Модуль дискретных и счётных входов WB-MCM8
Назначение
8-канальный модуль дискретных и счётных входов WB-MCM8 предназначен для подключения сигналов типа «сухой контакт» и «открытый коллектор» — кнопки, герконы и т.д. для контроля состояния и подсчета количества срабатываний. А также приборов с импульсными выходами — для учёта воды, электричества, газа и т. д. Также к модулю можно подключить до трёх квадратурных энкодеров типа AB или до двух типа ABZ.
При подключении выключателей без фиксации модуль может распознавать до четырёх типов нажатий и передавать события нажатий на контроллер по Modbus.
Технические характеристики
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Питание | |
| Напряжение питания | 9 – 28 В постоянного тока |
| Потребляемая мощность | 0.1 Вт |
| Входы | |
| Количество входов | 8 |
| Тип входов | «Сухой контакт», групповая изоляция.
Напряжение на входе ~12 В (~4.5 В до версии v1.1C). Ток при замыкании входа ~2 мА. |
| Функции |
|
| Частота и длительность импульсов | Не более 9 Гц (не менее 50 мс) при настройках по умолчанию
До 3.1 кГц (не менее 0.2 мс) при записи 0 в регистр параметра времени антидребезга |
| Индикация | |
| Индикация питания и обмена данными | Зеленый светодиод Status (расположен под поверхностью верхней наклейки) |
| Индикация замыкания входов | Красно-оранжевые светодиоды 1 – 7 (расположены под поверхностью верхней наклейки)
Для канала 8 индикация не предусмотрена. |
| Управление | |
| Интерфейс управления | RS-485 |
| Изоляция интерфейса | Неизолированный |
| Протокол обмена данными | Modbus RTU, адрес задается программно, заводские настройки указаны на наклейке |
| Параметры интерфейса RS-485 | Задаются программно, по умолчанию:
скорость — 9600 бит/с; данные — 8 бит; бит чётности — нет (N); стоп-биты — 2 |
| Готовность к работе после подачи питания | ~2 c |
| Условия эксплуатации | |
| Температура воздуха | От −40 до +80 °С |
| Относительная влажность | До 95 %, без конденсации влаги |
| Климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69 | O2.1* |
| Гарантийный срок | 2 года |
| Срок службы | 5 лет |
| Клеммники и сечение проводов | |
| Рекомендуемое сечение провода с НШВИ, мм2 | 0.75 — 1 для входов управления, 2.5 — для силовых входов |
| Длина стандартной втулки НШВИ, мм | 8 |
| Момент затяжки винтов, Н∙м | 0.2 |
| Габариты | |
| Ширина, DIN-юнитов | 2 |
| Габаритные размеры (Д x Ш x В) | 36 x 90 x 58 мм |
| Масса (с коробкой) | 90 г |
Общий принцип работы
Индикация
В модуле есть индикаторы, которые помогут определить его состояние без подключения к контроллеру:
- S — статус обмена по Modbus: загорается при подаче низковольтного питания на модуль и мигает в момент опроса по шине RS-485. В режиме загрузчика редко мигает. При загрузке новой прошивки перестает менять свое состояние.
- 1–7 — состояние входов: горит — вход замкнут. Индикатора для восьмого входа нет.
Входы
Входы WB-MCM8 работают по принципу «сухой контакт» — замыкание входа на землю ignd вызывает срабатывание входа. Есть индикация состояния входов с 1 по 8 и статуса устройства на лицевой крышке. При поступлении импульса на вход WB-MCM8 загорается соответствующий светодиод, изменяется значение состояния входа, а также увеличивается значение счетчика срабатываний этого входа. Значения всех счетчиков срабатываний записываются в энергонезависимую память устройства. Разрядность счетчиков — 32 бит.
Для каждого входа можно изменить параметр времени антидребезга. Начиная с версии прошивки 1.2.0, доступно измерение частоты импульсов на входе. Максимальная измеряемая частота достигается при выставлении параметра времени антидребезга в 0 и зависит от ревизии устройства — от ~1.2 до ~3.2 кГц.
Распознавание типов нажатий
Распознавание типов нажатий появилось в прошивке 1.3.2. В этом режиме измерения частоты входного сигнала не происходит. Модуль может распознавать четыре типа нажатий: короткое, длинное, двойное, короткое, а затем длинное.
