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Como Funciona o Modbus? Uma Visão Geral do Protocolo

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E aí, galera! Tudo certo? Nesta postagem, vamos fazer uma introdução ao protocolo Modbus. A ideia é apresentar uma visão geral, destacando suas vantagens, explicando a arquitetura cliente-servidor utilizada, os principais tipos de Modbus, a estrutura dos dados e as funções mais comuns. Então fica ligado!

O que é o protocolo Modbus?

O protocolo Modbus foi criado em 1979 pela empresa Modicon, que hoje pertence à Schneider Electric. Na época, o objetivo era permitir que os equipamentos fabricados pela própria empresa pudessem trocar dados entre si.

Hoje, o padrão é mantido e padronizado pela Modbus Organization, que garante a certificação e evolução do protocolo.

Vantagens do Modbus

O protocolo Modbus foi desenvolvido desde o início com foco em aplicações industriais. Ele possui:

  • Formato de mensagem simples, facilitando a implementação;
  • Padrão aberto, ou seja, sem custos de licenciamento;
  • Grande disponibilidade de materiais de apoio, como tutoriais, bibliotecas e exemplos práticos;
  • Compatibilidade com diversos microcontroladores, como Arduino e outros;
  • Independência de meio físico, permitindo seu uso sobre diferentes interfaces (RS-232, RS-485, Ethernet, etc.);
  • Facilidade de configuração, após o entendimento das funções, tipos de dados e estrutura do protocolo.

Arquitetura Cliente-Servidor

Um dos principais conceitos do Modbus é a arquitetura cliente-servidor (anteriormente chamada de mestre-escravo). Qualquer equipamento que deseje trocar dados na rede atua como cliente, sendo o responsável por fazer requisições a um servidor, que é o dispositivo que responde a essas requisições.

Por exemplo, um CLP (Controlador Lógico Programável) pode atuar como cliente, fazendo requisições a um inversor de frequência (servidor). O servidor, então, responde às requisições, confirmando ou não os comandos enviados. Um exemplo de uma rede RS-485 com um cliente (CLP) e vários servidores (Inversores de Frequência) é apresentado na Figura 1.

Figura 1. Exemplo de uma rede RS-485 com um cliente (CLP) e vários servidores (Inversores de Frequência)

Exemplos de clientes e servidores

  • Clientes: computadores rodando sistemas supervisórios, CLPs enviando comandos, IHMs acessando dados de controladores.
  • Servidores: inversores, sensores, atuadores, módulos de entrada e saída, entre outros.

O Modbus no Modelo ISO/OSI

O Modbus é considerado um protocolo da camada de aplicação no modelo OSI. Isso significa que ele define as funções e comandos de alto nível usados para a comunicação entre dispositivos.

Abaixo dessa camada, o Modbus pode ser implementado em diferentes meios físicos. Quando utilizado com interfaces seriais como RS-232 ou RS-485, o protocolo opera com um modelo de mestre-escravo. Já em redes como Ethernet ou Wi-Fi, o acesso ao meio segue regras como CSMA/CD (acesso múltiplo com detecção de colisão). A Figura 2 apresenta as camadas, conforme especificado na norma.

Figura 2. Pilha de camadas do protocolo Modbus [1]

Tipos de Modbus

Existem três principais versões do protocolo Modbus, cada uma com características específicas:

Modbus TCP

É utilizado em redes Ethernet (IEEE 802.3) e Wi-Fi (IEEE 802.11). Nesta versão, o protocolo roda sobre TCP/IP, usando a porta 502 como padrão de comunicação.

Por exemplo, um CLP pode ser configurado com um endereço IP e conectado a um switch que distribui o tráfego para diversos dispositivos servidores, como módulos de entrada/saída. O cliente envia suas requisições na forma de pacotes TCP para a porta 502 dos servidores. A Figura 3 apresenta uma topologia com um CLP (cliente) e alguns módulos (servidores) ligados através de um switch.

