WB-M1W2 1-Wire to Modbus Temperature Measurement Module

Модуль WB-M1W2

Купить в интернет-магазине

Назначение

WB-M1W2 — компактный преобразователь, предназначенный для опроса двух цифровых термометров 1-Wire (DS18B20) по протоколу Modbus RTU по шине RS-485.

Является средством измерения. Номер в Госреестре средств измерений 87443-22.

В устройстве универсальные входы, которые могут работать в режимах 1-Wire или «сухой контакт» с функциями подсчёта срабатываний и распознавания нажатий.

Меры безопасности

Во время монтажа, эксплуатации и технического обслуживания устройства следует соблюдать требования документов: ГОСТ 12.3.019-80, «Правила эксплуатации электроустановок потребителей», «Правила охраны труда при эксплуатации электроустановок» и других нормативных документов, действующих на объекте.

Любые подключения производить при отключенном питании. Не допускать попадание влаги на контакты клемм и внутренние элементы.

Физический доступ к устройству должен быть разрешен только квалифицированному обслуживающему персоналу.

Технические характеристики

Параметр	Значение
Питание
Напряжение питания интерфейсной части	9 В – 28 В постоянного тока
Потребляемая мощность	0.1 Вт
Датчики
Внешние датчики	Можно подключить два цифровых датчика температуры DS18B20.
Входы (подключаются вместо внешних датчиков)
Количество дискретных входов	2
Тип входов	«Сухой контакт», неизолированные
Напряжение в разомкнутом состоянии	3.3 В
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	0.35 – 1 мм2 — одинарные, 0.35 – 0.5 мм2 – сдвоенные провода
Длина стандартной втулки НШВИ	8 мм
Момент затяжки винтов	0.2 Н∙м
Габариты
Габариты	57 x 18 x 12 мм
Масса (с коробкой)	15 г

Общий принцип работы

При работе в режиме 1-Wire модуль опрашивает подключённые к входам датчики и помещает полученные значения в Modbus-регистры. Некоторые датчики DS18B20 иногда могут выдавать случайные значения, которые сильно отличаются от верных, поэтому в модуле есть фильтр подозрительных значений, который позволяет эти значения отбросить.

В режиме дискретных входов модуль опрашивает входы и помещает в регистры их состояние, а также количество срабатываний в виде счётчиков. Разрядность счетчиков — 16 бит. Для сброса количества срабатываний входов нужно записать в регистр 100 число 1.

Распознавание типов нажатий

Распознавание типов нажатий появилось в прошивке 4.32.0. 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.

Счётчики нажатий и состояние входов получать событиями через Быстрый Modbus — минимум задержек при любой загруженности шины. Читайте подробнее в разделе Работа по Modbus.

Пример правила с обработкой счётчиков нажатий

Монтаж

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 Физическое подключение шины RS-485.

Если устройства, подключенные к шине RS-485, питаются от разных источников питания, их клеммы GND должны быть соединены, подробнее.

Преобразователь устанавливается в кабель-каналы, короба, распаечные коробки. Рекомендуемая длина линий от преобразователя до выносных датчиков 1-Wire - не более 30 метров.

• 

  Подключение датчиков DS18B20 к модулям WB-M1W2 v.1 (слева) и v.2 (справа)

• 

  Подключение кнопок к модулю WB-M1W2 v.2

Представление в веб-интерфейсе контроллера Wiren Board

Выбор шаблона

Чтобы устройство появилось на вкладке Устройства в веб-интерфейсе контроллера Wiren Board, добавьте новое serial-устройство и выберите шаблон WB-M1W2.

Если вы используете wb-mqtt-serial < 2.25.0, то для работы с 1-Wire используйте шаблон WB-M1W2, а для дискретного режима — WB-M1W2 DI.

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.

Описание каналов, доступных по умолчанию:

• External Sensor x — температура внешнего цифрового датчика, подключенного к порту x. Если датчик отсутствует или неисправен, его название выделяется красным цветом.
• Discrete Input x — состояние входа x. 0 — разомкнут, 1 — замкнут на GND
• Counter x — счётчик входа x.
• Serial NO — серийный номер устройства

• Модуль WB-M1W2 в веб-интерфейсе контроллера
• 

  Оба входа в режиме 1-Wire

• 

  Оба входа в дискретном режиме

Настройка

Выбор режима для одного их входов WB-M1W1 в веб-интерфейсе контроллера Wiren Board

Способы настройки

1. 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.
2. Записать настройки в Modbus-регистры модуля из консоли контроллера с помощью утилиты modbus­_client.
3. 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.

Режимы цифровых входов

С версии прошивки 4.0.0 преобразователь WB-M1W2 позволяет конфигурировать каждый из двух входов как дискретный. Для этого нужно выбрать режим в параметре Input x.

Если вы используете wb-mqtt-serial < 2.25.0 и в веб-интерфейсе нет возможности выбрать режим для входа, то для работы с дискретными входами установите режим в регистрах 275-276 и выберите шаблон WB-M1W2 DI.

В версиях прошивки до 4.14.1 включительно, данные счетчиков срабатывания записываются в энергонезависимую память 1 раз в 600 сек.

