V předchozím článku jsme si představili tři malé "domácí" cloudové měřicí a ovládací jednotky SIG-54xx (viz článek), které jsou určené zejména pro domácí a kancelářské použití. Ale v nabídce je i kovové rozměrnější a více vybavené "průmyslovější" provedení s označením SIG-5601 určené primárně pro vestavbu do rozvaděčů či pro přišroubování na panel. Ale i u této jednotky zůstává stejná základní filozofie použití, tedy komunikace jednotky s bezplatným cloudovým serverem Sollae Cloud jehož prostřednictvím lze číst aktuální naměřené hodnoty analogových a digitálních dvoustavových vstupů nebo ovládat spínané výstupy. V případě modulu SIG-5601 jsou pak všechna tato rozhraní implementovaná společně v jednom modulu.

Hardwarové provedení SIG-5601

Vzhledem k požadované zvýšené mechanické odolnosti provedení a možnosti pevné instalace přišroubováním na panel uvnitř či i vně rozvaděče či podobné elektroskříně (případně přes nástavce i na DIN lištu), bylo zde zvoleno pěkné kovové pouzdro působící velmi pevným dojmem, které současně vypadá velmi designově a přitom má připravené snadno přístupné otvory pro přišroubování. Provozní teplotní rozsah je výrobcem udáván v rozsahu -40℃ až +85℃. Pouzdro o velikosti 180x110x26 mm má i odolný "hrubý" černý nástřik laku a části pouzdra jsou pospojované šrouby, takže případně jej lze snadno otevřít.

SIG-5601 má v sobě již plně implementované všechny vstupy a výstupy, které se vyskytovaly v modulech SIG-54xx odděleně. Tedy lze v něm najít:

• 4x analogový vstup volitelný 0-5 VDC nebo 0/4-20 mA s rozlišením 12 bitů,
• 4x digitální dvoustavový vstup s podporou rozsahu napětí až do 25 VDC,
• 4x spínaný reléový výstup pro max. zatížení 30 VDC/1A.

Zde je nutné upozornit na zajímavost, že vyjímatelné svorkovnice mají proti modulům SIG-54xx výrazně větší rozměry a umožňují pohodlně připojit vodiče o průřezu do 1,5 mm². V případě modulů SIG-54xx lze prakticky použít vodičů jen do průřezu max. 0,5 mm². I to ukazuje přizpůsobení průmyslovým aplikacím, kde se často i signální vodiče používají o průměru 1,0 mm².

Multifunkční zapojení digitálních dvoustavových DI vstupů jednotek Sollae SIG umožňuje připojovat napěťové signály, spínaní beznapěťovými spínači na GND, i PNP a NPN tranzistorové výstupy, i je vzájemně kombinovat.

Další zajímavost je i přítomnost dvou napájecích konektorů jednotky. Mimo válcového Jack konektoru pro externí napáječ poskytující 5 VDC/1 A (stejné provedení jako u modulů SIG-54xx) je zde navíc ještě hned vedle opět vyjímatelný šroubovací konektor s rozhraním podporující standardní průmyslové zdroje 12 nebo 24 VDC. Lze tedy pro napájení použít prakticky skoro cokoliv, co máte k dispozici, resp. není nutné např. v rozvaděčové skříni instalovat nějaký speciální zdroj a využít stávající napájející i další komponenty. Typická spotřeba je v obou případech cca 3,3 W.

Mezi komunikačními rozhraními se nacházejí hned tři následující možnosti:

• 1x Ethernet 10/100 Base-T s konektorem RJ-45 pro LAN,
• 1x USB standardní velký konektor USB TYPE A pro WiFi dongle,
• 1x USB "čtvercový" konektor USB TYPE B pro připojení PC.

Ethernetové rozhraní opět slouží k připojení jednotky do lokální LAN s přístupem do WAN sítě (internetu) přes router / gateway pro komunikaci s cloudovým serverem Sollae Cloud. To je zde stejné jako u modulů SIG-54xx. Ale k čemu slouží ta USB rozhraní?