Figura 3. Topologia de rede Modbus TCP [2]

Modbus RTU e ASCII via RS-485

As versões RTU (Remote Terminal Unit) e ASCII do Modbus são utilizadas em redes seriais, especialmente sobre o padrão RS-485 e RS-232. Neste caso, a comunicação segue o modelo mestre-escravo, onde apenas o mestre pode iniciar as requisições, e os escravos apenas respondem.

Cada escravo deve possuir um endereço configurado manualmente, muitas vezes por meio de chaves (DIP switches), IHM ou via software. As velocidades de comunicação típicas vão de 9.600 até 115.200 bps, sendo possível conectar até 32 dispositivos sem repetidores, com distâncias de até 1.200 metros e taxas de até 100 kbps. Na Figura 1 pode-se ver que cada inversor (servidor) tem o seu endereço de escravo.

Modbus RTU e ASCII via RS-232

O RS-232 é uma interface ponto-a-ponto, suportando apenas a comunicação entre um mestre e um único escravo. Ainda assim, o Modbus RTU e ASCII também podem ser utilizados nesse tipo de conexão, geralmente em painéis industriais entre CLPs e IHMs, onde a distância de comunicação é curta.

Como funciona a troca de dados entre cliente e servidor?

A comunicação sempre parte do cliente, que envia uma requisição ao servidor, solicitando a leitura ou escrita de alguma variável. As variáveis representam posições de memória, entradas (sensores, botões, etc.) e saídas (relés, bobinas, chaves).

O servidor pode responder de três formas:

  1. Resposta normal: aceita e executa o comando, retornando os dados esperados.
  2. Resposta de exceção: o comando não foi aceito devido a erro (endereço inválido, função não implementada, etc.).
  3. Sem resposta: pode ocorrer por erro de rede (ruído, CRC inválido, endereço inexistente ou mensagem broadcast — que não deve gerar resposta).

O servidor, ao receber a requisição, realiza uma verificação de integridade (checagem de erro) e, se válida, executa a função solicitada.

PDU x ADU no Modbus

A estrutura de mensagens do Modbus é apresentada na Figura 4 e é dividida em duas partes:

  • PDU (Protocol Data Unit): contém o código da função e os dados da requisição ou resposta.
  • ADU (Application Data Unit): adiciona elementos como endereçamento, identificador de transação e verificação de erro (CRC ou checksum), dependendo da versão do Modbus utilizada (RTU, ASCII ou TCP).
Figura 4. PDU e ADU do protocolo Modbus [1]

Tipos de Dados no Modbus

O Modbus trabalha com dois tipos principais de variáveis:

1. Acesso por bit

  • Entradas discretas (Discrete Inputs): representam entradas digitais, como sensores de presença ou botões. São apenas de leitura.
  • Coils (Bobinas): representam saídas digitais, como relés ou LEDs. Permitem leitura e escrita.

2. Acesso por palavra (Word de 16 bits)

  • Input Registers: são registradores de entradas analógica, geralmente lidos a partir de conversores AD.
  • Holding Registers: registradores de leitura e escrita, usados para configurar parâmetros, armazenar valores de temporizadores, contadores, variáveis de controle, entre outros.

Funções Modbus

O protocolo define códigos de função padronizados, usados para acessar os dados. Alguns exemplos:

Acesso por bit:

  • 01 (Read Coils) – Lê o estado das saídas digitais
  • 02 (Read Discrete Inputs) – Lê o estado das entradas digitais
  • 05 (Write Single Coil) – Escreve o estado de uma saída digital
  • 15 (Write Multiple Coils) – Escreve o estado de várias saídas digitais

Acesso por 16 bits:

  • 03 (Read Holding Registers) – Lê os registradores holding
  • 04 (Read Input Registers) – Lê os registradores de entrada
  • 06 (Write Single Register) – Escreve em um registrador holding
  • 16 (Write Multiple Registers) – Escreve em múltiplos registradores holding

Além disso, o Modbus define funções para diagnóstico, configuração e outras operações específicas. As funções e suas descrições detalhadas, com exemplos, são apresentadas em [1].

É importante lembrar que cada servidor pode implementar apenas parte dessas funções, conforme definido pelo fabricante. Por isso, é essencial consultar o manual do equipamento para saber quais códigos de função estão disponíveis. Caso você envie uma função não suportada, o servidor responderá com uma resposta de exceção.

