Siemens SIMATIC IOT2000 Series para Ubidots + Arduino IDE: 8 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

A simplicidade do Arduino combinada com a confiabilidade e a história da Siemens torna a série SIMATIC IOT2000 uma escolha perfeita para um gateway industrial em fábricas e instituições que exploram opções de conectividade e retrofit. Novos sensores em máquinas antigas ou simplesmente atualizando os sensores atualmente em uso, a série SIMATIC IOT2000 harmoniza, analisa e encaminha dados de forma eficiente com protocolos comuns como MQTT e Modbus. Com base em um Yocto Linux, a série SIMATIC IOT2000 inclui os modelos IoT2020 e IoT2040 que são compatíveis com a maioria dos Arduino Sketches e podem ser carregados diretamente do Arduino IDE. O IOT2040 é ideal para fábricas, enquanto o IOT2020 é melhor em instituições educacionais com seus periféricos adicionais e protocolos de comunicação.

O tutorial a seguir demonstra como configurar a série SIMATIC IOT2000 usando o IDE Arduino e um código de amostra para enviar uma solicitação HTTP para Ubidots para interpretação de front-end.

Etapa 1: Requisitos

• Cabo Ethernet
• Cartão SD
• Fonte de alimentação 24V
• IDE Arduino
• Siemens SIMATIC IOT 2040
• Conta Ubidots - ou - Licença STEM

Etapa 2: Configurando a Série SIMATIC IOT2000

Primeiro, você deve se registrar ou ter acesso ao Portal de Suporte da Siemens para fazer o download de todas as configurações iniciais. Este Portal também fornecerá solução de problemas e suporte da Siemens em quaisquer dúvidas relacionadas a hardware. Toda a série IOT2000 é configurada da mesma maneira, siga este tutorial para todos os dispositivos da série.

Etapa 3: Grave e instale o cartão SD

Comece gravando o cartão SD com a imagem fornecida pela página de suporte online da Siemens Industry. Faça o download e salve Example_Image_V2.1.3 para mais tarde.

• Insira o cartão microSD na ranhura para cartão SD do seu computador (pode ser necessário um adaptador).
• Descompacte a imagem baixada e grave-a no cartão SD. Os usuários da Microsoft clicam aqui ou como gravar imagens em seu cartão SD. Usuários do Linux, por favor, continuem lendo.

Gravando uma imagem no SD-Card usando Linux: 1. Abra o seu terminal de computador e vá para a pasta onde estava o arquivo zip. baixado usando o comando cd. e.i: Baixei o arquivo para o diretório "Downloads":

Downloads de cd

2. Descompacte o arquivo baixado executando o comando abaixo:

sudo unzip 109741799_Example_Image_V2.1.3.zip

Depois que o arquivo zip for descompactado corretamente, você verá um arquivo chamado example-V2.1.3.wic conforme exibido acima. NOTA: Se você receber um erro ao executar o comando acima, verifique se o nome do arquivo baixado é o mesmo.

3. Verifique a localização do cartão SD para desmontá-lo e gravar a imagem. Execute o comando abaixo para verificar o local:

df -h

O cartão SD deve estar localizado no diretório / dev /…; no meu caso, o cartão SD está localizado no seguinte diretório / dev / mmcblk0

4. Desmonte o cartão SD executando o comando abaixo:

desmontar / dev / mmcblk0

5. Para gravar a imagem, substitua o nome do arquivo descompactado e a localização do SD-Card; a estrutura do comando é a seguinte:

sudo dd bs = 1M if = {name_of_the_image} of = {SD_location}

Depois que os parâmetros são substituídos pelos corretos, o comando deve ser semelhante ao seguinte:

sudo dd bs = 1M if = example-V2.1.3.wic of = / dev / mmcblk0

A execução deste comando pode demorar alguns minutos, por favor, seja paciente:)

Etapa 4: Instale o seu cartão SD

Conecte seu cartão SD em seu hardware. Abaixo, instalamos o cartão SD no SIMATIC 2040 onde indicado.

Etapa 5: Primeiro Comissionamento do SIMATIC IOT2000

Os passos a seguir mostram como acessar o SIMATIC IOT2040 usando o IP estático para configurar a rede do gateway. Neste ponto é importante mencionar que o SIMATIC IOT 2040 traz Endereço DHCP por default na Porta Ethernet - X2P1, caso deseje poderá acessar diretamente utilizando o endereço IP atribuído.

1. Desligue e conecte uma extremidade do cabo Ethernet ao seu computador e a outra à porta Ethernet-X1P1 do dispositivo SIMATIC IOT2000.

CUIDADO: Use apenas uma fonte de alimentação DC 9… 36 V!

2. Assim que o SIMATIC IOT2000 for ligado, você verá o seguinte comportamento nos LEDs do gateway:

• PWR: Sólido; dispositivo ligado
• SD: Intermitente…. em seguida, Sólido DESLIGADO
• USB: Sólido; dispositivo ligado

O LED SD ficará intermitente porque está redimensionando o cartão SD com a imagem, espere até que o LED SD mude o status para Sólido desligado para acessar o gateway.

3. O SIMATIC IOT2000 permite o acesso via Serial, SSH ou Telnet; este guia usa a conexão SSH.

O SIMATIC IOT2000 tem um endereço IP estático por padrão -> 192.168.200.1. Para estabelecer uma conexão SSH, seu computador tem a mesma sub-rede do SIMATIC IOT2000.

Se você estiver trabalhando com a Microsoft, consulte este guia de primeiros passos para saber como acessar o gateway. Usuários do Linux, por favor, continuem com as etapas a seguir.

