio | Versione industriale: da −40 a +75 °C; versione commerciale: da 0 a +75 °C |
| Umidità | Fino al 92% RH, senza condensa |
| Protezione | IP20 |
| Garanzia / vita utile | 2 anni / 5 anni |
| Interfaccia | Quantità o funzionalità |
|---|---|
| RS-485 | 2 porte; una condivide i morsetti con CAN |
| CAN | Fino a 2 interfacce tramite moduli di espansione interni |
| MicroSD | 1 slot, fino a 50 MB/s |
| W1–W2 | 2 canali configurabili indipendentemente come 1-Wire / ingresso a contatto pulito |
| A1–A4 | 4 ingressi universali digitali/analogici e uscite a collettore aperto |
| Ethernet | 2 × 10/100 Mbit/s |
| USB | 1 × host USB 2.0 (tipo A), più USB-C Debug Network |
| Wi-Fi | 802.11a/b/g/n, 2.4 e 5 GHz; modalità punto di accesso e client |
| Bluetooth | Bluetooth 4.2 con BLE |
| Rete cellulare | Modulo 2G/3G/4G LTE opzionale; due slot nano-SIM, uno attivo alla volta |
| Alimentazione | 9–48 V DC |
|---|---|
| Consumo energetico | Circa 3 W medi; fino a 8 W con modem cellulare |
| Priorità delle alimentazioni | L'ingresso con la tensione maggiore alimenta il controllore |
| Ingressi di alimentazione | Due ingressi a morsetto V+; PoE 802.3af/at o passivo opzionale su Ethernet 1 |
| Vout | Tensione di alimentazione del controllore, limite totale di 1 A, commutazione via software e mantenimento dello stato; disabilitata automaticamente oltre 29 V |
| 5Vout | Alimentazione dei sensori a 5 V con limitazione di corrente e commutazione via software |
| Espansione | Tre slot interni con accesso ai morsetti; MOD4 non è disponibile; connettori per WBIO laterali, alimentazione di riserva e PoE |
Prima messa in servizio
- Avvitare l'antenna Wi-Fi sul relativo connettore SMA.
- Se è installato un modulo cellulare, collegarne l'antenna e inserire una scheda nano-SIM.
- Collegare un alimentatore da 9–48 V DC alla morsettiera oppure utilizzare Ethernet 1 se è installato un modulo PoE compatibile.
- Attendere circa due minuti per l'avvio di Linux. Durante il funzionamento normale, il LED del controllore lampeggia in verde una volta al secondo.
Una pressione breve del pulsante ON/OFF, da 0.5 a 10 secondi, richiede un arresto ordinato di Linux. Tenendolo premuto per 10 secondi o più, si forza lo spegnimento se il sistema operativo non riesce ad arrestarsi normalmente.
Debug Network
Per la configurazione iniziale su Windows 7 o successivo e Linux, collegare un cavo USB-C a Debug Network. Il controllore appare come una scheda di rete virtuale con indirizzo fisso ed espone sia l'interfaccia web sia la riga di comando. I dispositivi macOS e mobili devono invece utilizzare Wi-Fi o Ethernet.
Il controllore può ricevere un'alimentazione limitata da USB-C durante la configurazione, ma tutti i moduli laterali e i dispositivi alimentati da Vout, 5Vout o USB devono essere scollegati. Dopo l'avvio, un'unità virtuale denominata WIRENBOARD appare sul computer e contiene l'indirizzo dell'interfaccia web e una breve guida al collegamento.
Wi-Fi ed Ethernet
Il punto di accesso Wi-Fi di fabbrica è denominato WirenBoard-XXXXXXXX, dove i caratteri finali corrispondono al numero di serie. Inizialmente è aperto e l'indirizzo del controllore è 192.168.42.1. Entrambe le porte Ethernet richiedono un indirizzo tramite DHCP. Collegare una delle porte a un router, trovare l'indirizzo assegnato nell'interfaccia del router, quindi aprirlo in un browser.
