✎ metern_modbus [123Solar / MeterN WIKI]

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<h1 class="page-header">Cablaggio del bus RS485</h1>
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<h2 class="page-header">Modbus: protocollo universale</h2>
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Modbus è un protocollo di comunicazione seriale creato da un importante produttore di PLC nel lontano 1979. A differenza di molti altri protocolli di comunicazione è pubblicato apertamente ed è “royalty-free”, ciò ha permesso ad ogni produttore di PLC, Touch Panel ed in genere di schede elettroniche di implementarlo all’interno dei propri dispositivi, rendendolo così lo standard defacto per l’Automazione e la Domotica. <br/>

Modbus è un protocollo sicuro, infatti integra il controllo CRC su ogni messaggio per verificare l’integrità dei dati; tipicamente viene utilizzato su linee seriali RS- 232 e RS-485 denominato "<b>Modbus RTU</b>", mentre la versione TCP-IP è denominata “<b>Modbus TCP</b>”.<br/>

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&lt;WRAP center round help>
Per chi volesse approfondire gli aspetti tecnici di questo protocollo di comunicazione vi consiglio di leggere questa interessante guida: <a href="http://www.sti.uniurb.it/romanell/Domotica_e_Edifici_Intelligenti/110113-Lez05b-Modbus-DomoticaEdEdificiIntelligenti-Romanelli.pdf" class="urlextern" title="http://www.sti.uniurb.it/romanell/Domotica_e_Edifici_Intelligenti/110113-Lez05b-Modbus-DomoticaEdEdificiIntelligenti-Romanelli.pdf" rel="nofollow">Il protocollo ModBus</a>
&lt;/WRAP>
</p>

</div>

<h2 class="page-header">Lettura dati via RS485</h2>
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La possibilità di disporre di un’uscita RS485 sul contatore permette di poter installare nel nostro impianto <b>fino a 32 contatori</b> per monitorare quanti e quali carichi vogliamo. Basterà infatti collegarli fra loro con un semplice doppino ritorto e collegarli al Raspberry mediante un economico adattatore USB-RS485, per poter monitorare e loggare tutti parametri energetici che desideriamo, mediante i già noti software 123solar e MeterN:
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<img src="/doku/lib/exe/fetch.php?w=400&tok=0afb56&media=img_metern:sdm120c_4.jpg" class="mediacenter img-responsive" title="sdm120c_4.jpg" alt="sdm120c_4.jpg" width="400" />
</p>

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Grazie ad un software sviluppato da Gianfranco Di Prinzio (gianfrdp del forum energeticamebiente.it) che ha messo gentilmente a disposizione su <a href="https://github.com/gianfrdp/SDM120C" class="urlextern" title="https://github.com/gianfrdp/SDM120C" rel="nofollow">Github</a>, è possibile leggere tutti i valori da questo contatore.<br/>

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Il software prevede inoltre le necessarie integrazioni per poter utilizzare il contatore mediante i software MeterN e 123solar. Infatti la possibilità di poter leggere più contatori sullo stesso bus, permette di utilizzare 123solar anche con inverter non direttamente compatibili, ma leggendo anche la <a href="/doku/doku.php?id=metern_scenario2" class="wikilink1" title="metern_scenario2">produzione fotovoltaica</a> (e non solo i consumi) mediante un contatore.
</p>

</div>

<h2 class="page-header">Cablaggio rete modbus</h2>
<div class="level2">

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Come potete vedere il collegamento nelle varie configurazioni è comunque molto semplice. Basterà collegare mediante un <b>doppino ritorto</b> le uscite RS485 del contatore (identificate con le lettere A e B) con le rispettive lettere riportate sulla chiavetta usb.
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&lt;WRAP center round important>
<b>FATE ATTENZIONE A RISPETTARE LA POLARITA’ E COLLEGARE IL TUTTO CORRETTAMENTE</b><br/>

Collegate i dispositivi sul bus solo a sistema NON alimentato
&lt;/WRAP>
</p>

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<a href="/doku/lib/exe/fetch.php?media=img_metern:modbus-schema.jpg" class="media" title="img_metern:modbus-schema.jpg"><img src="/doku/lib/exe/fetch.php?w=500&tok=078099&media=img_metern:modbus-schema.jpg" class="mediacenter img-responsive" alt="" width="500" /></a>
</p>

