SNR-ERD: de pingovalka a la línea de equipos

El comienzo de las dos milésimas es el rápido desarrollo de las redes de telecomunicaciones . Los instaladores, que pasaron todo el día en los techos, tendiendo el cable al suscriptor final, necesitaban con urgencia dispositivos para verificar si el cable coincide con el puerto conectado. El problema de la "congelación" de los equipos también fue grave. Los instaladores tuvieron que trabajar constantemente entre los nodos de comunicación y reiniciarlos manualmente. Entonces surgió la idea de desarrollar el primer SNR-ERD .

Como resultado, a los especialistas de "NAG" se les ocurrió la idea de crear un dispositivo que pudiera conectarse a un cable y hacer ping a un puerto específico. Un poco más tarde, el dispositivo estaba equipado con la función de reinicio remoto del dispositivo. Así que estaba SNR-ERD-WEB, que se ha convertido en un asistente universal para instaladores y administradores de redes.


El primer pingovalka

El primer modelo fue un microcontrolador de ocho bits con 8 kilobytes de memoria flash y 500 bytes de RAM. El dispositivo fue controlado a través de la interfaz web. El dispositivo podría funcionar con sensores de temperatura, reiniciar el equipo y controlar los sensores de apertura y cierre de la puerta.

El dispositivo encontró a su audiencia lo suficientemente rápido. El desarrollo y la mejora del dispositivo tuvieron lugar regularmente. Además, la mayoría de las recomendaciones provienen de compradores de ERD que usaron el dispositivo en el campo y que entendieron qué mejoras necesitaba. Ya en la próxima modificación, el dispositivo recibió el protocolo SNMP, actualización remota de firmware, función de termostato, sensor de fase.

La gran demanda del dispositivo dio lugar al desarrollo de varios dispositivos cuya funcionalidad se expandía constantemente. El siguiente paso en esta cadena fue SNR-ERD-2 , que todavía se posiciona como una herramienta de presupuesto para monitorear los parámetros del centro de datos , y sus modificaciones tienen una gran demanda.



Un instrumento compacto de bajo costo con una funcionalidad creciente tenía una demanda bastante buena, lo que resultó en el desarrollo de una serie de dispositivos con un índice común SNR-ERD-2. Estos dispositivos todavía se posicionan como una herramienta de presupuesto para controlar los parámetros físicos básicos en el mini centro de datos .

ERD-2 es ampliamente utilizado por los operadores de telecomunicaciones para monitorear la temperatura en los centros de datos (DPC). Por ejemplo, Mail.Ru Group instaló más de 800 ERD-2.

Aquí hay una revisión de Sergey Kubasov, Director Técnico Adjunto de Mail.Ru Group:

"Utilizamos ERD-2 para el monitoreo de temperatura en los centros de datos" M100 "(Mail.Ru Group) e" ICVA "(Vkontakte). Al elegir una solución para nosotros fue importante:
Precio: en el caso de ERD, el costo de un sensor de temperatura (junto con el controlador) es uno de los más bajos;
Periféricos: para ERD, es suficiente tener un interruptor L2, no es necesario comprar ningún controlador adicional para las agregaciones;
Velocidad de implementación: la API del producto se describe con el mayor detalle posible;
Tiempo de entrega: independientemente de los volúmenes solicitados por nosotros, el envío se realizó "al día siguiente" o en un momento aceptable para nosotros;
Flexibilidad de producción: se realizó una pequeña personalización en forma de un aumento en la longitud del cable del sensor de temperatura con prontitud y sin preguntas adicionales;
Alta confiabilidad: para todo el período de operación, deseo notar un porcentaje muy bajo de defectos y una ausencia casi total de fallas;
Soporte: obtenemos respuestas a los problemas muy rápidamente.

Lo que falta:
PoE: tiene que extraer energía, lo cual es muy inconveniente;
Sensores de humedad: entonces podríamos llevar a cabo un control climático completo en ERD ".

Las solicitudes de los clientes no podían pasar desapercibidas y, después de algún tiempo, los especialistas de "NAG" desarrollaron un dispositivo de la tercera serie. Además de las funciones ya conocidas, en ERD-3 agregaron:

• interfaces de transmisión de datos en serie RS-232 y RS-485;
• sensor de fase adicional;
• puerto externo para conectar hasta cinco sensores de 1 cable (SNR-DTS-2);
• la capacidad de instalar un módulo GSM / GPRS para implementar un canal de datos inalámbrico, así como enviar notificaciones por SMS;
• PoE pasivo con tensión de alimentación de 5V.

