Добрый день, уважаемые читатели!
Представляю вам небольшой обзор очередного чуда электронной промышленности Китая под названием SD123-T10. Небольшая перфорированная коробочка представляет собой датчик температуры и влажности SHT30 с выходом на шину RS482 и протоколом Modbus RTU.
Корпус довольно небольшой и предназначен для установки на DIN-рейку. Но можно закрепить и обычными саморезами.
Датчик легко вскрыть без использования инструмента, что я сразу же и сделал, внутри коробочки установлена небольшая плата с детальками:
Колодка для подключения кабеля разъемная, что удобно. Несмотря на то, что контактов 5, используется только 4 – А, В, +питания и “земля”. Причем китайцы умудрились перепутать описание разъемов в документации и на всех рисунках, имеющихся в сети. Реальное расположение представлено на фото ниже:
Датчик позиционируется как средство измерения температуры и влажности для: промышленных объектов, базовых станций телекоммуникаций, производственных цехов, складов, сельскохозяйственных теплиц, больниц, лабораторий, отелей, ресторанов, контроля температуры и влажности на складах, строительных площадок и т.д. Но никто не запрещает использовать его и в домашних условиях, разве что цена “кусается” по сравнению с простейшими I2C датчиками.
Если сравнить данное изделие с самым обычным датчиком для шины I2C, то можно сделать такие выводы:
Достоинства:
- Шина RS485 Modbus RTU позволяет не заботится о длине проводов (длина до 1км при определенных условиях) и напряжении питания (от 5 до 28 в).
- Шина RS485 позволяет подключить к одной шине одновременно несколько однотипных сенсоров, так как адреса задаются программно пользователем.
- Готовый вентилируемый корпус
Недостатки:
- Цена
- Мы теряем доступ к некоторому функционалу сенсоров, доступный по шине I2C, например встроенному нагревателю для самопросушки.
Внутреннее устройство и характеристики
В датчике температуры и влажности SD123-T10 используется цифровой I2C датчик температуры и влажности SHT30, поэтому основные характеристики данного датчика следует смотреть по данным из даташита на SHT30:
Напряжение питания: от 5 до 28 В
Потребляемая мощность: 0.1 Вт
Диапазон измерения температуры: от -40 до +125 °C
Шаг измерения температуры (разрешение): 0.01°C
Погрешность измерения температуры (точность): ±0.2°C (max ±0.6°C)
Диапазон измерения влажности: от 0 до 100% RH
Шаг измерения влажности (разрешение): 0.01% RH
Погрешность измерения влажности (точность): ±2.0% RH (max ±4.0% RH)
Собственно сам датчик установлен не на основной плате с микроконтроллером, а не промежуточной, что очень хорошо и теоретически должно уменьшить влияние нагрева микроконтроллера и стабилизатора на измерения.
Для обработки данных используется маломощный микроконтроллер с ядром M0 для сбора данных и вычисления температуры точки росы и температуры по влажному термометру в режиме реального времени PHY6222:
PHY6222 — это система на кристалле (SoC) для приложений Bluetooth 5.2/IEEE 802.15.4. Он оснащен 32-битным процессором ARM® Cortex™-M0 с 64 КБ SRAM, флэш-памятью 128–8 МБ, ПЗУ 96 КБ, 256-битной памятью и многорежимным радиомодулем со сверхнизким энергопотреблением. Это объясняет, зачем на плате разведена печатная антенна. Но в прошивке, по всей видимости, она не используется.
Измеренные значения температуры и влажности можно считывать в режиме реального времени через шину RS485, используя протокол Modbus RTU. За это отвечает другая микросхемка:
Но вот никаких защитных элементов (диоды, самовосстанавливающиеся предохранители) на плате не установлено. Так что надежность работы такого сенсора в промышленных условиях с высоким уровнем помех можно поставить под сомнение.
Датчик оснащен внутренним стабилизатором, который преобразует напряжение питания в диапазоне от 5 до 28В в внутреннее напряжение необходимого уровня.
Программный интерфейс Modbus RTU
Датчик довольно интересен в программном плане.
- Во-первых, номера регистров отличаются от подавляющего большинства китайских датчиков температуры и влажности (как правило это 0x0001 и 0x0002).
