Универсальный датчик WB-MS v.2
This is the approved revision of this page, as well as being the most recent.
Эта страница описывает новое устройство WB-MS v.2, описание предыдущей версии WB-MS v.1.
Страница описывает последнюю ревизию устройства с последней stable-прошивкой. Если прошивка вашего устройства старая, обновите ее по возможности (см. Обновление прошивки).
Назначение
WB-MS v.2 — комбинированный цифровой датчик. Датчик поддерживает измерения температуры, влажности, освещённости и концентрации летучих органических веществ (VOC) и подключение двух внешних цифровых датчиков типа DS18B20.
Чтение данных с устройства производится по протоколу Modbus RTU с контроллера или ПК по шине RS-485. Основное назначение — использование в промышленных помещениях, серверных стойках и внутри другого оборудования.
Датчики WB-MS поставляются в различных модификациях, комплектация выбирается при заказе.
Является средством измерений. Номер в Госреестре средств измерений 87443-22.
Технические характеристики
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Питание | |
| Напряжение питания | 9 – 28 В DC |
| Потребляемая мощность |
0.1 Вт |
| Диапазоны измеряемых значений | |
| Диапазон измерения температуры | −40 – +80 °С |
| Параметры измерения температуры |
|
| Диапазон измерения относительной влажности | 5 – 95 % |
| Параметры измерения относительной влажности | разрешение: 0.1 %, погрешность: ±3 %, повторяемость: ±1 % |
| Диапазон измерения освещённости | 10 – 10000 лк, погрешность до 20 %,
спектральная чувствительность не соответствует человеческому глазу. |
| Качество воздуха (концентрация летучих
органических соединений - VOC)(версия 2) |
0 - 60000 ppb (миллиардных долей) по этанолу: погрешность: ±15 %(тип), ±40 %(макс) |
| Внешние датчики | Возможность подключения до двух внешних цифровых датчиков температуры DS18B20. |
| Клеммники и сечение проводов | |
| Рекомендуемое сечение провода с НШВИ | 0.35 – 1 мм2 — одинарные, 0.35 – 0.5 мм2 — сдвоенное обжатие |
| Длина стандартной втулки НШВИ | 8 мм |
| Момент затяжки винтов | 0.2 Н∙м |
| Управление | |
| Интерфейс управления | RS-485 |
| Изоляция интерфейса | Неизолированный |
| Протокол обмена данными | Modbus RTU, адрес задается программно, заводские настройки указаны на наклейке |
| Параметры интерфейса RS-485 | Задаются программно, по умолчанию:
скорость — 9600 бит/с; данные — 8 бит; бит чётности — нет (N); стоп-биты — 2 |
| Готовность к работе после подачи питания | ~2 c |
| Условия эксплуатации | |
| Температура воздуха | От −40 до +80 °С |
| Относительная влажность | До 95 %, без конденсации влаги |
| Климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69 | O2.1* |
| Гарантийный срок | 2 года |
| Срок службы | 5 лет |
| Габариты | |
| Габариты | 65x46x29 мм
84х46х29 мм с клеммниками |
| Ширина DIN-юнитов | ~2.5 |
| Масса (с коробкой) | 60 г. |
Общий принцип работы
Индикация
В модуле есть индикатор, который поможет определить его состояние без подключения к контроллеру:
- S (зеленый) — статус обмена по Modbus: загорается при подаче низковольтного питания на модуль и мигает в момент опроса по шине RS-485. В устройствах с включенными событиями Быстрого Modbus ⚡ индикатор мигает более часто чем при стандартном опросе по очереди, так как опрос событий происходит быстрее. В режиме загрузчика мигает с периодом 1 секунда. При загрузке новой прошивки — часто мигает.
Датчик TH
Датчик температуры и влажности (TH) распаян на плате модуля.
Модуль автоматически корректирует показания температуры и влажности, учитывая базовый нагрев платы от микросхемы питания (0.3 °C), а также нагрев от установленных датчиков СО2 (0.31 °C) и VOC (0.14 °C). Значения до корректировки можно посмотреть в регистрах 284 и 285. Доступна пользовательская температурная компенсация, которую можно записать в регистр 245. Может быть полезно, если вы монтируете датчик близко к потолку и хотите скорректировать значения.
В датчике есть нагреватель, который позволяет высушивать конденсат, образующийся при повышенной влажности. Нагреватель можно включить однократно (на 1 секунду) с помощью веб-интерфейса либо записью 1 в coil-регистр 2.
Для устройств с датчиком Sensirion SHT40
Нагреватель автоматически включается на 1 секунду при влажности более 95%.
