Advantech RSB-4220: bo mạch đơn 3,5 inch nền TI Sitara

Advantech RSB-4220 là bo mạch đơn khổ 3,5 inch nền TI Sitara AM3352, một nhân ARM Cortex-A8 chạy 1 GHz. Đây là tấm bo trần đã mang đủ vi xử lý, bộ nhớ, ổ lưu trữ và đầu nối; cấp nguồn vào là chạy, còn vỏ máy, bộ nguồn, bộ cáp và tấm màn hình do đơn vị chế tạo thiết bị tự lo. Điểm nhận dạng của mã này nằm ở gói cổng công nghiệp: hai cổng Gigabit Ethernet, năm cổng UART có bảo vệ tĩnh điện, bốn chân vào và bốn chân ra đã cách ly, cùng dải nhiệt làm việc âm 40 đến 85 độ C.

Thông số kỹ thuật Advantech RSB-4220

Bảng dưới gom các thông số ghi trong tài liệu của bo mạch và của bộ kit đánh giá đi kèm mã này. Dung lượng bộ nhớ và số cổng thay đổi theo mã đặt hàng đầy đủ, nên phải đối chiếu tài liệu hãng trước khi chốt cấu hình.

Bản đồ toàn bộ dòng bo mạch đơn RSB, xếp theo nền xử lý và cỡ bo kèm cột chọn khi nào, nằm ở bài bo mạch đơn RSB-4221 và bản đồ dòng RSB. Bài này chỉ đi sâu vào một mã.

Cách ly tín hiệu và dải nhiệt âm 40 độ nói lên điều gì

Hai hạng mục đó là lý do chính khiến RSB-4220 được chọn thay vì một bo mạch đơn phổ thông cùng lớp vi xử lý. Ba hệ quả trực tiếp khi thiết kế thiết bị:

• Bớt một bảng mạch trung gian. Bốn chân vào và bốn chân ra đã cách ly sẵn trên bo, nên tín hiệu từ công tắc hành trình, cảm biến tiệm cận hay rơ le đấu thẳng vào bo mà không cần bảng cách ly rời. Bớt một bảng mạch là bớt một bộ đầu nối, một đoạn cáp và một điểm tiếp xúc dễ lỏng do rung.
• Chịu được nhiễu trên đường nối tiếp dài. Năm cổng UART có bảo vệ tĩnh điện ở mức tiếp xúc 4 kV cho phép kéo dây tới các bộ điều khiển nằm rải trong tủ hoặc dọc chuyền. Đây là điểm khác biệt so với các bo mạch đơn thiết kế cho thiết bị để bàn, nơi cổng nối tiếp chỉ chạy trong phạm vi vỏ máy.
• Không cần điều hoà cho tủ điện. Dải âm 40 đến 85 độ C là dải của bo mạch. Trong tủ ngoài trời hay khoang máy, nhiệt độ thực luôn cao hơn nhiệt độ không khí bên ngoài, nên biên độ dự trữ này quyết định thiết bị chạy được cả mùa khô hay phải gắn quạt hút.

Đổi lại, lớp vi xử lý một nhân Cortex-A8 kèm 512 MB bộ nhớ đặt trần rõ ràng cho phần mềm. Nền này đủ cho phần mềm thu thập, quy đổi và chuyển tiếp dữ liệu, cùng một giao diện vận hành đơn giản. Với phân tích hình ảnh hoặc cơ sở dữ liệu tại chỗ, phải chuyển sang nhóm máy mạnh hơn trong danh mục PC không quạt mạnh mẽ.

Ghép RSB-4220 với gì

Bo mạch đơn là linh kiện, nên bốn hạng mục dưới đây phải đặt cùng lúc. Bỏ sót hạng mục nào cũng làm chậm tiến độ đúng bằng thời gian đặt lại hàng.

