Conexão de um osciloscópio analógico com Edge IO e Node-RED

Conexão de um osciloscópio analógico com o Edge IO e o Node-RED

Saiba como usar o fluxo do osciloscópio analógico do Node-RED com seu Edge IO

Este artigo aborda o fluxo de trabalho para visualizar os dados do sensor analógico do Edge IO localmente no Node-RED. Ele utilizará um fluxo de biblioteca Tulip Node-RED que pode ser importado em seu Edge IO.

Ao final deste artigo, você terá o seguinte fluxo no Node-RED e poderá exibir uma visualização local e ao vivo dos dados do dispositivo.

Você concluirá as etapas a seguir:

1. Configuração de hardware: Conectar o Edge IO
2. Configuração do Node-RED: Importar, editar e implementar um fluxo do Node-RED a partir da Tulip Library

O que você precisará é de:

• Um Edge IO registrado na sua conta da Tulip

• Sensores para conectar às várias portas analógicas do Edge IO, tais como:

  • Transformador de corrente (para o ADC diferencial)
  • Sensor de pressão (para o ADC 0-10V SAR)
  • Sensor de vibração IEPE (para o ADC de fonte de corrente)

Observação: nesse fluxo, os dados analógicos não são mantidos nem enviados ao Tulip. O fluxo tem como objetivo principal ser uma ferramenta de diagnóstico durante o desenvolvimento para visualizar os dados atuais que estão sendo capturados pelos sensores analógicos.

1. Configuração de hardware - Conecte o Edge IO

Os sensores exatos que você conecta ao Edge IO ficam a seu critério. Esse fluxo é independente de sensor e gera a tensão medida na entrada analógica para o Edge IO. No entanto, um exemplo de conjunto de sensores que você poderia conectar inclui:

• ADC diferencial: um transformador de corrente
• SAR ADC: um sensor de pressão ou outro sensor com saída de 0-10V (e, opcionalmente, alimentado por 24V)
• ADC de fonte de corrente: um sensor de vibração IEPE

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

2. Configuração do Node-RED

Abra o Device Portal no Edge IO. 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.

2a. 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 analog_oscilloscopes.json e a importação cria a guia ADC Oscilloscopes no editor.

2b. Visão geral do fluxo

Esse fluxo é composto por três fluxos de trabalho separados para visualizar os sinais em cada um dos ADCs:

ADC diferencial

Gera um instantâneo de série temporal das leituras atuais que são atualizadas a cada segundo. Isso pode ser usado para visualizar sinais de alta frequência no domínio do tempo.

Esse fluxo é composto por dois nós funcionais:

1. ADC diferencial: dados de tempo

   • Finalidade: Amostrar o ADC diferencial a 1 kHz, com buffers de 1.000 amostras. Emite os dados em cada buffer. Por padrão, a saída será contínua, uma vez por segundo.
   • Osciloscópio: Instantâneos de séries temporais
   • Objetivo: Configurar o subfluxo para gerar uma visualização de um buffer de dados de tempo, que pode ser acessado em :1880/scope_time.

ADC de fonte atual

Gera uma FFT em escala dos dados de tensão que são atualizados a cada segundo. Isso pode ser usado para visualizar as características de frequência de um sinal.

Esse fluxo é composto por dois nós funcionais:

1. ADC de fonte de corrente: dados de frequência

   • Finalidade: Amostrar o ADC de fonte de corrente a 1,024 kHz com buffers de 1024 amostras. Emite a FFT de cada buffer. Por padrão, a saída será contínua, uma vez por segundo.
   • Osciloscópio: Instantâneos de frequência
   • Objetivo: Configurar o subfluxo para gerar uma visualização de uma FFT, que pode ser acessada em :1880/scope_freq.

SAR ADC

Gera uma janela contínua de leituras de tensão RMS durante 60 segundos. Isso pode ser usado para visualizar um sinal CC ao longo do tempo.

Esse fluxo é composto por dois nós funcionais:

1. SAR ADC: Dados RMS

   • Finalidade: Amostrar o SAR ADC a 100 Hz com buffers de 100 amostras. Emite o valor RMS de cada buffer. Por padrão, a saída será contínua.
   • Osciloscópio: Janela de dados de tempo
   • Objetivo: Configurar o subfluxo para gerar uma visualização de uma janela contínua de dados, que pode ser acessada em :1880/scope_window.

2c. Implementar o fluxo

Com o fluxo do Node-RED importado, você pode implementar o fluxo no canto superior direito e começar a ver os dados das entradas analógicas do Edge IO.

2d. Editar o fluxo

Muitos detalhes desse fluxo podem ser editados, dependendo dos sensores que você usa e dos valores que eles produzem. Exemplos de edições que você pode fazer incluem:

• Exibir entradas de sensor medidas em vez de tensão no ADC.

