SNR-ERD: de pingovalka à la ligne d'équipements

Le début du deux millième est le développement rapide des réseaux de télécommunications . Les installateurs, qui ont passé toute la journée sur les toits, à poser le câble au dernier abonné, avaient un besoin urgent d'appareils pour vérifier si le câble correspond au port connecté. Le problème du «gel» du matériel était également aigu. Les installateurs devaient constamment naviguer entre les nœuds de communication et les redémarrer manuellement. C'est ainsi qu'est née l'idée de développer le premier SNR-ERD .

En conséquence, les spécialistes de «NAG» ont eu l'idée de créer un appareil qui pourrait être connecté à un câble et envoyer un ping à un port spécifique. Un peu plus tard, l'appareil était équipé de la fonction de redémarrage à distance de l'appareil. Il y avait donc SNR-ERD-WEB, qui est devenu un assistant universel pour les installateurs et les administrateurs réseau.


Les premiers pingovals

Le premier modèle était un microcontrôleur huit bits avec 8 kilo-octets de mémoire flash et 500 octets de RAM. L'appareil était contrôlé via l'interface Web. L'appareil pourrait fonctionner avec des capteurs de température, redémarrer l'équipement et contrôler les capteurs d'ouverture et de fermeture de la porte.

L'appareil a trouvé son public assez rapidement. Le développement et l'amélioration de l'appareil ont eu lieu régulièrement. De plus, la plupart des recommandations provenaient d'acheteurs ERD qui utilisaient l'appareil sur le terrain et qui comprenaient les améliorations dont il avait besoin. Déjà dans la prochaine modification, l'appareil a reçu le protocole SNMP, la mise à jour du firmware à distance, la fonction du thermostat, le capteur de phase.

La grande demande pour l'appareil a donné lieu au développement d'un certain nombre d'appareils dont la fonctionnalité était en constante expansion. La prochaine étape de cette chaîne a été SNR-ERD-2 , qui est toujours positionné comme un outil budgétaire pour surveiller les paramètres du centre de données , et ses modifications sont très demandées.



Un instrument compact peu coûteux avec des fonctionnalités croissantes était en assez bonne demande, ce qui a abouti au développement d'une série d'appareils avec un indice SNR-ERD-2 commun. Ces appareils sont toujours positionnés comme un outil budgétaire pour contrôler les paramètres physiques de base dans le mini-centre de données .

ERD-2 est largement utilisé par les opérateurs de télécommunications pour surveiller la température dans les centres de données (DPC). Par exemple, Mail.Ru Group a installé plus de 800 ERD-2.

Voici une revue de Sergey Kubasov, directeur technique adjoint du groupe Mail.Ru:

«Nous utilisons ERD-2 pour la surveillance de la température dans les centres de données« M100 »(Mail.Ru Group) et« ICVA »(Vkontakte). Lors du choix d'une solution pour nous, il était important:
Prix ​​- dans le cas d'ERD, le coût d'un capteur de température (en conjonction avec le contrôleur) est l'un des plus bas;
Périphériques - pour ERD, il suffit d'avoir n'importe quel commutateur L2, il n'est pas nécessaire d'acheter des contrôleurs supplémentaires pour les agrégations;
Rapidité de mise en œuvre - l'API du produit est décrite avec autant de détails que possible;
Délai de livraison - quels que soient les volumes demandés par nous, l'expédition a été effectuée «le lendemain» ou à une heure qui nous convient;
Flexibilité de production - une petite personnalisation sous la forme d'une augmentation de la longueur du câble du capteur de température a été effectuée rapidement et sans questions supplémentaires;
Haute fiabilité - pour toute la durée de fonctionnement, je veux noter un très faible pourcentage de défauts et une absence presque totale de défaillance;
Support - nous obtenons des réponses aux problèmes très rapidement.

Ce qui manque:
PoE - vous devez couper l'alimentation, ce qui est très gênant;
Capteurs d'humidité - nous pourrions alors effectuer un contrôle climatique complet à ERD. »

Les demandes des clients ne pouvaient pas passer inaperçues et après un certain temps, les spécialistes de «NAG» ont développé un appareil de la troisième série. En plus des fonctions déjà connues, dans ERD-3, ils ont ajouté:

• interfaces de transmission de données série RS-232 et RS-485;
• capteur de phase supplémentaire;
• port externe pour connecter jusqu'à cinq capteurs à 1 fil (SNR-DTS-2);
• la possibilité d'installer un module GSM / GPRS pour la mise en œuvre d'un canal de données sans fil, ainsi que l'envoi de notifications par SMS;
• PoE passif avec tension d'alimentation 5V.

