Detalles Técnicos

M-DUINO PLC Arduino Ethernet 50RRA I/Os Relay/Analog/Digital PLUS

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Instalación Inicial

ARDUINO IDE

El controlador industrial Arduino IDE es la plataforma original para programar placas Arduino. Esta aplicación multiplataforma está disponible en Windows, macOS y Linux y está bajo la Licencia Pública General de GNU. Arduino IDE admite la estructuración de codigo C y C++ . Industrial Shields recomienda usar Arduino IDE para programar PLC's basados en Arduino, pero cualquier software compatible con Arduino es también compatible con los controladores de Industrial Shields. A parte de todo esto, Industrial Shields brinda la posibilidad de seleccionar tu propio PLC basado en Arduino en su Arduino IDE y compilar sus bocetos para los diferentes PLC's

Descargar Arduino IDE 1.8.6:  

Windows Installer

MAC OSX

Instalar unidades de Industrial Shields para Arduino IDE:

Tarjetas Industrial shields

Entradas y Salidas

ENTRADAS ANALÓGICAS

La variación de voltaje entre  –Vcc (o GND)  y , +Vcc, puede tomar cualquier valor. Una salida analógica proporciona una medición codificada en forma de un valor digital con un número de N-Bits. En I/O digital y analógica hay una autoaislamiento, por lo que es posible conectarlos a una fuente de alimentación diferente a 24  V 

Entradas:  (12x) Analógicas (0-10Vdc, 10bit) / Digitales (7-24Vdc) configurables por el software. 

CONEXIÓN TÍPICAPara saber más sobre entradas analógicas... 

TYPICAL CONNECTION

Arduino PLC Analog Imputs Typical Connection

ENTRADAS DIGITALES

La variación de voltaje de  –Vcc (o GND)  a  +Vcc, sin valores intermedios. Dos estados : 0 (-Vcc o GND) y 1 (+Vcc). En I/O digital y analógica hay una autoaislamiento, por lo que es posible  conectarlos a una fuente de alimentación diferente a 24 V.

ENTRADAS:  (12x) Analógicas (0-10Vdc, 10bit) / Digitales (7-24Vdc) configurables por el software.

Todas las entradas digitales son PNP.

Para saber más sobre entradas digitales ...

CONEXIÓN TÍPICA


- ENTRADA DIGITAL AISLADA


Arduino PLC Digital Isolated Imput Typical Connection 

- ENTRADA DIGITAL NO AISLADA

Arduino PLC Digital No Isolated Imput Typical Connection

ENTRADAS DE INTERRUPCIÓN

Interrupt Service Rutine ( rutina de servicio de interrupción). Un mecanismo que permite asociar una función con la ocurrencia de un evento particular. Cuando el evento ocurre que el procesador sale inmediatamente del flujo normal del programa y ejecuta la función ISR asociada ignorando cualquier otra tarea.


Entradas:  (6x) Entradas de Interrupción (5-24Vdc). “Puede funcionar como una Entrada Digital (24Vdc)”.


Interrupt Arduino Mega Pin M-Duino Pin
INT0 2 I0.0
INT1 3 I0.1
INT4 19 I1.1
INT5 18 I1.0
INT2 21 I2.6/INT2
INT3 20 I2.5/INT3

    - I0.0 e I0.1 también como Pin3 y Pin2. Habilite las interrupciones activando los interruptores número 3 y 4 de interruptores de comunicación inactivos
    - I1.0 e I1.0 también como Tx1 y Rx1. Habilite las interrupciones activando los interruptores número 1 y 2 de los interruptores de comunicación ascendente.      - I2.5 / INT3 e I2.6 / INT2 también como SCA y SCL. Habilite las interrupciones activando los interruptores número 3 y 4 de los interruptores de comunicación ascendente. En este caso, no podrá usar I2C.

Para saber más sobre las entradas de interrupción...

CONEXIÓN TÍPICA


Arduino PLC Interrupt Service Rutine TYPICAL CONNECTION


EJEMPLO

En este ejemplo, activamos INT0 usando el pin I0_0 de la placa M-duino.