USB TYPE A je určeno pro připojeni WiFi USB donglu. Díky němu lze SIG-5601 připojit k LAN síti bezdrátově v režimu Access-Point a nastavení podporuje i konfigurační PC utilita "spFinder". USB TYPE B je pak určeno jako alternativní připojovací rozhraní pro přímé připojení jednotky k PC. Pro tento účel je v PC konfiguračním prográmku "spFinder" mimo záložky "Local" a "Remote" pro ethernetové LAN připojení i záložka "USB".

Nakonec vše doplňuje sada indikačních LED informující jak o napájení (LED PWR), tak o aktuálních stavech všech digitálních vstupů i spínaných výstupů (LED DIx a DOx) a stavu ethernetové komunikace i komunikace s Sollae Cloudem (LED STS, Link, MTX a MRX).

Softwarová konfigurace SIG-5601

První konfigurace jednotky Sollae SIG-5601 po jeho vybalení se provádí přes již zmíněný volně ze stránek výrobce Sollae stáhnutelný PC prográmek "spFinder", který po instalaci v PC a spuštění umožňuje najít jednotku na LAN síti nebo přes USB připojení. K tomu tedy stačí jen připojení napájení a pak napojení modulu právě přes RJ-45 kabel k PC nebo do LAN přes router, na kterou je připojen i počítač nebo využít USB kabel s konektory USB type-A / USB type-B (stejný bývá pro připojení tiskáren) pro přímé napojení k PC.

Přihlášení k jednotce SIG-5601 z PC nastavovacího programu spFinder přes USB type B připojení (obr. vlevo) a přes Ethernet / lokální LAN po připojení jednotky a PC na LAN (obr. vpravo).

Pak je již nastavení principiálně stejné jako v případě modulů SIG-54xx. Tedy stačí na počítači spustit program "spFinder" a buď v záložce "Local" pro ethernetové LAN připojení jednotky nebo v záložce USB stiskem "Search" najít jednotku. Případně je možné v záložce "Remote" vložit přímo IP adresu jednotky, pokud ji znáte například z LAN routeru. Pak již lze vidět její nastavení v položkách "Network", "WLAN", "General" a "Security". Z pohledu prvního zprovoznění je zejména důležitá záložka "General", která slouží ke konfiguraci všech dostupných vstupů a výstupů. Zde lze tedy najít všechny možnosti nastavení, které jsou k dispozici.

Ukázka defaultního nastavení jednotky SIG-5601 po jejím vybalení, připojení a načtení v PC programem "spFinder".

Záložka "WiFi" je pak důležitá, pokud osadíte USB type A konektor USB WIFI donglem (WIFI komunikačním převodníkem). Pak zde bude nutné nastavení WiFi komunikačních parametrů a volby, zda budete používat SIG-5601 v režimu AP (Access Point) a tedy jednotka bude vytvářet vlastní WiFi síť nebo v režimu "Infrastructure" pro napojení na stávající lokální WiFi LAN síť realizovanou například WiFi routerem. Toto je klasický příklad pro napojení na lokální firemní nebo domácí WiFi síť, přes kterou bude pak možné i přes gateway se napojit na internet a tím i na Sollae Cloud. Bez něho totiž nemá jednotku příliš význam využívat. Je vhodné zde upozornit, že jakmile připojíte USB WiFi Dongle, je nutné SIG-5601 jednotku připojit k PC s konfiguračním programem "spFinder" přes druhé USB pro nastavení WiFi komunikace (např. výběr SSID sítě z dostupných a přístupové heslo), protože se ethernetová komunikace po kabelu přeruší.

Příklad nastavení napojení WiFi komunikace na lokální WiFi LAN síť s vloženým WiFi USB Dongle převodníkem do SIG-5601 USB type A portu a následně kontrola funkce vstupů/výstupů a komunikace ze Sollae Cloudem v okně "Status". Pro nastavení je nutné SIG-5601 připojit k PC přes USB type B konektor (nejde použít ethernet).

Ukázka připojení na Sollae Cloud

K připojení jednotky na bezplatný Sollae Cloud je tedy primárně nutné, aby jednotka měla povolený režim vysílání přes LAN gateway ven z lokální LAN na WAN (tedy internet). Ke komunikaci s cloudem se zde používá TLS šifrovaná komunikace populárním IoT protokolem MQTT. Protože je kompletně celé nastavení komunikace i šifrovacího certifikátu předem pevně připraveno právě pro Sollae Cloud, je následné zprovoznění připojení na cloud velmi jednoduché. Stinnou stránkou tohoto přístupu je nemožnost napojení na jiný cloudový server nebo použít MQTT komunikaci přes nějaký MQTT broker přímo do nějakého vlastního počítače.

Pro registraci Sollae jednotky na Sollae Cloudu stačí jen do okna "Register Device" vložit Client ID číslo z PC programu "spFinder" ze záložky "Security". A je hotovo.

Pro zprovoznění a vizualizace jednotky SIG-5601 na Sollae Cloud Dashboardu stačí se jen přihlásit na webu "https://cloud.sollae.com" například vaším standardním Google účtem do vašeho bezplatného "konta", zde zvolit z levé nabídky "Management" a pak tlačítkem "Register Device" vyvolat okno pro vložení unikátního "Client ID" čísla dané konkrétní připojované jednotky. "Client ID" u ní najdete opět v konfiguračním softwaru "spFinder" v záložce "Security". A pak se již daná jednotka objeví v nastavovací záložce "Management", kde lze pak provádět nastavení vizualizace naměřených hodnot a prováděných akcí a i na "Dashboard", kde je vidět aktuální stav všech vstupů a výstupů, které se na cloud přenáší.

Ukázka vizualizace analogových a digitálních vstupů a spínaných výstupů registrované a nastavené jednotky SIG-5601 ve webovém prohlížeči po přihlášení na Sollae Cloud.

Ukázka nastavení zobrazení měřené 12-bitové hodnoty napěťového signálu senzoru 0 až 5 VDC vstupu Ai3 v Sollae Cloud Managmentu.

Možnosti nastavení akcí na Sollae Cloudu

Mimo on-line zobrazování hodnot naměřených ze vstupů jednotky je možné s nimi pomocí nastavení "akce" i ovládat spínané výstupy buď té stejné jednotky SIG-5601, nebo klidně i dalších výstupů dalších Sollae jednotek připojených společně na stejný Sollae Cloud účet. Konkrétně lze změnit stav výstupu na opačný, výstup sepnout či vypnout nebo vygenerovat puls určitého zpoždění a délky definované v sekundách buď při překročení nebo naopak poklesnutí aktuální hodnoty proti nastavené v případě analogových vstupů nebo nahození či shození dvoustavového vstupu. Akcí lze vytvořit i pro stejný výstup několik. Například vytvoření dvou akcí, jedné spínající výstup při poklesu hodnoty pod limit a druhé pro vypnutí stejného výstupu při překročení limitu lze vytvořit i libovolnou hysterezi, pokud obě limitní hodnoty budou rozdílné.

Příklad nastavení akcí sepnutí a rozepnutí spínaného výstupu DO0 podle hodnoty napětí na analogovém vstupu Ai0 (podkročení limitu 2,0 V a překročení limitu 2,2 V)

Podobně lze spínané výstupy ovládat i funkci "Schedule", kde lze nastavit den v týdnu a čas, kdy se zvolená akce s výstupem má provést. Lze nadefinovat libovolné množství aktivačních časů. Jen možná je škoda, že čas lze nastavovat jen v hodinách a minutách a ne také v sekundách, když například v sekundách lze nastavit zpoždění akce sepnutí/rozepnutí výstupu nebo definování délky pulsu sepnutí. Nastavení data a času pak lze i kombinovat na stejném výstupu i s akcemi změny stavu vstupů. Tyto možnosti kombinace vytvořené snadno klikacími menu i bez potřeby návodu jsou myslím si docela zajímavé.

Příklad nastavení časového ovládání spínaného výstupu v Sollae Cloud Managementu.

Rychlost komunikace mezi jednotkou a cloudem

Při testování jsem se zaměřil na rychlost reakce mezi jednotkou a cloudem, tedy přesněji řečeno na zpoždění mezi změnou stavu na vstupu či výstupu jednotky a zobrazením či změnou na Sollae Cloudu. Při změně stavu na dvoustavovém DI vstupu jsem odměřil reakci zobrazení na Dashboardu zobrazeném ve webovém prohlížeči Mozilla Firefox na počítači připojený přes 4G síť cca 0,5 až 0,7 sekundy. I jednotka SIG-5601 byla na internet připojena přes ethernetový kabel připojený na bezdrátový 4G router. Reakce změny stavu výstupu na cloudu pak spolehlivě do 1 sekundy realizovala přepnutí spínaného výstupu na jednotce. Změna hodnoty analogového vstupu na Sollae Cloudu se mi zdál sice trošičku pomalejší, ale rozhodně se změna přenese a zobrazí do 1 sekundy od fyzické změny na vstupu jednotky SIG-5601.

Tedy shrnuto, reakce mezi jednotkou a Sollae Cloudem lze pro většinu aplikací základního měření a řízení opravdu označit za "on-line". To odpovídá tradičnímu použití MQTT přenosu stavů aktivované změnou stavu, ne použitím časově /periodou realizovaného přenosu. Které sice snižuje "trafic" vytížení sítě, což ale v dnešních rychlých sítích již většině případů není až tak důležité, ale významně snižuje rychlost reakce mezi zařízením a serverem / cloudem.

Závěr

Měřící a ovládací jednotka Sollae SIG-5601 je proti plastovým krabičkám SIG-54xx výrazně bytelnější díky své kovové konstrukci a díky své výbavě je výrazně univerzálnější. Upevňovací otvory ji dovolují snadno integrovat do různých rozvaděčů a elektroskříní, kde umožňuje sbírat a odesílat průběžně aktuální hodnoty a stavy informující o základní funkci zařízení na internetový Sollae Cloud. Odtud jsou přístupné při použití chytrého telefonu připojeného přes LTE/4G/5G na Internet prakticky kdekoliv na světě. Případně lze i na dálku některé funkce vypnout nebo ovlivnit základní funkce zařízení spínanými výstupy. Větší připojovací svorkovnice až pro průřezy vodičů 1,5 mm² jsou také v tomto směru dobrým řešením.

A to je asi také to hlavní zaměření a použitelnost této jednotky SIG-5601. Tedy velmi snadná realizace internetové cloudové vizualizace a základního ovládání bez nutnosti něco složitě programovat nebo nastavovat, což je obvykle nutné, pokud chcete podobné funkce použít přímo z nějakého PLC či Edge kontroléru. Ty dnes tyto funkce samozřejmě již obvykle podporují také, ale z důvodu své flexibility použití obvykle jejich zprovoznění již vyžaduje nějaké zkušenosti (např. OS Linux apod.) nebo přinejmenším studium návodů či instruktážních Youtube videí. V případě Sollae SIG jednotek to většina lidí zvládne poměrně snadno a rychle. Navíc lze jej snadno doplnit již do například stávající ovládací skříně, kde prostě stačí jen přišroubovat, připojit již ve skříni obvykle přítomné napájení 12 nebo 24 VDC, vyvést ze skříně ethernetový kabel na nejbližší router a na vstupy napojit ze stávajících svorkovnic signály, které chcete přes internet sledovat a je to. Prakticky jde hlavně o hadwarářskou práci. Softwarové zprovoznění je pak již jednoduché (viz výše).

Odkazy:

• Webové stránky Sollae Cloud: https://cloud.sollae.com
• Přímý odkaz na webové stránky produktu SIG-5601: https://www.eztcp.com/en/products/sig-5601
• Přímý odkaz na manuál SIG-5601: https://www.eztcp.com/en/download/pds_files/sig5601en.pdf
• Přímý odkaz na on-line dokumentaci k Sollae IoT Cloud: https://cloud.sollae.com/en/documentation