Conexão de um sensor de 4-20 mA com Edge IO e Node-RED

Conexão de um sensor de 4-20 mA com o Edge IO e o Node-RED

Saiba como usar o fluxo de 4-20 mA do Node-RED com seu Edge IO

Este artigo aborda o fluxo de trabalho para conectar um sensor 4-20 mA de 2 fios a um Edge IO e enviar dados para o Tulip por meio de um fluxo de biblioteca Node-RED.

Ao final deste artigo, você terá o seguinte fluxo no Node-RED para enviar dados de corrente do seu sensor para uma máquina no Tulip.

Você concluirá as seguintes etapas:

1. Configuração de hardware: Conectar o Edge IO
2. Configuração da máquina: Criar uma máquina no Tulip
3. Configuração do Node-RED: Importar, editar e implementar um fluxo Node-RED da biblioteca do Tulip

O que você precisará é de:

• Um Edge IO registrado na sua conta do Tulip
• Sensor de loop de corrente 4-20mA: Configuração de 2 fios, compatível com alimentação de 24V
• Resistor de 500 Ohm
• Chave de fenda de cabeça chata de 3,5 mm

1. Configuração de hardware - Conectar o Edge IO

Este fluxo de trabalho pressupõe que você tenha selecionado um sensor de 4-20 mA para a aplicação de sua escolha e um resistor externo de 500 Ohm para converter a corrente de saída do sensor em tensão no ADC.

Conecte o sensor e o resistor ao Edge IO da seguinte forma:

• Sensor de 4-20 mA

  • Terminal de alimentação conectado ao terminal [+24V] do SAR ADC
  • Terminal de saída conectado ao terminal [in] do SAR ADC
  • Resistor de 500 ohms
  • Uma extremidade no terminal SAR ADC [in]
  • Uma extremidade no terminal [gnd] do SAR ADC

Além disso, certifique-se de ter ligado o dispositivo e conectado o dispositivo à sua rede, conectando um cabo Ethernet à porta WAN.

2. Configuração da máquina - Criar uma máquina no Tulip

Para enviar dados do sensor de 4-20 mA para o Tulip, vamos primeiro configurar uma máquina usando a API do Tulip como sua fonte de dados. Consulte o artigo da seção Configurando uma nova máquina Como usar a API de atributos de máquina para obter uma visão geral detalhada.

Neste exemplo, criamos uma máquina para representar um soldador com um único atributo de flutuação chamado corrente do soldador.

Você deve anotar seus valores attributeId e machineId para passar para o fluxo do Node-RED.

Também é possível configurar um tipo de máquina para atribuir à máquina se você planeja usar o sensor de corrente para alterar aspectos como o estado da máquina ou realizar qualquer contagem com base nas saídas do sensor. Consulte Como configurar tipos de máquina se isso for de seu interesse.

3. Configuração do Node-RED

Abra o Edge Device Portal no Edge IO conectado ao sensor de 4-20 mA. Inicie o Node-RED Editor usando as seguintes credenciais:

• Nome de usuário: admin
• Senha: Sua senha do Edge IO

Veja mais informações aqui para começar a usar o Node-RED no Edge IO.

3a. Importar fluxo da biblioteca

Para importar o fluxo da biblioteca, siga as etapas em nosso documento Importing Tulip Node-RED Flows (Importando fluxos do Tulip Node-RED ). O fluxo a ser importado é 4_to_20_mA_sensor.json e a importação cria a guia 4-20mA Sensor Application no editor.

3b. Visão geral do fluxo

O fluxo do Node-RED é composto por cinco nós funcionais. Seguindo o fluxo, temos:

1. Amostras de SAR ADC

   • Finalidade: Amostrar o ADC SAR de 0-10V a uma taxa de 100 amostras/segundo.
   • Calcular média
   • Finalidade: Obtém uma média, uma vez por segundo, das 100 amostras do nó SAR ADC Samples.
   • Escalar ADC para o valor do sensor de loop atual
   • Finalidade: Dimensiona os valores médios de ADC para o valor real do sensor de loop atual.
   • Enviar para o atributo da máquina Tulip
   • Finalidade: Envia o valor atual do sensor de loop para a API de eventos da Tulip para ser enviado à máquina.
   • Resposta
   • Finalidade: Retornar o código de status HTTP apropriado da chamada à API de eventos da Tulip.

