Collegamento di un oscilloscopio analogico con Edge IO e Node-RED

Collegamento di un oscilloscopio analogico con Edge IO e Node-RED

Imparare a utilizzare il flusso dell'oscilloscopio analogico Node-RED con l'Edge IO

Questo articolo tratta il flusso di lavoro per visualizzare i dati del sensore analogico dall'Edge IO localmente in Node-RED. Utilizzerà un flusso di libreria Tulip Node-RED che può essere importato sull'Edge IO.

:::(Internal) (Note private) Tornare a questa sezione :::

Alla fine di questo articolo, avrete il seguente flusso all'interno di Node-RED e sarete in grado di visualizzare una visualizzazione locale in tempo reale dei dati del dispositivo.

Completerete i seguenti passaggi:

1. Configurazione dell'hardware: Cablaggio dell'Edge IO
2. Configurazione di Node-RED: Importare, modificare e distribuire un flusso Node-RED dalla libreria Tulip.

Sono necessari

• Un Edge IO registrato al proprio account Tulip

• Sensori da collegare alle varie porte analogiche dell'Edge IO, quali:

  • Trasformatore di corrente (per l'ADC differenziale)
  • Sensore di pressione (per l'ADC SAR 0-10V)
  • Sensore di vibrazione IEPE (per l'ADC a sorgente di corrente)

Nota: in questo flusso, i dati analogici non vengono conservati o inviati a Tulip. Il flusso è inteso principalmente come strumento diagnostico durante lo sviluppo per visualizzare i dati attuali acquisiti dai sensori analogici.

1. Configurazione dell'hardware - Cablaggio dell'Edge IO

I sensori esatti da collegare all'Edge IO sono a vostra discrezione. Questo flusso è indipendente dai sensori e fornisce all'Edge IO la tensione misurata all'ingresso analogico. Tuttavia, un esempio di sensori che si possono collegare è il seguente:

• ADC differenziale: un trasformatore di corrente
• ADC SAR: un sensore di pressione o un altro sensore che emette 0-10V (e che, opzionalmente, è alimentato a 24 V).
• ADC a sorgente di corrente: un sensore di vibrazioni IEPE

Inoltre, assicurarsi di aver alimentato il dispositivo e di averlo collegato alla rete collegando un cavo Ethernet alla porta WAN o tramite wi-fi.

2. Configurazione del Nodo-RED

Aprire il Device Portal sull'Edge IO. Avviare l'editor Node-RED utilizzando le seguenti credenziali:

• Nome utente: admin
• Password: password dell'Edge IO

Per iniziare a utilizzare Node-RED su Edge IO, consultare le informazioni qui.

2a. Importazione del flusso di libreria

Per importare il flusso della libreria, seguire i passaggi del documento Importare i flussi di Tulip Node-RED. Il flusso da importare è analog_oscilloscopes.json e l'importazione crea la scheda ADC Oscilloscopes nell'editor.

2b. Panoramica del flusso

Questo flusso è composto da tre flussi di lavoro separati per visualizzare i segnali su ciascuno degli ADC:

ADC differenziale

Genera una serie temporale di istantanee delle letture correnti che si aggiornano ogni secondo. Può essere utilizzato per visualizzare i segnali ad alta frequenza nel dominio del tempo.

Questo flusso è composto da due nodi funzionali:

1. ADC differenziale: dati temporali

   • Scopo: campiona l'ADC differenziale a 1 kHz, con buffer da 1000 campioni. Emette i dati in ciascun buffer. Per impostazione predefinita, l'uscita avviene in modo continuo una volta al secondo.
   • Oscilloscopio: Istantanee serie temporali
   • Scopo: Configurare il sottoflusso per generare una visualizzazione di un buffer di dati temporali, accessibile all'indirizzo :1880/scope_time.

ADC a sorgente di corrente

Genera una FFT scalata dei dati di tensione che si aggiorna ogni secondo. Questo può essere utilizzato per visualizzare le caratteristiche di frequenza di un segnale.

