Sensores e módulos

Visão geral

Toda a medição no RBgrid é feita por módulos rbAmp no barramento I2C do hub. Um hub com firmware v1.1.2 ou posterior lê até 8 módulos. Você vê-os, e acrescenta novos, na página Points, em rbAmp modules. Aquilo que mede com cada canal é configurado como um ponto (ver Points).

Os módulos também podem estar num nó remoto que comunica com o hub por rádio; os canais do nó aparecem como pontos, e não como cartões de módulo aqui (ver Remote nodes).

A aplicação guarda as definições do módulo e dos canais diretamente no hub. Ficam na memória flash interna do hub e sobrevivem aos reinícios; não é necessário nenhum módulo de memória externo.

Modelo de medição

Toda a medição de tensão e corrente é feita pelos módulos rbAmp no barramento I2C; cada módulo trata ele próprio da sincronização e da digitalização. Os canais são configurados pelo seu modelo de CT (abaixo).

Cada módulo expõe uma entrada de tensão (U) e canais de corrente (I0, I1, …); um cartão de módulo resume isto como 1U + 7I, 3U + 3I, e assim por diante (ver Module cards).

• A tensão vem da entrada U do módulo. Não existe um sensor de tensão separado, selecionável pelo utilizador. Na lista de pontos, a entrada de tensão aparece como um ponto Voltage bus (canal V). Tal como a entrada principal, não pode ser removida: "The main input and the voltage bus cannot be deleted."
• A corrente vem de um transformador de corrente num canal. O ponto mostra o modelo de CT do canal e o seu intervalo.
• O módulo trifásico (STD-U3I3) expõe três tensões e três correntes. Pode medir a sua entrada nas três fases (ver Use as the three-phase input).
• A frequência é reportada pelo hub (o cartão de visão geral Frequency) e não é configurável. No firmware do hub v1.1.3 e anteriores, um módulo com entradas de tensão não ligadas (por exemplo, um STD-U3I3 usado só para corrente) podia definir uma frequência e uma tensão erradas, em torno de 45 Hz. Desde a v1.1.4, estas vêm apenas de um módulo que vê a rede.

Cartões de módulo

Cada módulo rbAmp ligado aparece como um cartão de módulo em Points → rbAmp modules. Por baixo do model do módulo (ou "rbAmp module") e de um indicador de estado, online ou not found, aparece uma linha deste tipo:

module 0 · 0x50 · 1U + 7I · 6 of 7 in use

Indica o índice do módulo, o seu endereço I2C, a sua composição de canais (1U tensão + 7I corrente) e, nos módulos com dois ou mais canais de corrente, quantos estão associados. O cartão mostra também:

• o estado da calibração: "calibration confirmed", "calibration status not reported by the module" ou "calibration: no data" (não mostrado para módulos BASIC);
• "firmware version";
• notas onde se aplicam:
  • módulo BASIC: conta apenas o consumo (não vê a exportação), e o seu firmware não é atualizado através do hub;
• módulo só de corrente: "Current-only module: for current monitoring, not energy metering — no kWh or cost shown for it."
• módulo não calibrado: o modelo do sensor não pode ser escolhido;
• uma linha por canal de corrente (abaixo);
• botões, onde se aplicam: Update firmware (ver Module firmware update) e Use as the three-phase input (ver abaixo).

Linhas por canal

Cada canal de corrente mostra o seu modelo de sensor, o seu intervalo preciso e aquilo a que está associado:

I2: SCT-013-010 · accurate lo–hi A → Water heater

Um canal não associado termina em free em vez de um nome de ponto:

I2: SCT-013-010 · accurate lo–hi A · free

A aplicação calcula o intervalo preciso a partir do tipo e da potência nominal do sensor. Quando o hub reporta a escala total do canal, esta define o limite superior do intervalo. Para a especificação própria do sensor, veja a página do módulo em rbamp.com.