Обработку нажатий можно использовать на контроллере, куда по Modbus передаются специальные счётчики для каждого типа нажатий.
Параметры распознавания нажатий можно изменять в настройках.
Работа с энкодерами
Поддержка энкодеров появилась в прошивке 1.5.0. К входам WB-MCM8 можно подключить двух- и трёх контактные квадратурные энкодеры типов AB и ABZ. Это могут быть как обычные механические энкодеры имеющие рукоятку для управления, скажем, яркостью освещения, так и точные оптические энкодеры для отслеживания перемещения объектов.
Всего доступно три канала, которые состоят из клемм, расположенных на одной клеммной колодке. Схему подключения смотрите в разделе Монтаж.
При подключении любого типа энкодера к входам модуля, настройте для каждого входа параметр Время подавления дребезга. Значение зависит от типа энкодера и подбирается экспериментально, обычно достаточно установить 5 мс.
AB энкодеры
Энкодеры AB можно использовать для управления чем-то, например, для регулировки яркости освещения.
К модулю подключается три провода: A, B, GND. Положение вала доступно в канале Положение энкодера и может быть в диапазоне от −2147483648 до 2147483647. При достижении одной из границ, знак значения будет изменён на противоположный и отсчёт будет продолжен.
Часто в таких энкодерах есть выход Switch, который замыкается на GND при нажатии на вал — его можно подключить на любой свободный вход модуля и обрабатывать как обычную кнопку.
Канал Положение энкодера доступен для записи — так вы можете установить начальное значение.
ABZ энкодеры
Энкодеры типа ABZ часто используются на производстве для отслеживания перемещения объектов.
К модулю такой энкодер подключается четыре провода: A, B, Z, GND. Для пользователя доступно два канала с данными и один параметр настройки.
Количество импульсов на один оборот — характеристика энкодера, влияет на поведение значения угла внутри оборота энкодера. Значение можно взять с корпуса энкодера, там будет что-то вроде: 100P/R, 2000P/R и т.п.
Угол внутри оборота — показывает количество шагов, которые сделал вал энкодера. По нему можно судить о направлении вращения. В момент прихода импульса по каналу Z оно принимает новое значение по алгоритму:
- если вращение в сторону увеличения — обнуляется.
- если вращение в сторону уменьшения — устанавливается равным параметру Количество импульсов на один оборот.
Количество оборотов — показывает количество полных оборотов энкодера. Значение, в зависимости от направления вращения, увеличивается или уменьшается на одну единицу в момент прихода импульса по каналу Z.
Значения каналов Угол внутри оборота и Количество оборотов могут доступны для записи, а сами значения могут быть в диапазоне от −32768 до 32767. При достижении одной из границ, знак будет изменён на противоположный и отсчёт будет продолжен.
Монтаж
Общие рекомендации
WB-MCM8 монтируется на стандартную DIN-рейку шириной 35 мм и занимает пространство в 2 DIN-модуля.
Клеммный блок «V+ GND A B» с шагом 3.5 мм служит для подключения питания и управления по шине RS-485. Для стабильной связи с устройством важно правильно организовать подключение к шине RS-485, читайте об этом в статье RS-485:Физическое подключение.
Срабатывание дискретных входов происходит при их замыкании на землю iGND. Возникающий ток невелик (~2 мА), так что тип кнопки или выключателя может быть любым. Также не играет роли длина и сечение кабеля. Но для предотвращения наводок от близко расположенных силовых линий лучше использовать витую пару и подключать землю iGND ко второй жиле пары.
Модуль должен эксплуатироваться при рекомендованных условиях окружающей среды и удовлетворять требованиям электробезопасности при его установке.
Пример подключения счётчиков и кнопок
На рисунке Пример монтажа WB-MCM8 показан пример монтажа модуля WB-MCM8.
В примере ко входам 3 и 6 подключены два счетчика расхода воды с выходом «сухой контакт», а ко входу 7 — выключатель без фиксации. Всего можно подключить до восьми устройств.
Если вы планируете не только измерять расход воды, но и реагировать на аварии, то рекомендуем использовать специализированный модуль WB-MWAC.