Questo flusso è composto da due nodi funzionali:

1. ADC a sorgente di corrente: dati di frequenza

   • Scopo: campiona l'ADC a 1,024 kHz con 1024 buffer di campionamento. Emette la FFT di ciascun buffer. Per impostazione predefinita, l'uscita è continua, una volta al secondo.
   • Oscilloscopio: Istantanee di frequenza
   • Scopo: Configurare il sottoflusso per generare una visualizzazione di una FFT, accessibile all'indirizzo :1880/scope_freq.

ADC SAR

Genera una finestra mobile di letture di tensione RMS su 60 secondi. Può essere utilizzata per visualizzare un segnale DC nel tempo.

Questo flusso è composto da due nodi funzionali:

1. SAR ADC: Dati RMS

   • Scopo: campiona l'ADC SAR a 100 Hz con buffer da 100 campioni. Emette il valore RMS di ciascun buffer. Per impostazione predefinita, l'uscita è continua.
   • Oscilloscopio: Finestra di dati temporali
   • Scopo: Configurare il sottoflusso per generare una visualizzazione di una finestra mobile di dati, accessibile all'indirizzo :1880/scope_window.

2c. Distribuzione del flusso

Con il flusso Node-RED importato, è possibile distribuire il flusso dall'alto a destra e iniziare a visualizzare i dati dagli ingressi analogici Edge IO.

2d. Modifica del flusso

Molti dettagli di questo flusso possono essere modificati a seconda dei sensori utilizzati e dei valori emessi. Tra gli esempi di modifiche che è possibile apportare vi sono:

• Visualizzazione degli ingressi misurati del sensore invece della tensione nell'ADC.

  • Ad esempio, supponiamo di aver collegato all'ADC differenziale un trasformatore di corrente CR3111-3000, che ha un rapporto di spire di 3000 (e che emette 1mA quando misura 3A).
  • Modificare il nodo Oscilloscopio: Time-Series Snapshots in modo che la scala del sensore sia 3000, l'etichetta dell'asse Y sia "Measured Current (A)" e il valore Y minimo e massimo corrispondano alle correnti misurate minime e massime previste.
  • Visualizzare un tipo diverso di dati per un dato ingresso analogico.
  • Ad esempio, se si desidera visualizzare i dati della serie temporale per l'ADC di corrente (invece della FFT), è possibile selezionare il nodo ADC di corrente: dati di frequenza e modificare il nodo di configurazione per aggiungere i dati del dominio del tempo come uscita e abilitare i dati del tempo come uscita.
  • Modificare i parametri della finestra mobile dei dati temporali
  • Se si desidera visualizzare i dati dell'ADC SAR su un periodo di tempo più lungo (o più breve), è possibile modificare la lunghezza della finestra del nodo Oscilloscope: Finestra di dati temporali.
  • La risoluzione della finestra deve corrispondere al tempo di un buffer; se si dispone di buffer da 100 campioni acquisiti a 200 Hz, i buffer sono lunghi 0,5 secondi e la risoluzione della finestra deve essere aggiornata a 0,5 secondi.

3. Visualizzazioni del flusso

Navigando nei percorsi seguenti, è possibile visualizzare i dati degli ingressi analogici. Di seguito sono riportati i grafici relativi a quando l'ingresso è "fluttuante" (cioè quando non c'è alcun sensore collegato) e un esempio di grafico relativo all'inserimento del sensore suggerito dalla configurazione hardware.

3a. ADC differenziale

• :1880/tempo di scansione

Nessun sensore collegato all'ADC differenziale:

Trasformatore di corrente collegato all'ADC differenziale:

3b. ADC a sorgente di corrente

• :1880/scope_freq

Nessun sensore collegato all'ADC a sorgente di corrente:

Sensore di vibrazione collegato all'ADC a sorgente di corrente (con scala dell'asse Y regolata per una migliore risoluzione):

3c. ADC SAR

• :1880/scope_window

Nessun sensore collegato all'ADC SAR:

Sensore di pressione collegato all'ADC Current-Source:

Dettagli tecnici del flusso Nodo-RED

Di seguito è riportato un riepilogo dettagliato dei nodi e dei relativi parametri di configurazione predefiniti importati con il file analog_oscilloscopes.json.

