Detalles Técnicos

M-DUINO PLC Arduino Ethernet 53ARR I/Os Relay/Analog/Digital PLUS WIFI

 VOLVER AL PRODUCTO
INSTALACIÓN INICIAL 
ENTRADAS Y SALIDAS 
COMUNICACIONES 
FUNCIONES ESPECIALES 

Insatalación Inicial

ARDUINO IDE

Arduino IDE es la plataforma original para programar placas Arduino. Esta aplicación multiplataforma está disponible en Windows, macOS y Linux y bajo la Licencia Pública General GNU. Arduino IDE admite la estructuración de código C y C ++. Industrial Shields recomienda usar Arduino IDE para programar PLC basados en Arduino, pero cualquier software compatible con Arduino es compatible con los controladores Industrial Shields.

Aparte de eso, Industrial Shields brinda la posibilidad de seleccionar su PLC basado en Arduino en su IDE de Arduino y compilar sus bocetos para los diferentes PLC.

Descargue el IDE de Arduino 1.8.6: 

Windows Installer

MAC OSX

Instale unidades de Industrial Shields en Arduino IDE:

Industrialshields boards

Entradas y Saliadas

ANALOG INPUTS

La variación de voltaje entre –Vcc (o GND) y + Vcc, puede tomar cualquier valor. Una entrada analógica proporciona una medición codificada en forma de valor digital con un número de N bits. En las E / S digitales y analógicas hay autoaislamiento, por lo que es posible conectarlas a una fuente de alimentación diferente a la de 24 V.

Entradas: (14x) Entradas Analógicas (0-10Vdc, 10bit) / Digitales (7-24Vdc) configurables por software.  

TYPICAL CONNECTION

ENTRADAS DIGITALES

Variación de tensión de –Vcc (o GND) a + Vcc, sin valores intermedios. Dos estados: 0 (-Vcc o GND) y 1 (+ Vcc). En las E / S digitales y analógicas hay autoaislamiento, por lo que es posible conectarlas a una fuente de alimentación diferente a la de 24 V.

Inputs: (14x) Entradas Analógicas (0-10Vdc, 10bit) / Digitales (7-24Vdc) configurables por software.

              (5x) Entradas digitales (5-24Vdc)     


TYPICAL CONNECTION


- Entrada digital aislada


 

- Entrada digital sin aislamiento

ENTRADAS DE INTERRUPCIÓN

Interrumpir la rutina del servicio. Mecanismo que permite asociar una función con la ocurrencia de un evento en particular. Cuando ocurre el evento, el procesador sale inmediatamente del flujo normal del programa y ejecuta la función ISR asociada ignorando cualquier otra tarea. 


Entradas: (6x) Entradas de interrupción (7-24Vdc). “Puede funcionar como entrada digital (24Vdc)”.


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

    - I0.5 e I0.6 también como Pin3 y Pin2. Habilite las interrupciones encendiendo los interruptores número 3 y 4 de los interruptores de comunicación descendente.
    - I1.0 e I1.0 también como Tx1 y Rx1. Habilitar interrupciones encendiendo los interruptores número 1 y 2 de los interruptores de comunicación.
    - I2.0 e I2.1 también como SCA y SCL. Habilite las interrupciones activando los interruptores número 3 y 4 de los interruptores de comunicación. En este caso, no podrá utilizar I2C.



TYPICAL CONNECTION


EJEMPLO 

En este ejemplo activamos INT0 usando el pin I0_0 de la placa M-duino. Cuando hay un cambio   

#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 ). 

A LAN is a  network  of computers  and other electronic devices that covers a small area such as a room, office, or building. It is used in contrast to a  wide area  
network (WAN) , which spans much larger geographical areas. Ethernet is a  network protocol  that controls how data is  
transmitted over a LAN. Technically it is referred to as the IEEE 802.3 protocol. The protocol has evolved and improved over time  
to transfer data at the speed of a gigabit per second.

Nuestra familia M-Duino incorpora el W5500 IC integrado.

El WX5500 es un controlador Ethernet integrado TCP / IP cableado que proporciona una conexión a Internet más sencilla para 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 integran la pila TCP / IP, 10/100 Ethernet MAC y PHY. El chip W5500 incorpora el búfer de memoria interna de 32 Kb para el procesamiento de paquetes Ethernet. Con este chip, los usuarios pueden implementar la aplicación Ethernet agregando el programa de conexión simple. Se proporciona SPI para una fácil integración con el microcontrolador externo.

Hardware   

Configuración de hardware 

*IMPORTANTE:  Asegúrese de que su PLC Ethernet esté alimentado (12-24 V CC). Solo con USB hay energía insuficiente para encender la comunicación Ethernet. 

 

Configuración del interruptor

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

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. W5500 IC se comunica con la placa Mega a través del bus SPI ya ensamblado también. Puede acceder fácilmente al puerto Ethernet en nuestros PLC Ethernet, que se encuentra en la parte superior de la capa de comunicaciones.

La configuración del hardware Ethernet debe ser plug and play. 

Software 

 

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

Configuración de software:

Una vez realizada la configuración del hardware, es posible continuar con la configuración del software y también su uso. Primero es necesario incluir la librería Ethernet2.h proporcionada por Industrial Shields (tiene la misma funcionalidad que Ethernet.hy además el mismo uso).

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

Biblioteca Ethernet2 - funciones.

* La biblioteca Ethernet2.h tiene las mismas funciones que Ethernet.h.


