AppBlocks Demo Kit je platforma kompanije Tibbo prvenstveno namenjena za upoznavanje inženjera ili razvojnog tima sa njihovim konceptom projektnog sistema koga čine modularni industrijski kontroler i AppBlocks online platforma. Budući da se Demo Kit sastoji od razdvojivih elemenata: osnovnog računarskog modula, ekrana i niza senzora, može se kasnije koristiti kao osnova prilagođenog rešenja, budući da je suština AppBlocks pristupa modularnost.
AppBlocks online platforma je alat koji se pokreće u brauzeru i služi za izradu IoT i automatizacionih rešenja Tibbo hardverskih platformi namenjenoj za primenu u industrijskoj automatizaciji. Platformu čini jedna glavna ploča i potreban broj Tibbit modula, kojih sada u ponudi ima preko sedamdeset. Tibbit-i se postavljaju u postojeća ležišta na ploči, poput LEGO kockica i štite odgovarajućim kućištem, sa ili bez ekrana. Na taj način se dobija sistem prilagođen potrebama neke aplikacije, uz mogućnost naknadnog rekombinovanja Tibbit modula na istoj ploči ukoliko dođe do promene zahteva.
photo: magazin Mehatronika
Za realizaciju koncepta modularnog industrijskog kontrolera, ova Tajvanska kompanija je 2014. godine dobila Red Dot Award nagradu za dizajn proizvoda „Tibbo Project System –
Modular Industrial Controller“. Ovaj neobičan pristup izradi industrijskih upravljačkih jedinica za automatizaciju mašina i procesa, a koja nisu ni PLC ni industrijski PC, nas je zaintrigirala, te smo od kompanije za potrebe ove recenzije, kako bi što verodostojnije predstavili Tibbo zamisli, zatražili i dobili AppBlocks Demo Kit. Ova recenzija stoga ne može biti u uobičajenom formatu, niti nam je sam pristup u radu bio isti kao kod drugih recenzija. U ovom slučaju imamo Demo Kit čija je uloga da korisnika upozna sa nečim većim, a to je Tibbo koncept industrijske automatizacije. Smatramo da bi ocenjivanje kita kroz bilo koji vid naše procene njegove izvedbe u stvari omašilo smisao njegovog postojanja i ne bi vam prenelo uvid u tehnologiju koja se donekle razlikuje od onoga sa čime se u industriji susrećemo. Odlučili smo stoga da ova recenzija bude više okrenuta ka prezentaciji Tibbo ideje za šta nam je Demo Kit bio savršeno “pokazno sredstvo i učilo” kroz on-line kurs kroz koji smo prošli na sajtu kompanije. Kako prikaz pišemo nakon dva meseca “izučavanja” mogućnosti, možemo odmah dati sud: Demo Kit je uspeo. Zaintrigirao nas je i motivisao da se posvetimo Tibbo načinu industrijske automatizacije i da, rešenje je odlično razrađeno nakon više decenije razvoja, te objedinjuje hardverske i softverske aspekte i mogli bi ga bez imalo sumnje preporučiti za kontrolu mašina, automatizaciju objekata, izdvojenih pogona i slično. Može biti veoma interesantno, posebno zbog lakog konfigurisanja i onima koji samostalno žele da urade automatizaciju svoje mašine ili objekta.
Prvi utisci
Demo Kit nam je došao bez ikakve pripadajuće kutije, već povezan i spreman za upotrebu. Uputstvo, koje se sastoji samo od jednog QR koda koji vodi ka sajtu i rečenice da ga treba povezati na Ethernet odštampano je na poleđini samog kita. I zaista, to je sve što je trebalo uraditi da bi se pokrenuo. Odmah smo mogli da pristupimo jednom od četiri demoa. U njima smo videli demonstracije Wi-Fi konekcije, kontrolisali paljenje dioda na ploči, merili osvetljenost, temperaturu i vlažnost prostora i u najsloženijem primeru videli kako bi se kontrolisao pristup nekoj prostoriji uz pomoć tri različite identifikacione kartice. Svi demoi su imali grafičku interpretaciju na ekranu i mi smo čak komplet predstavili na Sajmu energetike u Beogradu 2023. godine na našem štandu.
photo: magazin Mehatronika
Ono što je nas više interesovalo je da sami isprobamo i realizujemo neku ideju kontrole. Da bi ušli u svet Tibbo-a, na sajtu smo prošli kompletan tutorijal sa više desetina detaljno objašnjenih primera korišćenja. Postupno i metodično, kurs pokriva sve aspekte programiranja upravljačke jedinice, od najjednostavnijeg setovanja izlaznog signala do veoma složenih primera automatizacije staklenika.
