Creasol DomBus37: 12 ingressi analogici/digitali, 3 ingressi AC e 3 uscite relè per building automation

Modulo domotico su guida DIN, 115x90x40mm, che supporta sia il protocollo DomBus che Modbus RTU , che integra 12 ingressi analogici/digitali a bassa tensione, 3 uscite a relè, 3 ingressi 115Vac / 230Vac . Opzionalmente è in grado di controllare e monitorare l'alimentazione fornita ad una sirena esterna antifurto.

Adatto per interfacciare sensori di allarme (sensori a contatto magnetico, PIR, tamper), monitorare l'interruzione dell'alimentazione (tramite i 3 ingressi AC) e controllare fino a 3 uscite (relè).

Può essere collegato al controllore domotico tramite bus seriale RS485 (4 fili, 2 per alimentazione 12/24V e 2 per dati a 115200bps).

Come gli altri dispositivi DomBus, DomBus37 è progettato per consumare poca energia, essere affidabile, completamente configurabile e facile da usare . Ogni porta di ingresso è completamente configurabile, ad esempio come ingresso analogico o digitale, twinbutton (doppio pulsante collegato a una singola porta), contatore, cicalino, NTC 10k, ... Le porte analogiche sono in grado di decodificare singolo, doppio, triplo, quadruplo bilanciamento sensori di allarme.

Caratteristiche

• 1x relè 250V 10A con connessione NA (SPST), configurabile in modalità normale o basso consumo, modalità tenda (motore SU/GIÙ) e in modalità flash (collegato a una lampada lampeggiante o sirena)
• 2 relè 250 V 5 A con connessione NA (SPST), configurabili in modalità normale o a basso consumo, modalità cieco (motore SU/GIÙ) e in modalità flash (collegato a una lampada lampeggiante o sirena)
• 12 I/O configurabili , ognuno può essere impostato come ingresso digitale (con pullhigh interno, attivo basso) , ingresso digitale con pulldown (attivo alto: può accettare tensione da +3 a +40 V), ingresso analogico, ingresso a doppio pulsante (doppio pulsante collegato ad un singolo ingresso del modulo) , contatore (contatore di energia, gas o acqua); un pullup interno da 10k attivabile tramite jumper PCB (necessario per sensori twinbutton e NTC10k)
• 3 ingressi optoisolati 115Vac / 230Vac , utilizzabili come ingresso digitale (per rilevare tensione su apparecchi, PIR e rilevare interruzioni di corrente) o contatore (contatore con uscita AC)
• Opzionalmente , attivabile tramite alcuni ponticelli sulla scheda, può alimentare una sirena di allarme che monitora la tensione, la corrente e lo stato/errori della sirena.
  
• Monitorare la tensione del bus
• Le 12 porte di ingresso sono protette da diodi di bloccaggio e possono funzionare tra -40 V e +40 V.
• Alimentazione 9-35Vdc (regolata internamente da un circuito di alimentazione switching ad alta efficienza che riduce al minimo il consumo energetico e la dissipazione)
• basso consumo energetico: 12 mW normalmente, 180 mW con i 3 relè ON
• Bus RS485 115200 bps (lunghezza massima: 1 km)
• Protocollo proprietario DomBus , funzionante con il sistema domotico Domoticz , o protocollo standard Modbus RTU , funzionante con Node-RED , Home Assistant , OpenHAB e molti altri sistemi.

Avvertenze

• Non mischiare dispositivi ad alta e bassa tensione sulle uscite relè : i relè possono essere utilizzati tutti collegati a dispositivi 115 / 230Vac, oppure tutti collegati a dispositivi 30Vmax.
  
• Per il bus utilizzare un cavo schermato a 4 fili , utilizzando due linee per l'alimentazione (12 o 24Vdc) protette da fusibile .
• Per ridurre il rumore e le riflessioni sul bus, abilitare la resistenza di terminazione (cortocircuitando il ponticello PCB Rbus dietro il LED) sulle due estremità più lontane del bus .

Funzionalità delle porte DomBus37

Indirizzo predefinito: 0xff37

(1): può essere utilizzata come uscita BLIND, per aprire una tenda/veneziana, ma solo la porta precedente può essere configurata in Domoticz come OUT_BLIND perché, quando configurato come OUT_BLIND, il dispositivo DomBus configura automaticamente la porta successiva per pilotare un relè in aperto direzione.

Funzionalità DomBus37 Modbus RTU (per la versione Modbus)

All'accensione il modulo mostra sul LED rosso l'attuale indirizzo Modbus slave (indirizzo registro=8192) in formato decimale, sul LED verde il baudrate seriale (reg. 8193), ed infine sul LED rosso la parità seriale (reg. 8194) ).
Se un valore è zero, viene emesso un lampeggio lungo.