Пример подключения энкодеров
К модулю WB-MCM8 можно подключить до трёх энкодеров AB и до двух энкодеров ABZ.
При работе с энкодерами, модуль делится на три канала, которые представляют собой набор клемм в рамках одного клеммника. Свободные клеммы можно использовать для других типовых задач: подсчёт импульсов или обработка нажатий.
В примерах мы подключаем энкодеры к первому каналу, но вы можете комбинировать их как угодно.
При подключении энкодеров к входам модуля, не забудьте уменьшить значение антидребезга, подробнее читайте в разделе Работа с энкодерами.
| Вход WB-MCM8 | Канал для подключения энкодера |
Сигнал |
|---|---|---|
| 1 | 1 | A |
| 2 | B | |
| 3 | Z | |
| iGND | GND (G) | |
| 4 | 2 | A |
| 5 | B | |
| 6 | Z | |
| iGND | GND (G) | |
| 7 | 3 | A |
| 8 | B | |
| iGND | GND (G) |
Представление в веб-интерфейсе контроллера Wiren Board
Выбор шаблона
Чтобы устройство появилось на вкладке Devices в веб-интерфейсе контроллера Wiren Board, добавьте новое serial-устройство и выберите шаблон WB-MCM8.
Управление устройством и просмотр значений
В веб-интерфейсе вы можете управлять выходами устройства и просматривать полученные с него значения. Список отображаемых каналов можно изменить через настройки устройства, доступные на странице выбора шаблона.
Настройка
Способы настройки
- Указать параметры в веб-интерфейсе контроллера Wiren Board. Перейдите на страницу настройки serial-устройств, выберите порт, найдите или добавьте устройство и измените параметры. Если нужный параметр отсутствует в шаблоне, его можно задать через пользовательские параметры.
- Записать настройки в Modbus-регистры модуля из консоли контроллера с помощью утилиты modbus_client.
- Eсли нет контроллера Wiren Board, используйте компьютер с преобразователем интерфейсов USB-RS485.
Мы постоянно совершенствуем наши устройства, поэтому, если вы не нашли описанных в документации настроек — обновите прошивку устройства и программное обеспечение контроллера.
Антидребезг
Для любого из входов вы можете настроить фильтр антидребезга в параметре Время подавления дребезга. Возможные значения от 0 до 100 мс, значение по умолчанию — 50 мс.
Энкодеры
Устройство имеет 3 канала обработки сигналов энкодера. Для каждого канала выбирается режим работы. Если выбран не 0 режим и канал активирован на работу с энкодером то независимые регистры режимов работы входов игнорируются. в режиме двухпроводного подключения вход для сигнала Z остается в режиме входа и управляется своим регистром выбора режима.
Первые два канала могут быть настроены в режим трехпроводного подключения. В этом режиме необходимо задать количество импульсов на один оборот. Если это не сделать то при переходе через оборот когда появляется сигнал Z счетчик положения вала внутри оборота будет работать в отрицательных значениях.
Счёт и детектирование нажатий
При выборе режима Счет и детектирование нажатий, вы сможете настроить передачу счётчиков нажатий на контроллер. Как это работает, смотрите в разделе Распознавание типов нажатий.
Доступны настройки:
- Время длинного нажатия (мс) — время в мс, которое разделяет длинные и короткие нажатия. Если нажатие длится больше указанного времени, оно считается длинным, иначе — коротким.
- Время ожидания второго нажатия (мс) — время в мс, которое создает «окно» указанной длительности после завершения короткого нажатия. Если второе нажатие попадет в это окно, нажатие будет считаться двойным, иначе — одиночным.
- Время подавления дребезга (мс) — время в мс, в течение которого сигнал на входном клеммнике должен иметь неизменный уровень, после чего он будет зафиксирован и обработан алгоритмом распознавания нажатий. При работе с нажатиями, значение должно быть в 5-10 раз меньше, чем время ожидания второго нажатия.
- Период опроса для каждого счётчика — чтобы обрабатывать нажатия программно на контроллере, включите опрос нужных счётчиков и настройте период опроса по инструкции.