#define INTERRUPT I0_0 //other pins: I0_1, I0_6, I2_6, I2_5, I1_6, I1_5 (M-Duino) I0_0, I0_3, I0_2, I0_1 (Ardbox)

volatile bool state = false;

void setup() {
  pinMode(INTERRUPT, INPUT_PULLUP);
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(INTERRUPT), function_call_back, CHANGE);
}

void loop() {
  if (state == true){
    Serial.println("Interrupt activated");
    state = false;
  }
}

void function_call_back(){ //Change led state
  state = true;
}

Comunicaciones

Ethernet

Ethernet is the technology that is most commonly used in wired local area networks (LANs). 

Ethernet es la tecnología que se usa más comúnmente en redes de área local cableadas (LAN). Una LAN es una red de computadoras y otros dispositivos electrónicos que cubren un área pequeña, como una habitación, oficina o edificio. Se usa en contraste con un área amplia red (WAN), que abarca áreas geográficas mucho más grandes. Ethernet es un protocolo de red que controla cómo están los datos transmitido por una LAN. Técnicamente se conoce como el protocolo IEEE 802.3. El protocolo ha evolucionado y mejorado con el tiempo. para transferir datos a la velocidad de un gigabit por segundo.

Nuestra familia M-Duino incorpora el IC W5500 integrado.

WX5500   es un controlador Ethernet incorporado TCP / IP cableado que proporciona una conexión a Internet más fácil a los sistemas integrados. Este chip permite a los usuarios tener Conectividad a Internet en sus aplicaciones mediante el uso de un solo chip en el que se apilan TCP / IP, 10/100 Ethernet MAC y PHY están integrados. El chip W5500 incorpora el búfer de memoria interna de 32Kb para el paquete Ethernet tratamiento. Con este chip, los usuarios pueden implementar la aplicación Ethernet agregando el programa de socket simple. SPI se proporciona para Fácil integración con el microcontrolador externo

El uso de protocolos ethernet permite la conifguración thel PLC arduino con ethernet como web server..

Hardware  

Configuración Hardware 

*IMPORTANT: Asegurate que el PLC Arduino con Ethernet está alimentado a un rango entre 12 y 24Vdc. La limentación unicamente con el puerto USB es insuficiente para alimentar todo el dispositivo. La comunicación por ethernet si no está bien alimentado.

 

Configuración de interruptores

Para el protocolo de comunicación Ethernet no hay ningún interruptor que lo afecte . Por lo tanto, no importa la configuración de la conmutadores para implementar la comunicación.

Códigos(Pines) usados

Para el protocolo de comunicación Ethernet, el pin Arduino Mega definido es el PIN 10, que está conectado y ya internamente ensamblado al controlador Ethernet WX5500 . El W5500 IC se comunica con la placa Mega a través del bus SP también ensamblado. Usted puede Acceder fácilmente al puerto Ethernet en nuestros PLC Ethernet, se encuentra en la parte superior de la capa de comunicaciones.

La configuración del hardware Ethernet debe ser plug and play. 

Software

 

*IMPORTANTE: Asegúrese de descargar Arduino based PLC boards para Arduino IDE.

Configuración Software:

Una vez que se realiza la configuración del hardware, es posible continuar con la configuración del software y también su uso. En primer lugar es necesario incluir la biblioteca Ethernet2.h proporcionada por Industrial Shields (tiene la misma funcionalidad y uso que Ethernet.h). 

#include <Ethernet2.h> 
* * Recuerde que para la versión V7 o versiones anteriores debe usar la biblioteca <Ethernet.h>

Ethernet2 Library - funciones .

* Ethernet2.h library tiene las mismas funciones que Ethernet.h.

Códigos de Ejemplo

Servidor Echo TCP :

Una vez que el servidor se está ejecutando, cualquier cliente puede conectarse al servidor. En este ejemplo, se utiliza un M-Duino para generar el servidor. El ejemplo de cliente TCP mostrado anteriormente podría ser uno de los clientes.

