Мы опубликовали ряд небольших статей о нашем контроллере К1, но у любой хорошей истории должна быть предыстория. У контроллера К1 этой предысторией стал промышленный модем М1.
Начиная с 2014 года у нас были проекты по сбору данных с ПУ (приборов учета: электросчетчиков, счетчиков воды и т.д.), в том числе и различных датчиков сети Modbus. Наши партнеры активно вели разработку платформы Телесенсор, а от нас требовалось аппаратное решение.
К тому моменту мы плотно занимались GPS оборудованием и реализовали ряд проектов по сбору телеметрии с электропоездов «Ласточка».
Во всех проектах мы использовали специализированный модуль на базе MК STM серии L4 и GSM модема, который так и назвали – CM модуль. Компактный, производительный, энергоэффективный, недорогой, на борту «джентльменский» набор интерфейсов: UART, UART, GPIO, SPI, I2C, CAN, JTAG. Он идеально встраивался во все наши разработки. Фактически это мини-контроллер.
Мы собрали технические требования, которые, как всегда, были противоречивые – стоимость, компактность, RS-232 и 485, а еще подсчет импульсов, а еще питание и от 220, и от 9-36 В.
Честно признаемся, было не менее 4-5 итераций и различных решений, прежде чем мы получили текущую версию. Начали мы с «дорого и богато», корпус, конечно же, Phoenix Contact. Первая версия модема, обходилась без 220 В, была очень красивой, но корпус был дороже электроники. В те далекие времена (2014-2015 гг.) реплики на Феникс были еще довольно редки, стоимость корпуса (пластика) составляла более 4000 рублей.
Дальнейшая эволюция устройства представлена на фото ниже. Мы осознали, что инженеру, который устанавливает модем в темном подвале, в целом все равно, насколько красив внешний вид устройства. Поэтому был выбран более доступный корпус Gainta. Также, мы подготовили две модификации – М2М Коннектор и М2М Хаб плюс. Последняя отличается бОльшим количеством входов. Мы прошли сертификацию, метрологию, приборы активно продавались и устанавливались на объекты от Калининграда до Дальнего Востока. Так закончился 2017 год.
Тут имеет смысл вернуться к СМ модулю и тому, как он был интегрирован в проект. На фото представлена итоговая компоновка модема. Модуль СМ нужно было дооснастить переходной платой, чтобы на ней разместить Sim держатель, USB разъем для программирования и батарейку. В итоге мы получили следующую модульную конструкцию:
На нижней плате мы разместили модули питания на базе Mornsun LS03, разъемы Degson, преобразователи интерфейсов. Итоговое решение выглядело так:
А устройство в сборе приобрело такие очертания:
Какие мы получили преимущества? Ответ: модульность вместе с компактностью (2 DIN).
Модульность. Уже пару лет модемы 3G не доступны на рынке, мы перешли на LTE или 2G модемы. Мы просто выпускаем новые модули и получаем необходимую для клиента конфигурацию. Остальные платы показали высокую надежность, и мы вносим минимальные изменения в их конструкцию.
Позднее мы добавили к версии 2016 года программное переключение между RS-232/485 интерфейсами, до этого нужно было переставлять перемычки.
Компактность модема – 2 DIN, наряду с хорошей функциональностью. Встроенный AC/DC обеспечивает экономию на покупке дополнительного блока питания. Нас можно упрекнуть, что если на объекте 10-20 модемов, то такой подход не выгоден. Согласны. Но, во-первых, на практике модемы вместе ставят редко, как правило, один модем может опрашивать много ПУ. Во-вторых, если такие запросы будут, у нас есть версия без блока AC/DC.
Программное обеспечение мы постоянно дорабатываем и совершенствуем. В феврале 2023 года вышла очередная версия Конфигуратора. Она позволяет по USB настроить модем в различных режимах (клиент-сервер - сервер соединений) – это базовый набор. Также, поддерживается режим опроса Modbus линии по RS-485 и передача данных в систему сбора телеметрии. Именно в этом режиме есть различные настройки уставок, которые близки инженерам АСУТП. Главным обновлением 2022 года было возможное УДАЛЕННОЕ подключение к модему и работа через Конфигуратор, сидя в офисе. Можно подключиться, продиагностировать устройство, провести его перенастройку. Отзывы инженеров, которые перестали мотаться по объектам, были для нас самой приятной наградой.
Для обеспечения стабильной работы М1 мы собрали ряд стендов, где перед выпуском прошивки мы проводим длительные и короткие тесты. В режиме модема мы передаем данные в ЛЭРС.
Фактически от идеи и наличия модуля связи СМ за 6-7 лет мы смогли итеративно получить востребованное, надежное решение.
Продолжение следует!
Приобрести промышленный модем М1 или получить подробную информацию о нем можно на сайте: https://m1.edcteam.ru/
