FIOT Starter Kit, sada pro bezdrátový monitoring
Vyzkoušíme si startovací sadu pro bezdrátové měření a vizualizaci kvality napájecího napětí 24 VDC, teplot, I/O digitálních a analogových signálů a náklonu. Získaná data uvidíme ve webové vizualizaci, v mobilní aplikaci nebo je poskytneme dále protokolem Modbus TCP.
Jedná se o startovací sadu, tedy kompletní dodávku všech komponent, které potřebujete k vyzkoušení nebo k použití pro vlastní aplikaci. Detaily, ceník a informace o startovací sadě najdete tady.
Uvnitř krabice je vše včetně propojovacích vodičů, kabelů a napájecího zdroje. Schází jen nářadí, to ale každý má. :)
Jak a co vlastně vůbec v této sadě funguje? Sada obsahuje dva snímače, jeden digitální a druhý analogový, oba navíc umí měřit vlastní napájecí napětí 24 VDC, umí připojit teplotní čidlo a mají další digitální nebo analogový vstup. Komunikují s bránou FIOT GW v pásmu 868 MHz. Brána má rozhraní ethernet, přes které je možné připojení k Wi-Fi routeru a následně do internetu. Přes Wi-Fi se dá vše sledovat z mobilního telefonu s použitím FIOT Starter Kit aplikace. Jak prosté. :)
Snímače jsou v pouzdru s CANON konektorem a redukcí pro připojení jednotlivých vodičů. Redukce je na DIN lištu, proto se snímač bez potíží vejde kdekoliv do rozvaděče. Nápad to výborný.
Samotná brána je udělána z PLC UniPi, anténa není pro Wi-Fi ale právě pro bezdrátové 868 MHz spojení se senzory. K jedné bráně je možné připojit pět těchto snímačů. Brána má ethernetový port a podporuje Modbus TCP protokol s online daty. Uvnitř jede webový server, přes který se naměřená data zobrazují.
V PLC UniPi běží Linux, všechny verze SW a HW máte na screenu.
Klikněte na obrázek pro zvětšení
Router je použit standardní, hlavně pro vytvoření Wi-Fi sítě a možnost připojení mobilu s FIOT Starter Kit aplikací, uvidíme dále.
Vše propojíme přiloženými vodiči a RJ45 kabely. Součástí sady je názorný manuál, aby i méně zdatní jedinci dokázali vše propojit a oživit.
My jsme vyzkoušeli připojení bez internetu, vše funguje na první zapnutí s malým detailem, jak je vidět na obrázku. V zobrazení dat schází informace o čase.
Měřené kanály samozřejmě fungují, hodnoty jsou správné, ale časové značky zatím ne.
Důvod je prozaický, není nastaven správný čas v gateway a v routeru. Data pro připojení do gateway najdete v návodu. Podle příkazového řádku záleží vždy na zadaném portu gateway, přes který se připojíme. Administrace používá port 10000.
Čas můžeme nastavit ručně, tato operace je popsána v manuálu, neboť je to jeden z úkonů, který musíme udělat pro správnou funkci. Ale také můžeme samozřejmě použít internetové připojení pro synchronizaci času, což je pohodlnější. My vám ale chceme ukázat jak na to i bez internetu.
Klikněte na obrázek pro zvětšení
Obdobně upravíme správný čas i v routeru, kde si opět můžeme vybrat, jakou cestou čas nastavíme.
Klikněte na obrázek pro zvětšení
Okamžitě nám poté začnou časové značky fungovat, jak mají. Všimněte si, že pro zobrazení dat se používá jiný port v adresním řádku prohlížeče.
Vyzkoušíme si proudový analogový vstup 0–20mA. Kalibrátor máme celkem přesný, viz náš starší článek zde, pokud vidíte drobný rozdíl v údaji 10 mA a 9,90 mA, je to dáno konstrukcí snímače a analogového kanálu. Nejedná se o přesný měřicí kanál, ale vzhledem k použité technologii je povolená chyba cca +/- 1 % z FS. Což z 20 mA to dělá +/- 0,2 mA. Důležitá totiž není ani tak velká přesnost samotné hodnoty, ale právě její změna v časovém horizontu.
Digitální senzor, jeho vstup je nastaven pro čítání pulsů. U každé hodnoty máme ještě k dispozici minimální a maximální údaj. Také sílu signálu, abychom viděli, jestli máme snímač v dosahu gateway.
Klikněte na obrázek pro zvětšení
Výrobce udává dosah senzorů cca 100 metrů, záleží ale na tom kde. V našem paneláku to mají těžké, ty betonové zdi jsou pro tuto komunikaci obecně velkou překážkou.
V levém menu přepínáme mezi zobrazením dat z jednotlivých senzorů.
Tady již máme data z analogového snímače, konkrétně náklon a teplotu.
Každý snímač měří jak vnitřní, tak venkovní teplotu.
Klikněte na obrázek pro zvětšení
Venkovní teplota se měří přes rozhraní 1-Wire s externím teplotním čidlem typu DS18B20.
Na videoukázce v závěru můžete vidět, jak nám externí teplotní snímač reagoval na použití zapalovače k jeho ovlivnění. :)
Pojďme se dále podívat na bezdrátovou komunikaci. Připojený router vytváří Wi-Fi síť, takže stačí se k ní připojit mobilem.
Aplikace FIOT Starter Kit je dostupná pro Android i jablečné mobily. Při prvním spuštění je potřeba nastavit IP adresu a port GW.
Kromě použití menu v aplikaci máte k dispozici QR kódy, přes které aplikace okamžitě ukáže data z patřičného snímače. Tyto kódy jsou součástí sady jako samolepky, klidně je nalepíte na rozvaděč, pak stačí jen mobilem načíst a ihned vidíte data z patřičného senzoru. To je nápad na jedničku.
Takhle potom vidíme všechny údaje z konkrétního senzoru. My jsme je jen graficky posunuli na jeden obrázek.
To hlavní se ale ukrývá v Modbus TCP registrech. Tam jsou neustále aktuální naměřená data pro použití externí aplikací, třeba pro zaznamenání průběhu v delším časovém horizontu.
To je již ale jiná otázka, startovací sada slouží hlavně k vyzkoušení.
Pro delší záznam dat a práci s naměřenými údaji nabízí FOXON externí aplikaci na PC, která přes tento protokol umí vše zaznamenat.
My na to použijeme oblíbenou utilitu „Ananas“, která umí Modbus TCP protokolem načíst (a také zapsat) data z registrů. Stačí nastavit správnou IP adresu a číslo portu, podle obrázku výše. Aby pasovaly dekadické adresy, je nutné použít offset adres.
Klikněte na obrázek pro zvětšení
Měřené napájecí napětí prvního senzoru 24,260 V ve float formátu.
Druhý senzor nemá další analogový vstup, ale na digitálním počítá počet impulsů. Počet 22 vidíme v registru na adrese 350 ve 32bitové integer proměnné.
Takto si klidně můžeme projít všechny data od každého senzoru. A jak jsme uvedli výše, pro další zobrazení a záznam použijete externí aplikace, klidně třeba SCADA Relianci, hlavně musí umět modbusový protokol.
Klikněte na obrázek pro zvětšení
Máme i krátké video, jak to jednoduše funguje:
https://www.youtube.com/watch?v=PcYK_9iXPhM&feature=youtube
Závěr:
Jestliže nepotřebujete aplikaci na mobil, tak není pro vyzkoušení nutný Wi-Fi router, ethernet z notebooku připíchnete přímo do FIOT GW. Pro praktické využití je ale Wi-Fi a bezdrátové připojení na senzory z mobilu výborná věc.
Jaroslav Blažek
Doplňující odkazy k článku:
Web prodejce Foxon s.r.o. Liberec je tady.
Startovací sada FOXON FIOT Starter Kit, více zde.