A continuación se muestra el código de Arduino IDE:

// use Ethernet.h if you have a M-Duino V7 version
#include <Ethernet2.h>
// mac address for M-Duino
byte mac[] = { 0xBE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED };
// Ip address for M-Duino
byte ip[] = { 192, 168, 1, 100 };
int tcp_port = 5566;
EthernetServer server = EthernetServer(5566);
void setup()
{
  // initialize the ethernet device
  Ethernet.begin(mac, ip);
  // start server for listenign for clients
  server.begin();
}
void loop()
{
  // if an incoming client connects, there will be bytes available to read:
  EthernetClient client = server.available();
  if (client.available()) {
    // read bytes from the incoming client and write them back
    // to the same client connected to the server
    client.write(client.read());
  }
}

Cliente Echo TCP :

Una vez que el servidor se está ejecutando, M-Duino puede conectarse al servidor. En este ejemplo, se utiliza un M-Duino para conectarse con Node.js servidor llamado server.js, el mismo que se usó en el enlace de ejemplo anterior.

Para configurar el M-Duino, esta publicación solo sigue el ejemplo de TCP del sitio web de Arduino con algunos cambios. Para poder conectarnos al servidor, debemos conocer la IP del servidor TCP y el puerto donde este servidor está escuchando.

A continuación se muestra el código Arduino :

#include <Ethernet2.h>
#include <SPI.h>
byte mac[] = { 0xBE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED };
byte ip[] = { 192, 168, 1, 100 };
byte server[] = { 192, 168, 1, 105 }; // Touchberry Pi Server
int tcp_port = 5566;
EthernetClient client;
void setup()
{
  Ethernet.begin(mac, ip);
  Serial.begin(9600);
  delay(1000);
  Serial.println("Connecting...");
  if (client.connect(server, tcp_port)) { // Connection to server.js
    Serial.println("Connected to server.js");
    client.println();
  } else {
    Serial.println("connection failed");
  }
}
void loop()
{
  if (client.available()) {
    if(Serial.available()){
      char s = Serial.read();
      client.write(s); // Send what is reed on serial monitor
      char c = client.read();
      Serial.print(c); // Print on serial monitor the data from server
    }
  }
  if (!client.connected()) {
    Serial.println();
    Serial.println("disconnecting.");
    client.stop();
    for(;;) ;
  }
}

Serial TTL

Interfaz de comunicación entre dos dispositivos con un voltaje de bajo nivel. Un puerto serial envía datos por una secuencia de bits.

Dos señales: Tx (Dato transmitido) y Rx (Dato recibido)

M-Duino tiene dos puertos TTL, RX0/TX0, RX1/TX1. Se accede a TTL0 con la función serial  (pines 0 y 1 del Arduino Mega).Se accede a TTL1 con la función Serial1 (pines 18 y 19 del Arduino Mega). 


Para saber más sobre Serial TTL...

Hardware

IMPORTANTE:  Asegúrese de que su Ethernet PLC está alimentado (12-24Vdc). 

Switch configuration

Para lograr la comunicación Serial TTL no hay ningún interruptor que lo afecte, siempre está habilitado. Por lo tanto, no importa la configuración de los conmutadores para implementar la comunicación Serial TTL 

Códigos (pines) usados 

Para el protocolo de comunicación Serial, los pines Mega Arduino definidos se muestran en la tabla siguiente: 


MDuino Ethernet PLC PinoutArduino Mega Pinout
Tx 0
0
Rx 01
Tx 118
Rx 1
19

Software

IMPORTANTE:  Asegúrese de descargar  Arduino based PLC boards  para Arduino IDE.

Configuración del Software

Una vez que se realiza la configuración del hardware, es posible continuar con la configuración el software y también su uso. En primer lugar es necesario incluir la biblioteca RS232.h provista en nuestros tableros. Entonces no olvide implementar la inicialización adecuada de su comunicación en la función setup ():

Serial.begin(9600);

Ejemplo Básico de escritura serial TTL

Reads an analog input on Tx0 (pin 0), prints the result to the serial monitor.

La representación gráfica está disponible utilizando el trazador en serie (menú herramientas  > Menú de trazador en serie) en el monitor Arduino IDE serial . 