Prednost Tibbit sistema je da se jednom nabavi matična ploča i kućište, a da se po potrebi dokupljuju Tibbits-i i eventualno eksterni senzori. Fromiranje sopstvenog sistema je nešto što nismo mogli da prođemo, jer je Kit došao formiran. Osećaj smo dobili kroz softverski online paket gde smo svaki put kretali od početka sa projektom i dodavali u AppBlocks aplikaciji samo one Tibbits-e koji bi nam za dati primer i trebali, bez obzira što ih u realnom hardveru ima više, one koji se ne koriste ne bismo ni ubacili u aplikaciju.
Tibbo AppBlocks softver
Tibbit AppBlocks online aplikacija je web lokacija na kojoj se nalazi Application Builder koji objedinjuje dve funkcije. Visual Designer je prva, u kome funkcionalne blokove sa složenim komandama postavljate na ekran i međusobno povezujete linijama određujući time redosled izvršavanja, odnosno tok “programa”.
screenshot: magazin Mehatronika
Dizajner Application Builder-a u isto vreme konfiguriše svaki od Tibits-a koje hardverski koristite. Tu je i grafički prikaz glavne ploče sa svim upotrebljenim Tibbits-ima koje sami raspoređujete, kako bi Application Builder znao koje I/O linije treba da koristi. Važno je napomenuti da nigde ne pišete kod za kontrolu toka ili podešavanje Tibbits-a ili same matične ploče, već samo manipulišete grafičkim blokovima i menjate parametre u njima.
screenshot: magazin Mehatronika
Druga funkcija Application Builder-a je In-Browser Debugging aplikacije koju radite. Preko Ethernet-a (mada je moguće i bežičnom vezom) flešujete novu aplikaciju na svoj upravljački sistem uz dibager opcije za praćenje rada, što je nama bilo izuzetno korisno prilikom učenja, a svakako je neophodno pri izradi gotovog rešenja.
Rad sa aplikacijom je izuzetno jednostavan i intuitivan. Kurs jeste potreban, jer je broj parametara za svaki od Tibbits-a veliki i njihove vrednosti mogu zavisiti od slučaja. Način na koji se tretiraju brojači, pojam Settings-a i način organizacije Scheduler-a su od vitalnog značaja za pravilno funkcionisanje. Podešavanje mreže (Wi-Fi, Bluetooth, Ethernet ili Celular), kao i protokola (HTTP, Modbus, MQTT) i čitanje stanja senzora detaljno su kroz primere ilustrovani i objašnjeni. Za kontrolu ispisa date su gotove rutine koje čine formatizovanje ekrana veoma lakim i unapred struktuiranim.
screenshot: magazin Mehatronika
Tibbo AppBlocks hardver
Već prvi pogled na demo kit koji smo dobili stekli smo utisak da je u pitanju profesionalno osmišljen i realizovan hardver i da je pred nama novi član linije Tibbo proizvoda sa konceptom koji se neprekidno razvija od 2001. godine iz zemlje koju sam koosnivač Dmitry Slepov naziva „the Switzerland of China“. Kvalitet izrade, pažnja prema hardverskim detaljima, estetika koja je u isto vreme informativna i unosi dozu veselog duha, na neki način podsećajući da igranje sa LEGO kockicama, primenjeno u industrijskom okruženju ostavlja snažan utisak posebnosti. Ono što dodatno razoružava je robusan on-line IDE baziran na blokovima koji kompanija sve vreme razvija u skladu sa potrebama korisnika. Tibbo ekosistem sam za sebe nama liči na zemlju čuda sa šarenim hardverom.
Matična ploča
Tibbo Project System (TPS) je, je kao što smo već napomenuli, visoko konfigurabilna platforma namenjena industrijskoj automatizaciji i u njenoj osnovi je matična ploča koja se može nadograditi Tibbo Blocks modulima, Tibbits-ima ili „Tibbo Bits“-ima. Ova zbunjujuća raznorodnost imena za module verujemo da je posledica godina razvoja. Bazirana je na Tibbo Project PCB matičnoj ploči koja je osnova TPS-a. U ovom trenutku su u ponudi ploče sa tri različita procesora u dve generacije ploča.
Druga generacija ploča TPP2(G2) i TPP3(G2) su bazirane na Texas Instruments Sitara ARM Cortex-A8 32-bitnom RISC procesoru koji radi na 1 GHz. Ploče na sebi imaju RJ45 konektor za 10/100 Base-T Ethernet, konektore za trakasti kabal TFT displeja, senzorsku tastaturu i četiri UART konektora. Zujalica, RTC sa baterijom i ulaz za 5 VDC napajanje su takođe implementirani. Od memorije tu je 1 MB flash za TiOS i kod aplikacije, kao i 1 MB u obliku prostora za fajlove. Dodatno je postavljen i EPPROM sa 2048 byte-ova. Manji sistem, TPP2(G2) ima ukupno šest mesta za Tibbit module i šest mesta za konektore. Ukupno, svi zajedno pokrivaju 24 I/O linija. Veća, TPP3(G2) ploča nudi po četrnaest mesta za Tibbit module i konektore, te se mogu realizovati do četiri puna serijska porta, do 25 relejnih izlaza ili do 47 kontrolno-upravljačkih linija kao što su optokaplerski ulazi, PWM ili open-collector izlazi.