Детектирование двойных вносит задержку на детектирование одиночных. Например, при настройке по умолчанию (300 мс) событие одиночного нажатия произойдет через 300 мс после отпускания кнопки. Если вам не нужны двойные и короткие, а затем длинные нажатия, то Время ожидания двойного нажатия нужно установить на 0 мс. Тогда событие одиночного нажатия произойдет сразу после отпускания кнопки.
Распознавание нажатий выполняется после подавления дребезга. Это означает, что при настройке Время подавления дребезга по умолчанию (50 мс) любые нажатия длительностью менее 50 мс будут игнорироваться. Точно так же это влияет на скорость реакции при отпускании кнопки: отпускание будет зафиксировано через 50 мс после фактического отпускания кнопки. Время подавления дребезга следует подбирать к конкретной кнопке таким образом, чтобы вносимая задержка была минимальной, но не было ложных срабатываний, например, двойное нажатие вместо одиночного.
- Пример настройки входов
Выбор режима для 1 входа
Настройка параметров распознавания нажатий
Работа по Modbus
Устройства Wiren Board управляются по протоколу Modbus RTU. На физическом уровне подключаются через интерфейс RS-485.
Поддерживаются все основные команды чтения и записи одного или нескольких регистров. Смотрите список доступных команд в описании протокола Modbus.
Настроить параметры модуля можно в веб-интерфейсе контроллера Wiren Board, или через сторонние программы.
Параметры порта по умолчанию
| Значение по умолчанию |
Название параметра в веб-интерфейсе |
Параметр |
|---|---|---|
| 9600 | Baud rate | Скорость, бит/с |
| 8 | Data bits | Количество битов данных |
| None | Parity | Бит чётности |
| 2 | Stop bits | Количество стоповых битов |
В актуальной версии прошивки устанавливать параметр Stop bits необязательно — устройство будет работать без ошибок и в случае, когда количество стоповых битов не совпадает с настройками Modbus-мастер.
Для ускорения отклика устройств рекомендуем поднять скорость обмена до 115 200 бит/с, см. Настройка параметров обмена данными
Modbus-адрес
Каждое устройство на линии имеет уникальный адрес в диапазоне от 1 до 247. Адрес устройства, установленный на заводе, указан на отдельной наклейке со штрихкодом. На заводе устройствам Wirenboard в одной партии присваиваются разные адреса, поэтому в вашем заказе, скорее всего, адреса не будут повторяться.
О том, как узнать, изменить или сбросить Modbus-адрес устройства, читайте в статье Modbus-адрес устройства Wiren Board.
Карта регистров
Обновление прошивки и сброс настроек
При обновлении прошивки устройства пользовательские настройки удаляются. Если вы задавали настройки в веб-интерфейсе контроллера, то они будут автоматически восстановлены при первом опросе устройства. В устройствах Wiren Board, выпущенных с 2019 года, можно обновлять прошивку по протоколу Modbus. Это даёт возможность расширять функциональные возможности устройств и устранять ошибки в прошивке на месте монтажа.
Инструкции:
Узнать о выходе новой версии прошивки можно в Журнале изменений в прошивке.
Известные неисправности
Список известных неисправностей
Ревизии устройства
Номер партии (Batch №) указан на наклейке на боковой поверхности корпуса или на печатной плате.
| Ревизия | Партии | Дата выпуска | Отличия от предыдущей ревизии |
|---|---|---|---|
| 1.2 | v1.2D, v1.2D/2, v1.2E, v1.2E/2, v1.2G, v1.2H, v1.2I, v1.2J - ... | 09.2022 - ... |
|
| 1.2 | v1.2A, v1.2B, v1.2C | 02.2022 - 08.2022 |
|
| 1.1 | v1.1I | 02.2022 |
|
| 1.1 | v1.1H | 06.2021 - 01.2022 |
|
| 1.1 | 1.1D - v1.1G | 01.2020 - 05.2021 |
|
| 1.1 | 1.1A - 1.1C | до 12.2019 |
|
Изображения и чертежи устройства
Corel Draw 2018 (шрифт — Ubuntu): Файл:WB-Library.cdr.zip
SVG: Файл:WB-MCM8.svg.zip
Габаритный чертеж модуля (DXF): Файл:WB-MCM8.dxf.zip
Габаритный чертеж модуля (PDF): Файл:WB-MCM8.dxf.pdf