Matrix - Relay/zh

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English

1 介绍

Relay
  • 模块Matrix-Relay这是一个单刀双掷继电器，通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

2 特性

  • 1 Form C
  • 5V线圈电压，控制信号为3.3/5V
  • 触点电流可达10A
  • LED指示
  • 2.54mm排针接口，接线方便，通用性强
  • PCB尺寸（mm）：24x48

继电器PCB

  • 引脚说明:
名称 描述
S GPIO
V 电源5V
G 地

3 工作原理

这是一个单刀双掷继电器，线圈电压为直流5V，触点电流可达10A，适合驱动直流或交流大功率负载。NO为常开触点，NC为常闭触点，COM为公共触点。当向S引脚施加高电平，继电器线圈导通，此时NO触点断开，NC触点闭合。

4 下载Matrix源码

Matrix配件相关的代码是完全开源的，统一由一个仓库进行管理：https://github.com/friendlyarm/matrix.git
该仓库里不同的分支代表着Matrix配件所支持的不同开发板。

  • nanopi分支用于支持NanoPi；
  • nanopi2分支用于支持NanoPi 2；
  • tiny4412分支用于支持Tiny4412；
  • raspberrypi分支用于支持RaspberryPi；

在主机PC上安装git，以Ubuntu14.04为例 

$ sudo apt-get install git

克隆Matrix配件代码仓库 

$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git

克隆完成后会得到一个名为matrix的目录，里面存放着所有Matrix配件的代码。

5 与NanoPi 2连接使用

5.1 硬件连接

参考下图连接模块Matrix-Relay和NanoPi 2：
Matrix-Relay_nanopi_2

连接说明：

Matrix-Relay NanoPi 2
S Pin7
V Pin4
G Pin6

5.2 编译测试程序

进入Matrix代码仓库，切换到nanopi2分支 

$ cd matrix
$ git checkout nanopi2

编译Matrix配件代码 

$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install

注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi 2配套的arm-linux-gcc-4.9.3。
编译成功后库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/usr/bin目录下，模块Matrix-Relay对应的测试程序为matrix-relay。
硬件驱动模块位于modules目录下，对应的驱动源码都包含在在NanoPi 2的Linux内核仓库里：https://github.com/friendlyarm/linux-3.4.y.git

5.3 运行测试程序

将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令将Matrix的硬件驱动、库文件和测试程序拷贝到NanoPi 2的文件系统上。

$ cp modules /media/rootfs/ -r
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/

将SD卡重新插入NanoPi 2，上电启动，在Debian的shell终端中执行以下命令运行模块Matrix-Relay的测试程序。

$ matrix-relay

注意：此模块并不支持热插拔，启动系统前需要确保硬件连接正确。

5.4 代码展示

int main(int argc, char ** argv)
{
    char *status = "off";
    if (argc != 2) {
        printf("Set relay on\n");
    } else {
        status = argv[1];
        printf("Set relay %s\n", argv[1]);
    }
 
    int pin = GPIO_PIN(7);
    int ret = -1;
    if ((ret = exportGPIOPin(pin)) != 0) {  
        printf("exportGPIOPin(%d) failed!", pin);
    }
    if ((ret = setGPIODirection(pin, GPIO_OUT)) != 0) {
        printf("setGPIODirection(%d) failed", pin);
    }
 
    if (strcmp(status, "on") == 0) {
        ret = setGPIOValue(pin, GPIO_HIGH);
    } else if (strcmp(status, "off") == 0) {
        ret = setGPIOValue(pin, GPIO_LOW);
    }
    return ret;
}

6 与NanoPi M2连接使用

6.1 硬件连接

参考下图连接模块Matrix-Relay和NanoPi M2：
Matrix-Relay_nanopi_M2

连接说明：

Matrix-Relay NanoPi M2
S Pin7
V Pin4
G Pin6

6.2 编译测试程序

进入Matrix代码仓库，切换到nanopi_M2分支 

$ cd matrix
$ git checkout nanopi_M2

编译Matrix配件代码 

$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install

注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi M2配套的arm-linux-gcc-4.9.3。
编译成功后库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/usr/bin目录下，模块Matrix-Relay对应的测试程序为matrix-relay。
硬件驱动模块位于modules目录下，对应的驱动源码都包含在在NanoPi M2的Linux内核仓库里：https://github.com/friendlyarm/linux-3.4.y.git

6.3 运行测试程序

将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令将Matrix的硬件驱动、库文件和测试程序拷贝到NanoPi M2的文件系统上。

$ cp modules /media/rootfs/ -r
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/

将SD卡重新插入NanoPi M2，上电启动，在Debian的shell终端中执行以下命令运行模块Matrix-Relay的测试程序。

$ matrix-relay

注意：此模块并不支持热插拔，启动系统前需要确保硬件连接正确。

6.4 代码展示

int main(int argc, char ** argv)
{
    char *status = "off";
    if (argc != 2) {
        printf("Set relay on\n");
    } else {
        status = argv[1];
        printf("Set relay %s\n", argv[1]);
    }
 
    int pin = GPIO_PIN(7);
    int ret = -1;
    if ((ret = exportGPIOPin(pin)) != 0) {  
        printf("exportGPIOPin(%d) failed!", pin);
    }
    if ((ret = setGPIODirection(pin, GPIO_OUT)) != 0) {
        printf("setGPIODirection(%d) failed", pin);
    }
 
    if (strcmp(status, "on") == 0) {
        ret = setGPIOValue(pin, GPIO_HIGH);
    } else if (strcmp(status, "off") == 0) {
        ret = setGPIOValue(pin, GPIO_LOW);
    }
    return ret;
}

