MCU:

主板实际上只是一个相当大的Raspberry Pi HAT，尽管它不需要RPi即可运行。请注意，该板将充当RPi和Jetson Nano的电源RPi 和电路板之间的所有通信都使用 I2C 完成，这只需要 2 个引脚/电线，并且可以安全地与大多数（如果不是所有其他）HAT 结合使用

PCB:

PCB堆叠 子板的厚度可以变化，但需要它们超过1mm。需要注意的是功率层位于外部以用于冷却目的，内部层需要更厚的铜层。制板难度高，模具费将是总成本的很大一部分.。

所有关键部件均设计为可现场维修，尽可能使用通孔的部件，以便在移动海洋环境中提高耐用性。请注意，这些电路板需要承载大量电流和高电压，因此PCB厚度和间隙以及适当的热管理至关重要。特别注意尽可能限制空闲功耗，就其本身而言，电路板在空闲时仅消耗 15 毫瓦，如果匹配 Raspberry Pi （RPi） Zero，它将增加 80-120 毫瓦，一个成熟的 RPi 4 与所有花里胡哨将加起来达到 3.4 瓦，Jetson Xavier NX 将使总功率达到 10-15 瓦，具体取决于配置。在适用的情况下提供跳线以禁用 LED，以降低空闲时的功耗。每个有源指示灯 LED 可能会消耗 10-20 毫瓦。请注意，使用瞬时附加板可能会大幅增加功耗，具体取决于使用的继电器以及它们在“ON”位置上花费的时间。努力使电路板尽可能可靠，使其能够在紧急情况和故障条件下运行。只要电路板的电源高于 6v 和低于 30v，所有电路都可以在板上手动操作（请参阅可选的 12V 与 24V 操作和 PSU）。无论 RPi/Jetson 的状态或存在如何，都可以通过 RJ45 连接器使用外部 5V TTL 输入进行操作。该板可设置为在 12V 或 24V 模式下运行，对于超过 13V 的工作，请确保可选的 12V PSU 组件就位，并桥接了适当的焊接跳线。对于 12V 操作，请确保 12V 旁路跳线/焊盘已桥接。

开放式硬件

母线、跳线和 2 层板

PCB的架构旨在促进1oz / 2层结构，有一个名为2layer的git分支，这是支持2层的最后一个版本。理论上，这可以用1盎司的铜制成，并与母线或跳线一起使用，但它没有保持最新。如果您想使用它，请告诉我，我们可能可以一起合并相关更改。

组件和物料清单

开关：

板载开关可以是瞬时的，也可以是锁定的，具体取决于偏好和应用。通常，人们会使用瞬时开关来锁定继电器，将锁定开关用于非闭锁继电器。 对于舱底泵或其他只能暂时打开的设备的操作，使用带有瞬时按钮的非闭锁继电器可能是有益的。如果由于某种原因锁定开关与闭锁继电器一起使用，则必须小心，因为大多数闭锁继电器线圈无法承受长时间通电，理想情况下只能通电不到一秒钟

断路器：

Schurter T9-818 断路器的额定电流为 3-15A，可处理高达 48VDC 和高达 240VAC 的电流(主板共有 32 个断路器，分为 3 组配置，只要每组总电流不超过 60A，或者如果组超过 60A，则该板可以配备任何配置的断路器，则应由外部 60A 交流或直流断路器保护)

主板共有 32 个断路器，分为 3 组配置，只要每组总电流不超过 60A，或者如果组超过 60A，则该板可以配备任何配置的断路器，则应由外部 60A 交流或直流断路器保护。

包括以下要求：

8*100-250V AC 常用输入通道/电路：

• 交流带电/中性指示灯 LED
• 闭锁继电器额定电压为 24V DC
• 4 x 热熔断至 6A（可换成 6A、10A 和 16A）
• 2 x 热熔断至 10A（可换成 6A、10A 和 16A）
• 2 x 热熔断至 16A（可换成 6A、10A 和 16A）
• 这些电路的总电流不应超过60A                                                                                            

闭锁继电器插件板：

• 8 x 0-277V 交流/直流 独立输入/输出通道/电路
• 单个通道电流不应超过60A
• 无断路器、极性指示器或保护

RJ45连接器和远程io:

• HBM JESD22-A114F 超过 2000 V
• MM JESD22-A115-A 超过 200 V

强烈建议控制每个继电器的源/灌使用双绞线，这将最大限度地减少损耗和干扰

关键设计及参数：

• 所有关键部件均带有通孔，用于移动平台上的现场维护，并牢固地连接振动和G负载。
• 所有继电器都可以通过RPi/Nvidia或通过RJ45 / CAT5 / 6连接器/电缆使用模拟控制信号进行控制。
• 所有板载继电器均通过单独的控制电路锁定双线圈。
• 所有模拟输入通道都有用于继电器的脉冲发生器，以防止它们过热。
• 内置高效率 5/12v 降压转换器，为 RPi/Nano 和逻辑元件供电，并为模拟控制提供电流。
• 8x 3-16A 250V 交流共享总线保护电路
• 24x 3-16A 12-24V 直流共享总线保护电路
• 32x 12-24V 500mA 直流逻辑/继电器通过 RJ45 分线
• 可选 16x 250V AC 非闭锁无保护附加板
• 可选 8x 60A 277V AC 闭锁 单独的无保护附加板
• 所有板载直流通道均采用高效 PFET 提供极性保护
• 使用热断路器提供保护，允许的安培数可以通过切换断路器来改变，60A 电路没有提供断路器，建议使用外部断路器。

操作模式

每个通道/电路可以使用三种不同的方法进行控制：

• 使用板载开关（这些开关直接为继电器线圈通电）
• 使用两个外部开关信号，通过带有 RJ45 连接器的 CAT5/6 进行连接。信号采用 5V TTL 逻辑，并且处于高电平有效状态。信号经过噪声和持续时间滤波以保护继电器，这确保了在任何给定时间只能通电一个线圈，并且只能通电 1 秒。由于这种过滤，它们可以安全地连接到 3 路“闭锁”墙壁/面板开关或瞬时按钮。
• 通过 2x20 接头使用 I2C，通常使用 Raspberry Pi （RPi） 或 Nvidia Jetson 来完成，为了提高能效，请考虑使用 RPi Zero。请参阅可在这些平台上运行的基于 IoT Web 的接口的 Node-Red 源。

技术细节

• 虽然规模不成比例，但主板实际上只是一个相当大的Raspberry Pi HAT，尽管它不需要RPi即可运行。请注意，该板将充当RPi和Jetson Nano的电源，无需单独的PSU。NX和AGX等Nvidia JetsonXavier产品仍然需要单独的（19V）电源。
• RPi 和电路板之间的所有通信都使用 I2C 完成，这只需要 2 个引脚/电线，并且可以安全地与大多数（如果不是所有其他）HAT 结合使用。特别是它可以与AIS和GPS帽子（如dAISy）共存，尽管您可能希望在单独的RPi / Jetson NX上运行图表绘图或导航软件，并拥有专用的微型计算机来控制电气系统。
• Sailor Hat或PICAN-M HAT可能特别感兴趣，允许Boatcontrol板充当NMEA 0183 / 2000或Seatalk设备。

软件

具有GPIO接口并使用Raspberry Pi或Nvidia Jetson与电路板连接的主要优势之一是简单易用，允许为每个安装定制特定的船只和用户，可以使用Web浏览器实时进行更改，并且所有功能和特性都可以从任何支持Web的设备访问板载或远程。

以下是用于调试和测试硬件的开发 UI 的屏幕截图，它们显示了一些可能的功能，包括日/夜视图、自动警报和功能。