Estado da correção SCT

Um canal de corrente mostra se o módulo aplicou a sua correção SCT:

• Corrected: o canal mostra correction ×k (o fator que aplicou).
• Not corrected: ⚠ readings not corrected: seguido da razão:
  • the channel is not calibrated
• the channel gain does not match the CT model
• the module does not know this CT model

STD-U3I3: o módulo é calibrado de fábrica em conjunto com os seus sensores; as suas leituras vêm dessa calibração. A aplicação não mostra os avisos de proximidade do limite (clipping, sensor limit) para um STD-U3I3.

Canal que não está no módulo

Se um ponto estiver associado a um canal que o módulo não tem, o ponto mostra:

no such channel on the module

O ponto e o seu histórico são mantidos. Não o desassocie enquanto espera (ver Points).

CT no seu limite

No bloco e em Needs attention, um canal perto do seu limite é assinalado:

• clipping: a corrente atingiu o ponto de corte do sensor (a sua corrente de escala total, acima da sua potência nominal); a leitura é subcontada.
• sensor limit: a corrente está perto da corrente de corte do sensor: o hub assinala-a a cerca de 90 % dessa corrente. Para as pinças SCT-013, a corrente de corte é cerca de 116 % da potência nominal (58 A num SCT-013-050), pelo que o aviso surge a cerca de 104 % da potência nominal (52 A). Até à corrente de corte, as leituras estão corretas. Os próprios sensores dos módulos STD não têm estes sinais; leem corretamente até cerca de 130 % da sua potência nominal.

Modelo de CT do canal

Para canais de SCT-series, o modelo de CT escolhe-se nas definições do ponto (Current sensor, ver Point settings): o código SCT-013 da pinça efetivamente instalada. O modelo é escrito no módulo juntamente com a calibração do tipo. Aplica-se de imediato e o módulo reinicia; o hub não.

Alterá-lo substitui a calibração de fábrica do canal pela calibração desse modelo. Essa calibração de fábrica não pode ser restaurada, por isso defina o modelo apenas para a pinça em uso.

• Módulos CT-series (emparelhados de fábrica): o sensor é emparelhado e calibrado na fábrica, por isso o modelo é fixo e apenas mostrado.
• Módulos não calibrados: o modelo não pode ser escolhido.

Modelos SCT-013 suportados (saída de tensão, 1 V à corrente nominal):

• SCT-013-005 · SCT-013-010 · SCT-013-020 · SCT-013-030 · SCT-013-050 · SCT-013-060 · SCT-013-100

A saída de corrente SCT-013-000 (50 mA) não é suportada.

Adicionar módulos

Um hub com firmware v1.1.2 ou posterior lê até 8 módulos rbAmp no seu barramento I2C. Acrescente cada um a partir da aplicação com Points → Add a module. O botão aparece em hubs com firmware 1.1.2 ou posterior.

Todo o novo módulo rbAmp chega com o endereço 0x50, e dois módulos não podem partilhar um endereço. Ligue os novos módulos um de cada vez, com o hub desligado.

O primeiro módulo num hub novo (hub v1.1.4)

Num hub novo, o módulo 0 em 0x50 é um espaço vazio até que um módulo seja ligado ali: ainda nada é medido nele. O diálogo diz isto: "Module 0 at 0x50 is an empty slot: nothing is measured on it. A new module from the box answers at 0x50 and takes this slot as module 0 — no address change, no scan."

1. Desligue o hub. Para remover um módulo, desligue o cabo completo, não só a alimentação.
2. Ligue UM módulo novo (SDA, SCL, GND, VCC) e ligue o hub. Os pinos predefinidos do barramento do hub dependem da placa: SDA 25 / SCL 26 numa ESP32-WROVER, e SDA 8 / SCL 9 numa ESP32-S3, que o hub suporta a partir do firmware v1.1.8 (a S3 não tem GPIO25, e o seu GPIO26 pertence ao barramento flash/PSRAM). Ambos são predefinições que pode alterar nas definições do hub.
3. Aguarde 10–20 segundos, abra Add a module de novo e prima Check again. Um módulo novo ligado a 0x50 é apanhado neste espaço: aparece como presente, e os seus canais surgem em Free sensors na página Points.

Se o seu único módulo estiver noutro endereço, o módulo 0 não é um espaço vazio (a entrada da rede depende dele), e o diálogo diz que não está a responder. Mova o módulo para 0x50, ou use Find one at another address.

