Test: NKE ModBus Bridge

LPWAN Lab

Test: NKE ModBus Bridge

NKE ModBus Bridge

NKE ModBus Bridge

Produktname MODBUS RS485 BRIDGE LORAWAN
Kategorie Sensoren
Hersteller nke Watteco
Rue Gutenberg
ZI Kerandré
56700 Hennebont

Einsatzbereich

Die nke Watteco ModBus RS485 Bridge sammelt Daten von ModBus RTU Geräten und überträgt diese in ein LoRaWAN Netzwerk. Die Bridge kann auch verbundenen ModBus Geräte mit Steuerdaten beschreiben und so deren Verhalten beeinflussen.

Die wichtigsten Eigenschaften im Überblick

  • Class A LoRaWan Gerät
  • konfigurierbarer Sendezyklus
  • unterstützt ABP und OTAA
  • Physikalische Schnittstelle: RS485 – 2 Adern – Schutz gegen Überspannung
  • RS485 Abschlusswiderstand kann auf der Platine aktiviert werden
  • RS485 Datenrate (kbit/s) 1,2 / 2.4 / 4,8 / 9,6 / 19,2 / 38,4 / 57,6 / 115,2
  • RS485 Protokoll: Mode RTU, Bridge funktioniere als ModBus Master
  • kann mehrere über RS485 angeschlossene Geräte verwalten
  • Alle ModBus Parameter können über Downlinks konfiguriert werden
  • Periodisches Aufwachen um ModBus Register zu lesen / schreiben
  • Optional: Aufwachen über externes Signal um ModBus Register zu lesen / schreiben
  • Buzzer für auditive Rückmeldungen an den Benutzer während der Konfiguration
  • Antenne: intern

Unboxing: Gehäuse und Verarbeitung

Wie die meisten nke Watteco Sensoren sitzt die Bridge in einem stabilen und brandgehemmten Gehäuse gemäß UL94-V0HB / IP61. Die Maße sind 84x82x85mm. Das Gehäuse kann mit Hilfe der 2 mitgelieferten Schrauben auf einer Standard DIN Schiene befestigt werden. Integriert ist eine 3,6V / 3600mAh Lithium Batterie. Die Bridge kann aber auch über externe 9V-24V 100mW betrieben werden.

Anschlüsse

Anschluss der NKE Modbus Bridge

Für die Verbindung mit dem ModBus Gerät stehen zwei Klemmen zur Verfügung. Hier werden die zwei Adern der RS485 Schnittstelle angeschlossen. Bei Bedarf kann ein Abschlusswiderstand aktiviert werden. Darüber hinaus befindet sich auf der Platine ein An-/Ausschalter sowie ein Magnetkontakt für das berührungslose Aktivieren von außen.

Konfiguration und Betrieb

Die Bridge lässt sich – wie bei nke Watteco üblich – vollständig über LoRaWan Downlinks konfigurieren. Die als ModBus Master arbeitende Bridge erlaubt es mehrere an die RS485 Verbindung angeschlossene Geräte zu verwalten. Hierfür stehen 8 mögliche Konfigurationen der ModBus Geräteadresse, der ModBus Register und Funktionscodes zur Verfügung.

Sobald die Konfiguration erfolgt ist sendet die Bridge die hinterlegte ModBus Anfrage an die entsprechende ModBus Adresse um daraufhin die erhaltenen Antwortdaten (ModBus Answer Frame) über LoRaWAN an den Server zu schicken. Dies geschieht in den hinterlegten Intervallen. Im Gegenzug kann der Server auch die Bridge per Downlink anweisen ein Register  / Coil / Inputs eines ModBus Gerätes zu beschreiben.

In beiden Fällen interpretiert die Bridge nicht die ModBus Anfrage / Antwort, sondern vermittelt die Daten lediglich zwischen dem angeschlossenen Gerät und dem Server.

Die Standard Kommunikationsparameter der Bridge sind:

  • 9600 Bauds         
  • 8 Data bits           
  • 1 Stop bit             
  • Parität: keine

Möchte man z.B. die Geschwindigkeit der RS485 Schnittstelle auf 115200 Bauds ändern, schickt man folgendes Kommando an die Bridge:

0x 11 05 80 06 00 00 22 11 52 00

Ob die Kommunikationsparameter korrekt konfiguriert sind und ob die physikalische Verbindung zum ModBus Gerät funktioniert, lässt sich schnell mit einem direkten Auslesen von Registern testen. Mit folgendem Kommando werden von dem ModBus Gerät mit der Geräte-ID “01” die ersten 3 Register ab Adresse 200 ausgelesen:

0x 11 50 80 07 00 06 01 03 00 C8 00 03

Die Antwort sollte wie folgt aussehen:

0x 11 01 80 07 00 01 00 41 09 01 03 06 08DB 0411 0414

wobei die markierten Bytes die Werte der jeweiligen Register enthalten.

War die Abfrage erfolgreich, kann diese nun wie folgt in der Bridge persistent abgespeichert werden:

0x 11 05 80 07 00 00 41 06 01 03 00 C8 00 03

Nun muss noch ein Intervall für die automatischen Reports gesetzt werden. Für ein automatisches Reporting Intervall von 5 Minuten wird folgendes Kommando geschickt:

0x 11 06 80 07 00 00 01 41 80 02 80 05 01 00

Die Antwort der Bridge für das erfolgreiche Speichern des Intervalls sieht wie folgt aus:

0x 11 07 80 07 00 00 00 01

Ab jetzt wird die Bridge im Abstand von 5 Minuten die ersten 3 Register ab Adresse 200 auslesen und an den Server schicken. Ein Beispiel Payload dieser automatischen Nachrichten sieht wie folgt aus:

0x 11 0A 80 07 00 01 41 09 01 03 06 08D9 0410 040F

wobei die markierten Bytes hier die Werte der 3 ModBus Register enthalten. In diesem Fall also dezimal: 2265 aus Register 200, dezimal 1040 aus Register 201 und dezimal 1039 aus Register 202.

Die hier gezeigte Beispielkonfigurationen nutzt einen von 8 möglichen Speicherplätzen aus. Weitere 7 Konfigurationen mit jeweils unterschiedlichen ModBus Anfragen und Intervallen können gesetzt werden.

Fazit

Die Bridge entspricht unseren Erwartungen an die nke Watteco Sensoren. Das Gehäuse ist stabil und funktional. Das Gerät ließ sich wie in der Dokumentation beschrieben konfigurieren und sendete die gewünschten Registerwerte aus unserem angeschlossenen ModBus Gerät in regelmäßigen Zeitabständen an den Server. Das verwendete Datenformat ist flexibel gestaltet, benötigt aber technisches Wissen um ModBus Anfragen selbst erstellen zu können. Der Ausblick auf die Unterstützung von anderen seriellen Geräten hat uns gefreut. Lediglich der fehlende Anschluss für eine externe Antenne hat uns gestört.

Bezug

SmartMakers ist offizieller nke Watteco Distributor.
Das Gerät ist ab sofort in unserem IoT LPWAN Shop erhältlich.