El diseño del dispositivo también ha cambiado. El dispositivo se colocó en una conveniente caja de metal y se montó en un riel DIN.



Los ERD-3 son dispositivos 3 en 1: un convertidor de interfaz Ethernet / RS232 o Ethernet / RS485, un controlador UPS (fuente de alimentación ininterrumpida) con soporte para el protocolo MegaTec y un dispositivo para monitorear el estado de los sensores, temperatura media y voltaje.
Por cierto, más recientemente, ERD-2 también comenzó a fabricarse en una caja de metal, que fue una respuesta a las solicitudes de las empresas integradoras que estaban listas para construir sus soluciones sobre la base de ERD, pero la apariencia del dispositivo no satisfizo sus necesidades. Por lo tanto, ahora ERD-2 se puede comprar en dos versiones: en termocontraíble o en una caja de metal.


ERD-2 avanzado

Volvamos a ERD-3 . Además de la demanda generalizada de los proveedores, los integradores demandan el dispositivo para la automatización pequeña y el sistema ASKUE como Ethernet / RS-485 y Ethernet / RS-232 para sondear varios medidores de recursos. Basado en dispositivos ERD, el complejo de software y hardware "LOAD", sobre el que escribimos anteriormente, funciona.

ERD-3 adicional fue mejorado por el módulo GSM / GPRS para su uso en soluciones donde GSM / GPRS era el principal canal de transmisión de datos. El dispositivo se llama ERD-GSM.

Prueba de resistencia al calor ERD-GSM

Sin embargo, el tiempo no se detuvo y quedó claro que los requisitos modernos dictan el desarrollo posterior de una serie de dispositivos ERD, y para esto se necesitaban nuevos recursos informáticos y de hardware.

El microcontrolador STM32F407 de 32 bits de la compañía ST y el moderno controlador PHY KSZ8031RNL para operar con una red Ethernet fueron elegidos como la base para el nuevo complejo de hardware y software. En relación con el cambio de plataforma, fue necesario reescribir completamente el software. Al mismo tiempo, se decidió transferir software funcional bajo el control del sistema operativo RTOS en tiempo real. El sistema operativo permitió liberar el ciclo de control y crear una llamada de funciones basadas en prioridades flexibles. Además, el dispositivo recibió la posibilidad de suministro de energía, tanto a través de contactos externos dedicados, como de acuerdo con los estándares PoE IEEE 802.3af-2003 e IEEE 802.3at-2009, así como PoE pasivo de 36 a 48 V.

La transición a la nueva plataforma se llevó a cabo en varias etapas. Primero, nació un dispositivo con equipo básico, llamado ERD-Pro-mini. Los primeros dispositivos se ensamblaron de manera improvisada en el laboratorio NAG.















Ahora el dispositivo se ve así:



Todas las ventajas del ERD-Pro-mini se perdieron en el contexto de las deficiencias descubiertas durante la operación. Debido a los detalles específicos del caso, hubo un suministro erróneo de voltaje a los contactos que no estaban destinados a esto, lo que, a su vez, provocó daños irreversibles en el dispositivo.

Una de las principales ventajas del ERD-3 era su propia carcasa, así como la posibilidad de expansión modular y la presencia de interfaces RS-232 y RS-485, y el controlador ATmega328 de 8 bits con sus 32 Kbytes de memoria flash frente a 1024 Kbytes fue el cuello de botella en STM32F407. Si el cliente me pidió que implementara alguna función nueva, entonces para esto tuve que cortar alguna otra. Entonces apareció la tarea de combinar todo lo mejor de ERD-3 y ERD-Pro-mini.