• Vỏ máy và khung gá. Khổ 3,5 inch có sẵn nhiều bộ gá tiêu chuẩn, nhưng vị trí đầu nối trên bo quyết định cách khoét mặt vỏ. Với thiết bị đặt trong tủ điện, nên chốt luôn hướng ra dây của năm cổng nối tiếp trước khi đặt gia công cơ khí.
• Bộ nguồn một chiều. Điện áp cấp và mức tiêu thụ lấy theo tài liệu hãng cho từng mã đặt hàng. Ngoài công suất danh định, phải tính cả dòng khởi động và chọn tiết diện dây theo chiều dài thực trong tủ.
• Bộ cáp và bảng đấu dây. Phần lớn tín hiệu đưa ra bằng đầu cắm chân cắm trên bo, nên bộ cáp nối từ bo ra mặt vỏ hoặc ra cầu đấu là hạng mục riêng. Đây là phần hay bị bỏ sót khi tự gom linh kiện lẻ.
• Tấm màn hình, nếu thiết bị có giao diện. Ngõ LVDS 18 bit tới 1366 x 768 giới hạn loại tấm màn ghép được. Bảng mạch đèn nền và cáp LVDS phải đặt cùng lúc với tấm màn để tránh sai chân cắm.

Muốn chạy thử trước khi đặt bo lẻ, đặt bộ kit đánh giá RSB-DK4220 đã kèm cáp và bảng điều khiển. Bộ kit chứa chính bo RSB-4220 cùng bản ảnh hệ điều hành và tiện ích kiểm tra cài sẵn, nên nhóm phần mềm bắt đầu làm việc được trong lúc phần cơ khí còn đang thiết kế.

Advantech RSB-4220 dùng cho việc gì

Một nhân Cortex-A8 ở mức 1 GHz cùng 512 MB bộ nhớ đặt mã này vào lớp thiết bị thu thập và điều khiển, không phải lớp xử lý ảnh. Bốn chỗ dùng dưới đây khai thác đúng gói cổng của bo.

• Trạm thu thập số liệu trong tủ điện. Năm cổng nối tiếp đọc đồng thời nhiều bộ điều khiển, đồng hồ đo và cân điện tử trên cùng một tủ, không cần bộ chuyển đổi nhiều cổng gắn ngoài. Vai trò của lớp thiết bị này trong nhà máy được mô tả ở bài ứng dụng IoT trong quản lý năng lượng nhà máy.
• Cổng nối giữa hai lớp mạng. Hai cổng Gigabit cho phép tách mạng thiết bị khỏi mạng văn phòng ngay trên bo: một cổng nhìn xuống các bộ điều khiển, một cổng nhìn lên máy chủ. Cách này giữ lưu lượng điều khiển nằm trong phân đoạn riêng.
• Thiết bị đặt ngoài trời và trong khoang máy. Dải âm 40 đến 85 độ C cùng thiết kế không quạt hợp với tủ ven đường, trạm bơm, cabin xe nâng và các vị trí không có điều hoà. Vỏ kín không khe thông gió cũng chặn luôn bụi và côn trùng.
• Bảng điều khiển gắn trên máy. Ngõ LVDS ghép thẳng tấm màn cỡ vừa để chạy giao diện vận hành cho một cụm máy, còn bộ đếm giám sát phần cứng khởi động lại thiết bị khi phần mềm treo giữa ca.

So sánh RSB-4220 với các bo cùng dòng theo cổng vào ra công nghiệp

Trục so sánh ở đây là cổng đấu dây xuống hiện trường, vì đó là thứ quyết định bo có bớt được bảng mạch trung gian hay không. Bảng dưới giữ nguyên nhóm bo mạch đơn nền ARM và chỉ đổi gói cổng.

Đọc bảng theo thứ tự: đếm số đường nối tiếp thật sự phải đấu, rồi mới xét chân vào ra số, sau cùng mới xét mạng. Nếu thiết bị chỉ có một đường nối tiếp nhưng cần điện năng rất thấp, hướng bo 2,5 inch trong bài bo mạch đơn 2,5 inch RSB-3430 và ngân sách điện năng hợp lý hơn. Nếu cần thêm sức tính toán cho phần đồ hoạ, xem bo mạch đơn RSB-4710 nền RK3399.