La conception de l'appareil a également changé. L'appareil a été placé dans un boîtier métallique pratique et monté sur un rail DIN.



Les ERD-3 sont des appareils 3 en 1: un convertisseur d'interface Ethernet / RS232 ou Ethernet / RS485, un contrôleur UPS (alimentation sans coupure) avec prise en charge du protocole MegaTec, et un appareil de surveillance de l'état des capteurs, de la température et de la tension moyennes.
Soit dit en passant, plus récemment, l'ERD-2 a également commencé à être fabriqué dans un boîtier métallique, ce qui répondait aux demandes des sociétés d'intégrateurs qui étaient prêtes à construire leurs solutions sur la base d'ERD, mais l'apparence de l'appareil ne répondait pas tout à fait à leurs besoins. Par conséquent, maintenant ERD-2 peut être acheté en deux versions: en thermorétractable ou dans un boîtier métallique.


ERD-2 avancé

Revenons à ERD-3 . En plus de la demande répandue des fournisseurs, l'appareil est demandé par les intégrateurs pour les petites automatisations et le système ASKUE comme Ethernet / RS-485 et Ethernet / RS-232 pour interroger divers compteurs de ressources. Basé sur les appareils ERD, le complexe logiciel et matériel «LOAD», dont nous avons parlé plus tôt, fonctionne.

ERD-3 a été amélioré par le module GSM / GPRS pour une utilisation dans des solutions où GSM / GPRS était le principal canal de transmission de données. L'appareil s'appelle ERD-GSM.

Test de résistance à la chaleur ERD-GSM

Cependant, le temps ne s'est pas arrêté et il est devenu clair que les exigences modernes dictent le développement ultérieur d'une série de dispositifs ERD, et pour cela de nouvelles ressources informatiques et matérielles étaient nécessaires.

Un microcontrôleur STM32F407 32 bits de ST et un contrôleur PHY KSZ8031RNL moderne pour travailler avec un réseau Ethernet ont été choisis comme base du nouveau complexe matériel-logiciel. Dans le cadre du changement de plateforme, il a été nécessaire de réécrire complètement le logiciel. Dans le même temps, il a été décidé de transférer des logiciels fonctionnels sous le contrôle du système d'exploitation temps réel RTOS. Le système d'exploitation a permis de déclencher le cycle de contrôle et de construire un appel de fonctions basé sur des priorités flexibles. En outre, l'appareil a reçu la possibilité d'une alimentation électrique, à la fois via des contacts externes dédiés et conformément aux normes PoE IEEE 802.3af-2003 et IEEE 802.3at-2009, ainsi que PoE passif de 36 à 48 V.

Le passage à la nouvelle plateforme s'est déroulé en plusieurs étapes. Tout d'abord, un appareil doté d'un équipement de base, appelé ERD-Pro-mini, est né. Les premiers appareils ont été assemblés de façon improvisée dans le laboratoire NAG.















Maintenant, l'appareil ressemble à ceci:



Tous les avantages de l' ERD-Pro-mini ont été quelque peu perdus dans le contexte des lacunes découvertes déjà pendant le fonctionnement. En raison des spécificités du boîtier, il y avait une alimentation erronée en tension aux contacts qui n'étaient pas destinés à cela, ce qui, à son tour, a causé des dommages irréversibles à l'appareil.

L'un des principaux avantages de l'ERD-3 était son boîtier lui-même, ainsi que la possibilité d'extension modulaire et la présence d'interfaces RS-232 et RS-485, et le contrôleur ATmega328 8 bits avec ses 32 Ko de mémoire flash contre 1024 Ko était le goulot d'étranglement à STM32F407. Si le client m'a demandé d'implémenter une nouvelle fonction, j'ai dû en couper une autre. C'est ainsi qu'est apparue la tâche de combiner tout le meilleur de ERD-3 et ERD-Pro-mini.

La carte de circuit imprimé ERD-3 est presque une fois et demie plus petite que la carte de circuit imprimé ERD-PRO-mini. Par conséquent, la densité des composants électroniques était considérablement plus élevée, ce qui signifie des exigences plus élevées pour la fabrication de la carte. Ce n'était pas une tâche difficile, mais avec le développement direct, il s'est avéré que le nouvel appareil devrait avoir un certain nombre de caractéristiques supplémentaires, en plus de celles qui sont déjà présentes dans les ERD-3 et ERD-PRO-mini.
À bord, l'appareil devait placer:

• protection contre l'inversion de polarité;
• convertisseur DC / DC élévateur 12V, pour alimenter des capteurs externes;
• Convertisseur 5 V CC / CC compatible avec les normes PoE;
• circuits de secours alimentés par PoE et via un connecteur d'alimentation dédié;
• DAC de précision (DAC), pour la mise en œuvre de la fonction de régulation PID;
• relais de puissance puissant, pour la commutation de charges avec tension jusqu'à 250 V et courant jusqu'à 10 A;
• cinq ports d'entrée et de sortie combinés, les ports dits DIO (entrée / sortie numérique);
• fusibles réarmables pour protéger les ports DIO et les ports DAC,
• mémoire externe non volatile supplémentaire pour le stockage des paramètres et des résultats de mesure.

