HomeMaster MiniPLC : คอนโทรลเลอร์ PLC บนราง DIN ใช้ชิป ESP32 สำหรับ Home Assistant

HomeMaster MiniPLC เป็นคอนโทรลเลอร์ PLC ที่ใช้ ESP32 ในรูปแบบกะทัดรัดสำหรับติดตั้งบนราง DIN โดยติดตั้ง ESPHome มาให้ล่วงหน้า เพื่อเชื่อมต่อกับ Home Assistant และออกแบบมาสำหรับระบบ Automation ภายในบ้านและงานอุตสาหกรรมขนาดเล็ก

ตัวอุปกรณ์มาพร้อม เอาต์พุตรีเลย์, อินพุตดิจิทัล 24V แบบแยกวงจร 4 ช่อง, อินพุตอนาล็อก 0–10V, เอาต์พุตอนาล็อก 0–10V, ช่อง PT100/PT1000 RTD, บัส 1-Wire และอินเทอร์เฟซ RS-485 Modbus RTU นอกจากนี้ยังมีหน้าจอ OLED ขนาด 128 × 64 พิกเซล, ปุ่มกด 4 ปุ่ม, LED 12 ดวง, Buzzer, RTC, ช่อง MicroSD และรองรับ Ethernet 10/100Mbps แบบออปชัน โดยสามารถเลือกใช้แหล่งจ่ายไฟ 24V DC หรือ 85–265V AC

สเปคของ HomeMaster MiniPLC:

• โมดูลไร้สาย – ESP32-WROOM-32D-N16 (บัดกรีอยู่ด้านหลังของแผง PCB)
  • SoC – ไมโครคอนโทรลเลอร์ไร้สาย ESP32 แบบ Dual-core
    • CPU – ไมโครโปรเซสเซอร์ Xtensa 32-bit แบบ Dual-core ความเร็ว 240MHz
    • หน่วยความจำ – SRAM ภายใน 520KB
    • ที่เก็บข้อมูล – Flash 16 MB
    • การเชื่อมต่อไร้สาย – Wi-Fi 802.11b/g/n และ Bluetooth (4.2 และ BLE)
  • สายอากาศ Wi-Fi ภายนอกแบบ SMA
• ที่เก็บข้อมูล – ช่องเสียบการ์ด MicroSD
• จอแสดงผล – จอ OLED ขนาด 128 × 64
• ระบบเครือข่าย
  • Wi-Fi 2.4 GHz (ในตัวชิป ESP32)
  • Ethernet 10/100Mbps แบบเสริม ผ่านชิป LAN8720 PHY บนบอร์ด (ESPHome ไม่รองรับการเปิดใช้งาน Wi-Fi และ Ethernet พร้อมกัน)
• I/O
  • รีเลย์ – 6x รีเลย์ HF115F แบบ SPDT (รองรับกระแสสูงสุด 3 A ที่ 250 V AC)
  • อินพุตดิจิทัล – 4x อินพุตดิจิทัล 24V แบบแยกวงจร รองรับ Dry Contact และเป็นไปตาม IEC 61131-2 พร้อม ISO1212 front end
  • อินพุตแอนะล็อก – 4x อินพุตแอนะล็อก 0–10V ความละเอียด 16 บิต (ผ่านชิป ADS1115)
  • เอาต์พุตแอนะล็อก – 1x เอาต์พุตแอนะล็อก 0–10V ความละเอียด 12 บิต (ผ่านชิป MCP4725)
• Serial – พอร์ต RS-485 Modbus RTU แบบ master (ติดตั้งวงจรป้องกันด้วย TVS diode SMAJ6.8CA จำนวน 3 ตัว, ฟิวส์ PTC 1.5 A, Common-mode choke และวงจร Fail-safe biasing)
• อินเทอร์เฟซเซนเซอร์วัดอุณหภูมิ
  • 2× ช่อง RTD  สำหรับเซนเซอร์ PT100/PT1000 (ขับเคลื่อนด้วยชิป MAX31865)
  • 2× บัส 1-Wire สำหรับเซนเซอร์ DS18B20
• อื่นๆ
  • 4x ปุ่มกดด้านหน้า
  • 12x ไฟ LED แสดงสถานะ
  • Buzzer ในตัว
  • ชิป RTC PCF8563  พร้อมช่องใส่แบตเตอรี่ แต่ไม่ได้ติดตั้งแบตเตอรี่มาให้
• แหล่งจ่ายไฟ – 24 V DC หรือ 85–265 V AC (รองรับอินพุตเดียวในแต่ละครั้ง)
• ขนาด – 157.4 × 91 × 58.4 มม. (กว้าง 9 โมดูล DIN; ตัวเครื่องเกรด IP20 ติดตั้งบนราง DIN ได้)
• น้ำหนัก – 300 กรัม
• ช่วงอุณหภูมิ – -ขณะใช้งาน: 0°C ถึง +40°C; ขณะจัดเก็บ: -10°C ถึง +55°C
• การรับรอง – ได้รับเครื่องหมาย CE พร้อม EU Declaration of Conformity, ผ่านการทดสอบ EMC โดย Idvorsky Laboratories ตามมาตรฐาน EN 55032 Class B และ EN 55035