Mais módulos

Quando um módulo configurado já está em 0x50, primeiro é movido para um endereço livre, e só depois o novo é ligado em 0x50. No hub v1.1.2 e v1.1.3 é também assim que se adiciona o primeiro módulo.

O diálogo determina onde está a partir do estado do hub, por isso pode fechá-lo para desligar o hub e voltar a abri-lo mais tarde.

Passo a passo

1. Libertar o endereço 0x50 (se necessário). Se um dos seus módulos já estiver em 0x50, o diálogo oferece movê-lo primeiro: Move it to 0x5…. O módulo guarda o novo endereço por si; os seus pontos mantêm os nomes, o histórico e as definições. Quando estiver concluído: "Module n now answers at 0x5…. Address 0x50 is free for the new module."
   • Se esse módulo não responder, verifique a sua ligação e prima Check again; o seu endereço só pode ser alterado enquanto responder.
   • Find one at another address procura um módulo novo que já esteja noutro endereço.
2. Desligue o hub. Para remover um módulo, desligue o cabo completo, não só a alimentação: um módulo deixado no barramento sem alimentação interrompe as leituras de todos os módulos.
3. Ligue UM módulo novo ao conector I2C do hub, ao lado dos outros (SDA, SCL, GND, VCC).
4. Ligue o hub, abra Add a module de novo e prima Scan.
5. A pesquisa mostra "New module model at 0x50 · firmware version". Prima Add.
6. "Module n added at 0x50." Os seus canais aparecem agora em Free sensors na página Points: associe-os como pontos (ver Binding a point). Para acrescentar outro, prima Add another e repita a partir do passo 1.

Cabos e resistências de pull-up

• Mantenha o cabo de cada módulo até 15 cm.
• Com até três módulos, deixe as resistências de pull-up dos módulos como estão: sem cortes, sem resistências extra.
• Com quatro ou mais módulos, corte as resistências de pull-up de todos menos um módulo (ou instale um par externo).

Para cabos mais longos, veja o guia de ligação do rbAmp.

Se algo correr mal

Se a própria página Points mostrar The module bus is stuck, verifique as ligações (um módulo ligado sem alimentação bloqueia o barramento) e depois reinicie o hub (ver Bus warnings).

Usar como entrada trifásica

Um módulo STD-U3I3 mede três tensões e três correntes. O seu cartão de módulo oferece Use as the three-phase input quando o módulo está presente, tem uma entrada, e a entrada ainda não é trifásica. Nos hubs anteriores à 1.1.2, o cartão diz "Three-phase input from one model: update the hub to 1.1.2." em vez disso.

1. Prima Use as the three-phase input.
2. Confirme Use as the input. A entrada mantém o seu histórico.
3. A aplicação indica que o hub medirá a entrada nas três fases após um reinício. Prima Restart now, ou reinicie mais tarde.

Após o reinício, a entrada passa a ser um ponto, L1–L3, com leituras por fase (ver a tabela Per phase (U3I3) na página do ponto). O cartão Phases da visão geral mostra então uma verificação da rotação de fases, por exemplo "Phase rotation forward (L1 → L2 → L3)."

Se o hub recusar, a aplicação mostra o motivo.

Um ponto, ou um ponto por fase

A partir da aplicação e do hub v1.1.5, o mesmo cartão de módulo também decide como as três fases são contadas. O modo aparece a negrito por baixo da linha do firmware, com uma dica de uma linha, e o botão troca para o outro modo. Um hub com firmware anterior à v1.1.5 não mostra nenhuma linha de modo: o seu cartão oferece apenas Use as the three-phase input, como acima.

Qual modo é o correto depende do comportamento do seu contador, e não de uma preferência: um contador que compensa as fases e um contador que conta cada fase faturam a mesma casa de forma diferente.

Para um ponto por fase. A confirmação pergunta "Meter the input per phase?": "Each phase becomes its own input point with its own import and export, as on a meter that counts per phase. Export on one phase is no longer offset by import on another. The input point keeps its history and takes L1; L2 and L3 start from zero. Applies after a restart." Se uma fase não obtiver o seu ponto, o cartão diz qual e porquê; premir One point per phase de novo tenta outra vez.

