马达监控(APP)
# FastWeb 马达监控(APP)
- 适用平台：APP(移动)
# 1. 说明
范例通过 App 展示的方式，采用MQTT通讯协议，采集连接至马达的Arduino Mega 2560设备的数据信息，设备通过MQTT向指定主题发布信息，APP端订阅了这些信息，将获取到的结果展示于界面中。同时 APP 端也可通过 MQTT 发送控制指令来控制电动机的开关。
在生产车间中，我们会关心车间设备的运行参数以及车间的环境情况，这样就可以及时了解车间设备的运行情况以及车间的运行情况，然后及时做出相关预警信息。范例配套的硬件设备范例使用I2C，ModbusRTU，模拟针脚线等采集连接的硬件的采集数据信息，然后通过MQTT协议来传输信息，在MQTT客户端上连接到中间件，订阅Motor/#主题就可获取到采集的所有数据信息。
通过范例学习，可以掌握 MQTT 的基本通讯原理，并结合 Arduino 开发板实现数据采集显示和控制的功能。
# 2. 零件连接图
本示例由于线路连接较为复杂，连线图可能无法清晰展示实际的连接情况，此处将各个硬件的连接使用表格进行罗列。
将使用的传感器及相关硬件分别连接至Arduino Mega2560，首先将W5100网络扩展板接入Arduino Mega2560并通过网线连接至局域网中，然后按照下方的表格列出的接口进行对照连接。其中继电器的COM、NO端需串联接入至电动机的交流电路中。
噪声传感器使用 TTL 接口的版本，各点位连接说明如下。
| 噪声传感器 | Arduino Mega2560 | |
|---|---|---|
| 5V | -> | 5V |
| GND | -> | GND |
| TXD | -> | RX1 |
| RXD | -> | TX1 |
peacefair PZEM-016功率因数检测盒可用于检测 220V 交流电路的电流、电压、功率、功率因数等电路参数，这些信息可通过 ModbusRTU 进行读取。功率因数盒的信号输出端使用 RS-485 接口。Arduino 不能直接支持 RS-485 通讯，需要使用转接硬件电路将信号转为 TTL 。此处使用 TTL-RS485 转换器进行转换。点位连接如下。
| 功率因数盒 | TTL-RS485转换器 | |
|---|---|---|
| A | -> | A |
| B | -> | B |
TTL - RS485 转换器与 Arduino 的转接如下。
| TTL-RS485转换器 | Arduino Mega2560 | |
|---|---|---|
| VCC | -> | 5V |
| GND | -> | GND |
| TXD | -> | RX2 |
| RXD | -> | TX2 |
PT100 是热电偶，搭配 MAX31865 模块可实现温度的精确读取。热电偶与 MAX31865 模块转接如下。
| PT100 | MAX31865 | |
|---|---|---|
| red1 or red2 | -> | RTD+ |
| red2 or red1 | -> | F+ |
| white | -> | F- or RTD- |
MAX31865 模块与 Arduino Mega 2560 转接如下。
| MAX31865 | Arduino Mega2560 | |
|---|---|---|
| VCC | -> | 5V |
| GND | -> | GND |
| CLK | -> | 13 |
| SDO | -> | 12 |
| SDI | -> | 11 |
| CS | -> | 10 |
BH1750 是环境光传感器，用于检测环境的亮度值，与 Arduino Mega 2560 的转接如下。
| BH1750 | Arduino Mega2560 | |
|---|---|---|
| VCC | -> | 5V |
| GND | -> | GND |
| SCL | -> | SCL |
| SDA | -> | SDA |
霍尔传感器与铷铁硼磁铁搭配，可检测马达的转速，传感器模块与 Arduino Mega 2560 的转接如下。
| 霍尔传感器 | Arduino Mega2560 | |
|---|---|---|
| VCC | -> | 5V |
| GND | -> | GND |
| D0 | 2 |
压电陶瓷振动传感器可对马达的震动幅度进行检测。传感器模块与 Arduino Mega 2560 的转接如下。
| 压电陶瓷振动传感器 | Arduino Mega2560 | |
|---|---|---|
| + | -> | 5V |
| - | -> | GND |
| S | -> | A0 |
夏普GP2Y1010AU0F粉尘传感器可用于检测环境中的颗粒物浓度。传感器模块与 Arduino Mega 2560 的转接如下。
| 夏普GP2Y1010AU0F粉尘传感器 | Arduino Mega2560 | |
|---|---|---|
| 1 | -> | 5V(两者间串联150Ω电阻，pin 1和电阻之间并联220μF电容 电容长脚端与pin1相连，短脚端接至Arduino GND脚) |
| 2 | -> | GND |
| 3 | -> | 7 |
| 4 | -> | GND |
| 5 | -> | A1 |
| 6 | -> | 5V |
MQ135 是空气质量检测的传感器，用于检测空气中的特定物质的浓度。传感器模块与 Arduino Mega 2560 的转接如下。
| MQ135 | Arduino Mega2560 | |
|---|---|---|
| VCC | -> | 5V |
| AOUT | -> | A2 |
| GND | -> | GND |
DHT11 是温湿度传感器，用于检测环境中的温度与湿度。传感器模块与 Arduino Mega 2560 的转接如下。
| DHT11 | Arduino Mega2560 | |
|---|---|---|
| + | -> | 5V |
| - | -> | GND |
| OUT | -> | 8 |
继电器用于控制马达的电路通断，继电器与 Arduino Mega 2560 的转接如下。
| 继电器 | Arduino Mega2560 | |
|---|---|---|
| DC+ | -> | 5V |
| DC- | -> | GND |
| IN | -> | 9 |
# 3. 使用零件
| 序号 | 硬件名称 | 数量 |
|---|---|---|
| 1 | Arduino Mega 2560开发板 | 1 |
| 2 | W5100网络扩展板 | 1 |
| 3 | peacefair PZEM-016功率因数检测盒(ModbusRTU通信) | 1 |
| 4 | 噪声传感器(TTL接口) | 1 |
| 5 | PT100贴片式热电阻传感器(三线) | 1 |
| 6 | MAX31865 RTD至数字输出转换器 | 1 |
| 7 | BH1750光线传感器 | 1 |
| 8 | 霍尔传感器测速模块 | 1 |
| 9 | 铷铁硼磁铁块 | 1 |
| 10 | 模拟压电陶瓷震动传感器(带压电陶瓷) | 1 |
| 11 | DHT11温湿度传感器 | 1 |
| 12 | MQ-135空气质量传感器 | 1 |
| 13 | 夏普GP2Y1014AU粉尘传感器(附带150Ω电阻以及220μF电解电容器) | 1 |
| 14 | 插排(无线) | 1 |
| 15 | TTL转RS485转换器(具有TX、RX针脚的类型) | 1 |
| 16 | 插头(无线) | 1 |
| 17 | RV1.5线缆2米，三种不同颜色 | 1 |
| 18 | 单路继电器 | 1 |
| 19 | 220V电动机 | 1 |
| 20 | 杜邦线 | 若干 |