Conclusão

Esses são os conceitos básicos que servem de base para o entendimento do protocolo Modbus e suas diferentes versões: RTU, ASCII e TCP. Com esse conhecimento, você poderá se aprofundar em aplicações práticas, desenvolver projetos de automação industrial e configurar dispositivos com segurança.

Acesse mais conteúdos aqui do blog relacionados ao Modbus

Nos próximos conteúdos, vamos explorar exemplos práticos com Arduino, CLPs, IHMs e softwares de testes, para você ver tudo isso funcionando na prática!

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Referências Bibliográficas

[1] Modbus-IDA. MODBUS APPLICATION PROTOCOL SPECIFICATION
V1.1b. Disponível em: <https://www.modbus.org/docs/Modbus_Application_Protocol_V1_1b.pdf>. Acesso em: 25 mar. 2025.

[2] AMCI adds Modbus TCP to its stepper indexer/drives. Disponível em: <https://www.automation.com/en-us/products/product12/amci-adds-modbus-tcp-to-its-stepper-indexerdrives>. Acesso em: 25 mar. 2025.

Kikee sentado na grama do parque Rowntree em York

O Desapego nas Relações e Seu Impacto no Processo Criativo

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Em algum momento da vida, todos nós nos deparamos com a necessidade de desapegar de relações (ou crenças, objetos, locais, hábitos…). Nem sempre é fácil reconhecer, mas chega uma hora em que percebemos que algumas relações já não fazem mais sentido. Isso não significa que essas conexões foram ruins ou que não tiveram importância—apenas que evoluímos e, com isso, nossas necessidades e a forma como nos relacionamos também mudou.

Eu percebi isso de forma muito clara quando me tornei uma pessoa mais empática, capaz de ouvir com mais atenção e compreender melhor os outros. Curiosamente, essas foram habilidades que desenvolvi porque convivi com pessoas que já as tinham e me inspiraram a mudar. Essa evolução também me fez enxergar minha própria toxicidade—padrões antigos de comportamento que não combinavam mais com quem eu queria ser (julgar demais, reagir às emoções, ficar pensando no que dizer, em vez de escutar ativamente a outra pessoa…). E foi quando reconheci essas mesmas características nas minhas relações que percebi que era hora de me afastar.

O processo não foi simples. Existe uma sensação de perda, quase como um luto, quando criamos distanciamento de algumas pessoas, mesmo que saibamos que é o melhor para nós. Leva tempo para aceitar que certas conexões cumpriram seu papel e que seguir adiante é necessário para continuar crescendo.

A qualidade das relações vale mais que a quantidade

Com o tempo, percebi que a questão não era tanto sobre cortar laços, mas sim sobre escolher conscientemente com quem eu queria compartilhar minha energia. E, para isso, comecei a observar alguns critérios naturais: me conecto mais com pessoas que cuidam de si mesmas, que buscam se desenvolver, que têm interesse genuíno pelo autoconhecimento e que constroem relações equilibradas e profundas com os outros. Essas pessoas me inspiram e me fazem querer ser melhor.

O resultado dessa escolha? Mais paz. Hoje, prefiro menos conexões, mas conexões onde sinto uma maior presença da verdade. Prefiro um círculo menor e mais alinhado do que um grande grupo onde as interações são superficiais, trazem dramas, intrigas e inconsistências, revelando uma falta de consciência sobre questões pessoais e sem agregar valor real.

A verdade é que relações são sobre qualidade, não quantidade. Durante muito tempo, fui cercado por muitas pessoas, mas poucas conexões eram realmente significativas. Agora, ao reduzir meu círculo, encontrei mais espaço para cultivar amizades autênticas e trocas mais profundas.

O desapego abre espaço para a criatividade

Esse processo também teve um impacto direto no meu trabalho criativo. Antes, gastava energia tentando manter conexões ou me dedicar a projetos musicais onde minhas visões e experiências musicais não eram valorizadas. Agora, essa energia está voltada para o que realmente importa: minha arte, minha música, minhas criações.