4. Assim que a rede do seu computador estiver configurada na mesma sub-rede do SIMATIC IOT2000, verifique sua conectividade com um ping:

ping 192.168.200.1

resultado esperado:

PING 192.168.200.1 (192.168.200.1) 56 (84) bytes de dados.

64 bytes de 192.168.200.1: icmp_seq = 1 ttl = 64 tempo = 1,04 ms

64 bytes de 192.168.200.1: icmp_seq = 2 ttl = 64 tempo = 1,03 ms

64 bytes de 192.168.200.1: icmp_seq = 3 ttl = 64 tempo = 1,00 ms

Se receber o resultado esperado, o SIMATIC IOT2000 está conectado corretamente.

5. Acesso ao gateway executando o comando abaixo:

ssh [email protected]

Ao acessar o Gateway pela primeira vez, você será solicitado a aprovar a mensagem de segurança. Envie o comando sim e pressione Enter para aprovar e continuar. Assim que o acesso for devidamente estabelecido, você verá a seguinte raiz em seu terminal:

root @ iot2000: ~ #

6. Conforme mencionado acima, o endereço IP estático do SIMATIC IOT2000 é definido como 192.168.200.1. Portanto, se outro endereço IP estático ou endereço DHCP for necessário, isso pode ser definido no arquivo "interfaces" no diretório "/ etc / network".

Para fazer isso, entre no diretório especificado com o comando abaixo:

cd / etc / network /

Abra o arquivo de interfaces usando o editor nano executando o seguinte comando:

nano interfaces

O conteúdo do arquivo de interfaces por padrão é o mesmo que abaixo:

# / etc / network / interfaces - arquivo de configuração para ifup (8), ifdown (8)

# A interface de loopback

auto lo

iface lo inet loopback

# Interfaces com fio

auto eth0

iface eth0 inet estático

endereço 192.168.200.1

máscara de rede 255.255.255.0

auto eth1

iface eth1 inet dhcp

Conforme mencionado acima, se você estiver trabalhando com o SIMATIC IOT2040, o endereço DHCP é configurado por padrão na segunda porta (X2 P1LAN). Certifique-se de que o cabo Ethernet esteja conectado à segunda porta Ethernet e reinicie o gateway.

Se você estiver trabalhando com o SIMATIC IOT2020 e desejar configurar o endereço DHCP, deverá modificar o arquivo de interfaces conforme mostrado abaixo e, em seguida, reinicializar o gateway:

# / etc / network / interfaces - arquivo de configuração para ifup (8), ifdown (8)

# A interface de loopback

auto lo

iface lo inet loopback

# Interfaces com fio

auto eth0 iface

eth0 inet dhcp

Uma vez que o endereço DHCP esteja configurado, você pode usar um aplicativo de scanner de rede para saber o novo endereço IP atribuído ao SIMATIC 2000, recomendamos que você use o fing, que é fácil de usar e está disponível na Google Play Store e na App Store da Apple.:)

Etapa 6: IDE do Arduino e código de amostra

O SIMATIC IOT2000 é compatível com o IDE Arduino usando o pacote Intel Galileo. Siga as etapas abaixo para configurar a placa corretamente:

1. Abra o IDE Arduino

2. Abra o gerenciador de placas em Ferramentas -> Placa -> Gerenciador de placas e instale o pacote galileo. Para encontrar o dispositivo correto, pesquise "Intel i5" na barra de pesquisa. Baixe e instale a versão mais recente.

3. Selecione seu Intel Galileo gen2 no menu Ferramentas> Placa.

4. Conecte o Micro USB ao seu IOT2000 e selecione a porta com atribuída em Ferramentas> Porta> Intel Galileo. Se você estiver trabalhando no Windows e seu PC não reconhecer seu IOT2000, você deve atualizar os drivers manualmente.

5. Agora com tudo configurado, carregue o Blink Sketch para verificar se tudo está funcionando corretamente. Vá para Arquivo> Exemplos> Básico> Blink e compile o código.

6. Assim que o código for atualizado corretamente, o LED do USUÁRIO começará a piscar.

Etapa 7: Visualizando Seus Dados em Ubidots

Depois de compilar o código Blink no SIMATIC IOT2000, você pode continuar com os seguintes passos: 1. Copie e cole o código abaixo em seu IDE Arduino. Depois de colar o código, certifique-se de atribuir o TOKEN Ubidots exclusivo onde indicado. Se você não sabe como usar seu TOKEN Ubidots, consulte este artigo.

NOTA IMPORTANTE DE IMPLEMENTAÇÃO: O código acima é um exemplo de código que demonstra como enviar uma solicitação HTTP POST para Ubidots usando a biblioteca EthernetClient. Para implementar seu próprio código, consulte Ubidots REST API Reference e Siemens Support para recursos adicionais.

2. Verifique e carregue o código escolhendo o ícone de marca de seleção e o ícone de seta para a direita ao lado do ícone de marca de seleção.

3. Para visualizar a resposta do servidor e sua conectividade com o dispositivo, abra o Serial Monitor do Arduino IDE. Exiba o monitor serial selecionando o ícone de "lupa" no canto superior direito de nosso IDE Arduino.

Confirme seu código acessando sua conta Ubidots para encontrar o novo dispositivo criado chamado "simatic-iot2000" contendo uma variável chamada "umidade" que faz a leitura da entrada A0 do Arduino Shield contido no SIMATIC IOT2000.

Etapa 8: Resultados

Em poucos minutos, integramos um dispositivo industrial, o Siemens SIMATIC IOT2000 com Ubidots, e precisando apenas de conhecimentos básicos sobre o hardware e funcionalidade do Arduino IDE.

Agora é hora de criar painéis Ubidots para visualizar e interpretar seus dados para controlar processos ou mitigar erros.