Начиная с версии прошивки 4.15.0, алгоритм записи данных счетчика изменился. Если средняя частота срабатывания счетчиков меньше, чем 1 раз в 300 сек., то запись в память происходит с каждым изменением счетчика. Но если частота больше, то энергонезависимая память обновляется не чаще 1 раза в 300 сек. В частности, если счетчик меняется несколько раз в течение короткого времени (например в течение минуты), а потом продолжительное время не меняется (например в течение 5 часов), то после каждого изменения произойдет запись в память. Такой подход позволяет хранить актуальные данные счетчиков и гарантирует продолжительную работу энергонезависимой памяти.

Антидребезг

Время подавления дребезга можно изменять начиная с прошивки 4.32.0.

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.

Счёт и детектирование нажатий

Распознавание типов нажатий появилось в прошивке 4.32.0.

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:

Диаграмма генерации событий для типов нажатий. Антидребезг здесь отключён

Счётчики нажатий для первого входа в веб-интерфейсе контролера Wiren Board

• 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.

Работа по Modbus

Настройка Modbus-модулей и обновление прошивок

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

Modbus-адрес, установленный на производстве. Слева наклейка на верхней крышке устройства, справа — на боковой стенке

Каждое устройство на линии имеет уникальный адрес в диапазоне от 1 до 247. Адрес устройства, установленный на заводе, указан на наклейках, расположенных на верхней крышке и сбоку. На заводе устройствам Wiren Board 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.

Расширение Быстрый Modbus

Начиная с версии прошивки 4.23.0 устройство поддерживает расширение Быстрый Modbus.

О Быстром Modbus

Быстрый Modbus добавляет стандартному протоколу Modbus новые полезные функции: быстрое сканирование устройств Wiren Board на шине RS-485 и опрос событий.

Дополнительные возможности активируются специальной командой с мастера. Поэтому устройства Wiren Board можно без проблем использовать с любым сторонним оборудованием.

Не все регистры устройства поддерживают генерацию событий, смотрите карту регистров. Регистры с событиями отмечены молнией ⚡. Подробнее читайте на странице Быстрый Modbus.

Карта регистров

Устройство WB-M1W2 выпускалось в разных ревизиях и некоторые из них больше не обновляются из-за ограниченных ресурсов микроконтроллера, поэтому есть две таблицы регистров:

• Карта регистров WB-M1W2 для ревизий 2.1F и новее
• Карта регистров WB-M1W2 для ревизий 2.1E и старее

Ревизию устройства можно посмотреть на наклейке на корпусе сбоку, а даты выпуска в таблице ревизий ниже на этой странице.

Обновление прошивки и сброс настроек

Обновление прошивок устройств (24:08)

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 устранять найденные в прошивке ошибки на месте монтажа, а иногда и добавлять новые функции, если это возможно технически.

Инструкции:

• Обновление прошивки
• Настройка параметров подключения
• Modbus-адрес: узнать, сбросить или изменить
• Обновление загрузчика

Узнать о выходе новой версии прошивки можно в Журнале изменений в прошивке.

Известные неисправности

Аппаратные ошибки/особенности WB-M1W2, найденные при эксплуатации устройства.

Ревизии устройства

Номер партии (Batch №) указан на наклейке на боковой поверхности корпуса или на печатной плате.

Ревизия	Партии	Дата выпуска	Отличия от предыдущей ревизии
2.5	v2.5A, v2.5B, v2.5C, v2.5C/1, v2.5D, v2.5E, v2.5F - ...	01.2023 - ...	Новая микросхема памяти EEPROM, другой вид серийных номеров
2.4	v2.4A, v2.4A/2, v2.4A/2M, v2.4A/2M1	10.2022 - 12.2022	Четырехслойная плата
2.1	v2.1F - v2.1I	09.2021 - 09.2022	На микроконтроллере GD32 вместо STM32
Новые функции не добавляются, последняя версия прошивки 4.30.0
2.1	v2.1B - v2.1E	09.2020 - 09.2021	Микросхема трансивера интерфейса RS-485 заменена на TP8485E-SR (со встроенным fail-safe bias)
2.1	v2.1A	05.2020 - 09.2020	Уровни сигналов 1-wire изменены с 3.3V на 5V
2.0	326, v2.0A - v2.0F	12.2018 - 05.2020	Изменена конфигурация входов 1-wire, добавлен выход 5V
1.7	195, 199, 212, 234, 245, 269, 274, 287,	12.2017 - 11.2018	Первая версия: с двойными разъемными клеммниками, только фантомное питание датчиков

Изображения и чертежи устройства

Corel Draw 2018 (шрифт — Ubuntu): Файл:WB-Library.cdr.zip

Visio:

1. Устройства Wiren Board: Файл:WB-Visio-Lib.cdr.zip.
2. Щиты, автоматы, контакторы и прочее.

SVG: Файл:WB-M1W2.svg.zip

Autocad 2013 DXF: Файл:WB-M1W2.dxf.zip

Autocad PDF: Файл:WB-M1W2.pdf

База УГО для AutoCAD Electrical: Файл:Wirenboard-AE-base.zip