<p>
Nel caso si installino più dispositivi sullo stesso bus si dovrà creare una catena come l’immagine seguente, mettendo in parallelo tutti i dispositivi del bus:
</p>

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<img src="/doku/lib/exe/fetch.php?w=300&tok=abc0ea&media=img_metern:rs485_wiring.jpg" class="mediacenter img-responsive" title="rs485_wiring.jpg" alt="rs485_wiring.jpg" width="300" />
</p>

<p>
A differenza della rete di computer LAN o del cablaggio a 230 V di casa, con molti bus la disposizione ed il collegamento dei dispositivi non sono casuali. <u>Con il bus RS485, i singoli elementi devono essere collegati in sequenza a un’unica linea continua</u>, come perle in una collana. In questa tipologia, le ramificazioni non sono consentite
</p>

<p>
<img src="/doku/lib/exe/fetch.php?w=500&tok=1af4b7&media=img_metern:rete_rs485.jpg" class="mediacenter img-responsive" title="rete_rs485.jpg" alt="rete_rs485.jpg" width="500" />
</p>

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&lt;WRAP center round important>
Eventuali tronconi di derivazione dal bus devono avere una <b>lunghezza massima di 2m</b>
&lt;/WRAP>
</p>

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&lt;WRAP center round info>
Se per qualche motivo non potete fare a meno di usare un bus con <b>diramazioni a stella</b>, è necessario utilizzare degli apparecchi appositi (RS485 HUB) che isolano con un appropriato driver ogni singolo ramo, che verrà poi terminato normalmente. <a href="http://www.icpdas.com/products/Remote_IO/i-7000/pdf/I-7514U.pdf" class="urlextern" title="http://www.icpdas.com/products/Remote_IO/i-7000/pdf/I-7514U.pdf" rel="nofollow">Esempio</a>
&lt;/WRAP>
</p>

</div>

<h2 class="page-header">Cavo modbus</h2>
<div class="level2">

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Queste sono le specifiche fornite da ABB (PowerOne) per lo specifico cavo per reti RS485 da utilizzare:
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<img src="/doku/lib/exe/fetch.php?w=700&h=376&tok=37ca8b&media=img_123s:cavo_schermato.png" class="mediacenter img-responsive" alt="" width="700" height="376" />
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&lt;WRAP center round important 80%>
Da notare che nel caso si utilizzino degli adattatori USB-RS485 dotati anche del polo GND (massa) non si deve collegare l'eventuale schermatura del cavo a questo polo, ma entrambi i conduttori di un ulteriore doppino.
&lt;/WRAP>
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E' possibile anche l'utilizzo dei <b>cavi LAN</b> per la realizzazione dei collegamenti modbus in sostituzione dello specifico cavo (più costoso e più difficile da trovare).<br/>

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Personalmente ho utilizzato il cavo di rete per lunghezze fino a circa 30-40m senza particolari problemi.<br/>

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E' comunque importante che il cavo di rete abbia le seguenti caratteristiche:
</p>
<ul class="fix-media-list-overlap">
<li class="level1"> sezione conduttori AWG24 (molto spesso sono AWG26 e quindi più sottili)</li>
<li class="level1"> impedenza prossima a 120ohm</li>
<li class="level1"> sia un cavo schermato</li>
<li class="level1"> si utilizzino due fili che costituiscono un doppino ritorto ( <u>NON UTILIZZATE 2 DOPPINI DIVERSI PER I DUE FILI DEL BUS</u> )</li>
<li class="level1"> non vi siano possibilmente giunzioni nel cavo</li>
<li class="level1"> si utilizzi per l'eventuale polo GND i due fili in parallelo di un ulteriore doppino (come visibile nella prima immagine)</li>
<li class="level1"> non utilizzare la schermatura come cavo GND</li>
</ul>

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&lt;WRAP center round help 80%>
Per approfondimenti sul cavo da utilizzare: <a href="http://www.flanesi.it/forum/viewtopic.php?f=17&t=1886" class="urlextern" title="http://www.flanesi.it/forum/viewtopic.php?f=17&t=1886" rel="nofollow">Cavi per seriale RS485 e cavi LAN</a>
&lt;/WRAP>
</p>