Interfaccia web e riga di comando
L'interfaccia web integrata consente di configurare il controllore e i dispositivi collegati, modificare le regole di automazione, gestire le notifiche, visualizzare grafici storici e offrire dashboard operatore testuali o grafiche. I file di configurazione di Linux e gli strumenti avanzati sono disponibili tramite SSH o Debug Console. Le credenziali di fabbrica della riga di comando sono root / wirenboard.
Mettere subito in sicurezza il controllore
- Impostare una password Wi-Fi o disabilitare il punto di accesso.
- Cambiare la password di root e preferibilmente utilizzare chiavi SSH.
- Creare utenti dell'interfaccia web con il livello di accesso minimo necessario.
- Proteggere il broker MQTT con l'autenticazione.
- Utilizzare un servizio gestito di accesso remoto o una VPN. Prima di assegnare un indirizzo IP pubblico, chiedere a un amministratore di abilitare HTTPS e limitare le porte esposte.
- Aggiornare il firmware del controllore e impostare il fuso orario corretto.
Software
Il controllore esegue Debian Linux. I pacchetti standard possono essere installati con apt install package-name. Wiren Board distribuisce una versione stabile per i sistemi in produzione e una versione di test ad aggiornamento continuo per la messa in servizio e l'accesso anticipato ai nuovi pacchetti.
Il broker MQTT preinstallato costituisce il bus centrale dei messaggi. L'interfaccia web configura i dispositivi, controlla i canali, visualizza i dati e modifica le regole. wb-rules fornisce automazione con una sintassi simile a JavaScript, mentre wb-scenarios gestisce attività comuni di illuminazione e riscaldamento senza programmazione.
Le opzioni di integrazione supportate includono master e slave Modbus RTU/TCP, MQTT, OPC UA, SNMP, IEC 60870-5-104, Zabbix, KNX, eBUS, OpenTherm, DLMS/COSEM, 1-Wire, DALI tramite gateway, Zigbee e Z-Wave tramite moduli radio. Il software comunemente utilizzato include Node-RED, Grafana, Home Assistant, IntraSCADA, Rapid SCADA e Docker. Le applicazioni possono essere scritte in Python, C++, Go, Node.js o ambienti IEC 61131-3.
Indicatore dello stato di avvio
L'hardware con un LED bicolore separato può visualizzare verde, rosso o arancione. L'hardware con il LED integrato nel pulsante alterna rosso e verde. L'indicatore fornisce una diagnostica rapida dell'avvio:
| Tempo o condizione | LED separato | LED del pulsante | Stato |
|---|---|---|---|
| Alimentazione applicata | Off | Off | Il controllore integrato prepara l'accensione |
| Circa 0.2 s | Arancione | Rosso | U-Boot attende per tre secondi un input da Debug UART |
| Circa 5 s con unità USB di aggiornamento | Arancione lampeggiante | Rosso lampeggiante | File del firmware rilevato; U-Boot attende la conferma |
| Circa 5 s senza supporto di aggiornamento | Rosso | Rosso | Applicazione della configurazione hardware in corso |
| Circa 10 s | Rosso lampeggiante | Rosso lampeggiante | Caricamento di Linux e dei servizi interni in corso |
| Circa 60–70 s | Verde lampeggiante | Verde lampeggiante | Sistema operativo pronto |
Moduli di espansione interni e laterali
Quattro slot interni accettano schede di espansione compatte per RS-485, RS-232, uscite relè e altre interfacce. Tre slot dispongono di tre morsetti esterni ciascuno. I moduli laterali WBIO si collegano al connettore sul lato destro e aggiungono 8–16 porte digitali o analogiche. È possibile collegare in sequenza fino a otto moduli laterali: fino a quattro moduli di ingresso e quattro moduli di uscita o I/O combinati. Schede mezzanine opzionali forniscono alimentazione di riserva o PoE.
Interfacce wireless
Il Wi-Fi a doppia banda 2.4/5 GHz può funzionare come punto di accesso, client o entrambi contemporaneamente. Bluetooth 4.2 Low Energy può rilevare telefoni o beacon nelle vicinanze.
