Jste zde

Dálkově WIFI ovládaný kabel - NETIO PowerCable REST

Antonín Vojáček, 9. Červenec 2019 - 8:09

Ovládání napájecího kabelu prostřednictvím lokální WIFI sítě z počítače či řídící jednotky není se zařízením NETIO žádný problém. Použít lze interní webové stránky zařízení, URL příkazy, XML nebo JSON formát. Navíc každý kabel / zásuvka má vlastní měření napětí, zatěžovacího proudu, výkonu i el. spotřeby v kWh.

Moderní technologie umožňují implementovat bezdrátovou WIFI komunikaci již téměř do libovolného zařízení. Novinkou v tomto směru je i napájecí prodlužovací kabel ovládaný z libovolného PC, PLC či telefonu prostřednictvím standardní LAN WiFi komunikace, umožňující nejen zapínat a vypínat 230 V napájení přes ethernetovou síť nebo případně i přes internet, ale i měřit aktuální hodnotu napětí, spotřebovávaný el. proud a příkon i dlouhodobě měřenou spotřebu el. energie v kWh.

Provedení

Na první pohled NETIO PowerCable jen vypadá jako taková krátká černá prodlužovací šnůra s kvalitní zástrčkou na jedné straně a masivní zásuvkou na straně druhé (obě v českém provedení s kolíkem), na které se nachází jen taková malá plastová krabička. Ta obsahuje veškerou elektroniku i WIFI komunikační modul pro komunikaci a ovládání. Na čelní straně této krabičky si lze všimnout oranžové LED indikující funkci a podle frekvence blikání i funkční režim či chybnou funkci, zelené LED indikující WIFI signál a malého zapuštěného resetovacího tlačítka pro načtení defaultního "továrního" nastavení vhodné hlavně pro nový proces WIFI konfigurace nebo když zařízení nefunguje správně. A to je vše. Veškeré nastavení se totiž provádí prostřednictvím integrovaných webové stránek přístupné právě přes WIFI připojení.

Zprovoznění

Samotné zprovoznění NETIO PowerCable REST kabelu je velmi jednoduchá záležitost. Stačí kabel jen zástrčkou připojit do běžné zásuvky a při prvním připojení (nebo pro provedení resetu do defaultního nastavení) je WIFI rozhraní kabelu nastaveno v AP režimu, kdy vysílá svůj WIFI komunikační signál a vytváří WIFI síť se jménem "Power-Cable", na kterou se lze připojit z libovolného počítače, tabletu nebo telefonu prostřednictvím základního jména a hesla "admin/admin" a prostřednictvím webového prohlížeče připojit na integrované webové stránky kabelu prostřednictvím přednastavené IP adresy "10.0.42.1". Zde pak Vás přednastavená procedůra provede snadným nastavením připojení na Vaši lokální WLAN/WIFI síť a změnu přístupových hesel. Pak už lze NETIO PowerCable plně využívat.

Možnosti ovládání

Jak lze tedy ovládat zapínání a vypínání 230V napájení NETIO PowerCable REST kabelu? Prakticky jsou tu čtyři různé možnosti a každý uživatel či integrátor si může vybrat, jaký bude používat:

Ovládání prostřednictvím webových stránek kabelu a kliknutím myši na ikonu napájení "Power output 1".
Ovládání prostřednictvím M2M API protokolů pro realizaci ovládání z vlastních webových / internetových stránek, HMI panelů či průmyslových řídících systémů.

M2M API režimy slouží pro vzdálené ovládání (zapínání/vypínání) zásuvky z počítače i z různých řídících jednotek například domácí automatizace.

M2M API se aktivují opět přes webové stránky kabelu, zaškrtnutím příslušné "Enable" položky a nastavení komunikačních a přístupových parametrů je možné vybrat z následujících 3 možností:

XML API - ovládání zapnut/vypnutí/přepnutí prostřednictvím zaslání XML souboru do kabelu a získání XML protokolu s aktuálním stavem el. napětí, el. proudu, příkonu a spotřeby a dalších.
JSON API - ovládání zapnut/vypnutí/přepnutí prostřednictvím zaslání JSON souboru do kabelu a získání JSON protokolu o aktuálním stavu, el. napětí, el. proudu, příkonu a spotřeby a dalších.
URL API - ovládání přepnutí prostřednictvím zaslání příkazu přímo v rámci IP adresy.

