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Programmierung des RevPi DIO mit Modbus und Python

Einleitung​

Dieses Tutorial erklärt, wie man das RevPi Connect 4 als Modbus TCP Slave konfiguriert und eine LED über den digitalen Ausgang des RevPi DIO Moduls steuert. Der Modbus TCP Master wird mit QModMaster simuliert, und ein Python-Skript unter Verwendung der RevPiModIO-Bibliothek wird entwickelt, um Modbus-Daten an die digitalen Ausgänge zu übertragen.

Voraussetzungen​

Hardware​

  • RevPi Basismodul (z.B. RevPi Connect 4)
  • Master-Gerät oder Software: Zum Beispiel „qModMaster“, das auf einem Windows-PC läuft.
  • Passende Kabel mit RJ45-Steckern
  • Stromversorgung für RevPi Connect

Software​

  • Ein moderner Webbrowser (z. B. Google Chrome oder Mozilla Firefox).
  • qModMaster: Herunterladbar von SourceForge für dieses Beispiel.

Systemeinrichtung​

Stellen Sie sicher, dass:

  1. Das RevPi Basismodul und das Master-Gerät sich im selben Netzwerk befinden.
  2. Die IP-Adressen korrekt konfiguriert sind und die Geräte miteinander kommunizieren können.

Schritt 1: Hardware-Einrichtung​

  1. Verbinden Sie das RevPi Connect mit dem Master-Gerät über ein RJ45-Kabel.
  2. Schalten Sie das RevPi Connect ein, indem Sie es an eine geeignete Stromversorgung anschließen.

Schritt 2: Konfigurieren des Modbus TCP Slaves in PiCtory​

▷ Starten Sie PiCtory.

Webstatus login

▷ Fügen Sie das Basismodul hinzu und fügen Sie den virtuellen Modbus TCP Slave zu Ihrer Konfiguration hinzu.

  • Ziehen Sie das Basismodul aus dem Gerätekatalog auf die virtuelle Hutschiene.

  • Öffnen Sie den Ordner Virtuelle Geräte im Gerätekatalog.

    • Ziehen Sie Modbus TCP Slave auf das Basismodul auf der virtuellen Hutschiene.
      ➜ Der Modbus TCP Slave wird nun in der Konfiguration angezeigt

▷ Konfigurieren Sie den Modbus TCP Slave

  • Wählen Sie den Modbus TCP Slave in der Konfiguration aus.

PiCtory config

  • Stellen Sie die folgenden Parameter im Wert-Editor ein:
    • TCP Port: '502' (Standardwert gemäß der Modbus-Spezifikation).
    • Max. Modbus TCP Verbindungen: '10' (oder ein anderer geeigneter Wert).
    • Input_1 → ModbusInput1
    • Output_1 → ModbusOutput1

PiCtory config

Pictory Value editor modbus

▷ Speichern Sie die Konfiguration und starten Sie den Treiber neu, um die Änderungen anzuwenden.

Schritt 1: Bereiten Sie die Hardware vor​

  1. Verkabelung:

▷ Verbinden Sie das RevPi Connect 4 mit dem RevPi DIO Modul über die PiBridge.

  1. LED anschließen:

▷ Schließen Sie eine LED an einen der digitalen Ausgänge des RevPi DIO Moduls an (z.B. DIO Ausgang 1 oder O_1).

Schritt 3: QModMaster einrichten​

Installieren Sie QModMaster​

▷ Laden Sie QModMaster von der offiziellen Website herunter und installieren Sie es auf Ihrem Computer.

Verbindung herstellen​

  1. Starten Sie QModMaster.

  2. Gehen Sie zu Optionen → Modbus TCP und geben Sie die folgenden Details ein:

  • IP-Adresse: IP-Adresse des RevPi Connect 4
  • Port: 502 (Standard für Modbus TCP)
  1. Bestätigen Sie die Einstellungen und stellen Sie die Verbindung her.

Modbus-Daten senden​

  1. Wählen Sie in QModMaster die Funktion „Write Single Register (0x06)“.

  2. Geben Sie die Adresse des ersten Modbus-Registers ein (z.B. Adresse 0).

  3. Schreiben Sie den Wert 7 (entspricht 0b0000111), um die ersten drei digitalen Ausgänge (DIO) auf HIGH zu setzen.

RevPi commander starten

Schritt 4: Erstellen und Hochladen eines Python-Skripts mit RevPiModIO​

Erstellen des Python-Skripts​

Schreiben Sie das folgende Python-Skript, um Modbus-Daten zu verarbeiten und die LED zu steuern:

import revpimodio2
import time

# Initialisieren des RevPiModIO-Objekts
rpi = revpimodio2.RevPiModIO(autorefresh=True)

while True:
    # Setzen des ModbusOutput1 Wertes auf den Wert von I_1
    rpi.io.ModbusOutput_1.value = int(rpi.io.I_1.value)
    # Setzen des O_1 Wertes auf den Wert von ModbusInput1
    rpi.io.O_1.value = int(rpi.io.ModbusInput_1.value)
    
    # Aktuelle Werte zur Überprüfung ausgeben
    print(f"ModbusOutput_1: {rpi.io.ModbusOutput_1.value}, O_1: {rpi.io.O_1.value}")
    
    time.sleep(0.02)

Das Skript auf das RevPi hochladen​

Es gibt zwei Möglichkeiten, das Skript hochzuladen:

Option 1: Verwendung von RevPiCommander​

Option 2: Manuell über das Terminal​

  1. Öffnen Sie ein Terminal auf dem RevPi oder verbinden Sie sich über SSH.

  2. Erstellen Sie das Skript mit folgendem Befehl:

    sudo nano Revpi_DIO_Modbus.py

  3. Fügen Sie den Skriptcode ein und speichern Sie die Datei.

  4. Führen Sie das Skript aus mit:

    python3 Revpi_DIO_Modbus.py

Zusammenfassung​

In diesem Tutorial haben Sie gelernt, wie Sie das RevPi Connect 4 als Modbus TCP Slave konfigurieren, eine LED mit dem RevPi DIO Modul steuern und Daten über QModMaster senden. Das Python-Skript nutzt die RevPiModIO-Bibliothek, um Modbus-Daten an die DIO-Ausgänge zu übertragen.

Nun sollten die ersten drei digitalen Ausgänge aktiviert werden, wenn der Wert 7 an das Modbus-Register gesendet wird – wodurch die LED aufleuchtet.