Voltar a um ponto. A confirmação pergunta "Meter the input as one point?". Quando há pontos de fase a remover, o botão fica vermelho e o texto indica-os: "The points … are deleted and their own history is erased; their totals move into the input, so the site's totals stay." Os seus totais sobrevivem; os seus registos próprios não — por isso transfira o que precisar a partir de History antes de reagrupar. Sem pontos de fase a remover, a entrada simplesmente mantém o seu histórico.

De qualquer forma, a alteração precisa de um reinício. O cartão diz "Saved. The hub meters the input this way after a restart." e oferece Restart now, que pergunta "Reboot the device now?" ("The hub goes offline for about half a minute; metering resumes after start-up."). Até reiniciar, o cartão diz "The change applies after a restart — until then the card shows the old layout." e oculta os botões de modo. Na aplicação v1.1.5, essa mensagem ficava acima da lista de módulos, onde podia ficar fora do ecrã: se premiu um botão de modo e nada pareceu acontecer, desloque-se para cima — o reinício continua a ser necessário.

O que a aplicação mostra por período enquanto a entrada está dividida. A partir do firmware v1.1.6, com o pacote de aplicação correspondente, esses valores cobrem a entrada inteira: o hub serve os três pontos de fase como uma só série somada. Na v1.1.5, os valores por período — o saldo de Economics, o mês e o "vs yesterday" da visão geral, o gráfico de energia — mostravam apenas o ponto L1. Os valores em tempo real e os totais do sistema do hub são a soma completa em qualquer das versões, cada ponto de fase mantém o seu próprio histórico no hub, e a página History mostra sempre as fases separadamente.

Uma entrada dividida são três pontos de medição, e não um, pelo que ocupa três dos doze para os quais o hub mantém histórico (ver Points).

⚠️ Antes de instalar firmware anterior à v1.1.5 num hub cuja entrada é medida por fase, volte a configurá-la como um ponto. O firmware mais antigo trata apenas um ponto de fornecimento.

Atualização do firmware do módulo

Os módulos STD podem ter o firmware atualizado através do hub, com um ficheiro de imagem fornecido pela RobotDyn. O cartão do módulo mostra Update firmware quando o módulo o suporta e está presente. Os módulos BASIC não são atualizados através do hub.

O diálogo mostra a versão atual do módulo. O hub escreve a nova imagem na metade de memória livre do módulo e comuta o módulo para ela; isto demora cerca de 2 minutos por Wi-Fi, e a medição continua.

Passos

1. Prima Update firmware no cartão do módulo.
2. Choose .ota file: a imagem da RobotDyn.
3. Se veio com um ficheiro .manifest, acrescente-o com Add .manifest. Sem ele, o hub só verifica se a imagem cabe na placa depois de escrever a imagem inteira (cerca de 2 minutos).
4. A aplicação verifica o ficheiro antes de o enviar:
   • tem de ser um ficheiro .ota com exatamente o tamanho que o módulo espera;
   • o manifesto tem de corresponder ao .ota, à metade de memória livre do módulo e à sua placa.

Se uma verificação falhar, a mensagem diz qual, e o ficheiro não é enviado. Se for a versão que o módulo já executa, a aplicação avisa; não precisa de atualizar.

5. Inicie a atualização. O progresso mostra Writing, Checking what was written, Switching the module to the new firmware, e depois Done.

Durante a comutação, o módulo fica fora do barramento durante 10–15 segundos; isso é esperado. Se o novo firmware não arrancar, o módulo volta sozinho ao antigo.

Pode fechar a janela com Hide; a atualização continua, e voltar a abrir o diálogo retoma-a.

As atualizações de firmware dos módulos funcionam a partir do firmware do hub v1.1.0, apenas em módulos STD.

Resultados

Atualização dos gráficos

Os gráficos atualizam-se sozinhos: a vista de hora uma vez por minuto, a vista de dia uma vez a cada 5 minutos, e os intervalos mais longos uma vez a cada 15 minutos.