7 与NanoPi连接使用

7.1 准备工作

在NanoPi上运行Debian系统，然后在主机PC上安装并使用相应的编译器，参考wiki: NanoPi & How to Build the Compiling Environment。
注意: 只有使用nanopi-v4.1.y-matrix分支编译出来的内核才能配合Matrix配件正常工作。
下载NanoPi内核源代码并编译: 

$ git clone https://github.com/friendlyarm/linux-4.x.y.git
$ cd linux-4.x.y
$ git checkout nanopi-v4.1.y-matrix
$ make nanopi_defconfig
$ touch .scmversion
$ make

编译好后的zImage位于内核源码arch/arm/boot/目录下，把该zImage替换掉NanoPi烧写文件sd-fuse_nanopi/prebuilt下的zImage，重新制作SD卡即可。

7.2 硬件连接

参考下图连接模块Matrix-Relay和NanoPi：
matrix-relay_nanopi

连接说明：

Matrix-Relay NanoPi
S Pin7
V Pin4
G Pin6

7.3 编译测试程序

进入Matrix代码仓库，切换到nanopi分支 

$ cd matrix
$ git checkout nanopi

编译Matrix配件代码 

$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install

注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi-Debian配套的arm-linux-gcc-4.4.3。
编译出来的库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/usr/bin目录下，模块Matrix-Relay对应的测试程序为matrix-relay。

7.4 运行测试程序

将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令可将Matrix的所有库文件和测试程序拷贝到NanoPi的文件系统上。

$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d

将SD卡重新插入NanoPi，上电启动，在Debian的shell终端中执行以下命令运行模块Matrix-Relay的测试程序。

$ matrix-relay

注意：此模块并不支持热插拔，启动系统前需要确保硬件正常连接。

7.5 代码展示

int main(int argc, char ** argv)
{
    char *status = "off";
    if (argc != 2) {
        printf("Set relay on\n");
    } else {
        status = argv[1];
        printf("Set relay %s\n", argv[1]);
    }
 
    int pin = GPIO_PIN1;
    int ret = -1;
    if ((ret = exportGPIOPin(pin)) != 0) {	
        printf("exportGPIOPin(%d) failed!", pin);
    }
    if ((ret = setGPIODirection(pin, GPIO_OUT)) != 0) {
        printf("setGPIODirection(%d) failed", pin);
    }
 
    if (strcmp(status, "on") == 0) {
        ret = setGPIOValue(pin, GPIO_HIGH);
    } else if (strcmp(status, "off") == 0) {
        ret = setGPIOValue(pin, GPIO_LOW);
    }
    return ret;
}

8 与Tiny4412连接使用

8.1 准备工作

参考Tiny4412光盘里的《友善之臂Ubuntu使用手册》，在Tiny4412上运行UbuntuCore系统，然后在主机PC上安装并使用相应的编译器。
注意：只能使用Tiny4412SDK-1506的底板。

8.2 硬件连接

参考下图连接模块Matrix-Relay和Tiny4412：
matrix-relay_tiny4412

连接说明：

Matrix-Relay Tiny4412
S GPIO1 S
V GPIO1 5V
G GPIO1 GND

8.3 编译测试程序

进入Matrix代码仓库，切换到tiny4412分支 

$ cd matrix
$ git checkout tiny4412

编译Matrix配件代码 

$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- clean
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- install

注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为Tiny4412-UbuntuCore配套的arm-linux-gnueabihf-gcc-4.7.3。
编译出来的库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/usr/bin目录下，模块Matrix-Relay对应的测试程序为matrix-relay。

8.4 运行测试程序

将带有UbuntuCore系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令可将Matrix的所有库文件和测试程序拷贝到Tiny4412的文件系统上。

$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d

将SD卡重新插入Tiny4412，上电启动，在UbuntuCore的shell终端中执行以下命令运行模块Matrix-Relay的测试程序。

$ matrix-relay

注意：此模块并不支持热插拔，启动系统前需要确保硬件连接正确。

8.5 代码展示

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include "libfahw.h"
 
int main(int argc, char ** argv)
{
    char *status = "off";
    if (argc != 2) {
        printf("Set relay on\n");
    } else {
        status = argv[1];
        printf("Set relay %s\n", argv[1]);
    }
 
    int pin = GPIO_PIN1;
    int ret = -1;
    if ((ret = exportGPIOPin(pin)) != 0) {	
        printf("exportGPIOPin(%d) failed!", pin);
    }
    if ((ret = setGPIODirection(pin, GPIO_OUT)) != 0) {
        printf("setGPIODirection(%d) failed", pin);
    }
 
    if (strcmp(status, "on") == 0) {
        ret = setGPIOValue(pin, GPIO_HIGH);
    } else if (strcmp(status, "off") == 0) {
        ret = setGPIOValue(pin, GPIO_LOW);
    }
    return ret;
}

9 与RaspberryPi连接使用

10 与Arduino连接使用

11 相关资料

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