ADC differenziale

1. ADC differenziale: dati temporali

   • Scopo: campiona l'ADC differenziale a 1 kHz, con buffer da 1000 campioni. Per impostazione predefinita, l'uscita è continua.

   • Tipo di nodo: Analogico ad alta velocità

   • Proprietà predefinite:

     • Configurazione analogica - ADC differenziale RMS @ 1kHZ

       • Selezionare l'ADC da configurare - ADC differenziale
       • Uscite abilitate - RMS
       • Dimensione buffer - 1000
       • Frequenza di campionamento (Hz) - 1000+ Tipo di dati - Tempo+ Modalità di uscita - Continua+ Frequenza di aggiornamento (secondi) - 1
       • Oscilloscopio: Istantanee serie temporali

   • Scopo: Configurare il sottoflusso per generare la visualizzazione, accessibile all'indirizzo :1880/scope_time.

   • Tipo di nodo: Flusso secondario

   • Proprietà predefinite:

     • Nome del grafico - scope_time
     • Valore Y minimo - -18
     • Valore Y massimo - 18
     • Etichetta asse Y - Corrente ADC (mA)
     • Scala del sensore - 1000
     • Offset del sensore - 0

ADC a sorgente di corrente

1. ADC sorgente di corrente: dati di frequenza

   • Scopo: campiona l'ADC a 1,024 kHz con 1024 buffer di campionamento. Per impostazione predefinita, l'uscita è continua.

   • Tipo di nodo: Analogico ad alta velocità

   • Proprietà predefinite:

     • Configurazione analogica - ADC a sorgente di corrente @ 1kHz

       • Selezionare l'ADC da configurare - ADC a sorgente di corrente
       • Uscite abilitate - Dominio della frequenza (FFT)
       • Dimensione buffer - 1024
       • Frequenza di campionamento (Hz) - 1024+ Tipo di dati - Frequenza (FFT)+ Modalità di uscita - Continua+ Frequenza di aggiornamento (secondi) - 1
       • Oscilloscopio: Istantanee di frequenza

   • Scopo: Configurare il subflow per generare la visualizzazione, accessibile all'indirizzo :1880/scope_freq.

   • Tipo di nodo: Flusso secondario

   • Proprietà predefinite:

     • Nome del grafico - scope_freq
     • Valore massimo Y - 10
     • Etichetta asse Y - FFT (V)
     • Scala sensore - 1
     • Tipo asse X - Lineare
     • Tipo di asse Y - Lineare

ADC SAR

1. ADC SAR: dati RMS

   • Scopo: campiona l'ADC SAR a 100 Hz con buffer da 100 campioni. Per impostazione predefinita, l'uscita è continua.

   • Tipo di nodo: Analogico ad alta velocità

   • Proprietà predefinite:

     • Configurazione analogica - ADC SAR: RMS @ 100HZ

       • Selezionare l'ADC da configurare - ADC SAR
       • Uscite abilitate - RMS
       • Dimensione buffer - 100
       • Frequenza di campionamento (Hz) - 100+ Tipo di dati - RMS+ Modalità di uscita - Continua+ Frequenza di aggiornamento (secondi) - 1
       • Oscilloscopio: Finestra di dati temporali

   • Scopo: Configurare il sottoflusso per generare la visualizzazione, accessibile all'indirizzo :1880/scope_window.

   • Tipo di nodo: Flusso secondario

   • Proprietà predefinite:

     • Nome del grafico - scope_window
     • Valore Y minimo - 0
     • Valore Y massimo - 10
     • Etichetta asse Y - Tensione (V)
     • Scala del sensore - 1
     • Offset del sensore - 0
     • Lunghezza finestra (campioni) - 60
     • Risoluzione finestra (s) - 1

Ulteriori letture

• Documentazione di Node-RED
• Collegamento di un sensore da 4-20 mA con Edge IO e Node-RED
• Gestione degli stati della macchina e dei conteggi dei pezzi con Edge IO e Node-RED

Avete trovato quello che cercavate?

Potete anche andare su community.tulip.co per porre la vostra domanda o vedere se altri hanno affrontato una domanda simile!