Podłączanie czujników 1-Wire

1-wire to interfejs pozwalający na budowanie sieci z urządzeń o topologii wspólna magistrala, jeden nadrzędny – dużo podrzędnych. Każde urządzenie ma swój unikalny 64-bitowy adres.
W sterownikach serii Atom przewidziano podłączenie czujników temperatury DS18B20 do wejść uniwersalnych.

Illustration

DS18B20 to precyzyjny cyfrowy czujnik temperatury.
Główne charakterystyki:
● Zakres: -55.. 125 °C● Precyzja: 0.5 °C● Zasilanie: 3-5.5V
Do dwukierunkowej transmisji sygnałów, pomimo nazwy, można wykorzystać:● 2 przewody: jeden wspólny\ziemia, a drugi do zasilania i transmisji danych● 3 przewody (którą polecamy): pierwszy wspólny\ziemia, drugi do transmisji danych, trzeci do zasilania

Illustration

Specyfika tej sieci polega na tym, że można użyć jednego przewodnika do zasilania i danych, chociaż z reguły urządzenia mają trzecie wyjście do podłączenia zewnętrznego zasilania.

Główne parametry interfejsu 1-Wire:● napięcie zasilania urządzeń - 3,3-5V;● maksymalna długość magistrali przy zastosowaniu skrętki - do 300 m;● maksymalna liczba abonentów na magistrali o maksymalnej długości - do 250;● szybkość wymiany magistrali o maksymalnej długości - do 16,3 kbit/s.

Ważne! Do jednego wejścia sterownika można podłączyć do 20 czujników. Jeżeli liczba czujników jest większa niż 3, a długość linii jest duża, może być konieczne podłączenie dodatkowego rezystora podciągającego (pomiędzy wyjściem zasilania 3,3V a wejściem sterownika), o rezystancji od 1,5 kOhm do 4,7 kOhm, w zależności od długości i liczby czujników. Im większa długość i liczba czujników, tym mniejszy powinien być rezystor.

Illustration

Topologia sieci 1-wire

Chociaż sieci 1-Wire często mają dość „luźną topologię”, zwykle mieszczą się w kilku ogólnych kategoriach opartych na rozmieszczeniu urządzeń 1-Wire i rozmieszczeniu przewodów połączeniowych.

1. Topologia liniowa. Magistrala 1-Wire jest tworzona jako pojedyncza linia zaczynająca się od sterownika i rozciągająca się do najdalszego urządzenia podrzędnego. Inne urządzenia podrzędne są podłączone do magistrali 1-Wire z mniejszymi (<3 m) odgałęzieniami.

Illustration

2. Topologia „Gwiazda”: magistrala 1-Wire jest podzielona jeszcze w pobliżu sterownika i rozciąga się na kilka odgałęzień o różnej długości. Wzdłuż lub na końcach gałęzi znajdują się urządzenia podrzędne.

Illustration

Testy wykazały, że topologia sieci „gwiazda” jest najmniej stabilna w działaniu. Różne gałęzie mają niedopasowane parametry elektryczne, powodując fałszywe odbicia sygnałów na magistrali, które powodują błędy danych. Z tego powodu nie zaleca się używania topologii „gwiazdy”. Jeżeli w systemie zainstalowanych jest kilka fizycznych linii 1-wire, najlepszym rozwiązaniem jest podłączenie ich do różnych wejść sterownika.

Walka z zakłóceniami w sieci 1-Wire

Magistrala 1-wire jest wrażliwa na zakłócenia i organizację przewodów połączeniowych. Oto kilka wskazówek dotyczących montażu magistrali:● Magistralę 1-Wire należy układać w pewnej odległości od przewodów wysokiego napięcia, transformatorów i przewodów oświetleniowych LED (mogą powodować znaczne zakłócenia spowodowane wysokimi prądami i ściemnianiem lampy)● Nie ma potrzeby używania ekranowanej skrętki. Podczas próby uziemienia ekranu połączenie zostaje całkowicie● Odgałęzienia od magistrali w odległości 2-3 metrów generalnie nie pogarszają jakości systemu, ale mogą uprościć montaż