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    Conexão de um osciloscópio analógico com Edge IO e Node-RED
    • 08 Jan 2025
    • 8 Minutos para Ler
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    Conexão de um osciloscópio analógico com Edge IO e Node-RED


    Resumo do artigo

    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 fluxo a seguir 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 0-10 V (e, opcionalmente, alimentado por 24 V)
    • 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 séries temporais ) 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 correspondam 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 do 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
      • Finalidade: 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


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