Возможно, данная статья устарела.
Датчики DS18B20, работающие по щине 1-wire, по прежнему используются, но в качестве контроллера используется модуль MegaD-2561.
Все новые статьи
Бытует мнение, что шина 1-wire является ненадежной, имеет слабую помехозащищенность и плохо подходит для домашней автоматизации. С позиции собственного опыта, исходя из результатов достаточно продолжительной эксплуатации 1-wire в качестве основной шины для передачи данных в системе Умного Дома, я могу сделать некоторые выводы и поделиться рекомендациями.
В качестве мастеров, а их, напомню, в системе может быть несколько, используется фирменный адаптер DS9490R производства фирмы Maxim. В адаптере применена схема с активной подтяжкой линии, что увеличивает надежность и скорость работы шины. Простые адаптеры с резистором для подтяжки в этом смысле работают с линией менее эффективно.
Для соединения элементов сети используется кабель "витая пара", UTP 5 категории с одножильными проводниками. В некоторых местах использован экранированный кабель.
Чтобы облегчить построение сети и дальнейшие манипуляции с ней, все модули выполнены в корпусе сдвоенной телефонной розетки. Это позволяет использовать дешевые коннекторы RJ-11 и простейший инструмент для обжатия коннекторов.
В текущий момент моя сеть насчитывает 21 элемент:
Длина главного сегмента сети: 120 метров
Длина второго сегмента сети: 40 метров
Все датчики температуры подключены по схеме с использованием паразитного питания и не используют линию питания в кабеле.
1-wire сеть уложена вплотную с силовыми проводами 220В, перекрещивается с ними, обвивается вокруг них. Во многих местах кабели Ethernet, телефон, 1-wire, 220В стянуты вместе хомутами.
Один из температурных датчиков DS1820, установленный в подвале закреплен прямо на вводном электрическом кабеле 220В/380В с толщиной жилы 10 мм2. Максимальный ток, протекающий по электрическим проводам, находящимся в непосредственном контакте с шиной 1-wire достигает 45А.
Все исполнительные ключи, а также некоторые термодатчики находятся в непосредственной близости к компьютерной технике, бесперебойнику, котельному оборудованию (некоторые насосы потребляют до 250Вт, а Grundfos MQ — 1кВт) без учета стартовых токов.
Несколько слов об отводах от шины. Теоретически, чем короче отвод, тем лучше, но некоторые температурные датчики в моей сети, использующие паразитное питание, подключены отводом длиной 1,5 метра! И это никак не сказывается на надежности работы и доступности компонента в сети. Однако злоупотреблять длиной отводов все же не стоит.
Распространено мнение, что электрические приборы могут негативно воздействовать на работу шины. Я не заметил никакого существенного влияния пылесосов, электроинструмента, насосов, бытовой и компьютерной техники на корректную работу шины 1-wire. Это, впрочем, не означает, что никакого влияния нет. Возможно, влияние есть, но каких-то значительных сбоев в работе сети с негативными последствиями я за все время эксплуатации не заметил.
Существуют рассуждения о том, что грозы и прочие атмосферные явления, а также положение звезд и созвездий, солнечный ветер и еще бог весть что нарушают работу шины 1-wire. Мой конкретный опыт говорит о том, что никакого нарушения нет.
Но вместо того, чтобы рассказывать о том, что в моем случае не влияет на работу сети, я лучше расскажу о том, с чем в действительности столкнулся. Ради эксперимента я решил заменить участок шины длиной около 3 метров прямым кабелем, где провода не свиты, как в UTP. Этот кабель положил как и все остальные рядом с электрическими проводами. Сеть работала, но очень редко по непонятным причинам все то, что находилось после этой вставки исчезало из видимости. Удаление кабеля на метр от всех остальных проводов исправляло ситуацию. Замена вставки на UTP полностью решило проблему.
Таким образом, могу сделать следующие рекомендации по монтажу шины в 1-wire в доме.
- Использование в качестве мастера DS9490R
- Использование кабеля UTP 5 cat (крайне желательно экранированного, FTP или STP)
- Обжатие в коннекторе RJ-11 только парных (свитых) проводов
- Обеспечение заземления экрана шины
- Использование максимально коротких отводов от шины в случае крайней необходимости
- Использование для питания модулей стабилизированного напряжения
Несколько слов об экранированном кабеле. Сам по себе экран уже снижает межкабельные наводки, но для эффективной защиты от помех экран нужно заземлить. Существует два различных подхода к заземлению экрана кабельных систем. Первый подход подразумевает заземление с обоих концов кабеля. Этот подход к заземлению улучшает характеристики помехозащищенности, но увеличивает риск образования так называемых "контурных" токов. Второй подход предлагает заземлять шину только в одной точке. Такая система проще, но и менее надежна с точки зрения защиты от помех.