- Во-вторых, это единственный датчик для RS485, с которым мне лично удалось пообщаться, который имеет регистры для выдачи данных в FLOAT-формате. Это позволяет получать данные ровно в том виде, в каком они были получены непосредственно с шины I2C, без потери точности. При этом используется порядок байт “Float32 – Little endian byte swap”.
- В-третьих, этот датчик кроме собственно измеряемых данных, выдает и вычисляемые: температуру точки росы и температуру по влажному термометру.
Список регистров приведен в таблице:
| Адрес hex | Адрес dec | Тип данных | Длина | Описание |
|---|---|---|---|---|
| Команды 0x03 или 0x04 – чтение данных | ||||
| 0x01ff | 511 | INT16 | 2 | Температура по влажному термометру (10-кратное значение) |
| 0x0200 | 512 | INT16 | 2 | Температура по сухому термометру (10-кратное значение) |
| 0x0201 | 513 | INT16 | 2 | Влажность (10-кратное значение) |
| 0x0202 | 514 | INT16 | 2 | Температура точки росы (10-кратное значение) |
| 0x0203 | 515 | FLOAT | 4 | Температура с плавающей запятой |
| 0x0205 | 517 | FLOAT | 4 | Влажность с плавающей запятой |
| 0x0207 | 519 | FLOAT | 4 | Температура точки росы с плавающей запятой |
| 0x0209 | 521 | FLOAT | 4 | Температура по влажному термометру с плавающей запятой |
| Команды 0x03 – чтение данных, 0x06 или 0x10 – запись данных | ||||
| 0x0100 | 256 | INT16 | 2 | Адрес устройства на шине Modbus, по умолчанию 1 |
| 0x0101 | 257 | INT16 | 2 | Cкорость передачи данных: 0-1200，1-2400，2-4800，3-9600，4-57600，5-115200, по умолчанию 3 |
| 0x0102 | 258 | INT16 | 2 | Корректировка влажности (смещение) (10-кратное значение) |
| 0x0103 | 259 | INT16 | 2 | Корректировка температуры (смещение) (10-кратное значение) |
Проведем небольшое тестирование. Китайцы написали программу для настройки и тестирования датчика, но пользоваться ей невозможно – только каракули, только хардкор. Нет даже корявого английского перевода:
Поэтому проще использовать общеизвестную программу Modbus Poll. По умолчанию адрес датчика 1 при скорости передачи данных 9600. Но я уже изменил адрес датчика на 3, так как он будет использоваться в одном проекте (о котором я обязательно расскажу).
Чтение регистров данных:
Как видите, здесь документация почти не врёт. Но ниже “отзываются” и недокументированные регистры, данные в которых немного отличаются от основных. Что в них отображается – не совсем понятно.
Точность, которую дает FLOAT32, в общем-то и не нужна в большинстве бытовых (и даже промышленных) применениях, поэтому я пока что ограничился своим универсальным драйвером для RS485-сенсоров. Понадобится большая точность – несложно написать новый.
Очную ставку с другими сенсорами и сравнение их показаний я планирую осуществить в ближайшее время, результаты будут опубликованы в отдельной статье.
Теперь убедимся в правильности документации насчет регистров настроек:
С заданием адреса устройства на шине и скорости передачи никаких сложностей не возникло – всё работает ровно так, как и ожидалось.
Корректировки влажности и температуры должны быть заданы в формате INT16 , при этом значение корректировки перед передачей необходимо умножить на 10. То есть для смещения температуры на -2,5 градуса мы должны записать в регистр 259 значение -25.
Но вот с корректировками – “засада”. Сколько бы я не записывал туда данные, на выходные результаты это никак не влияло. И после перезагрузки так же. Впрочем, я уже сталкивался с подобным поведением на другом похожем китайском изделии.
Возможно, в адресном пространстве регистров присутствуют и такие, через которые можно управлять встроенным в сенсор нагревателем, но мне не удалось их обнаружить на текущий момент.
Ссылки
Документацию и софт (всё на китайском) вы можете найти по этой ссылке.
На этом разрешите откланяться, до новых встреч!
💠 Полный архив статей вы найдете здесь
Пожалуйста, оцените статью: