Wiren Board 8.5

Wiren Board 8.5 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 quattro slot di espansione interni in un unico controllore programmabile.

Differenze rispetto alla versione precedente

Wiren Board 8.5 utilizza la stessa famiglia di processori e la stessa memoria di Wiren Board 8.4. Le modifiche hardware sono:

• tutti e quattro gli slot MOD1–MOD4 dispongono di morsettiere I/O esterne e accettano moduli di espansione compatibili; i moduli I2C rimangono limitati a MOD3 e MOD4;
• MOD1 e MOD2 supportano ora i moduli di espansione UART oltre ai moduli GPIO;
• il riscaldamento della scheda processore consente l'avvio e il funzionamento a temperature ambiente fino a −40 °C;
• un unico connettore USB-C Debug USB combinato sostituisce i connettori separati Debug Network e Debug Console;
• il cicalino è collegato al controllore integrato e fornisce un riscontro acustico durante l'accensione, il riavvio e l'uso dei pulsanti;

Rispetto a Wiren Board 7, la famiglia Wiren Board 8 utilizza un processore quad-core a 64 bit a 1.5 GHz, fino a 4 GB di RAM e quattro slot di espansione.

• CAN non è presente nella configurazione base; è possibile aggiungere fino a quattro porte CAN con moduli WBE2-I-CAN-ISO v.2;
• Debian Linux 13 Trixie utilizza pacchetti a 64 bit, quindi è necessario verificare la compatibilità del software personalizzato compilato per i controllori precedenti.

Caratteristiche tecniche

Prima messa in servizio

Assemblaggio e avvio

Prima di applicare l'alimentazione, installare i moduli di espansione interni necessari e collegare i dispositivi periferici secondo le rispettive istruzioni. Montare il controllore su una guida DIN e collegarne l'alimentazione. Dopo il caricamento del sistema operativo, l'indicatore lampeggia in verde a frequenza costante.

Collegamento a un computer

Utilizzare Debug USB per la configurazione iniziale e Wi-Fi o Ethernet per il funzionamento normale. La funzione di debug fornisce anche l'accesso ai registri del bootloader e alla riga di comando durante il ripristino.

Debug USB

Debug USB fornisce l'accesso sia all'interfaccia web sia alla console del controllore. Funziona con Windows 7 e successivi e Linux. Non funziona con computer macOS o telefoni; su questi dispositivi utilizzare Wi-Fi o Ethernet.

Il collegamento crea una scheda di rete virtuale con indirizzo IP fisso. Questa scheda diventa disponibile dopo che il controllore ha terminato l'avvio e il suo indicatore lampeggia uniformemente in verde.

La porta USB del computer può alimentare il controllore senza un alimentatore esterno. L'alimentazione USB è limitata: scollegare i moduli laterali e i dispositivi collegati a Vout, +5V e USB.

1. Collegare un cavo USB-C tra il computer e Debug USB. Il controllore emette un segnale acustico e si avvia.
2. Attendere che l'indicatore accanto al pulsante di alimentazione lampeggi regolarmente in verde.
3. Il computer rileva un'unità virtuale denominata WIRENBOARD. Contiene webui.html, un collegamento all'interfaccia web, e README.txt, contenente l'indirizzo IP del controllore.
4. Aprire webui.html oppure immettere http://10.200.200.1 in un browser. SSH è disponibile allo stesso indirizzo, 10.200.200.1.

Il connettore Debug USB supporta anche gli aggiornamenti del firmware e la cancellazione di tutti i dati e le impostazioni.

Wi-Fi

Inizialmente il controllore crea un punto di accesso non protetto. Aprire l'elenco delle reti Wi-Fi sul portatile o sul telefono e selezionare WirenBoard-XXXXXXXX, dove XXXXXXXX è il numero di serie del controllore. Il controllore è disponibile all'indirizzo 192.168.42.1.

Ethernet

Entrambe le porte Ethernet ottengono l'indirizzo IP tramite DHCP. Utilizzare un router con DHCP abilitato, come avviene normalmente in una rete domestica o aziendale.

1. Collegare un cavo patch RJ-45 da una porta libera del router a una delle porte Ethernet del controllore.
2. Trovare l'indirizzo assegnato al controllore nelle impostazioni del router.
3. Su un computer collegato allo stesso router, immettere tale indirizzo in un browser web.

Interfaccia web

L'interfaccia web preinstallata consente di configurare il controllore e i dispositivi collegati, scrivere regole di automazione, configurare notifiche e creare un'interfaccia operatore con dashboard grafiche e testuali. Vedere la guida all'interfaccia web del controllore.

Riga di comando

Wiren Board esegue Linux, quindi le impostazioni sono memorizzate in file. La maggior parte delle impostazioni può essere modificata nell'interfaccia web, ma per alcune attività è necessaria la riga di comando, tra cui l'installazione di software aggiuntivo e la configurazione del fuso orario. Collegarsi tramite SSH o la porta di debug. Le credenziali predefinite sono root / wirenboard.