Важной особенностью технологии 1-wire является терпимость к ошибкам монтажа и всякого рода нештатным ситуациям. В целях эксперимента я вывел шину на улицу и подключил к ней температурный датчик в корпусе телефонной розетки. Более того, в целях лучшей конвекции воздуха я проделал в корпусе множество отверстий. Пылевлагозащищенность получившегося устройства немногим превышала ноль. Датчик подключался кабелем UTP.
Спустя два года пребывания на улице датчик исчез из сети
Вскрытие показало легкий налет коррозии на датчике. Смахнув зеленый налет отверткой я повесил датчик снова. Датчик появился в сети и работает до сих пор. Этот пример показывает устойчивость шины и ее компонентов к различного рода внешним проблемам, однако пример нельзя расценивать как руководство к действию. Для уличного применения необходимо тем или иным образом герметизировать чип и подключение к 1-wire.
Автор: Andrey_B
Любое использование материалов сайта возможно только с разрешения автора и с обязательным указанием источника.
Содержание
Добавить комментарий:
Сортировка комментариев: Последние сверху | Первые сверху
2010-12-27 05:37:54 | realproduman
Хорошая информация , много полезного .
2011-01-13 21:05:04 | exzo
я читаю и балдею: кто-то уже это сделал. мне надо лишь повторить, и это реально. респект за инфу, по мере погружения в тематику буду отписываться более подробно.
2011-10-05 21:38:52 | имя
От последней проблемы можно залить ноги далласа и место пайки "китайскими термосоплями". Давно применяю такой метод — довольно надежно. Единственно, этот клей очень не любит прямых солнечных лучей, но это совсем не проблема.
2011-10-11 12:35:33 | Юрий
Строю свою сеть. Прокомментируйте, плз поподробнее: 1. "Обжатие в коннекторе RJ-11 только парных (свитых) проводов" — какие пары используете и по сколько проводов на контакт? 2. "Все датчики температуры подключены по схеме с использованием паразитного питания и не используют линию питания в кабеле." а на фото уличного датчика распаяны все ноги DS 1820?
2011-10-11 14:55:12 | Andrey_B
Юрий, в RJ-11 обжимаются свитые пары, которые используются под GND и DATA. По одному проводу на контакт. На фото датчика распаяны все ноги, но в розетке VCC и GND соединены.
2012-04-22 14:36:17 | Сергей
Скажите пожалуйста, а датчики температуры исполнительные модули сидят также все селят на одной шине?
2012-04-22 23:37:56 | Andrey_B
Сергей, в данный момент у меня да — на одной шине.
2012-05-01 13:24:19 | Денис
не могли бы вы уточнить как подключали датчики температуры на паразитное питание?
2012-05-01 19:55:01 | gdr
1 и 3 ноги соединить накоротко.
2013-07-09 15:46:22 | Александр
ИК-извещатели, изображенные на вашей схеме, предназначены для управления, например кондиционером? Подключены по 1wire? На чем сделаны?
2013-07-09 16:06:44 | Andrey_B
Александр, в данный момент ИК-извещатели подключены к автономному блоку сигнализации CCU6225, который имеет связь с системой только на уровне режима работы. Но в ближайшей перспективе все ИК-извещатели буду подключать к MegaD-328 таким образом, чтобы системы была в курсе того, когда и какой извещатель сработал вне зависимости от режима. То есть планируется, что датчики будут работать не только для охраны, но и для управления освещением и другими системами.
2013-09-26 12:09:29 | Владимир
Интересно увидеть как изменилась схема после разработки и внедрения MegaD-328.
2014-09-23 20:43:44 | Герасим
Судя по вашему фото , контакты датчика окислились. У меня такая проблема, они окислились и один контакт коррозия возле самого основания датчика съела. Так вот вопросы можно ли в системе умный дом датчик заменить на ‘гарячую’ так сказать без прошивки в ПО?
Благодарен за ответ.
2014-09-24 11:30:04 | Andrey_B
Герасим, извините, не совсем уловил сути вопроса.
На "горячую" любой 1-wire датчик заменить можно. Работа сети или сегментов сети во время замены зависит от того, как именно датчик подключен. Что касается ПО, то датчик имеет уникальный идентификатор и новый датчик необходимо "прописывать" в ПО.
2014-10-17 01:37:36 | Кирилл
Подскажи, пожалуйста, в какой программе вы чертите такие схемы, которая на первой картинке? Хочу начертить подобное, не могу понять что за программу. Буду очень благодарен)
2014-10-17 01:44:18 | Кирилл
Извините за прошлый комментарий, нашел ответ на другой странице, что это Microsoft Visio. Спасибо за Ваш сайт! Второй год с Вами, открыл для себя много нового!