Il supporto Z-Wave e Zigbee può essere aggiunto con moduli radio compatibili. I moduli cellulari forniscono 2G, 3G o 4G LTE, SMS e accesso a Internet; i due slot SIM sono multiplexati, quindi una sola SIM è registrata alla volta. Collegare le antenne Wi-Fi, cellulari e radio ai rispettivi connettori SMA. Se la ricezione cellulare è debole, utilizzare un'antenna remota posizionata lontano dal controllore.
Interfacce cablate
Le due porte Ethernet 10/100 utilizzano DHCP per impostazione predefinita. Il connettore USB-A è un host USB 2.0 e può essere utilizzato anche per l'installazione del firmware. Il collegamento di Debug Network disabilita USB 1.
Sono integrate due porte RS-485; tramite moduli di espansione è possibile aggiungere ulteriori porte RS-485 isolate e fino a due interfacce CAN. Il driver standard wb-mqtt-serial collega i dispositivi RS-485 a MQTT.
Debug Console è l'interfaccia di ripristino per i messaggi del bootloader e l'accesso alla shell. Debug Network fornisce l'accesso web e alla console tramite USB-C e può installare il firmware o eseguire un ripristino delle impostazioni di fabbrica.
Memoria MicroSD
Lo slot MicroSD ad alta velocità si trova sul lato sinistro. Inserire la scheda con i contatti rivolti verso il basso fino allo scatto. Può memorizzare backup e registri oppure ampliare lo spazio disponibile per i dati. La scheda appare come /dev/mmcblk1; la prima partizione viene montata automaticamente in /mnt/sdcard.
I/O universali A1–A4
Ogni canale ha una resistenza di ingresso di 100 kΩ. Le misure degli ingressi digitali e analogici funzionano simultaneamente mentre l'interruttore di uscita è disattivato. L'attivazione di Ax_OUT collega il morsetto a GND tramite l'uscita a collettore aperto.
| Funzione | Caratteristiche elettriche | Controllo MQTT |
|---|---|---|
| Uscita a collettore aperto | Fino a 1 A a 30 V; assorbe corrente verso GND | wb-gpio/Ax_OUT |
| Ingresso digitale | 1 logico sopra 3 V, 0 logico sotto 1.5 V. | wb-gpio/Ax_IN |
| Ingresso analogico | 0–36.3 V, ±(1% + 60 mV). | wb-adc/Ax |
Canali W1–W2
W1 e W2 sono configurabili indipendentemente come interfacce 1-Wire o ingressi digitali a contatto pulito. Selezionare la modalità nell'interfaccia web in Settings → Configs → Expansion modules and ports → Wx terminal mode.
In modalità 1-Wire è già presente una resistenza interna di pull-up da 3 kΩ, quindi non è richiesta alcuna resistenza esterna. I sensori di temperatura supportati includono DS18B20. La lunghezza del bus, la topologia e la qualità del cavo determinano il numero di sensori utilizzabili in modo affidabile. In modalità ingresso digitale, il canale si attiva quando viene cortocircuitato a GND.
Uscite di alimentazione 5Vout e Vout
5Vout fornisce 5 V per i sensori ed è protetta dai cortocircuiti e dalle sovratensioni esterne. Rimane attiva con alimentazione di riserva e può essere commutata tramite il canale 5V_OUT del dispositivo Discrete I/O.
I due morsetti Vout forniscono la tensione di alimentazione del controllore con un limite complessivo di 1 A. Il loro stato software viene mantenuto al riavvio e allo spegnimento mediante il pulsante di alimentazione. Vout si disattiva automaticamente con un'alimentazione del controllore superiore a 29 V; con alimentazione di riserva fornisce 11 V. Controllarla tramite Relays & FETs → V_OUT. Un fusibile ripristinabile da 1 A protegge l'uscita.
Terminazione RS-485 e polarizzazione a riposo
Una linea RS-485 deve essere terminata con 100–120 Ω a entrambe le estremità fisiche. Il controllore dispone di terminatori controllati via software. Le resistenze di polarizzazione a riposo su A e B sono abilitate per impostazione predefinita; disabilitarle nell'interfaccia web quando il controllore funziona come slave RS-485.