3c. Editar o fluxo

Para concluir a configuração desse fluxo, as informações do dispositivo para o nó Send to Tulip Machine Attributenodedevem ser incluídas com os campos attributeId e machineIdda máquina configurada anteriormente.

Você também deve editar as propriedades do nó Scale ADC to Current Loop Sensor Value com base nas especificações do fabricante do seu sensor atual.

Por exemplo, se a faixa de entrada do sensor medir de 0 a 100 ampères e a saída for de 4 a 20 mA, e você estiver usando um resistor externo de 500 Ohms, você definirá os seguintes parâmetros:

• Valor do resistor (Ohms) - 500
• Entrada mínima - 0
• Entrada máxima - 100
• Saída mínima (mA) - 4
• Saída máxima (mA) - 20

3d. Implementar o fluxo

Com o fluxo do Node-RED criado e os parâmetros necessários adicionados, você pode implementar o fluxo no canto superior direito e começar a ver os dados da saída do sensor de 4-20 mA para o Tulip.

Ao selecionar a opção Debug message (Mensagem de depuração ) no lado direito do Editor do Node-RED, você poderá ver as respostas e os códigos de status correspondentes da API do Tulip.

Detalhes técnicos do fluxo do Node-RED

Abaixo está um resumo detalhado dos nós e seus parâmetros de configuração padrão importados com o arquivo 4_to_20_mA_sensor.json.

1. Amostras de ADC de SAR

   • Finalidade: coleta amostras do SAR ADC de 0-10V a uma taxa de 100 amostras/segundo.

   • Tipo de nó: Analógico de alta velocidade

   • Propriedades padrão:

     • Configuração analógica - SAR ADC: RMS @ 100Hz

       • Selecione ADC para configurar - SAR ADC
       • Saídas ativadas - RMS
       • Tamanho do buffer - 100
       • Frequência de amostragem (Hz) - 100+ Tipo de dados - RMS+ Modo de saída - Contínuo+ Taxa de atualização (segundos) - 1
       • Calcular média

   • Objetivo: obtém uma média, uma vez por segundo, das 100 amostras do nó SAR ADC Samples.

   • Tipo de nó: Função

   • Propriedades padrão:

     • Função:1 const average = (array) => array.reduce((a, b) => a + b) / array.length; 2 msg.payload = average(msg.data); 3 return msg;3. Escalar o ADC para o valor atual do sensor de loop

   • Finalidade: Dimensiona os valores médios de ADC para o valor real do sensor de loop atual.

   • Tipo de nó: Subfluxo

   • Propriedades padrão:

     • Propriedade de entrada - carga útil
     • Valor do resistor (Ohms) - 500
     • Entrada mínima - 0
     • Entrada máxima - 800
     • Saída mínima (mA) - 4
     • Saída máxima (mA) - 20
     • Atributo Send to Tulip Machine (Enviar para a máquina Tulip)

   • Finalidade: Envia o valor do sensor de loop atual para a API de eventos Tulip para ser enviado à máquina.

   • Tipo de nó: Atributo de máquina

   • Propriedades padrão:

     • Informações do dispositivo - {"attributeId":"", "machineId":""}
     • Resposta

   • Objetivo: Retornar o código de status HTTP apropriado da chamada à API de eventos da Tulip.

   • Tipo de nó: Depurar

   • Propriedades padrão:

     • Saída - objeto de mensagem completo
     • Para - janela de depuração

Leitura adicional

• Documentação do Node-RED
• Gerenciamento de estados de máquinas e contagens de peças com Edge IO e Node-RED
• Conexão de um osciloscópio analógico com o Edge IO e o Node-RED

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