Dve italijanske kompanije, svaka referentna u svom području rada Finder i Arduino osmislile su i na tržište pustile proizvod koji spaja industriju i mejkerski svet i nazvale ga Opta. Da je zajednički proizvod vidi se čim uređaj uzmete u ruke. Oba logoa se ponosno šepure i na kutiji, ali i na prednjoj maski uređaja. Možete ga kupiti i od jedne i od druge korporacije – kod nas Finder/Arduino Opta možete naći u kompaniji Fox Electronics koja nam je i obezbedila jedinicu za ovaj prikaz.
Opta je novo ime na tržištu i predstavlja niz proizvoda industrijskih pametnih releja, odnosno programabilnih logičkih releja koji su zamišljeni da na ekonomičan način unesu logičku inteligenciju u industrijske, OEM i automatizacione projekte u zgradarstvu. Doduše, ukoliko pitate kompaniju Arduino, ona će ove releje nazvati PLC-ovima, što je u skladu sa njihovom mejkerskom logikom koja fokus stavlja na mikrokontroler i upravljanje njegovim radom. Mi ćemo se ipak prikloniti Finder logici, jer smatramo da je činjenica da Opta od I/O linija ima osam ulaznih linija i četiri relejna izlaza ipak određuje ovaj uređaj kao programabilni relej.
Ako se zagledamo unutar kutije, videćemo da je u njemu STM32H747XI mikrokontroler. CPU je 32-bitni i dvojezgarni sa jednim Arm Cortex-M7 na 480 MHz (1027 DMIPS/ 2.14 DMIPS/MHz (Dhrystone 2.1)) i jednim Arm Cortex-M4 jezgrom na 240 MHz (300 DMIPS/1.25 DMIPS /MHz (Dhrystone 2.1)). Sasvim dovoljno za sve aplikacije upravljanja radom releja u industrijskim i mejkerskim primenama. Procesor se pasivno hladi, te je rad bešuman. Opseg radnih temperatura ovog uređaja je od -20 °C do +50 °C.
STM32H747XI mikrokontroler unutar Finder Opta / Arduino Opta photo: magazin Mehatronika
Unutrašnjost čine tri ploče, što je često rešenje kod PLC-a. Donja ploča nosi releje, zaštitna kola i logička kola koja opslužuju I/O terminale i napajanje. Na ploči u sredini nalazi se procesor, 1 MB RAM-a za programe, 2 MB interne radne memorije i 16 MB Flash memorije. Kod modela sa Wi-Fi modulom on se nalazi na ovoj ploči. To je 2.4 GHz Wi-Fi/Bluetooth 4.0 LE modul. I najzad, na gornjoj ploči se nalaze signalne diode, prekidač i reset dugme.
Uređaj je spakovan u kutiju dimenzija 88,8 x 70 x 60.8 mm (V x Š x D) koja je predviđena za montažu na DIN šinu. Sa gornje strane nalaze se četiri kleme za napajanje. Naš model je sa DC napajanjem, te mu na ulaze treba dovesti napon u opsegu 12 – 24 VDC. Preostale dve kleme služe za razvod napajanja ka senzorima ili prekidačima recimo. Desno od napajanja, nalazi se osam ulaza, koji se mogu konfigurisati da budu analogni ili digitalni. Kod modela sa ModBus-om sa te strane su i ModBus kleme.
Osam konfigurabilnih analognih ili digitalnih ulaza i konektori za napajanje photo: magazin Mehatronika
Sa donje strane nalaze se izlazi iz četiri 10 A releja, što je u mejkerskom svetu značajno, budući da se obično srećemo sa 5 A. U industrijskoj primeni, 10 A je već uobičajeno i takve izlaze ima i Siemens LOGO, koji je i inače pandan ovom programabilnom releju. Svako ko se susretao sa Siemens LOGO-om, može povući direktnu iskustvenu analogiju u primenama i radu. Nešto više je Ethernet port, preko koga je realizovan 10/100 Mbps Ethernet i to TCP/IP ili Modbus TCP, ako i USB-C port koji služi za flešovanje programa, ali i kao ulaz za napajanje u tom slučaju. Inače, ovaj ulaz se ne može koristiti kao napojni kada na I/O portovima Opta-e povežete periferije, zbog njegovog ograničenog strujnog kapaciteta.
Relejni izlazi i Ethernet port photo: magazin Mehatronika
Na prednoj masci nalazi se reset dugme i dioda čijim radom se može upravljati, a standardno signalizira da je uređaj uključen. User dugme je odmah do reseta i njegovo stanje se može očitavati. Četiri statusna zeleno-žuta LED-a su ispod u jednom nizu i mogu se programirati. Najzad na našem Lite modelu desno su dve LAN diode koje signaliziraju protok podataka preko Ethernet porta.
photo: magazin Mehatronika
Programiranje se može vršiti standardnim IEC61131-3 jezicima (Ladder, FBD,…) i za tu potrebu je Arduino razvio svoj novi Arduino PLC IDE paket, ali se mogu pisati i klasični Arduino projekti u C programskom jeziku unutar Arduino IDE-a, jer su date prateće biblioteke. Programiranje je moguće, kao što smorekli preko USB-C porta, ali i preko Modbus TCP, Modbus i OTA preko Wi-Fi, što ipak zavisi od verzije Opta uređaja.