Sicurezza

Una configurazione di sicurezza errata può causare la perdita di dati o dell'accesso al controllore e il mancato funzionamento del sistema di automazione. Il controllore esegue molti servizi ed è destinato a funzionare all'interno di una rete locale attendibile.

La configurazione di fabbrica espone il punto di accesso Wi-Fi, SSH con credenziali predefinite, l'interfaccia web e il broker MQTT. Il software di terze parti può aprire ulteriori porte; verificarne la documentazione e configurarne l'autenticazione.

L'accesso non autorizzato a questi servizi può esporre o distruggere dati. Ad esempio, l'accesso a MQTT o all'interfaccia web potrebbe essere utilizzato per caricare uno script wb-rules che aggiunga la chiave di accesso di un aggressore o modifichi la password.

1. Proteggere immediatamente il punto di accesso Wi-Fi predefinito con una password oppure disabilitarlo se non è necessario.
2. Cambiare la password SSH; utilizzare preferibilmente l'autenticazione con chiave SSH.
3. Nelle reti aziendali o nelle installazioni accessibili tramite VPN, configurare gli utenti e i livelli di accesso dell'interfaccia web e proteggere il broker MQTT con una password.

Per l'accesso remoto, utilizzare Wiren Board Cloud, Tailscale, OpenVPN o un servizio equivalente. Se è necessario assegnare un indirizzo IP pubblico direttamente al controllore, applicare queste precauzioni e chiedere a un amministratore di sistema di configurare HTTPS, chiudere le porte non necessarie e rafforzare la sicurezza dell'installazione.

Passaggi successivi

Aggiornare il firmware del controllore; l'interfaccia web è il metodo più semplice. Impostare il fuso orario corretto e configurare l'automazione utilizzando wb-rules. La versione di test è disponibile per lo sviluppo attivo e la messa in servizio quando sono necessarie le versioni più recenti dei pacchetti. Se si dimentica la password di accesso, utilizzare la procedura di recupero della password di root. Diagnosticare eventuali problemi del controllore prima di proseguire la messa in servizio. Se necessario, cancellare i dati e ripristinare il software installato in fabbrica.

Software

Panoramica

Il controllore esegue Debian Linux. Esiste un port ufficiale di Debian per la sua architettura del processore, quindi le applicazioni Linux standard possono essere installate con apt install package_name. Il software del controllore viene distribuito sotto forma di pacchetti raggruppati in versioni: stable, installata sui nuovi controllori, e testing, una versione ad aggiornamento continuo con i pacchetti più recenti.

Software preinstallato

MQTT costituisce la base dell'architettura software: i servizi comunicano tramite un broker MQTT condiviso. L'interfaccia web viene eseguita direttamente sul controllore. Consente di monitorare e controllare il controllore e i dispositivi collegati, aggiungere dispositivi, modificare impostazioni, aggiornare software, scrivere regole, configurare notifiche SMS ed e-mail e visualizzare grafici storici di valori quali temperatura e tensione.

Il wb-rules consente di creare regole di automazione come «se la temperatura del sensore scende sotto 18 °C, accendere il riscaldatore». Le regole vengono scritte in un linguaggio simile a JavaScript utilizzando l'interfaccia web. Gli scenari di automazione senza codice offrono uno strumento più semplice per attività comuni come illuminazione e riscaldamento.

Il controllore supporta i dispositivi periferici tramite i propri driver. I dispositivi Modbus collegati possono essere configurati nell'interfaccia web e il loro firmware può essere aggiornato. Gli aggiornamenti del firmware del controllore e il trasferimento di file tra il controllore e un computer sono operazioni di manutenzione separate.

Integrazione SCADA

I meccanismi di integrazione disponibili includono un agente Zabbix, un gateway Modbus TCP/RTU, un gateway OPC UA, un gateway IEC 60870-5-104, un agente SNMP e MQTT.

Software di terze parti

È inoltre possibile installare:

• Node-RED per la programmazione visuale.
• Ambienti IEC 61131-3 che supportano FBD, ST, LD e SFC.
• Grafana per la memorizzazione e la visualizzazione dei dati.
• IntraSCADA per la gestione degli edifici, il monitoraggio industriale e l'automazione.
• Rapid SCADA, una piattaforma open source per l'automazione industriale.
• Home Assistant, una piattaforma open source per la domotica.
• Docker per eseguire applicazioni in ambienti isolati.

Ulteriori applicazioni sono disponibili nei repository Debian e presso i partner di integrazione.

Sviluppo di software personalizzato

È possibile sviluppare software personalizzato per il controllore oppure creare un'immagine firmware contenente le impostazioni, le licenze e i pacchetti necessari. Installare l'immagine utilizzando gli strumenti standard di aggiornamento oppure concordare l'installazione in fabbrica per un lotto ordinato separatamente.

Il software del controllore è open source, con esempi disponibili nei repository GitHub del produttore. La documentazione per sviluppatori tratta la disposizione delle partizioni del firmware e la creazione di immagini FIT, lo sviluppo software, il chip di sicurezza ATECCx08 e il protocollo MQTT-RPC.