Prva generacija TPP2 i TPP3 ploča se i dalje može naći u ponudi Tibba i bazirana je na 16-bitnim procesorima i po tvrdnjama proizvođača, performanse ovih ploča su mnogostruko niže, ali je funkcionalnost ista, pa se i one mogu razmatrati kao rešenje nakon sagledavanja realnih potreba za performansama specifične aplikacije. Cena TPP2 ploče je $70, a TPP3 $90, dok je cena druge generacije nešto viša i iznosi za TPP2(G2) $100, a za TPP3(G2) $108.
Najzad LTPP3(G2), treće moguće procesorsko rešenje je veoma interesantan Sunplus Plus1 (SP7021) SiP koji je nastao u zajedničkoj saradnji kompanije Sunplus i Tibbo. Ovo je četvorojezgarni ARM Cortex-A7 čip koji radi na 1 GHz, koji u sebi ima i ARM926EJ-S real-time jezgro na 202 MHz i jedno 8051 low-power jezgro koje u sleep režimu uštede energije može raditi na 75 kHz. O Plus1 (SP7021) smo detaljno pisali u našoj recenziji, za sada jednog od dva razvojnog sistema za ovaj SiP, koju je izradila kompanija Banana Pi sa oznakom BPi-F2P. Ova ploča na sebi ima dva Ethernet 10/100 Base-T porta, dva USB 2.0 porta, četiri UART i jedan HDMI port. Ugrađeno je 512 MB DDR3 SDRAM memorije i 8 GB eMMC-a, a podaci se mogu čuvati i na SD kartici za koju postoji ležište na ploči. Jedino LTPP3(G2), odnosno Sunplus Plus1 (SP7021) SiP na njoj može pokrenuti Linux i Docker kontejner. Na ploči ima mesta za osam Tibbit modula i osam konektora, što omogućava realizaciju do četiri serijska porta, šesnaest relejnih linija ili 32 upravljačke linije koje mogu biti optokaplerski ulazi, PWM ili open-collector izlazi. LTPP3(G2) se može koristiti kao i BPi-F2P kao razvojni sistem za Sunplus Plus1 (SP7021) SiP i može se nabaviti po ceni od $190 sa 8 GB eMMC, odnosno za $225 u verziji sa eMMC i Wi-Fi/BLE modulom i pripadajućom antenom.
Tibbit kućišta
Ploča i Tibbits-i, budući da im je namena korišćenje u industrijskom okruženju se štiti nekim od Tibbo zaštitnim kućiša. Project Box kako se kućišta nazivaju, izrađuju se u dve veličine koje prate veličinu matične ploče i namenski su univerzalne. Konektori su izvedeni sa obe strane kućišta, tako da nema potrebe za dodatnim bušenjem ili prepravkom, čak ukoliko i dođe do promene primene.
photo: magazin Mehatronika
Project Box-ovi su u skladu sa IEC 60068-2-27 standardom koji propisuje otpornost na vibracije, te se mogu montirati na DIN šinu, ali i u svim industrijskim pogonima, na vozilima i gde god je potrebno zaštiti uređaj od uticaja vibracije. Poseduju CE, FCC, UKCA sertifikate i IP68 po pitanju prašine, temperature i mogućnosti potapanja u vodu. Kućišta mogu biti bez, ali i sa LCD ekranom. Integralni deo ekrana je par tastera za aplikacije u kojima je potreban prikaz stanja ili direktna akcija rukovaoca. Cena kućišta je od $40 do $150 u zavisnosti od veličine i opremljenosti.
Tibbit moduli
Bez obzira koja se ploča izabere u skladu sa aplikativnim zahtevom, na nju se može postaviti bilo koji od Tibbit Block modula, samo što maksimalan broj njih zavisi od fizičkih karakteristika same ploče. Tibbit Block moduli su prethodno izrađeni funkcionalni blokovi sa I/O mogućnostima spakovani u plastične kvadre jarkih boja. Dimenzije su im takve da mogu zauzimati jedan ili dva susedna slota na glavnoj ploči. Podeljeni su u osam grupa.
- Power u kojoj je šest Tibbits-a čija je funkcija konvertovanje različitih vrednosti ulaznih napona na 5 VDC na koliko radi Tibbo sistem.