Режим очистки датчика Доступно c версии прошивки 4.35.0 Чувствительный элемент датчика может подвергаться загрязнению парами органических веществ, что приводит к увеличению погрешности датчика. Например, это возможно при проведении лакокрасочных работ поблизости. Если вы заподозрили, что датчик начал показывать некорректные значения влажности, рекомендуется выполнить процедуру очистки. Режим включает встроенный в датчик нагреватель в течение 1 часа, поддерживая необходимую температуру нагрева около 110°C, что удаляет адсорбированные в чувствительном элементе посторонние молекулы. Процедуру следует проводить при температуре окружающей среды от 15°C до 40°C (при температуре выше 50°C режим не включится). Во время очистки нормальное функционирование устройства прекращается - считываются только сырые значения температуры и влажности для контроля процесса.
Важно: По информации производителя датчика, срок службы нагревателя ограничен. Включайте режим очистки только тогда, когда это действительно необходимо.
Для включения режима выберите соответствующий переключатель в веб-интерфейсе устройства либо запишите 1 в coil-регистр 8. Режим отключится автоматически через 1 час. Вы можете также отключить его вручную в веб-интерфейсе либо записью 0 в coil-регистр 8. Оставшееся время очистки в секундах представлено в веб-интерфейсе и в holding-регистре 365.
Датчик освещенности
Сенсор измеряет уровень освещённости в диапазоне от 10 до 10 000 люкс. Показания индикатора линейно зависят от освещённости. Однако разброс показаний от датчика к датчику составляет до 20%, а спектральная чувствительность не такая, как у человеческого глаза.
Датчик качества воздуха (VOC)
Версии до августа 2023 года
Измерение VOC сделано на отдельном модуле с сенсором Sensiron SGPC3 (datasheet), устанавливаемом по стрелочке в специальный разъём.
Сенсор готов к работе через 6 минут после включения. До этого в регистре качества воздуха находится значение, сигнализирующее об ошибке (0xFFFF).
Используемый нами сенсор VOC содержит встроенный алгоритм самокалибровки, который срабатывает каждые 12 часов. Однако, из-за особенностей алгоритма, синхронизация показаний с двух датчиков Wiren Board может происходить значительно дольше. Не отключайте питание датчика — это сбросит значения калибровки и процесс стабилизации значений начнётся сначала.
Версии с августа 2023 года
Измерение VOC сделано на отдельном модуле с сенсором ScioSense ENS160 (datasheet), устанавливаемом в специальный разъём на плате датчика WB-MSW. Маркировка модуля VOC sensor v1.5.
Сенсор отдаёт значение VOC в ppb, а также «Индекс качества воздуха (AQI)» в виде числа от 1 до 5. Индекс качества воздуха удобно использовать в правилах, вместо анализа диапазона значений.
Показания с сенсора будут доступны сразу после включения, но датчик довольно долго выходит на рабочий режим — после первого включения датчику нужно непрерывно поработать как минимум 24 часа для самокалибровки. Однако, из-за особенностей алгоритма самокалибровки, синхронизация показаний с двух датчиков Wiren Board может происходить значительно дольше. Не отключайте питание датчика — это сбросит значения калибровки и процесс стабилизации значений начнётся сначала.
Зачем измерять VOC
Летучие органические вещества (ЛОВ, VOC) — это легкоиспаряющиеся вещества, выделяющиеся в атмосферу в виде газов. ЛОВ в бытовых помещениях выделяются из мебели, материалов отделки, а также из средств бытовой химии — аэрозоли, краски, и т.п. Сильное выделение ЛОВ наблюдается в новых помещениях. Многие из выделяемых ЛОВ являются вредными для здоровья человека (подробнее про VOC).
Датчик определяет общую концентрацию летучих органических соединений косвенным методом, подробную информацию смотрите в спецификации производителя (Sensiron SGPC3, ScioSense ENS160).
Внимание! Датчик VOC не предназначен для контроля загазованности помещения любыми газами. Внимание! Некоторые вещества могут повредить датчик. Например, амилнитрит и вещества подобного класса при попадании на датчик VOC вызывают сильный дрейф показаний с длительным и неполным восстановлением. Датчик VOC работает по электрохимическому принципу: VOC вещества окружающей среды вступают в химическую реакцию с материалом чувствительной керамической таблетки (восстанавливают оксиды) и изменяют электрическую проводимость. Состав материала датчика и его режим работы подобраны так, что эта химическая реакция обратима, после окончания воздействия VOC материал обратно окисляется кислородом воздуха. Это относится к большинству веществ VOC, встречающихся в бытовом помещении. Но некоторые вещества однако могут вступать в необратимую реакцию с материалом датчика и вызывать его быстрое повреждение.
Ограничения использования датчика VOC:
- датчик VOC не предназначен для обнаружения вредных веществ в воздухе производственных помещений;
- датчик VOC слабо реагирует на малые концентрации сильнопахнущих веществ, поэтому его вряд ли получится использовать для включения вытяжки в санузле;
- датчик сильно реагирует на спирты, содержащиеся в алкогольных напитках и парфюмерно-косметической продукции.