MiniPLC ติดตั้ง ESPHome มาให้ตั้งแต่โรงงาน และสามารถเชื่อมต่อกับ Home Assistant ผ่านเครือข่ายภายในบ้านได้โดยตรง โดยไม่ต้องพึ่งบริการ Cloud,  อุปกรณ์ได้รับการรับรองอย่างเป็นทางการจาก Open Home Foundation ในฐานะอุปกรณ์ “Made for ESPHome” ซึ่งยืนยันถึงความเข้ากันได้กับระบบนิเวศ ESPHome, ด้านฮาร์ดแวร์เป็น Open Source ภายใต้ไลเซนส์ CERN-OHL-W v2 ขณะที่ Firmware และ Configuration ใช้ไลเซนส์ MIT ส่วน Schematic, เอกสาร และ EU Declaration of Conformity มีเผยแพร่บน GitHub

ด้านความปลอดภัย MiniPLC รองรับมาตรฐาน EN 18031-1 และใช้ Native API ที่มีการเข้ารหัส โดยอุปกรณ์แต่ละตัวจะสร้าง Encryption Key ของตัวเองระหว่างการตั้งค่า แทนการใช้คีย์ร่วมกันทุกอุปกรณ์, การตั้งค่าเริ่มต้นสามารถทำได้เฉพาะภายในช่วงเวลา 15 นาทีหลังเปิดเครื่อง เพื่อเพิ่มความปลอดภัยในการติดตั้ง อย่างไรก็ตาม HomeMaster ระบุข้อจำกัดบางประการ เช่น MiniPLC ออกแบบสำหรับการติดตั้งภายในอาคารที่อุณหภูมิ 0 ถึง +40°C และรีเลย์รองรับกระแสสูงสุดเพียง 3A ดังนั้นหากต้องควบคุมโหลดขนาดใหญ่หรือโหลดเหนี่ยวนำ ควรใช้ Contactor ภายนอก นอกจากนี้อินพุต RTD ใช้ GPIO ร่วมกับ USB Serial Interface ดังนั้นเมื่อเปิดใช้งาน RTD จะไม่สามารถใช้ USB Serial Logger ได้

HomeMaster MiniPLC วางจำหน่ายบน Tindie ในราคา $324 (~10,700฿) ยังไม่รวมค่าจัดส่ง โดยในแพ็กเกจประกอบด้วยตัวคอนโทรลเลอร์ MiniPLC, เสาอากาศ Wi-Fi ภายนอก และคู่มือการใช้งาน ปัจจุบันร้านค้าจำกัดการจัดส่งไว้เฉพาะประเทศในสหภาพยุโรป ทำให้ผู้ซื้อที่อยู่นอก EU ไม่สามารถสั่งซื้อโดยตรงจากร้านได้ และ MiniPLCเป็นเพียงหนึ่งในอุปกรณ์ของระบบนิเวศ HomeMaster โดยยังมีอุปกรณ์เสริม เช่น มิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้า 3 เฟส, โมดูล ALM-173-R1 พร้อมอินพุต 17 ช่องและรีเลย์ 3 ตัว, โมดูล AIO-422-R1 พร้อมอินพุตแอนะล็อก 4 ช่อง, เอาต์พุตแอนะล็อก 2 ช่อง และช่อง RTD 2 ช่อง เป็นต้น ซึ่งอุปกรณ์เหล่านี้ถูกออกแบบให้ทำงานร่วมกับ MicroPLC หรือคอนโทรลเลอร์ MicroPLC ESP32 DIN-Rail ซึ่งเป็นคอนโทรลเลอร์ที่มีขนาดเล็กกว่าและราคาถูกกว่า

แปลจากบทความ : HomeMaster MiniPLC – An ESP32 DIN-rail PLC controller for Home Assistant

Suthinee Kerdkaew

บรรณาธิการข่าวและบทความภาษาไทย CNX Software ได้มีความสนใจในด้านเทคโนโลยี โดยเฉพาะ Smart Home และ IoT