WBIO-AI-DV-12 Analog Inputs

Внешний вид модуля WBIO-AI-DV-12

Модуль предназначен для систем промышленной и домашней автоматизации и используется для измерения значений аналоговых сигналов. Типичным применением модуля можно считать получение данных с аналоговых термометров или замер напряжений на каждом элементе аккумуляторных батарей.

Описание модуля

Модуль содержит 12 универсальных аналоговых входов, объединённых в 6 пар дифференциальных входов.

Каждая из шести пар может быть настроена на работу как:

• 2 однополярных входа напряжения 0 — 2,5В
• 1 дифференциальный вход напряжения ±400 мВ
• 1 дифференциальный вход напряжения ±50 В

Для удобства подключения каждая пара входов выведена на один из 6 клеммников. Кроме входов, на каждый клеммник выведены линии +5 В и iGND, однако максимальный ток, протекающий по линии +5 В, не должен превышать 0,5 А. Таким образом, на каждом клеммнике имеются: +5 В, 2 аналоговых входа и iGND.

Настройка режимов измерения производится с помощью джамперов внутри корпуса модуля. Модуль гальванически изолирован от цепей контроллера, в том чиле и линия iGND.

Под заказ выполняется можификация модуля с входами для измерения тока 0 — 20 мА (4 — 20 мА).

Технические характеристики

мини|420x600px|Габаритные размеры

Параметр	Значение
Общее
Количество входов	12 (однополярный)
	6 (дифференциальный)
Тип входов	измерение напряжения (или тока в специальной модификации)
Гальваническая изоляция	групповая, от цепей контроллера, 1 кВ
Режим ±50 В
Измеряемое напряжение	-50 В ... +50 В
Допустимое напряжение	-100 В ... +100 В постоянного тока
Входное сопротивление	50 кОм
Режим 0-3 В
Измеряемое напряжение	-0,2...5 В
Допустимое напряжение	-50 В ... +50 В постоянного тока
Входное сопротивление	>3 МОм
Режим 4 — 20 мА
Измеряемый ток	0 — 20 мА
Входное сопротивление	50 Ом
Прочее
Тип модуля	"I" (inverted address scheme)
Максимальная потребляемая мощность	0,1 Вт
Ширина, DIN юнитов	3
Габаритные размеры (Д x Ш х В)	53,30 x 90,2 x 57,50 мм

Настройка режимов работы

Данный модуль имеет несколько режимов работы (подробнее они описаны в таблице ниже). Изменение режима работы осуществляется путём установки перемычек (джамперов) внутри корпуса устройства.

Зависимость режима работы входа от установленной перемычки

Наличие перемычки	Режим работы
Нет	Однополярный вход напряжения 0 — 2,5 В
	Дифференциальный вход напряжения ±400 мВ
Есть
	Дифференциальный вход напряжения ±50 В

Однополярный вход напряжения 0 — 2.5 В

Для установки входа в данный режим работы, необходимо выставить соответствующую настройку в веб-интерфейсе контроллера (подробнее см. раздел о подключении). Джампер на контактной группе, относящейся к этому входу, не устанавливается.

Дифференциальный вход напряжения ±400 мВ

Пинцип работы дифференциального входа состоит в сравнении двух величин и вывода разницы между ними в качестве показаний. Соответственно, для активации данного режима работы необходимо задействовать два соседних входа: входы 1 и 2; 3 и 4; 5 и 6 и т.д. При этом оба джампера на контактных группах, относящихся к задействованным дифференциальным входам, не устанавливаются, а в веб-интерфейсе контроллера для этих входов должна быть выставлена настройка "Voltage, 0-2.5V".

Дифференциальный вход напряжения ±50 В

В этом режиме также используются два соседних аналоговых входа. При этом нужно установить джамперы на контакты, относящиеся к обоим входам. В веб-интерфейсе контроллера нужно для обоих входов выбрать режим "Voltage, +- 50V" (подробнее см. раздел о подключении).

В этом режиме будет измеряться разница напряжений, приложенных к соответствующим аналоговым входам.

Измерение тока

Обратите внимание, что режим измеренения тока поддерживается только в специальной аппаратной модификации модуля и недоступен в стандартной версии!

Под заказ доступна аппаратная модификация модуля WBIO-AI-DV-12 с возможностью измерения тока 0 — 20мА. Модуль в этой модификации поставляется без джамперов. Настройка входа в режим работы измерения тока производится в веб-интерфейсе.

Установка джамперов

Установка джамперов производится на контактные группы, относящиеся к соответствующим входам. Для этого необходимо снять верхнюю крышку устройства, поддев её через специальные отверстия плоской отвёрткой. Снимать и устанавливать джамперы можно, например, пинцетом. Если в силу каких-либо обстоятельств, установка перемычек через снятую верхнюю крышку затруднительна, то нужно разобрать устройство, соблюдая при этом следующий порядок действий:

1. Вынуть клеммники.
2. Снять заднюю крышку устройства, поочерёдно отгибая 4 защёлки по всему периметру. Отгибать защёлки следует плоским предметом (например, отвёрткой), не прилагая при этом больших усилий и одновременно разъединяя корпус и заднюю крышку.
3. Высвободить плату из верхней части корпуса. Для этого нужно освободить устройство от всех подключенных клеммников, а затем слегка отогнуть корпус в месте, обозначенном на рисунке, и высвободить край платы. Оставшийся край платы (с выпирающими контактами) высвободится без затруднений.
4. Установив необходимые перемычки, сборка устройства производится в обратном порядке (т.е. с заведения в корпус края платы с выпирающими контактами).