Ad esempio, se reg(8192)=55, reg(8193)=0, reg(8194)=0, all'accensione verranno visualizzati i seguenti lampeggi del led:
5 lampeggi rossi, pausa, 5 lampeggi rossi (indirizzo slave= 0x37 = 55 decimale), pausa, 1 lampeggio lungo verde (reg(8193)=0 => baudrate=115200bps), pausa, 1 lampeggio lungo rosso (reg(8194) =0 => parità=Nessuna).

Il dispositivo sarà operativo solo quando saranno visualizzati i parametri indirizzo/baudrate/parità: il modulo accetterà quindi i comandi tramite Modbus RTU e mostrerà periodicamente lo stato delle uscite per tutte le porte, da 1 alla porta massima: il lampeggio verde indica che lo stato della porta è spento, rosso flash significa che la porta è attiva.

Indirizzo slave predefinito: 55 (0x37)

E' possibile attivare una o più uscite per un certo periodo di tempo (uscita monostabile/timerizzata) come indicato in tabella. Il parametro corrispondente al tempo necessario può essere calcolato utilizzando le seguenti regole:

Da 0 a 60s => risoluzione 31,25ms 2=62,5ms, 3=93,75ms, ... 1920=60s => valore=tempo_in_millisecondi/31,5
Da 1m a 1h con risoluzione 1s 1921=61s, 3540+1920=5460=1h => valore=(tempo_in_secondi-60)+1920
Da 1h a 1d con risoluzione 1m 5461=1h+1m, 1380+5460=6840=24h => valore=(tempo_in_minuti-60)+5460
Da 1d a 1500 giorni con risoluzione 1h 6841=25h, 6842=26h, e così via => valore=(time_in_hours-24)+6840

Le tabelle seguenti mostrano alcuni esempi di comandi Modbus.

Il protocollo Modbus può essere testato facilmente utilizzando un programma Modbus, come mbpoll per Linux:

mbpoll -v -m rtu -0 -1 -a 1 -b 115200 -P none -r 0 /dev/ttyUSB0 32 0 64 128 0 0 0 65280

per attivare RL1 per 1s, R3 per 2s, RL4 per 4s e RL8 per sempre.

mbpoll -v -m rtu -0 -1 -a 1 -b 115200 -P nessuno -r 255 -c 1 /dev/ttyUSB0

per leggere tutti gli stati dei porti.

Utilizzo delle porte di ingresso per leggere le tensioni CC esterne

Le tensioni applicate all'ingresso di un modulo DomBus devono essere comprese nell'intervallo 0-3,3 V CC, pertanto è necessario applicare una partizione resistiva esterna per misurare una tensione più elevata.
Ad esempio, per monitorare una tensione di 12V si può utilizzare una partizione resistiva da 100k e 22k: in questo caso tensione massima applicata = 3,3 / 22k * (100k + 22k) = 18,3V e la costante A utilizzata nel controllore domotico per ottenere la tensione reale è calcolata come 18,3/65535=0,00027924
Si noti che la tensione analogica può essere applicata solo alle porte del modulo senza resistenza pullup da 10k.
Fai attenzione a misurare le tensioni solo su dispositivi che condividono la stessa terra (GND) della rete DomBus!

Utilizzo delle porte di ingresso per leggere le temperature

I moduli DomBus hanno la capacità di leggere la temperatura utilizzando sensori NTC con resistenza 10k @25°C e coefficiente B=3950.
L'NTC deve essere collegato agli ingressi che dispongono già della resistenza pullup interna da 10k, altrimenti è necessario applicare una resistenza esterna da 10k. Collegare il sensore NTC tra ingresso e GND.

Impostando IN_ANALOG,FUNCTION=3950 la porta del modulo è configurata in modalità analogica, e il driver DomBus convertirà il valore letto nel valore di temperatura in °C.

Quando si utilizza il protocollo Modbus, il valore analogico restituito dal modulo deve essere convertito, tramite software, utilizzando la seguente formula:

Ro=10000
To=25.0
beta=3950
#value=0..65535, value returned by DomBus module
if (value==65535): value=65534 #Avoid division by zero
r=value*Ro/(65535-value)
temp=math.log(r / Ro) / beta
temp+=1.0/(To + 273.15)
temp=round((1.0/temp)-273.15, 2)

Note applicative

Collegamento fino a 12 sensori di temperatura a DomBus37, per monitorare serre, impianti di riscaldamento,...