Códigos de ejemplo:

Echo TCP Server:

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 IDE de Arduino:

// 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());
  }
}

Echo TCP Client:

Una vez que el servidor se está ejecutando, M-Duino puede conectarse al servidor. En este ejemplo, se usa un M-Duino para conectarse con el servidor Node.js llamado server.js, el mismo que se usó en el enlace del 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 bajo nivel de voltaje. Un puerto serial envía datos por una secuencia de bits.

Dos señales: Tx (transmisión de datos) y Rx (recepción de datos).

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).
IMPORTANTE: Serial1 se utiliza para el módulo de comunicación Wi-Fi.

Hardware

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

Configuración del interruptor

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

Pines usados

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

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

Software

IMPORTANTE:  Asegúrate de descargar el  Arduino based PLC boards para Arduino IDE.

Configuración de software

Una vez que se realiza la configuración del hardware, es posible continuar con la configuración del software y también su uso. Primero es necesario incluir la librería RS232.h proporcionada en nuestras placas. Entonces, no olvide implementar la inicialización adecuada de su comunicación en la función setup ():

Serial.begin(9600);

Ejemplo de escritura de TTL serial básico

Lee una entrada analógica en Tx0 (pin 0), imprime el resultado en el monitor serial.

La representación gráfica está disponible usando el trazador en serie (menú Herramientas> Trazador en serie) en el monitor en serie Arduino IDE.

// 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 sincrónico. Solo utiliza 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, quien crea la señal de 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 generalizando más para comunicar circuitos integrados entre sí que normalmente residen en un mismo circuito impreso.


Hardware

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

Configuración del interruptor

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

Used pins 

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

MDuino Ethernet PLC Pinout
Arduino Mega Pinout
SDA20
SCL21

Software


IMPORTANTE:  Asegúrate de descargar el  Arduino based PLC boards  para Arduino IDE.

Wi-Fi is one of the most important technological developments of the modern age. Similar to other wireless connection types, like Bluetooth, it's a radio transmission technolo-gy that's built upon a set of standards to allow high-speed and secure communications between a wide variety of digital devices, access points and hardware. It makes it possi-ble for Wi-Fi capable devices to access the internet without the need for restrictive wires. It can operate over short and long distances, be locked down and secured, or open    and free. It's incredibly versatile and easy to use.

Bluetooth is a another wireless technology standard. Bluetooth was developed as a way to exchange data over a short range. Operates in the 2400-2483.5 MHz range within    the ISM 2.4 GHz frequency band. Data is split into packets and exchange through one of 79 designed Bluetooth channels (each of which have 1 MHz in bandwidth).   

Our M-Duino family incorporate the ESP32 WiFi/Bluetooth modul. 

In the next bloc it's explained how it works

SPI

Funciones especiales 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. Se desconoce el estado de estos pines. Si se deben usar estos pines, requieren una configuración de pull-up o pull-down. La placa Arduino permite que los pines se establezcan en una configuración pull-up. En caso contrario, se debe establecer un circuito de pull-up o pull-down externo para que funcione correctamente con estos pines.

Hardware

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

Configuración del interruptor

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

Pines Usados 

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


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



Software

IMPORTANTE:  Asegúrate de descargar el  Arduino based PLC boards  para Arduino IDE.
Esquema de ejemplo: control digital de ollas

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 limpiador de la olla, que cambia cuando lo configura
  B - conecte esto a tierra.

El AD5206 es compatible con SPI, y para comandarlo, 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 (pin SS)
  * SDI - a pin digital (pin MOSI)
  * CLK - a pin digital (pin SCK)

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


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

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.

Although keeping time can be done without an RTC, using one has benefits:

    - Low power consumption (important when running from alternate power
    - Frees the main system for time-critical tasks
    - Sometimes more accurate than other methods


There is a 3,3V  lithium coin cell  battery supplying the RTC.  M-Duinos RTC Module  is based on the  DS1307  Chip .  The  DS1307 serial real-time clock  (RTC) is a lowpower, full binary-coded decimal  (BCD)  clock/calendar plus 56 bytes of NV SRAM. Address and data are transferred serially through an I2C , bidirectional bus. The clock/calendar provides seconds, minutes, hours, day, date, month, and year information. The end of the month date is automatically adjusted for months with fewer than 31 days, including corrections for leap year. The clock operates in either the 24-hour or 12-hour format with AM/PM indicator. The DS1307 has a built-in power-sense circuit that detects power failures and automatically switches to the backup supply. Timekeeping operation continues while the part operates from the backup supply.


Hardware Configuration


IMPORTANT:  Make sure that your Ethernet PLC is powered  (12-24Vdc) .

Switch configuration

RTC works with the  I2C  protocol communication, so it is required to have enabled the I2C protocol.  

4 switches  have to be configured in order to enable the  RTC features  and  I2C  communication: 


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


RTC SCL  &  RTC SDA  must be set to ON mode to enable the I2C wires to the RTC. If they are in OFF mode, the Arduino won’t communicate with the RTC. 

Software Configuration


Once the hardware configuration is done, it's possible to proceed with the software configuration and also its usage. Firstable it's necessary to include the RTC.h library provided in our boards (RTC.h includes I2C.h initialitzation, so it will not be necessary to initialize the I2C.h library):  

#include <RTC.h>  

To check if the RTC port is working it is easy to use the serial monitor from the Arduino IDE using the right sentence inside the setup() function:  

#Serial.begin(9600L)  

Example Code   

Basic RTC Test 


// 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);
}