Manual do usuário do Modulo de expansão de relé com comunicação RS-485

Descrição:

Neste artigo iremos descrever o nosso módulo de expansão de relé com comunicação RS-485. Este módulo poderá ser usado com nossos CLPs (Controlador lógico programável), Arduino e ESP32 que tenha comunicação RS-485 e qualquer outro microcontrolador de 8, 16 ou 32 bits. Você irá aprender a conectar este módulo no seu CLP via comunicação RS-485, com Arduino e ESP-32 bem como programar seus disposivitos para para ligar ou desligar os relés individualmente. 

Características:

Este módulo foi feito para os padrões industriais, sendo alimentado por 24 Volts. Sendo de baixo custo, é indicado para a utilização com nossos CLPs (Controlador Lógico Programável), com microcontroladores como é o caso do Arduino e também poderá ser utilizado com outros modelos de CLPs ou PLCs. As principais características deste módulo podem ser vidualizadas logo abaixo:

• Alimentação de 24 volts +/- 10%
• Até 8 reles e tensão de saída ajustavel
• Baixo consumo de corrente, menos que 20mA
• Endereçamento de até 127 módulos no mesmo barramento
• Comunicação RS-485 com proteção de curto circuito
• Leds de indicação do estado dos reles. Led acesso, rele ligado
• Tensão máxima do contato do rele de 250V
• Maxima corrente AC dos reles de 2A
• Maxima corrente DC dos reles de 1A
• Seleção de tensão de saída dos relé de até 50 volts
• Já vem com suporte para trilho DIN padrão industrial
• Placa PCB de altissima qualidade
• Microcontrolador de 32 bits RISC-V CH32V003F4P6
• Taxa de comunicação RS-485 de 9600bps, podendo ser alterada no código

Protocolo de comunicação:

O módulo de relé pode vir com dois tipos de protocolo de comunicação a saber. Um protocolo proprietário e simples de envio de mensagens (Strings de texto) com endereço do módulo mais posição do rele que quer controlar. O outro protocolo é o padrão Industrial MODBUS RTU.  O primeiro pode ser usado facilmente com Arduino enviando simplesmente um texto com a função "Serial.println()" É importante que quando for utilizar um microcontrolador ou o Arduino para envio dos comandos, utilize-se de um módulo UART TTL para RS-485 como mostrado na imagem abaixo:

Esse módulo deve ser alimentado com uma tensão de 5 volts entre os pinos VCC e GND. Os sinais A e B devem ser conectados respectivamente nos sinais A e B do módulo de relé. Do lado do microcontrolador deve-se usar os sinais TX e RX ligados respectivamente no sinais DI e RO e mais um sinal de controle DE/RE (devem ser conectados entre si) que deve ir para nível lógico alto quando o microcontrolador for enviar dados para o módulo de relé e deve ficar em nível lógico baixo quando for receber dados do módulo de relé. Veja na imagem abaixo, um axemplo de uso deste módulo com dois Arduinos se comunicando. 

A imagem acima é apenas um exemplo simples de conecxão entre dois Arduinos via comunicação RS-485. Podemos ver no vídeo abaixo uma explicação de funcionamento deste módulo com um Arduino Uno R3 e com exemplo de programação utilizando envio de Strings (Textos simples) por parte do microcontrolador.

Podemos ver na imagem abaixo o esquematico completo deste módulo. Neste esquemático destaca-se o microcontrolador de 32 bits com núcleo RISC-V e modelo da empresa WCH o CH32V003F4P6. O conjunto de 8 relés de 24 volts, o circuito conversor TTL para RS-485 e seus circuitos de proteção com TVS e PTC nas vias A e B. A chave DIP Switch para a seleção de endereço do módulo de pode ser ajustavel de 1 até 127. Na parte de alimentação do módulo, temos um diodo M7 para proteção contra inversão de polaridade na fonte de alimentação, um PTC de proteção contra sobre corrente e um regulador AP7381-50Y. 

Arquivos:

Todos os arquivos necessários podem ser baixados nos links logo abaixo:

• Pinagem do módulo de relé aqui.
• Esquematico em PDF aqui.
• Códigos exemplos do Arquino e ESP-32 aqui.

Na imagem abaixo, podemo ver com detalhes os componentes eletrônicos bem como os conectores de alimentação e dos relés. Também é possivel visualizar o conector de comunicação RS-485 e a chave DIP SWITCH de seleção de endereço. Repare que nesta chave não temos a posição E7, apenas até a posição E6, isto permitindo um endereçamento de até 127. Na posição pra cima (ON) temos nível lógico 1 e na posição pra baixo (OFF) temos nível lógico 0.

Modulo de relé com CLP da QSP Tecnologia.

Podemos também falar da possibilidade de se utilizar deste módulo com os nosso CLPs. Um grande exemplo é utilizando nosso CLP QSPduino WIFI, que utiliza um microcontrolador ESP-32. Veja na imagem abaixo:

Para se conectar o módulo de relé com nosso CLP QSPduino WiFi, utilizamos a comunicação RS-485, com os dois sinais A e B. Liga-se o sinal A do módulo de relé com o sinal A do CLP e a mesma ideia para o sinal B. A imagem abaixo exemplifica muito bem isto. Não esquecer de ligar a alimentação de 24 volts. A máxima distância entre o CLP e o Módulo de relé é de 1200 metros a uma taxa de 1200 bps. A medida que se aumenta a taxa de transmissão, diminui a distânca. O módulo vem de fabrica com uma taxa de 9600 bps mas podendo ser alterada via código.

No vídeo a seguir, eu explico as ligações entre o módulo de relé e nosso CLP QSPduino Wifi, o código de teste usado e explico das inúmeras possibilidades de utilização na industria.

Conclusão:

Podemos concluir neste POST que este produto pode ser utilizado perfeitamente na industria com CLPs comerciais ou até mesmo com microcontroladores e suas placas dedicadas ou específicas para uma determinada aplicação na industria ou na automação residencial. Para conhecer mais sobre este produto bem como toda linha de produtos da QSP Tecnolgia, acesso o site da empresa aqui. Caso queira adquirir um dos nossos produtos, pode consultar nosso distribuidor oficial RoboMakers, clicando no site aqui