// the setup routine runs once when you press reset:
void setup() {
  pinMode(I0_2, INPUT);
// initialize serial communication at 9600 bits per second:
  Serial.begin(9600);
}
// the loop routine runs over and over again forever:
void loop() {
  // read the input on analog pin 0:
  int sensorValue = analogRead(I0_2);
  // print out the value you read:
  Serial.println(sensorValue);
  delay(1);        // delay in between reads for stability
}

I2C

I2C  Es un protocolo síncrono. Solo usa 2 cables, uno para el reloj (SCL) y otro para los datos (SDA).Esto significa que el maestro y el esclavo envían datos a través del mismo    cable, que es controlado por el maestro, que crea la señal del reloj.  I2C no utiliza la selección de esclavos, sino el Direccionamiento

I2C es un bus de comunicaciones en serie. La velocidad es de 100 kbit / s en modo estándar, pero también permite velocidades de 3.4 Mbit / s. Es un bus muy utilizado en la  industria, principalmente para comunicar microcontroladores y sus periféricos en sistemas integrados y generalizar más para comunicar circuitos integrados entre ellos que   normalmente residen en un mismo circuito impreso.

Para saber más sobre I2C...

Hardware

IMPORTANTE:  Asegúrese de que su Ethernet PLC está alimentado (12-24Vdc). 

Configuración de interruptores.

Para lograr la comunicación I2C no hay ningún interruptor que lo afecte, siempre está habilitado. Por lo tanto, no importa la configuración de los conmutadores para implementar la comunicación I2C

Códigos (pines) usados

Para el protocolo de comunicación Serial, los pines Mega Arduino definidos se muestran en la tabla siguiente: 


MDuino Ethernet PLC Pinout
Arduino Mega Pinout
SDA20
SCL21

Software

IMPORTANT:  asegúrese de descargar  Arduino based PLC boards  para Arduino IDE.



SPI

Estos pines solo pueden funcionar como pines de  5V si no se va a utilizar el protocolo Ethernet. Como el protocolo Ethernet usa el SPI para comunicarse con la placa Arduino, ambos comportamientos no pueden ocurrir al mismo tiempo que Ethernet no funcionaría.

Estos pines no se establecen con una configuración pull-up o pull-down. El estado de estos pines es desconocido. Si se deben utilizar estos pines, requieren una configuración pull-up o pull-down. La placa Arduino permite que los pines se configuren en una configuración pull-up. De lo contrario, debe establecerse un circuito externo pull-up o pull-down para que funcione correctamente con estos pines.

Para saber más sobre SPI...

Hardware

IMPORTANTE:  Asegúrese de que su Ethernet PLC está alimentado (12-24Vdc). 

Configuración de interruptores.

Para lograr la comunicación SPI no hay ningún interruptor que lo afecte, siempre está habilitado. Por lo tanto, no importa la configuración de los conmutadores para implementar la comunicación SPI.
Códigos (pines) usados

Para el protocolo de comunicación en serie, los pines Mega Arduino definidos se muestran en la tabla a continuación. Para el bus SPI, los pines MISO, MOSI y CLOCK son común a todos los dispositivos conectados al M-Duino, por el contrario, cada uno de los dispositivos conectados tendrá un pin SS único y dedicado.


Funciones conexión M-Duino Arduino Mega Pinout
MISO SO 50
MOSI SI 51
CLOCK SCK 52
RST Reset Reset



Software
IMPORTANT:  asegúrese de descargar  Arduino based PLC boards 
para Arduino IDE.

Ejemplo de boceto - Control digital

Este ejemplo controla un potenciómetro digital AD5206 de Analog Devices.
El AD5206 tiene 6 canales de potenciómetro. Los pines de cada canal están etiquetados
  A - conecta esto al voltaje
  W - este es el potenciometro , que cambia cuando lo configuras
  B - conecta esto a tierra.

El AD5206 es compatible con SPI, y para mandarlo, envía dos bytes,
uno con el número de canal (0 - 5) y otro con el valor de resistencia
para el canal (0 - 255).

El circuito:
  * Todos los pines A de AD5206 conectados a +5V
  * Todos los pines B de AD5206 conectados a tierra
  * Un Led y una resistencia de  220 ohmios en  serie  conectados desde cada Pin  W a tierra
  * CS - a pin digital  (SS pin)
  * SDI - a pin digital (MOSI pin)
  * CLK - a pin  digital   (SCK pin)


// inslude the SPI library:
#include <SPI.h>


// set pin 10 as the slave select for the digital pot:
const int slaveSelectPin = 10;e

void setup() {
  // set the slaveSelectPin as an output:
  pinMode(slaveSelectPin, OUTPUT);
  // initialize SPI:
  SPI.begin();
}

void loop() {
  // go through the six channels of the digital pot:
  for (int channel = 0; channel < 6; channel++) {
    // change the resistance on this channel from min to max:
    for (int level = 0; level < 255; level++) {
      digitalPotWrite(channel, level);
      delay(10);
    }
    // wait a second at the top:
    delay(100);
    // change the resistance on this channel from max to min:
    for (int level = 0; level < 255; level++) {
      digitalPotWrite(channel, 255 - level);
      delay(10);
    }
  }