2016-11-17 11:05:35 | Сергей
"в RJ-11 обжимаются свитые пары, которые используются под GND и DATA. По одному проводу на контакт." — т.е. из 4-х проводов, допустим, цветные подключаются к GND и DATA датчика температуры, а куда подключить парные половины витой пары (полуцветные)? И почти такой же вопрос относительно подключения экрана (если кабель экранированный) , возможно ли их подключение на линию GND (с одной или двух сторон) или это не так?
2017-10-23 01:28:56 | Евгений
А как в owfs настраивается считывание данных с двух разных USB?
2017-10-23 12:06:21 | Andrey_B
Евгений, да никак особенно не настраивается. "-u all" и все устройства с двух адаптеров видны в одном списке.
2017-11-16 08:18:22 | Владимир
Витая пара без экрана — это очень плохо? А то в интернете расходятся мнения по поводу того, что лучше: UTP или STP/FTP для квартиры. Говорят, что нормального заземления всё равно нет. а экранированный не заземлённый кабель это ещё хуже, чем не экранированный. Есть какие-нибудь авторитетные источники по этому поводу?
2017-11-16 11:56:23 | Andrey_B
Владимир, UTP для дома — это нормально. Конечно, при наличии экрана его желательно заземлять. Без заземления экран большой роли не играет и в домашних условиях вряд ли мешает.
2019-06-21 09:41:59 | Олег
Андрей, добрый день!
Статье уже почти 10 лет! Можете немного прокомментировать, какие еще проблемы были с сетью 1-wire за это время. Или наоборот, все работало все 10 лет и больше ничего не ломалось 🙂 Пытаюсь выбрать недорогую шину для разнородных датчиков, думаю унифицировать обвязкой под 1-wire, нужна удаленность — десятки метров. Но вот собрал недавно термостат, к нему подключено пара датчиков ds18b20 с паразитным питанием, длина линии максимум метров 10, так вот на дисплее периодически абракадабра появляется (типа -0.1), пока правда не разбирался отчего, но сразу закрались сомнения.
2019-06-22 21:09:59 | Andrey_B
Олег, сейчас вся автоматика в моем доме построена на базе модулей MegaD. На сайте об этих модулях написано очень много. Для опроса датчиков используется как 1-wire, так и I2C. Все работает хорошо и стабильно. На нашем форуме много раз обсуждалось, почему бывают сбои в работе цифровых шин. Полистайте форум.
1-Wire (с англ. — «один провод») — двунаправленная шина связи для устройств с низкоскоростной передачей данных (обычно 15,4 Кбит/с, максимум 125 Кбит/с в режиме overdrive), в которой данные передаются по цепи питания (то есть всего используются два провода — один общий (GND), а второй для питания и данных; в некоторых случаях используют и отдельный провод питания). Разработана корпорацией Dallas Semiconductor (англ.) (с 2001 года — Maxim Integrated (англ.)) и является её зарегистрированной торговой маркой.
Соответственно, топология такой сети — общая шина. Сеть устройств 1-Wire со связанным основным устройством названа «MicroLan», это также торговая марка Dallas Semiconductor.
Обычно используется для того, чтобы связываться с недорогими простыми устройствами, такими, как, например, цифровые термометры и измерители параметров внешней среды.
Содержание
Достоинства [ править | править код ]
- для связи с устройством требуется лишь два провода: на данные и заземление. Интегральная схема включает конденсатор ёмкостью 800 пФ для питания от линии данных (так называемое паразитное питание);
- большое расстояние передачи. Расстояние достигает 300 м при соблюдении ряда условий [1] :
- применение кабеля типа "витая пара";
- использование специального драйвера сети (активная подтяжка с учётом тока в линии);
- использование топологии «общая шина» с единым стволом (не свободная топология);
Реализация [ править | править код ]
Устройство 1-Wire может находиться как на печатной плате вместе с устройством управления, так и отдельно. Иногда они предназначены лишь для поддержки устройств 1-Wire , но во многих коммерческих приложениях устройство 1-Wire — просто один из чипов, создающих нужное решение. Иногда они присутствуют, например, в аккумуляторных батареях ноутбуков и сотовых телефонов.
Некоторые лабораторные системы и другие системы сбора данных и управляющие системы подключают к устройствам 1-Wire , используя шнуры с модульными разъёмами или с кабелем CAT-5, с устройствами, установленными в разъём, включёнными в небольшую печатную плату, или присоединёнными к исследуемому объекту. В таких системах популярен разъём RJ11 (6P2C или модульные разъёмы 6P4C, обычно используемые для телефонов).