Zatímco XML a JSON API se hodí pro realizaci ovládání z nadřazených řídících nebo HMI systémů, funkce URL API je ideální pro realizaci základního jednoduchého přepínání z klasických HMTL webových stránek. Velkou výhodou XML nebo JSON API proti URL API je pak možnost přečtení a zobrazení aktuálního stavu a hlavně naměřených parametrů.

Ukázka XML protokolu (obr. vlevo) a JSON protokolu (obr. vpravo) při odeslání "GET" požadavku na web zařízení "http://xxx.xxx.xxx.xxx/netio.xml", resp. "http://xxx.xxx.xxx.xxx/netio.json" (tj. zavolat danou webovou stránku - např. z webového prohlížeče).

V režimu URL API pouze stačí do webových stránek vložit běžný HMTL příkaz odkazu na webové stránky <a href=" "></a>. Například <a href="http://xxx.xxx.xxx.xxx/netio.cgi?pass=netio&output1=4">Přepni výstup</a>, kde hodnota "output1=4" říká, že se má provést přepnutí na opačný stav, zatímco hodnota "output1=1" provede zapnutí a hodnota "output1=0" naopak vypnutí. Tedy velmi snadné použití pro každého uživatele webu. Tímto způsobem si lze snadno vytvořit vlastní HTML stránku s libovolnými obrázky a texty v libovolném jazyce a třeba jen si její odkaz umístit na plochu počítače připojeného v dané lokální WIFI síti.

V případě ovládání výstupu prostřednictvím XML (EXtensible Markup Language) nebo JSON (JavaScript Object Notation) je nutné metodou "POST" vyslat do PowerCable konkrétní "příkazový XML nebo JSON soubor" obsahující konkrétní posloupnosti znaků.

Pro formát XML na web stránku zařízení "http://xxx.xxx.xxx.xxx/netio.xml", pro JSON formát na web stránku "http://xxx.xxx.xxx.xxx/netio.json" (místo xxx jsou konkrétní hodnoty IP adresa zařízení). Výhodou XML formátu je také jednoduchá realizace přepínání i na základních HMTL webových stránkách. Stačí do nich jen vložit funkci formuláře "FORM" odesílaný metodou "POST", ve které se provede odeslání přepínacího/vypínacího/zapínacího XML souboru, jehož provedení lze přímo stáhnout z webu NETIO PowerCable zařízení. XML je tedy ideální pro různé IT aplikace.

Ukázka jednoduché HTML stránky pro ovládání kabelu NETIO PowerCable REST v režimu URL API a XML API.

V případě JSON API je nejsnadnější využít k odesílání JSON ovládacího souboru z PC aplikace "cURL" nebo "Advanced REST Client", kterou lze stáhnout jako přídavnou aplikaci pro webové prohlížeče Google Chrome nebo Comodo Dragon.

V praxi se pak tento režim nejvíce hodí pro použití s IoT softwarovými ovládacími systémy, jako například "Node-RED". Ten je možné nainstalovat například v Linux operačním systému (typu Debian) a realizovat v něm i kompletní ovládání i vizualizaci. Přímo ideální je jeho použití s procesorovými deskami RaspberryPi, který systém Node-RED podporuje.

Ukázka ovládání kabelu NETIO PowerCable REST v režimu JSON API prostřednictvím konzole cURL (obr. vlevo) a ARC (Advanced REST Client) doplňku pro webové prohlížeče Google Chrome (obr. vpravo) .

Nicméně pro účely zkoušení funkce čtení i zápisu XML a JSON souborů je možné využít přímo vestavěnou funkci na interních webových stránkách NETIO zařízení. Tímto způsobem lze případně odhalit chybu v ovládacím souboru nebo chybu v komunikaci.

Testování XML a JSON režimu lze pomocí testovací funkce přítomné přímo na webových stránkách NETIO zařízení v nastavení příslušného režimu (zde na obr. v režimu XML).

Měření spotřeby

Každé zařízení NETIO, tedy i PowerCable REST využívá vestavěnou mikroprocesorovu elektroniku nejen k ovládání, ale i k měření různých elektrických veličin. Ty je možné pro daný aktuální okamžik přečíst na interních webové stránce každého zařízení NETIO a nebo přečíst prostřednictvím zaslaného XML nebo JSON souboru.

