Cómo usar RS485 y Modbus con reComputer R1000
Introducción
Este artículo introduce cómo utilizar la función de comunicación 485 del reComputer R1000 y prueba las funciones de comunicación RS485 y Modbus.
Primeros Pasos
Antes de comenzar este proyecto, es posible que necesites preparar tu hardware y software con anticipación, como se describe aquí.
Preparación del Hardware
| reComputer R1000 |
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description: Este artículo introduce cómo utilizar la función de comunicación 485 del reComputer R1000 y prueba las funciones de comunicación RS485 y Modbus. title: Cómo usar RS485 y Modbus con reComputer R1000
Introducción
Este artículo introduce cómo utilizar la función de comunicación 485 del reComputer R1000 y prueba las funciones de comunicación RS485 y Modbus.
Primeros Pasos
Antes de comenzar este proyecto, es posible que necesites preparar tu hardware y software con anticipación, como se describe aquí.
Preparación del Hardware
Software
- Usar modbus poll en tu PC con Windows 10. También puedes usar otras herramientas de prueba de Modbus.
- Usar modbusmechanic en reComputer R1000 y Windows 10. También puedes usar otras herramientas de prueba de Modbus.
- Usar mobaxterm en tu PC con Windows 10. También puedes usar otras herramientas de prueba de puertos seriales.
- Debes descargar la herramienta minicom en el reComputer R1000 con el siguiente comando:
sudo apt-get install minicom
Configuración del Hardware
Esta prueba utiliza un módulo RS485 a USB para conectar el reComputer R1000 y un PC con Windows 10.
Para ModbusTCP, utilizamos cables Ethernet para conectar la PC con Windows 10 y el reComputer R1000 a un switch para asegurarnos de que estén en el mismo segmento de red.
Configurar minicom en reComputer R1000 v1.1
NOTA: Antes de usar RS485 con minicom, instala los controladores del R1000 siguiendo estas instrucciones.
Primer paso: Instalar minicom
Instala minicom tanto en tu computadora host como en el reComputer R1000 con el siguiente comando:
sudo apt install minicom
Segundo paso: Configurar minicom
Abre una terminal con Ctrl+Alt+T e ingresa el siguiente comando:
sudo minicom -D /dev/ttyAMA*
El ttyAMA* debe ser ttyAMA2, ttyAMA3 o ttyAMA4, dependiendo de qué puerto RS485 estés utilizando.
Luego, presiona Ctrl+A y luego C, verás la interfaz de minicom como la siguiente:
Presiona o para configurar minicom y selecciona Serial port setup, verás la siguiente pantalla:
Luego, presiona F y H para cambiar minicom al modo RS485. El resultado será el siguiente:
Finalmente, selecciona Exit y presiona Enter para salir de la configuración:
Acciones requeridas para reComputer R1000 v1.0
Para reComputer R1000 v1.0, el pin DE del transceptor 485 incorporado está fuera de control por defecto, lo que significa que las interfaces solo pueden transmitir datos en una dirección (solo recibir o solo enviar).
Para distinguir entre las revisiones de hardware (v1.0 y v1.1), puedes consultar los detalles del cambio de producto de reComputer R1000 V1.1.
Actualmente, existen dos soluciones: una es cargar un módulo del kernel que se enganche al controlador UART (recomendada) y la otra es una solución a nivel de aplicación que simplemente llama a libgpiod para controlar los pines DE. Puedes elegir la que mejor se adapte a tus necesidades.
Solución con módulo del kernel (recomendada)
Instalación
Primero, descarga el código fuente del módulo del kernel. Es un repositorio independiente, por lo que puedes clonarlo directamente.
git clone https://github.com/bclswl0827/r1000v1-rs485-autoflow
cd r1000v1-rs485-autoflow
Luego, compila el módulo del kernel.
make
Si encuentras errores al compilar, puede que necesites instalar los encabezados del kernel correspondientes a tu versión actual del sistema. Suponiendo que usas Raspberry Pi OS, puedes instalar los encabezados con el siguiente comando:
sudo apt-get install linux-headers-$(uname -r)
Después de eso, vuelve a compilar el módulo del kernel.
Cargar el módulo del kernel
Después de compilarlo, puedes cargar el módulo con el siguiente comando:
sudo insmod r1000v1-rs485-autoflow.ko
Si el módulo del kernel se cargó correctamente, deberías ver el siguiente mensaje en el registro del kernel. Verifícalo con el comando dmesg.
[ 256.037465] r1000v1_rs485_autoflow: RS-485 interface has been hooked successfully
Ahora puedes usar la herramienta minicom para probar la comunicación RS485. También puedes usar otras herramientas de prueba de puertos serie, como picocom.
Para cargar el módulo automáticamente en el arranque, agrégalo al archivo /etc/modules con el siguiente comando.
echo "r1000v1_rs485_autoflow" | sudo tee -a /etc/modules
Después de registrar el módulo, necesitas reiniciar el sistema para que los cambios surtan efecto.
sudo reboot
Descargar el módulo del kernel
Para descargar el módulo del kernel, ejecuta el siguiente comando. La interfaz RS485 incorporada volverá al modo solo recepción.
sudo rmmod r1000v1-rs485-autoflow
Agregar el módulo con DKMS
DKMS (Dynamic Kernel Module Support) es un sistema que automatiza la compilación e instalación de módulos del kernel, haciéndolo útil para gestionar módulos a través de múltiples versiones del kernel. Al usar DKMS, puedes asegurarte de que tus módulos sigan siendo compatibles incluso después de una actualización del kernel.