200px|thumb|center|Внешний вид джампера	300px|thumb|right|Модуль со снятой крышкой	300px|thumb|right|Установка джамперов
мини|thumb|center|Снятие задней крышки

Каждому входу соответствует своя контактная группа (штыревые разъёмы на плате). Контактные группы располагаются напротив клеммника соответствующего входа и обозначены наклейкой на корпусе, подписаны на самой плате и показаны на рисунке. На рисунке, приведенном в качестве примера, видно, что в данный момент джамперы установлены на входах 2 и 3.

Подключение к контроллеру

Для подключения нужно пристыковать модуль WBIO-AI-DV-12 справа к контроллеру WIren Board, следя за попаданием всех штырей разъёма на модуле в соответствующие отверстия разъёма на контроллере. Далее, следует зайти в веб-интерфейс контроллера (подробнее про веб-интерфейс можно прочитать в соответствующем разделе), перейти во вкладку "Configs" и выбрать в ней "/etc/wb-hardware.conf". Далее, в выпадающем списке нужно выбрать название модуля "WBIO-AI-DV-12 Analog Inputs".

500px|thumb|center|Нужный конфигурационный файл

500px|thumb|center|Выбор модуля

Теперь можно активировать необходимый режим работы во вкладке "Channels". Каналы обозначаются в виде "Channel Ax", где 'x' соответствует номерe входа. Для активации нужного режима работы входа, необходимо выбрать следующие настройки:

Однополярный вход напряжения 0 — 2.5 В или дифференциальный вход напряжения ±400 мВ

Voltage, 0-2.5V

Однополярный или дифференциальный вход напряжения ±50 В

Voltage +/-50V

Вход измерения тока

Current 0-20mA

Примечание: для активации дифференциального режима работы входов, нужно выставить соответствующую настройку на обоих входах.

После необходимой настройки и сохранения изменений, устройство отобразится во вкладке "Devices".

500px|thumb|center|Настройки режима работы входа

500px|thumb|center|Отображение входов с разными режимами работы

Для дополнительной информации смотрите раздел Активация нового модуля в веб-интерфейсе контроллера. В отличие от других модулей, WBIO-AI-DV-12 может подключаться девятым модулем в линейке боковых модулей. Однако при этом он должен занимать первую, пятую или девятую позицию в линейке.

Подключение через преобразователь интерфейсов WB-MIO

500px|thumb|right|Значение коэффициента масштаба измерений scale выбран равным 0.2126 для измерения напряжения в диапазоне ±50 В 300px|thumb|left|Представление модуля WBIO-AI-DV-12, подключенного через преобразователь WB-MIO в веб-интерфейсе контроллера

Модуль WBIO-AI-DV-12 можно подключать и через преобразователь интерфейсов WB-MIO. Однако при таком подключении отсутсвует возможность выбора режима входов из web-интерфейса. Возможным вариантом является внесение всех необходимые изменения в конфигурационный файл config-wbio-ai-dv-12-single.json, хранящийся на контроллере в директории /usr/share/wb-mqtt-serial/templates/config-wbio-ai-dv-12-single.json , однако при обновлении ПО ом может оказаться перезаписан и изменения придется вносить заново. В случае необходимости сделайте свой файл шаблона и храните его резервную копию.

Для каждого канала можно указывать свой коэффициента пересчета (масштаб), соответствующий режиму измерения. Рестартуйте сервис wb-mqtt-serial после внесения изменений:

service wb-mqtt-serial restart

Наиболее правильным способом является установка параметра масштаба измерений в настройке каналов в конфигурации устройства. Допустим, мы хотим измерять на первом дифференциальном входе напряжение в дианазоне ±50 В. Для этого выполняем следующие настройки. В свойствах устройства добавляем список каналов (List if channels), щелкнув на кнопке Properties, а затем добавляем канал, щелкнув на кнопке +Item. В настройках канала оставляем только поле для указания коэффициента пересчета (Scale (value multiplier)), остальные опции отключаем: Указываем имя канала (как в интерфейсе) и коэффициент пересчета. Сохраняем изменения кнопкой Save вверху экрана.

400px|thumb|right|Добавляем список каналов

400px|thumb|left|Оставляем только масштаб

600px|thumb|right|Задаем имя канала и коэффициент пересчета

Зависимость режима работы входа от установленной перемычки и фактора масштабирования

Наличие перемычки	Тип входа	Режим работы	Значение scale
Нет	Однополярный	Вход напряжения 0 — 2,5 В	0.01
	Дифференциальный	Вход напряжения ±400 мВ	0.01
Есть
	Дифференциальный	Вход напряжения ±50 В	0.2126

Для моделей, предназначенных для измерения тока коэффициент scale должен устанавливаться в значение 0.1