Tutti gli ingressi analogici/digitali di DomBus37 possono essere configurati come IN_DIGITAL,FUNCTION=3950 e collegati a termistori NTC standard, 10k @25°C con costante 3950 : in questo modo è possibile misurare fino a 12 temperature di fluidi o aria ( ambiente, tunnel o temperature della serra, temperature del suolo, temperature dell'acqua di riscaldamento e della caldaia , ....).
Per ogni ingresso collegato ad un sensore di temperatura NTC, deve essere abilitato il pullup 10k (cortocircuitando il relativo jumper RUx PCB). Ad esempio, se IN1 è collegato a NTC, RU1 deve essere cortocircuitato utilizzando il saldatore e un po' di stagno per cortocircuitare le piazzole PCB contrassegnate come RU1.
In caso di protocollo DomBus, il dispositivo NTC deve essere configurato come IN_ANALOG,FUNCTION=3950 , quindi il modulo DomBus37 invierà periodicamente un valore compreso tra 0 e 65535 corrispondente alla tensione di partizione determinata da 10k e NTC, che verrà convertita dal Libreria/plug-in DomBus su un valore di temperatura in gradi Celsius.

Monitoraggio dell'alimentazione di una sirena antifurto da esterno

Questa è una funzionalità sperimentale, non ben testata, quindi non viene fornita alcuna garanzia su questa soluzione.

DomBus37 permette di alimentare una sirena da esterno, monitorando la corrente alla sirena: poiché ogni sirena da esterno ha una batteria al suo interno, è possibile che la batteria venga danneggiata da un cortocircuito dell'elemento interno, portando ad una tensione della batteria inferiore e ad un maggiore assorbimento di corrente. In questo caso è utile monitorare le sirene esterne per verificarne lo stato della batteria.

Per evitare qualsiasi problema, nel DomBus37 è presente un limitatore di corrente, che limita la corrente a 450 mA max, e un mosfet per accendere e spegnere l'alimentazione. Normalmente quando viene tolta l'alimentazione la sirena inizia a suonare, quindi normalmente la sirena è sempre alimentata e l'alimentazione viene tolta in caso di intrusione o allarme.

Per attivare questa funzione, la porta IN12 deve essere configurata come PERSONALIZZATA (per impostazione predefinita è configurata come ingresso digitale), 3 ponticelli PCB contrassegnati come "Sirena" devono essere chiusi (sfera di stagno con un saldatore) e il ponticello PCB "In12" deve essere aperto (usando un taglierino).

Collegando l'alimentazione positiva della sirena esterna alla morsettiera IN12 e abilitando la porta S.On, il dispositivo inizierà a misurare:

• Vbus (13,5-13,8 V, normalmente), con risoluzione 1 mV
• S.Volt è la tensione della sirena (tensione sulla morsettiera IN12), con risoluzione 1mV
• S.Curr è la corrente della sirena (corrente alla sirena), con risoluzione 1mA

Inoltre, la porta S.State mostrerà lo stato attuale della sirena, mostrando se la sirena è ACCESA o SPENTA, assorbe una corrente elevata o ha una bassa tensione o se la sirena è stata disabilitata a causa di corrente elevata e bassa tensione portando ad un'elevata dissipazione di potenza sul mosfet all'interno del modulo.

Interfacciamento di un sensore di flusso d'acqua

I sensori di flusso d'acqua sono utili per misurare il consumo di acqua fredda e calda . Alcuni sensori del flusso d'acqua si basano su un sensore Hall per misurare la rotazione del rotore interno, generando impulsi fino a 100-200 Hz.
I sensori di flusso d'acqua Hall non sono sensori sensibili, soprattutto se realizzati in ferro come quello mostrato in figura, quindi suggeriamo di scegliere misuratori con la sensibilità migliore, ad esempio 1-30 l/min, utilizzando materiale in ottone : fare attenzione che se il flusso la velocità è inferiore a 1 litro al minuto, il sensore emetterà 0 impulsi!
I moduli DomBus sono in grado di funzionare con sensori ad alta velocità, generando fino a 500 impulsi/secondo .

L'immagine sotto mostra come DomBus37 è stato collegato ad alcuni sensori di temperatura, sensori di allarme, sensore di flusso d'acqua e contatori di potenza/energia.

Quando i moduli DomBus vengono utilizzati con Domoticz, (in questo caso, modulo DomBus37 programmato con protocollo DomBus):

• I sensori di temperatura NTC (10k a 25°C, B=3950) sono configurati come IN_ANALOG,FUNCTION=3950 ;
• il contatore del flusso d'acqua è configurato come IN_COUNTER,A=0,0025 (400 impulsi per litro) con parametro divisore=1000 per convertire da litri a m³;
• i contatori di potenza/energia (DDS238-2) sono configurati come IN_COUNTER,TYPENAME=kWh,DIVIDER=2000