아날로그 오실로스코프와 엣지 IO 및 Node-RED 연결하기

아날로그 오실로스코프와 Edge IO 및 Node-RED 연결하기

아날로그 오실로스코프 Node-RED 플로우를 Edge IO와 함께 사용하는 방법 알아보기

이 문서에서는 Node-RED에서 로컬로 Edge IO의 아날로그 센서 데이터를 보기 위한 워크플로우를 다룹니다. 여기에서는 Edge IO에서 가져올 수 있는 Tulip Node-RED 라이브러리 플로우를 활용합니다.

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이 문서가 끝나면 Node-RED 내에서 다음과 같은 플로우를 만들고 디바이스 데이터의 실시간 로컬 시각화를 볼 수 있게 됩니다.

다음 단계를 완료합니다:

1. 하드웨어 설정: 엣지 IO 연결하기
2. Node-RED 설정: Tulip 라이브러리에서 Node-RED 플로우 가져오기, 편집 및 배포하기

필요한 것은 다음과 같습니다:

• Tulip 계정에 등록된 Edge IO

• 다음과 같이 다양한 Edge IO 아날로그 포트에 연결할 센서:

  • 변류기(차동 ADC용)
  • 압력 센서(0-10V SAR ADC용)
  • IEPE 진동 센서(전류 소스 ADC용)

참고: 이 흐름에서는 아날로그 데이터가 유지되거나 Tulip으로 전송되지 않습니다. 이 흐름은 주로 아날로그 센서에서 캡처되는 현재 데이터를 시각화하기 위한 개발 중 진단 도구로 사용됩니다.

1. 하드웨어 설정 - 에지 IO 배선하기

Edge IO에 연결할 정확한 센서는 사용자에게 달려 있습니다. 이 흐름은 센서에 구애받지 않으며 아날로그 입력에서 측정된 전압을 Edge IO로 출력합니다. 그러나 연결할 수 있는 센서 세트의 예는 다음과 같습니다:

• 차동 ADC: 변류기
• SAR ADC: 0~10V를 출력하는 압력 센서 또는 기타 센서(선택적으로 24V로 전원이 공급됨)
• 전류 소스 ADC: IEPE 진동 센서

또한 이더넷 케이블을 WAN 포트에 연결하거나 Wi-Fi를 통해 장치에 전원을 공급하고 장치를 네트워크에 연결했는지 확인하세요.

2. Node-RED 설정

Edge IO에서 장치 포털을 엽니다. 다음 자격 증명을 사용하여 Node-RED 에디터를 시작합니다:

• 사용자 이름: admin
• 비밀번호: Edge IO 비밀번호

자세한 내용은 여기를 참조하여 Edge IO에서 Node-RED를 시작하세요.

2a. 라이브러리 흐름 가져오기

라이브러리 플로우를 가져오려면 Tulip Node-RED 플로우 가져오기 문서의 단계를 따르세요. 가져올 플로우는 analog_oscilloscopes.json이며, 가져오면 에디터에 ADC 오실로스코프 탭이 생성됩니다.

2b. 플로우 개요

이 흐름은 각 ADC의 신호를 시각화하기 위한 세 개의 개별 워크스트림으로 구성됩니다:

차동 ADC

매초마다 새로 고쳐지는 현재 판독값의 시계열 스냅샷을 생성합니다. 이는 시간 영역의 고주파 신호를 시각화하는 데 사용할 수 있습니다.

이 흐름은 두 개의 기능 노드로 구성됩니다:

1. 차동 ADC: 시간 데이터

   • 목적: 1000개 샘플 버퍼를 사용하여 1kHz로 차동 ADC를 샘플링합니다. 각 버퍼의 데이터를 출력합니다. 기본적으로 초당 한 번 연속으로 출력합니다.
   • 오실로스코프: 시계열 스냅샷
   • 목적: :1880/scope_time에서 액세스할 수 있는 시간 데이터 버퍼의 시각화를 생성하도록 하위 흐름을 구성합니다.

전류 소스 ADC

매초마다 새로 고쳐지는 전압 데이터의 스케일링된 FFT를 생성합니다. 이는 신호의 주파수 특성을 시각화하는 데 사용할 수 있습니다.