- Inputs grupu čini osamnaest Tibbits-a za realizaciju opto-kaplerskih ulaza, ADC ulaza, RTD ulaza za temperaturne sonde i slično.
- Outputs ima trinaest Tibbits-a sa različitim verzijama relejnih izlaza, PWM open-collector izlaza, kao i digitalne potenciometre.
- Controls grupa ima samo pet modula, jedan za push dugme, a četiri za LED diodu u jednoj od boja: crvena, plava, zelena i žuta.
- Comms pokriva različite tipove komunikacionih protokola, tu su RS232, RS458, RS422, LTE (4G) modem i WI-FI/BLE modem.
- Sensors ima pet različitih senzora: ambijentnog osvetljenja, temperature, temperature/vlage, pritiska i 3-osni akcelerometar.
- Connect su terminal blokovi, RF konektor, ulaz na napajanje i DB9M konektor.
- Misc je kao i obično najnekoherentnija grupa u kojoj je osam Tibbits-a koji nisu mogli ni po jednoj sistematizaciji upasti u neku od prethodnih grupa. Tu je recimo: FPGA Tibbits, PIC koprocesor, RTC & NVRAM, IR risiver/transiver.
Cena Tibbits-a je u rasponu od $3.80 za četvorolinijski I/O terminal blok, do čak $107 za 4G (LTE) modem. Kao primer, jednog sistema možemo uzeti AppBlocks Demo Kit (oznaka TPS2L(G2)) koji smo mi dobili i čija cena je $499. U kitu dolazi:
- TPP2 (G2) Tibbo Project PCB kao matična ploča
- RS485 Tibbit (#05)
- Wiegand port Tibbit (#08)
- Dual relay Tibbit (#03-1)
- Quad IO lines Tibbit (#00-1)
- Three-channel PWM Tibbit (#16)
- Power Supply Tibbit (#10)
photo: magazin Mehatronika
Tu su i dodatni Modbus senzori, koji se prodaju odvojeno i postavljaju na mernom mestu u zavisnosti od aplikacije. U AppBlocks Demo Kit-u dobili smo:
- Senzor temperature i vlage vazduha (BP#02)
- Senzor ambijentalnog osvetljenja (BP#03)
- RFID čitač
U kompletu su već ugrađena na ploči i četiri dugmeta i pet dioda i postavljeni su svi potrebni kablovi za povezivanje, kao i dve ploče koje ceo sistem, kao sendvič, drže u jednoj celini. Ploča je zaštićena kućištem sa LCD ekranom i tastaturom sa četiri tastera.
photo: magazin Mehatronika
Tibbit Modbus senzori
Za izdvojena merenja Tibbit sistem može koristiti bilo koji postojeći senzor, ali je kompanija izradila i šest često korišćenih senzorskih paketa, od kojih smo mi na kitu dobili dva. Pored senzora za temperaturu i vlažnost vazduha i senzora intenziteta ambijentalnog osvetljenja, u ponudi imaju i senzor temperature, tro-osni akcelerometar, senzor prisustva tečnosti za detekciju curenja, kao i poseban eksterni modul sa optoizolovanim digitlanim ulazom (DI) na koji bi se mogao povezati proizvoljan senzor sa digitalnim izlazom. Cena ovako zaštićenog senzora je od $33 do $89 u zavisnosti od tipa.
photo: magazin Mehatronika
Zaključak
Mora se reći da je Tibbo uložio veliki trud da svoju platformu približi svakome ko želi sam da kreira sopstveno automatizaciono rešenje u skladu sa industrijskim zahtevima. Nema dodatnog pisanja softvera i svi moduli su provereni i softverski potpuno podržani. Nema potrebe za pisanjem bilo kakavih drajvera, rutina za inicijalizaciju, ažuriranje OS-a ili učenje programskih jezika. Sa jedne strane to znači i da nemate apsolutnu slobodu, ali je to i očekivano kod industrijski targetovanih sistema koji jednostavno moraju da rade. Tibbo platforme, bez obzira koju izaberete, će raditi sa svim Tibbits modulima i koristiće uvek isti AppBlocks online Application Builder. Sve vreme ćete se kretati u poznatom okruženju dok razvijate novi ili modifikujete postojeći upravljački sistem. Tibbo ekosistem nam se dopada i kao industrijska platforma, ali i kao nastavno sredstvo u STEM obrazovanju kroz koji bi učenici mogli da prihvate praktične koncepte industrijske automatizacije.
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.
- Elecfreaks Nezha Inventor’s Kit for micro:bit recenzija - 21/07/2024
- Orange Pi 5 Pro recenzija - 17/07/2024
- DFRobot Fermion: BLE Sensor Beacon recenzija - 16/07/2024