Da bi se koristio Lite model, koji nema Wi-Fi niti Modbus konektore, potrebno je povezati ga preko Ethernet mreže i odabrati Modbus podešavanje u Arduino PLC IDE. Ovo okruženje prepoznaje Opta programabilni relej, međutim, pre korišćenja je potrebno aktivirati licencu koja je za pojedinačni uređaj besplatna.
screenshot: magazin Mehatronika
Postupak rada se dalje svodi na mapiranje portova, sa tim da je potrebno definisati periode ciklusa ukoliko unapred zadati ne odgovaraju vašoj potrebi.
screenshot: magazin Mehatronika
Proširenje sistema se može vršiti dodatnim modulima, koji se direktno konektuju sa desne strane Opta-a i montiraju na istu DIN šinu. U ovom trenutku postoje tri ekspanziona modula: TYPE 8A.58.9.024.1600 sa 16 digitalnih/analognih konfigurabilnih ulaza i osam 6 A relejnih izlaza, TYPE 8A.88.9.024.1600 sa 16 digitalnih/analognih konfigurabilnih ulaza i osam SSR 2A izlaza i TYPE 8A.26.9.024.0600 sa šest analognih ulaza, dva analogna izlaza i četiri PWM izlaza. Oni se mogu dodavati u nizu uvek sa desne strane. Sa obzirom da je potrebno napajanje za sve module isto: 12 – 24 VDC, Finder je ponudio njihov napojni modul, koji je samo uži od Opta releja i koji se može montirati na DIN šinu, obično sa leve strane prvog uređaja.
photo: magazin Mehatronika
Opta-e se izrađuju u tri verzije: Lite koja je osnovna, RS485 kojoj je dodat half duplex RS485 konektor i WiFi kojoj je dodat i RS485 konektor, ali i Wi-Fi/Bluetooth LE modul. Cena Lite modela na Arduino sajtu je 122 eura, Opta RS485 134 eura, a najjačeg Opta WiFi cena je 161 euro. Kod nas se ovi uređaji mogu kupiti kod Fox Electronics, koji je zastupnik kompanije Finder.
Idealne aplikacije za Opta programabilni relej bi bile upravljanje konvejerom gde bi ostalo dovoljno ulaznih linija za praćenje predmeta na konvejeru. Lako bi se izvelo i nadgledanje napunjenosti silosa ili rezervoara, ali i aplikacije u pametnoj kući gde bi se sa niza senzora prikupljale informacije o temperaturi, osvetljenosti, padanju kiše, a onda bi se preko relejnih izlaza kontrolisali aktuatori ili ponašanje HVAC sistema. Kao solidna platforma, bez potrebe za dodatnim neurednim, potencijalno i nepraktičnim ožičenjem, ovaj relej se nameće i kao veoma atraktivna STEM platforma za niz hakabilnih projekata u nivou srednje škole.
screenshot: magazin Mehatronika
Budući da učenici u okviru postojećeg STEM obrazovanja stiču znanja i iskustva u radu u Arduino IDE okruženju, veoma će im biti lako da instaliraju dodatnu ploču, ovaj put Arduino Mbed OS Opta Board i da nastave da pišu programe u istom jeziku kao i do sada.
screenshot: magazin Mehatronika
Radeći nekoliko interesantnih mejkerskih projekata sa Opta Lite modelom, programirajući je preko USB-C porta kada smo radili u Arduino IDE-u, odnosno preko Modbas TCP kada smo radili iz Arduino PLC IDE-a, doživeli smo lakoću rada kao da smo uzeli bilo koji od Arduino razvojnih sistema. Ovo nam garantuje da će mladi mejkeri koji su se u svom obrazovanju već okušali u Arduino ekosistemu, veoma lako snaći i kao budući mladi elektroinženjeri u nekoj industrijskoj aplikaciji gde Finder Opta / Arduino Opta sebe i želi da vidi. Ovo je uređaj koji možemo preporučiti i zbog kvaliteta i podrške, ali i zbog jasne budućnosti platforme zbog koje je veoma prihvatljivo ulaganje truda i vremena u njeno upoznavanje u obrazovanju.
Više informacija: Fox Electronics
Sa pozadinom u električnom inženjeringu i dugom istorijom rada u stručnim časopisima, on se fokusira na ključnom sadržaju magazina Mehatronika i stoji iza brojnih inicijativa.