</div>

<h2 class="page-header">La velocità corretta</h2>
<div class="level2">

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La capacità parassita della linea di trasmissione aumenta all’aumentare della lunghezza della linea, limitando di conseguenza la massima velocità del bus. Una legge empirica fornisce i seguenti valori:
</p>
<ul class="fix-media-list-overlap">
<li class="level1"> 115200bps: fino a 85m</li>
<li class="level1"> 57600bps: fino a 170m</li>
<li class="level1"> 38400bps: fino a 250m</li>
<li class="level1"> 19200bps: fino a 500m</li>
<li class="level1"> <b>9600bps: fino a 1000m</b></li>
<li class="level1"> 8400bps: fino a 1200m (lunghezza max)</li>
</ul>

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&lt;WRAP center round tip>
Personalmente per l'impiego indicato sul wiki consiglio di <b>utilizzare la velocità di 9600 bps</b> che sono compatibili con i contatori impiegati
&lt;/WRAP>
</p>

</div>

<h2 class="page-header">Le resistenze di terminazione</h2>
<div class="level2">

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I cavi RS-485 hanno impedenza tipica di 120Ω. Di conseguenza è necessario inserire una resistenza di terminazione all’inizio del bus RS-485 (tipicamente sull'adattatore USB-RS485) ed alla fine (tipicamente in concomitanza dell’ultimo slave).<br/>

È opportuno scegliere <b>resistenze da 120Ω con tolleranza 1%</b>, per evitare sbilanciamenti nel bus di trasmissione. <br/>

Alcuni dispositivi, ad esempio gli inverter e/o gli adattatori USB-RS485, integrano internamente delle resistenze di terminazione, in alcuni casi attivabili con dip-switch; in questo caso occorre verificare che solamente il primo e l’ultimo dispositivo del bus abbiano la resistenza di terminazione attivata.
</p>
<ul class="fix-media-list-overlap">
<li class="level1"> Su bus RS-485 particolarmente corti è possibile non inserire le resistenze di terminazione</li>
</ul>

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Fino a 30-35m personalmente non ho avuto problemi e non ho avuto bisogno delle resistenze di terminazione
<img src="/doku/lib/exe/fetch.php?media=img_metern:bus_rs485.jpg" class="mediacenter img-responsive" alt="" />
<br/>

&lt;WRAP center round important>
Attenzione che <b>alcuni adattatori USB-RS485 hanno già al loro interno la resistenza di terminazione da 120 ohm</b>.<br/>

<b>Prima di mettere una resistenza sull'adattatore, verificate che non sia già integrata!!</b>
&lt;/WRAP>
</p>

</div>

<h2 class="page-header">GND? dove lo collego?</h2>
<div class="level2">

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Molti dispositivi RS-485 dispongono del morsetto GND (ground), allo scopo di fornire un riferimento di tensione comune a tutti i ricetrasmettitori RS-485 del bus. In questo caso, occorre collegare tutti i pin GND dei dispositivi tra di loro, utilizzando un altro filo del cavo RS-485.<br/>

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Il pin GND non è comunque necessario alle schede alimentate in tensione continua, in quanto il riferimento di tensione comune è rappresentato dal polo negativo.
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&lt;WRAP center round important>
<b>Non collegare il pin GND alla messa a terra dell'impianto e non si deve collegare alla schermatura del cavo ma utilizzare un altro filo del cavo RS-485</b>
&lt;/WRAP>
</p>

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&lt;WRAP center round help>
Per un approfondimento tecnico sulle reti RS485 suggerisco di leggersi i seguenti documenti:
</p>
<ul class="fix-media-list-overlap">
<li class="level1"> <a href="http://www.flanesi.it/blog/download/RS485/Corretto_cablaggio_delle_reti_RS-485.pdf" class="urlextern" title="http://www.flanesi.it/blog/download/RS485/Corretto_cablaggio_delle_reti_RS-485.pdf" rel="nofollow">Corretto cablaggio delle reti RS485</a></li>
<li class="level1"> <a href="http://www.cle.sm/rete485.pdf" class="urlextern" title="http://www.cle.sm/rete485.pdf" rel="nofollow">Guida alla rete RS485</a></li>
<li class="level1"> <a href="http://www.ainetautomation.com/Documentazione/guida_rapida_bus_rs485.pdf" class="urlextern" title="http://www.ainetautomation.com/Documentazione/guida_rapida_bus_rs485.pdf" rel="nofollow">Guida rapida: creazione di un bus RS485</a></li>
</ul>

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&lt;/WRAP>
</p>

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