Mua Advantech RSB-4220 ở đâu

RSB-4220 không nằm trong nhóm hàng bán sẵn trên trang cửa hàng, nên cấu hình và thời gian giao được xác nhận theo từng đơn. Các bài cùng nhóm nằm ở chuyên mục giải pháp nhúng, còn các máy đã đóng vỏ sẵn nằm trong danh mục máy tính không quạt.

Khi gửi yêu cầu báo giá, năm thông tin nên nêu trước: mã đặt hàng đầy đủ nếu đã có, hệ điều hành và ngôn ngữ lập trình của phần mềm, số đường nối tiếp và số chân vào ra thật sự dùng, điện áp nguồn cùng nhiệt độ cao nhất tại vị trí lắp, và sản lượng dự kiến theo năm. Nếu chưa chốt được nên đặt bo lẻ hay đặt bộ kit, nêu luôn mốc thời gian phải có mẫu chạy được.

Bối cảnh chung của nhóm máy tính nhúng và cách chúng được dùng trong thiết bị có tại chuyên mục máy tính nhúng Advantech trên IPC247. Khi cần so nhanh phương án máy hộp đã có vỏ và nguồn thay cho bo trần, dùng công cụ chọn máy theo số cổng và môi trường.

Câu hỏi thường gặp về Advantech RSB-4220

Advantech RSB-4220 là loại thiết bị gì?

RSB-4220 là bo mạch đơn khổ 3,5 inch, tức một tấm bo mạch đã mang đủ vi xử lý, bộ nhớ, ổ lưu trữ và đầu nối. Cấp nguồn vào là bo chạy được, nhưng đây vẫn là linh kiện dành cho đơn vị chế tạo thiết bị. Vỏ máy, bộ nguồn, bộ cáp và màn hình phải tính riêng.

Chân vào ra cách ly trên RSB-4220 có lợi gì?

Bo mạch có bốn chân vào và bốn chân ra đã cách ly ngay trên bo. Cách ly nghĩa là phần mạch tiếp xúc với thiết bị hiện trường không nối chung mát với phần mạch tính toán, nên xung điện từ cuộn hút hay biến tần không truyền thẳng vào vi xử lý. Nhờ vậy bớt được một bảng mạch cách ly rời và bớt một điểm đấu nối có thể lỏng do rung.

Dải nhiệt âm 40 đến 85 độ C áp dụng cho cái gì?

Đó là dải nhiệt của bo mạch, không phải của thiết bị hoàn chỉnh. Nhiệt độ bên trong vỏ máy luôn cao hơn nhiệt độ không khí bên ngoài vì toàn bộ công suất tiêu thụ biến thành nhiệt trong khoang kín. Khi thiết kế, lấy dải này làm mức trần rồi trừ đi phần chênh đo được trong vỏ thật.

RSB-4220 khác RSB-4221 ở chỗ nào?

Hai bo cùng khổ 3,5 inch và cùng lớp vi xử lý ARM Cortex-A8 1 GHz của TI. RSB-4220 thiên về đấu dây: hai cổng Gigabit Ethernet, năm cổng UART có bảo vệ tĩnh điện và các chân vào ra cách ly. RSB-4221 thiên về không dây với khe M.2 khoá E cho mô-đun Wi-Fi và Bluetooth.

Muốn chạy thử RSB-4220 trước khi đặt bo lẻ thì làm thế nào?

Đặt bộ kit đánh giá RSB-DK4220. Bộ kit gồm chính bo RSB-4220, gói cáp, bảng điều khiển, bản ảnh hệ điều hành và tiện ích kiểm tra cài sẵn, nên nhóm phần mềm bắt đầu viết được ngay trong ngày nhận hàng thay vì chờ phần cơ khí.

Đọc thêm về thiết bị: toàn bộ máy tính công nghiệp Advantech cùng các hãng khác trên ipc247.com.