Esse espaço mental e emocional me permitiu desenvolver um conceito essencial para qualquer artista ou profissional criativo: Deep Work—ou seja, um trabalho profundo, sem distrações e com total entrega. Antes, enquanto criava, minha mente ainda se preocupava com o que os outros poderiam julgar ou pensar, ao mesmo tempo que o meu smartphone ficava me enchendo de notificações no horário que eu deveria estar focando no meu processo. Agora, meu processo é mais livre. Escrevo versos com mais verdade, sem a necessidade de me encaixar em expectativas externas.

E o impacto disso pode ser sentido nas minhas músicas. As composições que venho criando para o meu novo álbum, previsto para 2026, trazem uma profundidade de reflexão maior, além de versos mais claros e diretos sobre desafios e transformações. Com menos ruído ao meu redor, consigo escutar melhor a minha própria voz.

A solidão se torna solitude e espaço de livre escolha

A ideia de estar sozinho pode soar como sofrimento e isolamento, mas hoje vejo de forma diferente. Minha solidão se transformou em solitude—um momento sagrado de conexão interior. É nesse espaço que surgem minhas ideias mais autênticas, minhas escolhas mais alinhadas com meu senso de propósito e identidade e minha criatividade fica mais fluida. Como a solidão se transformou em solitude? Procurando conforto no desconforto de estar sozinho, lendo livros de filosofia, autoconhecimento, psicologia, escrevendo, ouvindo músicas com letras mais reflexivas, fazendo perguntas para me conhecer melhor.

Para quem sente que precisa desapegar, mas tem medo de ficar sozinho, eu diria o seguinte: não existe certo e errado. Tudo é experimentação. Permitir-se agir de maneira diferente, abrir espaço, sentir e testar novas formas de se relacionar com os outros e consigo mesmo é o que traz clareza. Depois, você escolhe com mais consciência onde deseja investir sua atenção e energia.

No meu caso, esse afastamento aconteceu de forma natural quando minha vida me levou para longe daquilo que era familiar. Passei um ano morando no interior da Inglaterra, em York, praticamente alheio a boa parte das minhas antigas relações. Isso me permitiu enxergar tudo de uma perspectiva diferente. Algumas amizades resistiram à distância e continuaram fortes, enquanto outras simplesmente se dissolveram. E tudo bem. Nem toda relação precisa durar para sempre—o que importa é o que ela trouxe enquanto fez sentido.

Considerações finais

Um resultado mais concreto do desapego e do distanciamento foi que consegui dispender minha atenção no processo de composição, que culminou nas letras e na produção do álbum Transição, criado neste período. Transição é um álbum que trata de uma evolução interna, cheia de questionamentos, histórias da passagem por um período conturbado e pela busca de uma identidade única e verdadeira, mas também da minha evolução musical, agregando referências eletrônicas ao meu processo de produção, que antes era mais acústico.

Olhando para trás, percebo que minha vida social antes era muito mais baseada em quantidade do que em profundidade, e que muitas conexões foram criadas em eventos de música, apresentações, shows, bares e pubs. E atualmente, onde somos incentivados (ou, na música, quase obrigados) a estar sempre conectados nas redes sociais, na mídia, expostos à uma quantidade grande de informações aleatórias, pessoas e suas personas, fazer o caminho inverso pode parecer estranho. Se tem algo que aprendi, é que a felicidade não está no número de relações, mas na profundidade das conexões que escolhemos manter.

O desapego não significa isolamento, e sim uma escolha consciente de investir tempo e energia em relações que realmente fazem sentido. Se você sente que está mantendo conexões apenas por obrigação ou medo da solidão, talvez seja hora de se perguntar: o que determinada relação acrescenta à sua vida? A resposta pode não ser fácil, mas desapegar do que não tem mais espaço na sua jornada pode abrir portas para algo muito mais verdadeiro no seu processo de criação. Mas claro, vamos lembrar de agir de maneira responsável e sermos gratos à todas pessoas que cruzam nosso caminho.

Cheers, Kikee 🙏.

Você pode conhecer mais do meu trabalho no meu release oficial.