이 흐름은 두 개의 기능 노드로 구성됩니다:

1. 전류 소스 ADC: 주파수 데이터

   • 목적: 1024샘플 버퍼를 사용하여 1.024kHz로 전류 소스 ADC를 샘플링합니다. 각 버퍼의 FFT를 출력합니다. 기본적으로 초당 한 번 연속으로 출력됩니다.
   • 오실로스코프: 주파수 스냅샷
   • 목적: :1880/scope_freq에서 액세스할 수 있는 FFT의 시각화를 생성하도록 하위 흐름을 구성합니다.

SAR ADC

60초 동안의 RMS 전압 판독값의 롤링 창을 생성합니다. 이는 시간 경과에 따른 DC 신호를 시각화하는 데 사용할 수 있습니다.

이 흐름은 두 개의 기능 노드로 구성됩니다:

1. SAR ADC: RMS 데이터

   • 목적: 100샘플 버퍼를 사용하여 100Hz에서 SAR ADC를 샘플링합니다. 각 버퍼의 RMS 값을 출력합니다. 기본적으로 연속적으로 출력됩니다.
   • 오실로스코프: 시간 데이터 창
   • 목적: 하위 흐름을 구성하여 데이터의 롤링 윈도우 시각화를 생성하며, :1880/scope_window에서 액세스할 수 있습니다.

2c. 흐름 배포

Node-RED 플로우를 가져온 후 오른쪽 상단에서 플로우를 배포하고 Edge IO 아날로그 입력에서 데이터를 볼 수 있습니다.

2d. 흐름 편집

사용하는 센서와 센서가 출력하는 값에 따라 이 흐름의 많은 세부 사항을 편집할 수 있습니다. 편집할 수 있는 예는 다음과 같습니다:

• 전압 대신 측정된 센서 입력을 ADC에 표시합니다.

  • 예를 들어, 권선비가 3000이고 3A를 측정할 때 1mA를 출력하는 CR3111-3000 변류기를 차동 ADC에 연결했다고 가정해 보겠습니다(3A 측정 시 1mA 출력).
  • 오실로스코프를 편집합니다 : 시계열 스냅샷 노드에서 센서 스케일 3000, "측정된 전류(A)"의 Y축 레이블, 예상되는 최소 및 최대 측정 전류와 일치하는 최소 Y 값 및 최대 Y 값을 갖도록 합니다.
  • 주어진 아날로그 입력에 대해 다른 유형의 데이터를 봅니다.
  • 예를 들어 전류 소스 ADC에 대한 시계열 데이터(FFT 대신)를 보려면 전류 소스 ADC : 주파수 데이터 노드를 선택하고 해당 구성 노드를 편집하여 시간 도메인 데이터를 출력으로 추가하고 시간 데이터를 출력으로 활성화할 수 있습니다.
  • 시간 데이터의 롤링 윈도우 매개변수 변경하기
  • 더 긴 기간(또는 더 짧은 기간)에 걸쳐 SAR ADC의 데이터를 시각화하려는 경우 오실로스코프의 창 길이를 편집할 수 있습니다: 시간 데이터 창 노드를 편집할 수 있습니다.
  • 창 해상도는 버퍼의 시간과 일치해야 하며, 200Hz로 캡처한 100개 샘플 버퍼가 있는 경우 버퍼의 길이는 0.5초이고 창 해상도는 0.5초로 업데이트해야 합니다.

3. 흐름 시각화

다음 경로로 이동하면 아날로그 입력에 대한 데이터를 시각화할 수 있습니다. 아래에는 입력이 "플로팅" 상태일 때(즉, 센서가 연결되지 않은 경우)의 그래프와 하드웨어 설정에서 제안한 센서가 연결되었을 때의 예시 그래프가 모두 포함되어 있습니다.

3a. 차동 ADC

• :1880/scope_time

차동 ADC에 연결된 센서가 없습니다:

차동 ADC에 연결된 변류기:

3b. 전류 소스 ADC

• :1880/scope_freq

전류 소스 ADC에 연결된 센서가 없습니다:

전류 소스 ADC에 연결된 진동 센서(해상도 향상을 위해 Y축 눈금이 조정됨):

3c. SAR ADC

• :1880/scope_window

SAR ADC에 연결된 센서가 없습니다:

전류 소스 ADC에 연결된 압력 센서:

노드-RED 흐름의 기술적 세부 사항

다음은 analog_oscilloscopes.json 파일로 가져온 노드 및 기본 구성 매개변수에 대한 자세한 요약입니다.