Morsettiere e cablaggio
| Morsetto | Limite | Funzione |
|---|---|---|
| Vin / GND | 52 V massimo | Ingresso di alimentazione con protezione dall'inversione di polarità; tutti i morsetti GND sono comuni |
| O1–O3 | Dipende dal modulo | I/O dei moduli di espansione interni |
| A1–A4 | 30 V, 1 A | Uscita a collettore aperto, ingresso digitale e ADC |
| W1–W2 | 5 V | 1-Wire o ingresso GPIO/a contatto pulito |
| 5Vout | 5 V, 0.5 A | Alimentazione dei sensori commutabile via software |
| A / B | Interfaccia a 5 V | Porta RS-485 1 |
| RS-485-2 A / B | Interfaccia a 5 V | Seconda porta RS-485 integrata |
| Vout | 1 A totale | Uscita di alimentazione del controllore commutabile via software, protetta oltre 29 V |
Utilizzare conduttori flessibili multifilari con puntalini isolati. Per i morsetti di comando, utilizzare puntalini singoli da 0.35–1 mm² o doppi da 0.35–0.5 mm²; la coppia è di 0.2 N·m. I morsetti di potenza accettano puntalini singoli fino a 2.5 mm² o doppi fino a 1.5 mm²; la coppia è di 0.5 N·m. La lunghezza consigliata del tubetto dei puntalini è di 8 mm. Non serrare eccessivamente i morsetti a vite estraibili con passo di 3.5 mm.
Nel controllore è integrato anche un cicalino controllato via software.
Alimentazione principale e di riserva
Collegare uno o due alimentatori da 9–48 V DC a V+ con GND comune. Quando sono presenti più ingressi, viene utilizzata la sorgente con la tensione maggiore. Ethernet 1 può ricevere PoE IEEE 802.3af/at tramite WBP-ACTIVE-POE, PoE passivo sopra 42 V tramite lo stesso modulo oppure PoE passivo a tensione inferiore tramite WBP-PASSIVE-POE.
WBMZ5-BATTERY o WBMZ4-SUPERCAP forniscono alimentazione di riserva. Quando Vin scende sotto 11 V, il modulo fornisce 11 V al controllore e ai carichi collegati a Vout. USB-C può alimentare il controllore soltanto per il ripristino o la configurazione; scollegare i dispositivi esterni e i moduli WBIO perché l'alimentazione USB è limitata.
Controllore integrato, riattivazione programmata e watchdog
Il microcontrollore integrato gestisce l'alimentazione, l'orologio in tempo reale, la misura della tensione di A1–A4, la temperatura della scheda, la riattivazione programmata e il temporizzatore watchdog.
Per spegnere subito e riattivare dopo 60 secondi:
rtcwake -m off -s 60Per riattivare a un'ora locale assoluta, convertirla in tempo Unix e passare il risultato a rtcwake:
date +%s -d "2026-10-09 07:15"
rtcwake -m off -l -t 1791522900Verificare il timestamp generato rispetto al fuso orario del controllore prima di utilizzarlo. La riattivazione programmata può essere automatizzata anche tramite wb-rules.
Il watchdog hardware riavvia il controllore se il software monitorato smette di rispondere. Arrestare il watchdog prima di modificare la configurazione dei servizi monitorati, convalidare le modifiche, quindi riavviarlo. Se una configurazione non valida causa un ciclo continuo di riavvii, collegarsi tramite SSH nei primi 60 secondi dopo l'avvio e arrestare il servizio watchdog.
Funzionamento remoto e risoluzione dei problemi
Per i siti remoti, utilizzare un servizio gestito di accesso remoto, Tailscale o una VPN amministrata correttamente. Mantenere corretti data, ora e fuso orario per registri, certificati e regole programmate. Il numero di lotto hardware è stampato sull'etichetta dell'involucro e sulla scheda e combina i numeri di lotto della scheda base e della scheda processore.
Relè e contattori possono generare transitori ad alta frequenza di diversi kilovolt, soprattutto con carichi induttivi. Installare il circuito snubber RC, il varistore o un altro dispositivo di soppressione appropriato direttamente sul carico o sull'elemento di commutazione, posare separatamente i cavi di potenza e di comunicazione e utilizzare una topologia e una terminazione RS-485 corrette.
Scheda e dimensioni