Системы датчиков и приводов могут быть связаны компонентами 1-Wire , каждый из которых включает в себя всё необходимое для функционирования шины 1-Wire . В качестве примера можно привести термометрию, таймеры, датчики напряжений и токов, контролирование батарей, и память. Они могут быть подключены к ПК при помощи преобразователей шины. Последовательные интерфейсы USB, RS-232, и параллельный интерфейс (LPT) являются популярными решениями для соединения MicroLan с ПК. MicroLan также является интерфейсом для микроконтроллеров, таких, как Atmel AVR, Parallax BASIC Stamp и семейство Microchip PIC. Однако аппаратной поддержки этой шины микроконтроллеры (AVR, PIC и другие), как правило, не имеют, и работа с шиной реализуется программно, с использованием сторонних библиотек (вроде Arduino и других), либо программист, имея спецификацию, может разработать сам необходимую функциональность.
Программирование Arduino, оживление микроэвм Электроника МК-90, аппаратный хакинг.
Страницы
16.04.2011
Сеть 1-Wire в "полевых условиях"
- Скачать проект платы-подавителя помех в формате Eagle.
Автор: Юрий Соловьев
| Мнение: |
12 комментариев:
Большое спасибо за такую познавательную статью!
У меня возник вопрос. Есть микроконтроллер (какой нить Atmega) и датчик DS18B20, можно ли их соединить кабелем 100м без всяких усилителей (на транзисторах и т.д.), тоесть просто подключить к какому нить пину микроконтроллера. Питание не паразитное.
Да, вполне возможно! Именно такое подключение я и описывал. 100м — "серьезная дистанция" для нежной ножки MCU, посему очень рекомендую, использовать экранированный 3-х проводный кабель сечением 0,75мм и как минимум — два диода Шотки между GND, Data и VCC.
спасибо за ответ!
Еще вопрос: я хочу подключить датчик к одной ноге так как мне надо сделать сеть типа "звезда" в которой будет 10 датчиков (на каждой ветви по одному). Я решил к 10 ножкам микроконтроллера подключить по 1 датчику проводом 100м. Но может вы знаете более подходящее решение? Подключение звездой обязательно
а автор не экспереметировал с датчиками попроще ? то есть цифровыми и БЕЗ 1-WIRE
а то роюсь по прайсам местных магазинов и ничего кроме датчиков от 10 уе (без 1-wire) и DS18B20 не могу найти
а интересно покрутить термодатчик с встроенным АЦП без всякого лишнего и дешевле по идее должно быть
Прошу прощения, что встреваю: а о каких таких датчиках "цифровыми, но не 1-Wire" идет речь?
DS18B20 в своем классе точности и диапазоне — самое удачное решение среди полупроводниковых термодатчиков, 1-Wire позволяет для подключения N датчиков использовать всего один DIO MCU. Мнимая сложность программирования компенсируется многочисленными примерами кода и библиотеками в свободном доступе.
Ну а цена его — 2-3 USD, и если речь про экземпляры за 10 у.е. — это скорее всего не полупроводниковый или лучшая точность (диапазон у полупроводникового шире быть не может).
да действительно порылся на предмет датчиков подешевле — ничего нет 🙁 подороже с более высоким классом точности или в более сложным исполнением
и еще вопросик вы опрашиваете все подряд или или каждый по отдельности
если каждый по отдельности поделитесь или скетчем или куском кода а то роюсь уже несколько часов ничкго путного найти не могу 🙁
А чем Вас стандартный пример из библиотеки oneWire не устраивает?
Там вполне все вполне прозрачно, лишнее просто выкидывается (или комментируется),а остаток оформляется как своя функция.
"Не вдаваясь в сложности организации сети Ethernet, просто прошу поверить (и с мультиметром проверить) в то, что из-за значительного падения напряжения на длинных и весьма тонких проводах кабеля Cat.5e датчику сети 1-Wire банально не хватает напряжения питания!"
Проблема решается когда cat5 используется в качестве 4х проводной линии с внешним дополнительным питанием: GND, DATA, +12В, +18В.
Схема немного усложняется, добавляется 5В стабилизатор на шину +12В (для питания датчиков), и 12В стабилизатор на шину +18В (для питания относительно слаботочных исполнительных устройств если это необходимо)
Здравствуйте! Прислали из Китая сотню SMD-чипов, написали что это фербиды BLM21AG221. Маркировки на них никакой нет, тестер показывает почти нулевое сопротивление. Это похоже на правду? Есть ли какие-то другие способы проверить что это действительно они?
перезалейте картинки, не видно
Картинки, которые не показаны, из заблокированного аккаунта автора. Связаться с автором уже не представляется возможным 🙁