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:

Moduli di espansione interni e laterali

Quattro slot interni accettano schede di espansione compatte per RS-485, RS-232, uscite relè, HDMI e altre funzioni. Tutti e quattro gli slot espongono morsettiere I/O. MOD1 e MOD2 supportano moduli GPIO e UART; i moduli di espansione I2C vengono installati in MOD3 o MOD4.

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.

Sono integrate due porte RS-485; tramite moduli di espansione è possibile installare fino a quattro ulteriori porte RS-485 isolate o CAN. L'uscita HDMI è disponibile tramite un modulo di espansione interno.wb-mqtt-serial collega i dispositivi RS-485 a MQTT.

Debug USB è l'interfaccia di ripristino per i messaggi del bootloader, l'accesso alla shell e l'interfaccia web. Rimane disponibile se la configurazione di rete normale non è disponibile.

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.

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

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.

Il cicalino controllato via software è collegato al controllore integrato. Fornisce un riscontro acustico durante l'accensione, il riavvio e l'uso dei pulsanti; la frequenza è configurabile.

Alimentazione principale e di riserva

Collegare uno o due alimentatori da 9–48 V DC a V+ con GND comune. Il PoE attivo o passivo opzionale può alimentare il controllore tramite Ethernet 1. Quando sono collegate più sorgenti, viene utilizzata quella con la tensione maggiore.

Un modulo WBMZ6-BATTERY fornisce l'alimentazione di riserva. Quando Vin scende sotto la soglia configurata, il controllore passa alla batteria e può rimanere in funzione oppure eseguire un arresto ordinato.

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 60

Per 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 1791522900

Verificare 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.

Riscaldamento della scheda processore

All'accensione, il controllore integrato misura la temperatura della scheda. Sotto −15 °C abilita il riscaldatore. Sotto −20 °C ritarda l'alimentazione della scheda processore finché la scheda non raggiunge −15 °C, poi continua a riscaldare fino a −10 °C. Il riscaldamento funziona soltanto da V+ o PoE, non da Debug USB o dalla batteria di riserva.

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

Altre interfacce

Il cicalino emette un segnale acustico con frequenza regolabile.

Dispositivi supportati

Il controllore supporta i dispositivi RS-485 Wiren Board e altri dispositivi periferici tramite le interfacce, i driver e i protocolli di integrazione disponibili. Per la procedura di collegamento e configurazione necessaria, vedere i manuali dei dispositivi e le informazioni di compatibilità dei dispositivi supportati.

Configurazione della rete per siti remoti

Le opzioni includono Wiren Board Cloud per l'amministrazione remota e Tailscale per l'accesso remoto senza gestire un proprio server VPN. Configurare e verificare le impostazioni di rete del sito prima di lasciare il controllore incustodito.

Data, ora e fuso orario

Configurare la data, l'ora e il fuso orario locale del controllore. Le impostazioni di sincronizzazione dell'ora sono disponibili nell'editor di configurazione NTP in Settings → Configs. Vedere le istruzioni per la sincronizzazione dell'ora.

Problemi noti

Consultare le errata hardware per Wiren Board 8 quando si diagnostica un problema che potrebbe dipendere dalla revisione del controllore.

Revisioni hardware

Il numero di lotto (Batch №) è stampato sull'etichetta sul lato dell'involucro e sulla scheda a circuito stampato. Il numero di lotto del controllore combina i numeri di lotto della scheda base e della scheda processore. I registri delle revisioni hardware descrivono le modifiche alle schede del controllore.

Risoluzione dei problemi

Interferenze generate da relè e contattori

Relè e contattori possono produrre interferenze che influiscono sui dispositivi vicini. Durante la commutazione di un carico, in particolare induttivo, i contatti generano transitori ad alta frequenza che possono raggiungere diversi kilovolt e accoppiarsi ad altri circuiti. Le reti snubber sopprimono questi transitori, riducendo le interferenze e migliorando la stabilità delle apparecchiature.

Informazioni aggiuntive

• Periferiche di Wiren Board 8.5: accesso a basso livello a GPIO e ad altre periferiche del controllore da software personalizzato.
• Accesso diretto ai GPIO.
• Aggiornamenti del firmware e ripristino delle impostazioni di fabbrica.
• Recupero della password di root.

Immagini e disegni

• Libreria CorelDRAW 2018, con carattere Ubuntu: WB-Library.cdr.zip.
• Libreria Visio dei dispositivi Wiren Board: WB-Visio-Lib.zip. Ulteriori simboli per involucri, interruttori automatici e contattori sono disponibili nelle librerie di terze parti.
• Libreria SVG: WB-Library.svg.zip.
• Disegno DXF AutoCAD 2013: Wiren_Board-8.5.dxf.zip.
• Disegno PDF: Wiren_Board-8.5.dxf.pdf.
• Libreria di simboli AutoCAD Electrical: Wirenboard-AE-base.zip.