Para agregar este módulo del kernel con DKMS, usa el siguiente comando:
sudo make dkms_install
Este comando registrará el módulo con DKMS, lo compilará y lo instalará para la versión actual del kernel. Cuando el kernel se actualice en el futuro, DKMS recompilará e instalará automáticamente el módulo para la nueva versión, evitando que lo hagas manualmente.
Solución a nivel de aplicación
Uso de script
Además de los métodos mencionados en este artículo, también proporcionamos un script que puedes ejecutar con el siguiente comando. Este script puede crear automáticamente un nuevo dispositivo /dev/ttyx y luego usar el número de dispositivo recién creado para realizar comunicación RS485/Modbus RTU.
curl -sSL https://raw.githubusercontent.com/Seeed-Projects/R1000-RS485-Util/main/setup_rs485.sh | sudo bash
Configuración manual
Primero, debes descargar el programa en C que proporcionamos, y luego referirte al contenido del ReadMe. Compila y ejecuta el programa.
git clone https://github.com/Seeed-Studio/seeed-linux-dtoverlays
cd seeed-linux-dtoverlays/tools/rs485_control_DE/
sudo apt-get install libgpiod-dev
gcc -o rs485_DE rs485_DE.c -lgpiod
sudo ./rs485_DE /dev/ttyAMA2 /dev/gpiochip0 6 /dev/ttyAMA10
Este programa creará un nuevo dispositivo ttyAMAx, donde el número del dispositivo dependerá de los parámetros que ingreses al ejecutar el programa.
- El ejemplo anterior muestra cómo usar una interfaz RS485. Si deseas utilizar tres interfaces 485, puedes usar el siguiente script:
sudo ./rs485_DE /dev/ttyAMA2 /dev/gpiochip0 6 /dev/ttyAMA10 &
sudo ./rs485_DE /dev/ttyAMA3 /dev/gpiochip0 17 /dev/ttyAMA11 &
sudo ./rs485_DE /dev/ttyAMA5 /dev/gpiochip0 24 /dev/ttyAMA12 &
ttyAMA10~ttyAMA12 corresponden a ttyAMA2~ttyAMA5 uno a uno. Usa ttyAMA10~ttyAMA12 en tu aplicación para la comunicación normal (no puedes usar ttyAMA2~ttyAMA5, necesitas utilizar el número de dispositivo recién creado por el script).
Pasos para probar Modbus RTU
Paso 1: Ingresa el siguiente comando en el reComputer R1000 para abrir el software minicom:
minicom -D /dev/ttyAMAx -b 9600
Donde -D va seguido del número del dispositivo que deseas abrir, -b se refiere a la velocidad en baudios, y el número del dispositivo debe ser el recién creado en el primer paso. Luego, abre MobaXterm en la PC con Windows 10, crea un nuevo terminal de puerto serie, selecciona el número de puerto serie y configura la velocidad en baudios a 9600. Finalmente, puedes realizar la comunicación bidireccional con RS485. Como se muestra en la imagen, el contenido ingresado en el reComputer R1000 se envía a través de RS485, y el contenido ingresado en la PC con Windows 10 también se envía al reComputer R1000, asegurando una comunicación bidireccional normal.
Paso 2: Después de probar la función RS485, puedes realizar la prueba de la función Modbus. En este paso, el reComputer R1000 se probará como un esclavo Modbus. Abre el software ModbusMechanic en el reComputer R1000, selecciona el número de dispositivo y la velocidad en baudios, luego haz clic en la función de simulación de esclavo en la parte superior izquierda para agregar dos bobinas. Luego, abre Modbus Poll en Windows 10 como estación maestra para leer las bobinas del esclavo. Después de abrir la ventana de visualización de Modbus Poll, puedes ver que el envío y la recepción de mensajes de Modbus RTU son normales.
Paso 3: En este paso, el reComputer R1000 se probará como maestro Modbus. Abre el software ModbusMechanic en ambos dispositivos (reComputer R1000 y Windows 10), selecciona el número de dispositivo y la velocidad en baudios. En la PC con Windows 10, sigue los pasos del tercer paso de configuración. En el reComputer R1000, selecciona Read Coils(0x01) para leer la bobina del esclavo, configura Slave Node en 1, selecciona la dirección que deseas leer en Register, y finalmente haz clic en Transmit packet.
Pasos para probar Modbus TCP
Paso 1: Abre ModbusMechanic en la PC con Windows 10 y en el reComputer R1000.
Paso 2: El reComputer R1000 actúa como host Modbus TCP. En la PC con Windows 10, haz clic en Tool => Start Slave Simulator, selecciona TCP en TYPE, 1 en Slave ID, y luego agrega Coils. Luego, en el reComputer R1000, ingresa la dirección IP, selecciona Read Coil en Scan Group, ingresa Slave Node y Register, y finalmente haz clic en Transmit packet. Verás que los datos del esclavo se han leído con éxito.
Paso 3: El reComputer R1000 actúa como esclavo Modbus TCP. Sigue los mismos pasos del segundo paso para la configuración. Verás que el reComputer R1000 puede leer datos normalmente como esclavo.
Ejecutar el programa esclavo Modbus TCP en el reComputer R1000 requiere escuchar el puerto 502, lo que puede requerir permisos sudo. Si tu aplicación no puede escuchar el puerto 502, intenta agregar permisos a la aplicación.
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