Konkrétně jsou měřeny následující veličiny, všechny s přesností lepší než 1%:

Proud [A]
Výkon [W]
Energie [Wh]
TPF (True Power Factor)
Napětí [V]
Frekvence napájecí sítě [Hz]
Fázový posun [°]

Každé NETIO zařízení, každá NETIO zásuvka nebo NETIO kabel tak prakticky i realizuje takový sofistikovaný lokální elektroměr s jehož pomocí lze sledovat spotřebu jednotlivých na ně připojených zařízení a to nejen při běhu, ale i ve tzv. Standby režimech. Může být zajímavé, že mnoho méně kvalitních řízení i ve "vypnutém" režimu může odebírat i poměrně velký výkon, což z dlouhodobého pohledu může tzv. "lézt do peněz".

Bezpečnost

Produkty NETIO, včetně kabelu NETIO PowerCable REST, mají samozřejmě přístupovým heslem zabezpečený přistup do interních ovládacích webových stránek, i možnost heslem chráněné ovládání každým z výše uvedených ovládacích prostředků. Tedy jak v případě URL API, tak XML API a JSON API. Navíc každá tato funkce může mít přiděleno jiné přístupové jméno a heslo.

To odborně řečeno znamená, že lze mít oddělená přístupová práva pro čtení / zápis hodnot a i pro přístupová práva na nastavovací web. Na druhou stranu je možné v případě používání v uzavřené lokální síti realizovat ovládání i bez hesla. Záleží tedy čistě na uživateli.

Ostatní zajímavé parametry

Mimo výše uvedené funkce, lze ještě ve všech zařízeních NETIO nalézt mnoho dalších zajímavých a výhodných funkcí:

ZCS (Zero Current Switching) = ovládací relé spíná a rozpíná výstup právě v okamžiku průchodu sinusového průběhu proudu nulou, což umožňuje bez jiskření vypínat a zapínat zařízení i zrovna při odběru maximálního výkonu (maximálním zatížení).
IOC (Independent Output Control) = stav zapnuto/vypnuto výstupní zásuvky není ovlivněn výpadkem WiFi spojení, tedy ovládání výstupu je zcela nezávislé na systému, který zajišťuje komunikaci po WiFi.
PowerUp state = nastavení stavu výstupní elektrické zásuvky ihned po zapnutí (nebo při obnovení elektrického proudu po výpadku). Navíc je tímto parametrem možné definovat chování výstupní elektrické zásuvky 230V v čase než začne fungovat standardní komunikace s nadřízeným systémem. Funkce zpožděného zapnutí výstupu pak naopak umožňuje zapnout výstup s nastavitelným zpožděním několika sekund po obnovení napájení. To může ochránit jističe proti výpadku při obnovení napájení.

Přehled základních parametrů:

Napájecí vstup: 230V AC
Napájený výstup: 230V AC
Ovládání výstupu: ZAP/VYP (relé)
Výchozí stav výstupu: ZAP / VYP / poslední stav
Napájení výstup: 1x ovladatelná zásuvka 230V/16A typ E
Stupeň krytí: IP30 (vnitřní použití)
Rozměry zařízení: 180 x 40 x 30 mm + 2x kabel 850 mm
Délka kabelů včetně elektronické části: 1,88m
Provozní teplota: -10 °C až 65 °C
Komunikace WiFi: 802.11 b/g/n; 2,4GHz (interní vestavěná anténa)
IP protokoly: REST protokol, HTTP, DNS, NTP, DHCP, ICMP

Ukázkové video:

Závěr

Dálkově ovládaný kabel ("prodlužovačka") NETIO PowerCable REST se může velmi hodit ve každé aplikaci, kde je potřeba vzdáleně elektronicky vypnout či zapnout napájení jakéhokoliv spotřebiče. Ať již v případě automatického řízení nějakým chytrým ovládacím systémem (řídící jednotkou automatizované domácnosti, kanceláří apod.) nebo v případě jen pohodlného dálkového ovládání z tabletu či chytrého mobilu. Měření spotřeby lze pak výhodně využít všude tam, kde chcete mít trvalý přehled o spotřebě, ať již v provozním, tak i ve vypnutém "StandBy" režimu.