N4AIA04 : Module d’acquisition d’entrées analogiques 4 canaux avec RS485 Modbus RTU

 N4AIA04 est un module compact d’acquisition de signaux analogiques à quatre canaux, conçu pour mesurer les signaux de tension et de courant et transmettre les données de mesure à un contrôleur hôte via une interface RS485.

Prenant en charge le protocole de communication Modbus RTU, le N4AIA04 convient à l’automatisation industrielle, à la surveillance des capteurs, à l’intégration dans les automates programmables industriels (API), aux systèmes embarqués et aux applications d’acquisition de données à distance.

L’un de ses principaux avantages est d’associer deux canaux de mesure de tension et deux canaux de mesure de courant sur une seule carte compacte. Les ingénieurs peuvent ainsi surveiller différents types de capteurs analogiques sans utiliser de modules d’acquisition distincts pour chaque type de signal.

Selon les spécifications publiées par le fabricant, le module fonctionne sous une alimentation CC de 8 à 25 V et prend en charge les codes de fonction Modbus RTU 03 et 06. Ses dimensions compactes le rendent adapté aux armoires de commande aux dimensions restreintes et aux projets de surveillance embarqués.

2. Caractéristiques principales

  • Quatre canaux d’entrée analogique : deux entrées de tension et deux entrées de courant.

  • Plages de tension multiples : un canal prend en charge 0–5 V, tandis qu’un autre prend en charge 0–10 V.

  • Acquisition de signaux de courant industriels : deux canaux prennent en charge les signaux de capteurs 0–20 mA et 4–20 mA.

  • Communication RS485 : permet l’acquisition à distance et la communication sur un bus série partagé.

  • Protocole Modbus RTU : compatible avec les API, les ordinateurs, les contrôleurs embarqués et les logiciels maîtres Modbus appropriés.

  • Mesure haute résolution : résolution de 0,01 V pour la tension et de 0,1 mA pour le courant.

  • Précision de mesure : le fabricant indique une précision d’environ 1 %, avec un étalonnage disponible sur demande.

  • Alimentation flexible : plage de fonctionnement de 8 à 25 V CC.

  • Taille compacte : environ 45 × 30 × 15 mm.

  • Mise en réseau de plusieurs appareils : le fabricant indique une prise en charge de jusqu’à 247 appareils en mode commande Modbus, sous réserve des exigences d’adressage et de réseau.

3. Spécifications techniques

Paramètre Spécification
Modèle N4AIA04
Nombre de canaux 4 entrées analogiques
Canal V1 mesure de tension 0–5 V
Canal V2 mesure de tension 0–10 V
Canaux C1 et C2 mesure de courant 0–20 mA / 4–20 mA
Tension de fonctionnement 8 à 25 V CC
Courant de fonctionnement environ 10 à 14 mA
Résolution de tension 0,01 V
Résolution de courant 0,1 mA
Précision de mesure environ 1 %, selon le fabricant
Interface de communication RS485
Protocole de communication Modbus RTU
Codes de fonction pris en charge 03 et 06
Dimensions environ 45 × 30 × 15 mm
Poids environ 10 g

Les spécifications sont basées sur la fiche produit publiée par le fabricant. Consultez le manuel correspondant pour connaître les adresses des registres, les paramètres de communication, les détails de câblage et les procédures d’étalonnage.

4. Fonctionnement du N4AIA04

Le N4AIA04 mesure les signaux analogiques de tension et de courant provenant d’appareils externes, les convertit en données de mesure numériques et les met à disposition d’un maître Modbus RTU via RS485.

Un système typique comprend les éléments suivants :

  1. Capteurs ou transmetteurs analogiques.

  2. Module d’acquisition Eletechsup N4AIA04.

  3. Adaptateur RS485-USB, API ou contrôleur embarqué.

  4. Logiciel hôte pour lire, afficher, enregistrer ou traiter les mesures.

Par exemple, un système de surveillance industrielle pourrait utiliser le module pour collecter la sortie d’un capteur 0–5 V, un signal de commande 0–10 V et les signaux de deux transmetteurs 4–20 mA.

Le contrôleur hôte peut ensuite récupérer périodiquement les mesures et les utiliser pour la surveillance, les alarmes, l’enregistrement des données ou d’autres applications d’automatisation.

5. Intégration GitHub et exemples de logiciels

Le N4AIA04 est documenté dans des projets publics GitHub, offrant des références utiles aux développeurs qui souhaitent intégrer le module dans des systèmes de surveillance basés sur des logiciels.

Projet GitHub 1 : Intégration Modbus RTU pour Home Assistant

Dépôt : arturmietek/ha-modbus-manager

Ce projet fournit une intégration Modbus pour Home Assistant, y compris des définitions d’appareils au format YAML. Sa bibliothèque d’appareils documentée inclut une définition du N4AIA04.

Le projet présente une approche possible pour intégrer le module dans un tableau de bord de surveillance domestique ou industriel.

Les applications potentielles incluent :

  • Affichage des relevés de capteurs analogiques dans Home Assistant.

  • Surveillance des transmetteurs à boucle de courant.

  • Suivi des signaux de tension provenant d’équipements compatibles.

  • Création de tableaux de bord et d’alertes automatisées.

  • Combinaison de mesures analogiques avec d’autres appareils Modbus.

L’intégration nécessite des paramètres de bus corrects, une définition d’appareil appropriée, ainsi que des adresses de registres et un étalonnage des données correspondants.

Projet GitHub 2 : Contrôle Modbus RTU basé sur Python

Dépôt : ul-gh/cheap_modbus_rtu

Cette bibliothèque Python documente la prise en charge du module d’entrée analogique Eletechsup N4AIA04. Elle offre un point de départ orienté logiciel aux ingénieurs qui développent leurs propres applications d’acquisition de données.