Производителем сенсора ENS160 установлены следующие пороги допустимой концентрации VOC:
| AQI | Концентрация (ppb) | Уровень | Соответствие гигиеническим нормам | Рекомендации | Предельное время воздействия |
|---|---|---|---|---|---|
| 5 | 2200 - 5500 | Опасно для здоровья | Ситуация неприемлема | Подвергаться воздействию только в критических случаях / Необходимо интенсивное вентилирование | часы |
| 4 | 660-2200 | Неудовлетворительно | Серьезные претензии | Необходимо интенсивное вентилирование или проветривание, требуется поиск источников загрязнения | < 1 месяца |
| 3 | 220 - 660 | Приемлемо | Некоторые претензии | Рекомендуется интенсивное вентилирование или проветривание, требуется поиск источников загрязнения | < 12 месяцев |
| 2 | 65 - 220 | Хорошо | Без особых претензий | Рекомендуется вентилирование или проветривание | нет предела |
| 1 | 0-65 | Отлично | Без претензий | Требуемое значение | нет предела |
Примеры нестандартного применения датчика VOC:
- обнаружение испорченных фруктов и овощей на полках в продуктовом магазине;
- контроль использования санитарных растворов при уборке помещения.
Монтаж
Датчик монтируется на стандартную DIN-рейку шириной 35 мм и занимает ширину около 2.5 DIN-модуля. Датчик также имеет отверстия для непосредственного крепления к любой поверхности. Диаметр отверстий — 4 мм, расстояние между центрами — 37 мм. Расстояние между головкой крепежного винта и поверхностью (глубина) — 11 мм. Клеммный блок «V+ GND A B» с шагом 3.5 мм служит для подключения питания и управления по шине RS-485. Для стабильной связи с устройством важно правильно организовать подключение к шине RS-485, читайте об этом в статье Физическое подключение шины RS-485.
Если устройства, подключенные к шине RS-485, питаются от разных источников питания, их клеммы GND должны быть соединены, подробнее в статье Заземление устройств Wiren Board и подключение контактов GND и iGND.
Верхний разъемный клеммник (W1, W2. GND и 5V) служит для подключения двух внешних цифровых датчиков температуры. Рекомендации по построению шины 1-Wire.
Датчики температуры DS18B20 можно подключать:
- по активной схеме питания: GND датчиков к клемме GND, вывод данных к W1 или W2, питание с вывода 5V out;
- по паразитной схеме питания (не рекомендуется): выводы +5В и GND датчика DS18B20 объединены и подключены к клемме GND.
Представление в веб-интерфейсе контроллера WB
Выбор шаблона
Чтобы устройство появилось на вкладке Устройства в веб-интерфейсе контроллера Wiren Board, добавьте его автоматически, через поиск устройств Wiren Board на шине RS-485, или вручную, через выбор шаблона WB-MS v.2.
Управление устройством и просмотр значений
В веб-интерфейсе вы можете управлять выходами устройства и просматривать полученные с него значения. Список отображаемых каналов можно изменить через настройки устройства, доступные в настройках драйвера wb-mqtt-serial.
В таблице перечислены названия измеряемых модулем параметров и их значение. Названия параметров, которые не поддерживаются конкретным модулем, будут выделены красным.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Temperature | Температура внутреннего датчика (в °C) |
| Humidity | Относительная влажность (в процентах) |
| Illuminance | Освещенность (в лк) |
| VOC | Концентрация летучих органических веществ в ppb |
| Input Voltage | Напряжение питания модуля |
| External Sensor 1 | Температура внешнего датчика 1 |
| External Sensor 2 | Температура внешнего датчика 1 |
| Serial | Серийный номер устройства |
Настройка
Способы настройки
- Указать параметры в веб-интерфейсе контроллера Wiren Board в разделе Настройки → Конфигурационные файлы → Настройка драйвера serial-устройств. Если у вас нет этих пунктов, проверьте уровень доступа.
- Записать настройки в Modbus-регистры модуля из консоли контроллера с помощью утилиты modbus-utils-rpc или modbus_client.
- Eсли нет контроллера Wiren Board, используйте Веб-конфигуратор устройств Wiren Board или другое ПО, подробнее на странице Работа с Modbus-устройствами Wiren Board без контроллера. Вам понадобится компьютер с преобразователем интерфейсов USB-RS485.
Мы постоянно совершенствуем наши устройства, поэтому, если вы не нашли описанных в документации настроек — обновите прошивку устройства и программное обеспечение контроллера.
Режимы входов
Входы W1 и W2 устройства можно сконфигурировать как счётные входы.
