Modbus

I detta träd finns ritningar och kod för en Raspberry Pi 4 HAT ämnad att prata Modbus över RS485.

Raspberry Pi 4

Lägg till följande i filen /boot/config.txt, under taggen [pi4]:

dtoverlay=disable-bt
dtoverlay=uart4,ctsrts
dtparam=uart0=off
dtparam=uart1=off
enable_uart=0

Kör systemctl disable hciuart som root.

I filen /boot/cmdline.txt, se till att ta bort alla boot consoles som refererar till ttyAMA*, och se till att raden innehåller plymouth.ignore-serial-consoles.

För att dubbelkolla att hardware flow control är på för uart4, kör raspi-gpio get 8-11 och kolla att följande tabell stämmer.

Funktion	GPIO	Pin
TX	8	24
RX	9	21
CTS	10	19
RTS	11	23

HAT

För att samla in data från de tre elmätarna i labbet, använder vi oss av en egen-designad Raspberry Pi-HAT, som sköter seriell kommunikation med en[MAX483] (https://www.analog.com/en/products/max483.html) och temperaturläsningar med en DS18B20 (monterad på en extern modul).

För att prata Modbus användes libmodbus och ett eget program skrivet i C för att samla in momentan och total effekt för samtliga faser på de tre elmätarna i interval om 5 sekunder, och skicka dessa data till en tidsseriedatabas.

Alla design-filer finns under /hat.

Misc

MAX483 gör det möjligt för oss att kommunicera enligt RS-485, men chippet kräver att man sätter pinnarna 2-3 höga vid Tx och låga vid Rx.

Problemet med RPI var att en vanlig UART endast har pinnar för Rx/Tx, och inga möjligheter att automatiskt kontrollera de nödvändiga pinnarna på något sätt.

Lyckligtvis har RPI 4 möjlgheter till hardware flow control, så den pinne man sätter som Request To Send (RTS) kan användas till att sätta pinnarna 2-3 istället för det tänkta användningsområdet. Libmodbus var också skrivet runt denna tanken för dess RTU-driver. På så vis kan man använda RPI 4 och uppåt, och prata Modbus med endast dess UART.

influx.c innehåller ett mindre polerat bibliotek för att skriva mätdata till InfluxDB genom biblioteket CURL.

modbus.c använder libmodbus för att fråga tre olika elmätare om fasvärden för spänning, ström, aktiv effekt och så vidare. För mer information om vilka register som används, se manualen som ligger i mappen doc.