Une implémentation Python typique suivrait ce flux de travail général :

from pymodbus.client import ModbusSerialClient

client = ModbusSerialClient(
    port="/dev/ttyUSB0",
    baudrate=9600,
    parity="N",
    stopbits=1,
    bytesize=8,
    timeout=1
)

if client.connect():
    # Lecture des registres de maintien en utilisant l’
    # adresse et la quantité correctes d’après la
    # documentation des registres du N4AIA04.
    response = client.read_holding_registers(
        address=0,
        count=1,
        device_id=1
    )

    if not response.isError():
        print(response.registers)

    client.close()

Important : Il s’agit d’un exemple Modbus RTU générique, et non d’un script vérifié et prêt à l’emploi pour la lecture des registres du N4AIA04. L’identifiant esclave, la vitesse de transmission, l’adresse du registre, la quantité de registres et la conversion des données doivent correspondre à la configuration réelle du module et à la documentation de son protocole. Vérifiez la version de PyModbus installée, car les noms des paramètres peuvent varier selon les versions.

Une fois correctement configurée, une application Python peut récupérer périodiquement les mesures et les transmettre à une base de données, un tableau de bord ou un autre système de commande.

6. Applications pratiques

Automatisation industrielle et systèmes API

Le N4AIA04 peut collecter les signaux de tension et de courant provenant de transmetteurs industriels compatibles et fournir les données de mesure à un API ou à un contrôleur de supervision. Sa conception à entrées mixtes peut simplifier les petits projets d’automatisation nécessitant à la fois une mesure de tension et de courant.

Surveillance de la pression, du débit et du niveau

De nombreux transmetteurs industriels de pression, de débit et de niveau de liquide fournissent une sortie 4–20 mA. Les canaux d’entrée de courant du N4AIA04 peuvent acquérir les signaux de transmetteurs compatibles pour la surveillance et l’enregistrement des données.

Le logiciel d’ingénierie doit convertir le courant mesuré en la grandeur physique correspondante en utilisant la plage d’étalonnage du capteur.

Par exemple, un transmetteur de pression 4–20 mA peut être étalonné de son minimum de 4 mA à son maximum de 20 mA selon la plage de pression nominale du transmetteur.

Surveillance des capteurs de tension

Les entrées 0–5 V et 0–10 V conviennent aux capteurs analogiques compatibles, aux transmetteurs à sortie de tension et aux signaux de commande dans leurs plages de mesure spécifiées.

Les ingénieurs doivent vérifier la plage de sortie et la compatibilité électrique de chaque appareil connecté avant de le câbler au module.

Maison connectée et automatisation du bâtiment

Avec un maître RS485 et une intégration logicielle appropriés, le N4AIA04 peut être utilisé pour surveiller des capteurs analogiques compatibles dans les systèmes de gestion du bâtiment et d’automatisation domestique.

Systèmes embarqués et acquisition de données à distance

L’interface RS485 rend le module adapté à l’intégration avec des ordinateurs, des passerelles industrielles et des contrôleurs embarqués. Les développeurs peuvent utiliser des logiciels compatibles Modbus pour récupérer les mesures et créer des applications de surveillance personnalisées.

7. Pourquoi choisir le N4AIA04 d’Eletechsup ?

Le N4AIA04 offre une combinaison pratique de quatre entrées analogiques, de mesures mixtes de tension et de courant, de communication RS485 et de compatibilité Modbus RTU.

Ses principaux avantages incluent :

  • Capacité de signaux mixtes : deux entrées de tension et deux entrées de courant sur une seule carte.

  • Intégration système simple : communication Modbus RTU standard pour les contrôleurs industriels compatibles.

  • Matériel compact : adapté aux applications embarquées et aux petites armoires de commande.

  • Options de développement logiciel : références publiques GitHub pour des projets Modbus basés sur Python et l’intégration à Home Assistant.

  • Conception économique : une alternative compacte pour les projets ne nécessitant pas un système industriel d’entrées/sorties analogiques de grande envergure.

Avant de sélectionner le module, les ingénieurs doivent confirmer les plages d’entrée, la précision de mesure, les exigences d’isolation électrique, la cartographie des registres et la compatibilité avec le maître Modbus choisi.

Conclusion

Le N4AIA04 d’Eletechsup est un module compact d’acquisition analogique à quatre canaux conçu pour la mesure de tension et de courant dans l’automatisation industrielle, la surveillance des capteurs et les applications d’acquisition de données embarquées.

Sa combinaison de capacités d’entrée 0–5 V, 0–10 V et 0–20 mA / 4–20 mA le rend utile pour les projets impliquant différents types de capteurs analogiques. La prise en charge de RS485 et de Modbus RTU offre une voie simple pour l’intégration avec les API, les ordinateurs et les logiciels de surveillance compatibles.

Les projets publics GitHub démontrent en outre comment le N4AIA04 peut être intégré dans des applications basées sur Python et des systèmes de surveillance Home Assistant, aidant les développeurs à passer de l’acquisition matérielle à une intégration logicielle pratique.

Page officielle du produit : https://eletechsup.com/products/n4aia04-dc-12v-4-20ma-0-5v-0-10v-voltage-signal-acquisition-rs485-modbus-rtu-module

GitHub — Intégration Modbus de Home Assistant : https://github.com/arturmietek/ha-modbus-manager

GitHub — Bibliothèque Python Modbus RTU : https://github.com/ul-gh/cheap_modbus_rtu

Retour au blog

Laisser un commentaire