En outre, le nouveau dispositif était censé fournir un MTBF moyen de 75 000 heures, ainsi que répondre aux exigences d'immunité aux influences électromagnétiques pour les équipements de technologie de l'information, selon GOST CISPR 24-2013.
En conséquence, la lumière a été vue par le "contrôleur multifonctionnel SNR-ERD-4" ou simplement abrégée simplement ERD-4.



Dans le processus de développement de l' ERD-4, il était nécessaire de concevoir un schéma de circuit, de sélectionner des composants et de produire des échantillons qui ont été soumis à diverses expériences, par exemple, un test de résistance aux décharges électrostatiques de l'air avec une tension de 8 kV.



Pour se conformer à GOST CISPR 24-2013, des expériences ont été menées avec l'immunité du dispositif à divers types d'interférences.


Test d'immunité à la nanoseconde ERD-4


Test d'impulsion de microseconde haute énergie ERD-4

Le dispositif a été testé dans des chambres climatiques. Les mesures des tensions et courants ultimes ont été effectuées. Après avoir parcouru des dizaines d'échantillons qui ont été testés maintes et maintes fois, voici l'aspect final de la carte de circuit imprimé.



Nous devons également nous attarder sur la description du fonctionnement des ports DIO et de la sortie DAC.


Détail du schéma du port DIO


La particularité de leur implémentation est que chaque port peut fonctionner à la fois en entrée (mode DI) et en sortie (mode DO). Ceci est réalisé par le fait que le microcontrôleur est connecté à chaque port avec deux broches GPIO via des circuits de découplage spéciaux D11 et Q17. Cette solution a augmenté la flexibilité d'ERD-4. L'utilisateur peut désormais déterminer la configuration de port nécessaire. Par exemple, la configuration de «5 entrées + relais» sera utile dans les applications où il est nécessaire de connecter un grand nombre de capteurs avec une sortie relais (protection périmétrique, contrôle des fuites d'eau). Le relais dans cette configuration peut comprendre une sirène ou une pompe à eau souterraine. Si l'utilisateur a besoin de contrôler un grand nombre de relais, contacteurs ou démarreurs, il peut utiliser la configuration «5 sorties + relais». Entre ces deux extrêmes, toutes les configurations intermédiaires sont possibles: «2 entrées + 3 sorties», «4 entrées et 1 sortie», etc.

De plus, pour la première fois dans la série ERD, les sorties ERD-4 peuvent commuter des charges avec une tension d'alimentation allant jusqu'à 48 V et avec un courant nominal / impulsionnel allant jusqu'à 0,5 / 1 A. Cela vous permet d'étendre considérablement les capacités d'interfaçage de l'ERD-4 avec des dispositifs de commutation externes et des charges. En particulier, des relais 12 V et 24 V répandus peuvent être utilisés. S'il est censé utiliser des dispositifs de commutation à cinq volts, tels que des prises SNR-SMART, la source de tension intégrée vous permet d'alimenter des charges avec un courant total allant jusqu'à 2 A.

Spécialement pour ERD-4, deux modules radio mezzanine ont été développés. L'un pour travailler avec GSM / GPRS et l'autre pour les réseaux ISM 868 MHz.

Le module GSM / GPRS permet une connexion de sauvegarde via GSM / GPRS et un contrôle via SMS. Le module pour les réseaux ISM 868 vous permet de connecter divers capteurs sans fil, tels que des compteurs d'impulsions, des compteurs de chaleur, des capteurs de phase, etc.




Maintenant, SNR-ERD est une gamme complète d'appareils demandés par les opérateurs de télécommunications, les intégrateurs de systèmes automatisés, les entreprises du secteur du logement et des collectivités, les institutions bancaires et les sociétés informatiques. Les appareils sont utilisés dans les centres de communication, dans les centres de données, dans diverses armoires avec des équipements pour l'automatisation du contrôle de l'environnement, le contrôle du périmètre, ainsi que pour la résolution des tâches de téléconduite de diverses charges.