Режим выбирается для каждого входа индивидуально в параметре Input x.
Данные счетчика записываются в энергонезависимую память при изменении значения счетчика, но не чаще, чем 1 раз в 300 сек. Такой подход позволяет хранить актуальные данные счетчиков и гарантирует продолжительную работу энергонезависимой памяти.
Температурная компенсация
Прошивка датчика автоматически корректирует показания температуры и влажности, учитывая базовый нагрев платы от микросхемы питания (0.8 °C), а также нагрев от установленного датчика VOC (0.14 °C). Значения до корректировки можно посмотреть в регистрах 284 и 285.
Кроме этого, можете изменять измеренную температуру с помощью коэффициента температурной компенсации, который хранится в регистре 245. Например, при монтаже датчика близко к потолку можно занизить его показания.
Пользовательская температурная компенсация настраивается параметром Self-Heating Compensation (°C).
Прочее
Прочие параметры:
- Low-pass Filter Time Constant (ms) — время усреднения значений датчика освещённости. Увеличьте значение, если датчик реагирует на быстрое изменение освещённости, например, на тень проходящего человека.
- TH Sensor Heater Enabled — подогрев датчика температуры и влажности. Используется для разогрева микросхемы сенсора и удаления конденсата.
Настройка датчика освещённости
Управление подогревом микросхемы датчика температуры и влажности
Работа по Modbus
Устройства Wiren Board управляются по протоколу Modbus RTU. На физическом уровне подключаются через интерфейс RS-485.
Поддерживаются все основные команды чтения и записи одного или нескольких регистров. Смотрите список доступных команд в описании протокола Modbus.
Настроить параметры модуля можно в веб-интерфейсе контроллера Wiren Board, или через сторонние программы.
Параметры порта по умолчанию
| Значение по умолчанию |
Название параметра в веб-интерфейсе |
Параметр |
|---|---|---|
| 9600 | Baud rate | Скорость, бит/с |
| 8 | Data bits | Количество битов данных |
| None | Parity | Бит чётности |
| 2 | Stop bits | Количество стоповых битов |
В актуальной версии прошивки устанавливать параметр Stop bits необязательно — устройство будет работать без ошибок и в случае, когда количество стоповых битов не совпадает с настройками Modbus-мастер.
Для ускорения отклика устройств рекомендуем поднять скорость обмена до 115 200 бит/с, см. Настройка параметров обмена данными
Modbus-адрес
Каждое устройство на линии имеет уникальный адрес в диапазоне от 1 до 247. Адрес устройства, установленный на заводе, указан на наклейках, расположенных на корпусе устройства (на верхней крышке, сбоку или снизу). На заводе устройствам Wiren Board в одной партии присваиваются разные адреса, поэтому в вашем заказе, скорее всего, адреса не будут повторяться.
О том, как узнать, изменить или сбросить Modbus-адрес устройства, читайте в статье Modbus-адрес устройства Wiren Board.
Расширение Быстрый Modbus
Быстрый Modbus добавляет стандартному протоколу Modbus новые полезные функции: быстрое сканирование устройств Wiren Board на шине RS-485 и опрос событий.
Дополнительные возможности активируются специальной командой с мастера. Поэтому устройства Wiren Board можно без проблем использовать с любым сторонним оборудованием.
Не все регистры устройства поддерживают генерацию событий, смотрите карту регистров. Регистры с событиями отмечены молнией ⚡. Подробнее читайте на странице Быстрый Modbus.
Карта регистров
Карта регистров датчиков WB-MS
Обновление прошивки и сброс настроек
В устройствах Wiren Board можно обновлять прошивку по протоколу Modbus. Это даёт возможность устранять найденные в прошивке ошибки на месте монтажа, а иногда и добавлять новые функции, если это возможно технически. Настройки, хранящиеся в памяти устройства, не пропадают при обновлении прошивки.
Инструкции:
- Обновление прошивки (видеоинструкция)
- Сброс настроек
- Настройка параметров подключения
- Modbus-адрес: узнать, сбросить или изменить
- Обновление загрузчика
Узнать о выходе новой версии прошивки можно в Журнале изменений в прошивке.
Известные неисправности
Аппаратные ошибки/особенности WB-MS v.2, найденные при эксплуатации устройства.
Ревизии устройства
Изображения и чертежи устройства
Corel Draw 2018 (шрифт — Ubuntu): Файл:WB-Library.cdr.zip
Visio:
- Устройства Wiren Board: Файл:WB-Visio-Lib.zip.
- Щиты, автоматы, контакторы и прочее от стороннего разработчика.
Autocad 2013 DXF: Файл:WB-MS-v.2.dxf.zip
Autocad PDF: Файл:WB-MS-v.2.pdf
База УГО для AutoCAD Electrical: Файл:Wirenboard-AE-base.zip