차동 ADC

1. 차동 ADC: 시간 데이터

   • 목적: 1000샘플 버퍼를 사용하여 1kHz로 차동 ADC를 샘플링합니다. 기본적으로 연속적으로 출력됩니다.

   • 노드 유형: 고속 아날로그

   • 기본 속성:

     • 아날로그 구성 - 차동 ADC RMS @ 1kHZ

       • 구성할 ADC - 차동 ADC를 선택합니다.
       • 활성화된 출력 - RMS
       • 버퍼 크기 - 1000
       • 샘플링 주파수(Hz) - 1000 + 데이터 유형 - 시간 + 출력 모드 - 연속 + 재생률(초) - 1
       • 오실로스코프: 시계열 스냅샷

   • 목적: 시각화를 생성하도록 하위 흐름을 구성하며, :1880/scope_time에서 액세스할 수 있습니다.

   • 노드 유형: 하위 흐름

   • 기본 속성:

     • 차트 이름 - scope_time
     • 최소 Y 값 - -18
     • 최대 Y 값 - 18
     • Y축 레이블 - ADC 전류(mA)
     • 센서 스케일 - 1000
     • 센서 오프셋 - 0

전류-소스 ADC

1. 전류 소스 ADC: 주파수 데이터

   • 목적: 1024샘플 버퍼를 사용하여 1.024kHz로 전류 소스 ADC를 샘플링합니다. 기본적으로 연속적으로 출력됩니다.

   • 노드 유형: 고속 아날로그

   • 기본 속성:

     • 아날로그 구성 - 전류 소스 ADC @ 1kHz

       • 구성할 ADC 선택 - 전류 소스 ADC
       • 활성화된 출력 - 주파수 도메인(FFT)
       • 버퍼 크기 - 1024
       • 샘플링 주파수(Hz) - 1024 + 데이터 유형 - 주파수(FFT ) + 출력 모드 - 연속 + 새로 고침 빈도(초) - 1
       • 오실로스코프: 주파수 스냅샷

   • 목적: 시각화를 생성하도록 하위 흐름을 구성하며, :1880/scope_freq에서 액세스할 수 있습니다.

   • 노드 유형: 하위 흐름

   • 기본 속성:

     • 차트 이름 - scope_freq
     • 최대 Y 값 - 10
     • Y축 레이블 - FFT(V)
     • 센서 스케일 - 1
     • X 축 유형 - 선형
     • Y 축 유형 - 선형

SAR ADC

1. SAR ADC: RMS 데이터

   • 목적: 100샘플 버퍼를 사용하여 100Hz로 SAR ADC를 샘플링합니다. 기본적으로 연속적으로 출력됩니다.

   • 노드 유형: 고속 아날로그

   • 기본 속성:

     • 아날로그 구성 - SAR ADC: RMS @ 100HZ

       • 구성할 ADC 선택 - SAR ADC
       • 활성화된 출력 - RMS
       • 버퍼 크기 - 100
       • 샘플링 주파수(Hz) - 100 + 데이터 유형 - RMS + 출력 모드 - 연속 + 새로 고침 빈도(초) - 1
       • 오실로스코프: 시간 데이터 창

   • 목적: 시각화를 생성하도록 하위 플로우를 구성하며, :1880/scope_window에서 액세스할 수 있습니다.

   • 노드 유형: 하위 흐름

   • 기본 속성:

     • 차트 이름 - scope_window
     • 최소 Y 값 - 0
     • 최대 Y 값 - 10
     • Y축 레이블 - 전압(V)
     • 센서 스케일 - 1
     • 센서 오프셋 - 0
     • 창 길이(샘플) - 60
     • 창 해상도(초) - 1

추가 자료

• Node-RED 문서
• 4-20mA 센서를 Edge IO 및 Node-RED와 연결하기
• Edge IO 및 Node-RED로 머신 상태 및 부품 수 관리하기

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