}

void digitalPotWrite(int address, int value) {
  // take the SS pin low to select the chip:
  digitalWrite(slaveSelectPin, LOW);
  //  send in the address and value via SPI:
  SPI.transfer(address);
  SPI.transfer(value);
  // take the SS pin high to de-select the chip:
  digitalWrite(slaveSelectPin, HIGH);
}
 

Funciones Especiales

RTC

 The term real-time clock is used to avoid confusion with ordinary hardware clocks which are only signals that govern digital electronics, and do not count time in human units. RTC should not be confused with real-time computing, which shares the acronym but does not directly relate to time of day.

Aunque se puede mantener el tiempo sin un RTC, usar uno tiene beneficios:

                                                          - Bajo consumo de energía (importante cuando se ejecuta desde energía alternativa
                                                          - Libera el sistema principal para tareas de tiempo crítico
                                                          - A veces más preciso que otros métodos.


Hay una batería de celda de moneda de litio de 3,3V que suministra el RTC. El módulo M-Duinos RTC se basa en el chip DS1307. El reloj de tiempo real serie (RTC) DS1307 es un reloj / calendario decimal (BCD) de código binario completo de baja potencia más 56 bytes de NV SRAM. La dirección y los datos se transfieren en serie a través de un bus bidireccional I2C. El reloj / calendario proporciona información sobre segundos, minutos, horas, día, fecha, mes y año. La fecha de fin de mes se ajusta automáticamente para los meses con menos de 31 días, incluidas las correcciones por año bisiesto. El reloj funciona en formato de 24 horas o de 12 horas con indicador AM / PM. El DS1307 tiene un circuito de detección de energía incorporado que detecta fallas de energía y cambia automáticamente al suministro de respaldo. La operación de cronometraje continúa mientras la parte opera desde el suministro de respaldo.

Para saber más sobre el RTC...

Configuración  Hardware


IMPORTANTE: Asegúrese de que su PLC Ethernet esté alimentado (12-24Vdc) .

CONFIGURACIÓN DEL INTERRUPTOR

RTC funciona con la comunicación del protocolo I2C, por lo que es necesario haber habilitado el protocolo I2C .  

Se deben configurar 4 interruptores para habilitar las funciones RTC y la comunicación I2C:


Interruptor ON OFF
NC - -
NC - -
RTC/SCL RTC -
RTC/SDA RTC -


RTC SCL & RTC SDA debe establecerse en modo ON para habilitar los cables I2C al RTC. Si están en modo APAGADO, el Arduino no se comunicará con el RTC.

Configuración del Software


Una vez que se realiza la configuración del hardware, es posible continuar con la configuración del software y también su uso. En primer lugar es necesario incluir la biblioteca RTC.h proporcionada en nuestros tableros (RTC.h incluye la inicialización I2C.h, por lo que no será necesario inicializar la biblioteca I2C.h):

#include <RTC.h> 

Para verificar si el puerto RTC funciona, es fácil usar el monitor serial de Arduino IDE usando la frase correcta dentro de la función setup (): 

#Serial.begin(9600L) 

Código de Ejemplo   

TEST Básico de RTC


// RTC library example
// by Industrial Shields
#include <RTC.h>
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void setup() {
  Serial.begin(9600L);
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void loop() {
  if (!RTC.read()) {
    Serial.println("Read date error: is time set?");
    }
     else {
    Serial.print("Time: ");
    Serial.print(RTC.getYear());
    Serial.print("-");
    Serial.print(RTC.getMonth());
    Serial.print("-");
    Serial.print(RTC.getMonthDay());
    Serial.print(" ");
    Serial.print(RTC.getHour());
    Serial.print(":");
    Serial.print(RTC.getMinute());
    Serial.print(":");
    Serial.print(RTC.getSecond());
    Serial.print(" (");
    Serial.print(RTC.getTime());
    Serial.println(")");
  }
  delay(1000);
}