  • Por exemplo, digamos que você tenha conectado ao ADC diferencial um transformador de corrente CR3111-3000, que tem uma relação de espiras de 3000 (e produzirá 1mA ao medir 3A)
  • Edite o nó Oscilloscope: Time-Series Snapshots node ( Instantâneos de série temporal ) para ter uma escala de sensor de 3000, um rótulo de eixo Y de "Measured Current (A)" (Corrente medida (A)) e um valor Y mínimo e um valor Y máximo que correspondem às correntes medidas mínimas e máximas esperadas
  • Exibir um tipo diferente de dados para uma determinada entrada analógica.
  • Por exemplo, se você quiser visualizar os dados de série temporal do ADC de fonte de corrente (em vez da FFT), poderá selecionar o nó ADC de fonte de corrente: Dados de frequência e editar seu nó de configuração para adicionar dados de domínio de tempo como saída e ativar dados de tempo como saída.
  • Alterar os parâmetros da janela contínua de dados de tempo
  • Se quiser visualizar os dados do SAR ADC em um período de tempo mais longo (ou mais curto), você pode editar o nó Window Length of the Oscilloscope: Window of Time Data (Janela de dados de tempo ).
  • A resolução da janela deve corresponder ao tempo de um buffer; se você tiver buffers de 100 amostras capturados a 200 Hz, seus buffers terão 0,5 segundo de duração e a resolução da janela deverá ser atualizada para 0,5 segundo.

3. Visualizações de fluxo

Ao navegar pelos caminhos a seguir, você poderá visualizar os dados das entradas analógicas. Abaixo, incluímos gráficos para quando a entrada está "flutuante" (ou seja, quando não há nenhum sensor conectado) e um gráfico de exemplo de quando o sensor sugerido na Configuração de hardware está conectado

3a. ADC diferencial

• :1880/scope_time

Nenhum sensor conectado ao Differential ADC:

Transformador de corrente conectado ao Differential ADC:

3b. ADC de fonte de corrente

• :1880/scope_freq

Nenhum sensor conectado ao ADC de fonte de corrente:

Sensor de vibração conectado ao ADC de fonte de corrente (com escala do eixo Y ajustada para melhor resolução):

3c. SAR ADC

• :1880/scope_window

Nenhum sensor conectado ao SAR ADC:

Sensor de pressão conectado ao ADC de fonte de corrente:

Detalhes técnicos do fluxo do Node-RED

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

ADC diferencial

1. ADC diferencial: dados de tempo

   • Finalidade: coleta amostras do ADC diferencial a 1 kHz, com buffers de 1.000 amostras. Por padrão, essa saída será contínua.

   • Tipo de nó: Analógico de alta velocidade

   • Propriedades padrão:

     • Configuração analógica - ADC diferencial RMS @ 1kHZ

       • Selecione ADC para configurar - ADC diferencial
       • Saídas ativadas - RMS
       • Tamanho do buffer - 1000
       • Frequência de amostragem (Hz) - 1000+ Tipo de dados - Tempo+ Modo de saída - Contínuo+ Taxa de atualização (segundos) - 1
       • Osciloscópio: Instantâneos de séries temporais

   • Objetivo: Configurar o subfluxo para gerar a visualização, que pode ser acessada em :1880/scope_time.

   • Tipo de nó: Subfluxo

   • Propriedades padrão:

     • Nome do gráfico - scope_time
     • Valor Y mínimo - -18
     • Valor máximo Y - 18
     • Rótulo do eixo Y - Corrente ADC (mA)
     • Escala do sensor - 1000
     • Deslocamento do sensor - 0

ADC de fonte de corrente

1. ADC de fonte de corrente: dados de frequência

   • Finalidade: Faz a amostragem do ADC de fonte de corrente a 1,024 kHz com buffers de 1024 amostras. Por padrão, essa saída será contínua.

   • Tipo de nó: Analógico de alta velocidade

   • Propriedades padrão:

     • Configuração analógica - ADC de fonte de corrente @ 1kHz

       • Selecione ADC para configurar - ADC de fonte de corrente
       • Saídas ativadas - Domínio de frequência (FFT)
       • Tamanho do buffer - 1024
       • Frequência de amostragem (Hz) - 1024+ Tipo de dados - Frequência (FFT)+ Modo de saída - Contínuo+ Taxa de atualização (segundos) - 1
       • Osciloscópio: Instantâneos de frequência

   • Objetivo: Configurar o subfluxo para gerar a visualização, que pode ser acessada em :1880/scope_freq.

   • Tipo de nó: Subfluxo

   • Propriedades padrão:

     • Nome do gráfico - scope_freq
     • Valor Y máximo - 10
     • Rótulo do eixo Y - FFT (V)
     • Escala do sensor - 1
     • Tipo de eixo X - Linear
     • Tipo do eixo Y - Linear

SAR ADC

1. SAR ADC: Dados RMS

   • Finalidade: Faz a amostragem do SAR ADC a 100 Hz com buffers de 100 amostras. Por padrão, a saída será contínua.

   • 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
       • Osciloscópio: Janela de dados de tempo

   • Objetivo: Configurar o subfluxo para gerar a visualização, que pode ser acessada em :1880/scope_window.

   • Tipo de nó: Subfluxo

   • Propriedades padrão:

     • Nome do gráfico - scope_window
     • Valor Y mínimo - 0
     • Valor máximo Y - 10
     • Rótulo do eixo Y - Tensão (V)
     • Escala do sensor - 1
     • Deslocamento do sensor - 0
     • Comprimento da janela (amostras) - 60
     • Resolução da janela (s) - 1

Leitura adicional

• Documentação do Node-RED
• Conexão de um sensor de 4-20 mA com o Edge IO e o Node-RED
• Gerenciando estados de máquinas e contagens de peças com o Edge IO e o Node-RED

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