La placa de circuito ERD-3 es casi una vez y media más pequeña que la placa de circuito ERD-PRO-mini. Por lo tanto, la densidad de los componentes electrónicos fue significativamente mayor, lo que significa mayores requisitos para la fabricación de la placa. Esta no fue una tarea difícil, pero con el desarrollo directo, resultó que el nuevo dispositivo debería tener una serie de características adicionales, además de las que ya están presentes en el ERD-3 y ERD-PRO-mini.
A bordo, el dispositivo tenía que colocar:

• protección contra inversión de polaridad;
• convertidor DC / DC elevador 12V, para alimentar sensores externos;
• Convertidor 5V DC / DC compatible con los estándares PoE;
• circuitos de respaldo alimentados por PoE y a través de un conector de alimentación dedicado;
• DAC de precisión (DAC), para la implementación de la función de regulación PID;
• potente relé de potencia, para conmutar cargas con tensión de hasta 250 V y corriente de hasta 10 A;
• cinco puertos combinados de entrada y salida, los llamados puertos DIO (entrada / salida digital);
• fusibles reiniciables para proteger los puertos DIO y DAC,
• memoria externa no volátil adicional para almacenar configuraciones y resultados de medición.

Además, se suponía que el nuevo dispositivo proporcionaría un MTBF promedio de 75,000 horas, además de satisfacer los requisitos de inmunidad a las influencias electromagnéticas para los equipos de tecnología de la información, según GOST CISPR 24-2013.
Como resultado, la luz fue vista por el "Controlador multifuncional SNR-ERD-4" o simplemente abreviado simplemente ERD-4.



En el proceso de desarrollo de ERD-4, fue necesario diseñar un diagrama de circuito, seleccionar componentes y producir muestras que fueron sometidas a varios experimentos, por ejemplo, una prueba de resistencia a las descargas electrostáticas de aire con un voltaje de 8 kV.



Para cumplir con GOST CISPR 24-2013, se realizaron experimentos con la inmunidad del dispositivo a varios tipos de interferencia.


Prueba de inmunidad de nanosegundos ERD-4


Prueba de impulso de microsegundos de alta energía ERD-4

El dispositivo fue probado en cámaras climáticas. Las mediciones de los voltajes y corrientes finales se llevaron a cabo. Después de analizar docenas de muestras que se probaron una y otra vez, este es el aspecto final de la placa de circuito impreso.



También deberíamos detenernos en la descripción del funcionamiento de los puertos DIO y la salida DAC.


Detalle esquemático del puerto DIO


La peculiaridad de su implementación es que cada puerto puede funcionar tanto para entrada (modo DI) como para salida (modo DO). Esto se logra por el hecho de que el microcontrolador está conectado a cada puerto con dos pines GPIO a través de los circuitos especiales de desacoplamiento D11 y Q17. Esta solución ha aumentado la flexibilidad de ERD-4. El usuario ahora puede determinar la configuración de puerto necesaria. Por ejemplo, la configuración de "5 entradas + relés" será útil en aquellas aplicaciones donde es necesario conectar una gran cantidad de sensores con una salida de relé (protección perimetral, control de fugas de agua). El relé en esta configuración puede incluir una sirena o una bomba de agua subterránea. Si el usuario necesita controlar una gran cantidad de relés, contactores o arrancadores, puede usar la configuración de "5 salidas + relés". Entre estos dos extremos, cualquier configuración intermedia es posible: "2 entradas + 3 salidas", "4 entradas y 1 salida", etc.

Además, por primera vez en la serie ERD, las salidas ERD-4 pueden conmutar cargas con un voltaje de alimentación de hasta 48V y con una corriente nominal / de pulso de hasta 0.5 / 1A. Esto le permite ampliar significativamente las capacidades de interfaz ERD-4 con dispositivos de conmutación externos y cargas. En particular, se pueden usar relés generalizados de 12 V y 24 V. Si se supone que debe usar dispositivos de conmutación de cinco voltios, como enchufes SNR-SMART, la fuente de voltaje incorporada le permite suministrar cargas con una corriente total de hasta 2 A.

Especialmente para ERD-4, se desarrollaron dos módulos de radio de entrepiso. Uno para trabajar con GSM / GPRS y el otro para redes ISM de 868 MHz.

El módulo GSM / GPRS permite la conexión de respaldo a través de GSM / GPRS y el control a través de SMS. El módulo para redes ISM 868 le permite conectar varios sensores inalámbricos, como contadores de pulso, medidores de calor, sensores de fase, etc.




Ahora SNR-ERD es una línea completa de dispositivos demandados por operadores de telecomunicaciones, integradores de sistemas automatizados, empresas del sector inmobiliario y comunitario, instituciones bancarias y empresas de TI. Los dispositivos se utilizan en centros de comunicación, en centros de datos, en varios gabinetes con equipos para la automatización del control ambiental, control perimetral, así como para resolver tareas de telecontrol de varias cargas.