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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wiki-Artikel: 1-wire > 200m?


Autor: Philipp Sªsse (philipp)
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Hallo,

im Wiki-Artikel über den Hausbus
(http://www.mikrocontroller.net/articles/Hausbus) stehen bei den
Vorteilen des 1-wire-Busses mögliche Längen von über 200 m. Keine
Ahnung, wer das geschrieben hat, aber ich möchte es einmal heftig
anzweifeln:

Bei typischen 100 pF/m wären das ja 20 nF. Bei 4,7 kOhm
PullUp-Widerstand ergibt sich eine Zeitkonstante von rund 100 µs für
den Übergang von Low- auf High-Pegel! Bei Read muß der Master aber
innerhalb von 15 µs nach dem Low-Ziehen samplen, da wäre der Bus noch
lange nicht auf High.

(Gut, jemand könnte jetzt die Kapazität in das Timing beim Master
einberechnen, aber dann müßte man nach jeder Änderung am Bus die
Software anpassen. Und selbst dann können dynamische Effekte der
Leitung alles durcheinanderbringen ...)

Also: gibt es da sachgerechte Argumente für diese Angabe oder darf ich
die mal auf konservativere (*) 20 Meter korrigieren?


(*) Das ist immer noch optimistisch: ich mußte schon bei drei Metern
meine Routinen umschreiben, weil die theoretisch ausreichende 1µs-Pause
zwischen den Bits nicht mehr reichte.

Autor: Elektrikser (Gast)
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Hallo,

20m sind drin. Ein DS18S20 läuft bei mir, seit drei Monaten, an einer
ca. 18m langen Leitung ohne Probleme...

Gruß Elektrikser

Autor: Unbekannter (Gast)
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AFAIK kann man mit den Treiber von Dallas/Maxim auch 2 _Kilo_meter
machen. Habe erst neulich Post von denen bekommen, wo das drinnstand.

Autor: Christian Zietz (Gast)
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In Maxims Appnote 148 steht dazu:

Network weight is limited by the ability of the cable to be charged and
discharged quickly enough to satisfy the 1-Wire protocol. A simple
resistor pullup has a weight limitation of about 200m. Some clever
1-Wire master designs have overcome this using active pullups that
provide higher currents under logic control, and have extended the
maximum supportable weight to over 500m, but at the expense of a much
more complex master-end interface.

Daher stammen vermutlich die 200m aus der Wikipedia.

Autor: Sebastian B. (lufti)
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Ich hab kein 200m Kabel :(
'Nen Sensor in 200m, .. wer braucht den sowas?

Autor: Joachim B. (Gast)
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zu der abenteuerlichen Rechnung:
... Bei typischen 100 pF/m wären das ja 20 nF...

Eine Leitung hat immer einen Kapazitätsbelag und einen
Induktivitätsbelag aus denen man den Wellenwiderstand berechnen kann.
(Den Widerstandsbelag und den Querleitwertsbelag vernachlässigen wir
einmal.)

Die Ableitungen aus obiger Rechnung passen nicht so recht zu
Leitungstheorie (siehe google).

Autor: Philipp Sªsse (philipp)
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@Joachim:
Was ist daran abenteuerlich? Die quasi-statische Betrachtung muß
erfüllt sein; die dynamische Betrachtung wird die Sache -- wie erwähnt
-- allenfalls noch schwieriger machen. Wenn Du die noch betrachtest,
kommen begrenzte Ausbreitungsgeschwindigkeit, Dispersion, Reflektionen
am Leitungsende usw. hinzu; die bewahren Dich aber nicht davor, daß
irgendwo der Strom herkommen muß, der die Leitung hochzieht. Das meint
ja auch die oben zitierte AppNote.

@Christian:
Sehr gut, die kannte ich nicht. Meine Überlegung war nach dieser
Appnote also richtig: "In networks supporting the weight of cable and
slaves, this 15µs specification rapidly becomes the limiting factor."

Als Lösung arbeiten die mit kleineren PullUps (1 kOhm), höheren
Pulldownströmen (nicht mehr direkt über Portpin, sondern über FET) und
entsprechend den Systembedingungen einstellbaren Zeitkonstanten; dann
noch ein Kabel mit weniger pF und der Faktor 10 bis zu den 200 m ist
erreicht.

Naja, dann ändere ich das Wiki mal dahingehend, daß man unter Umständen
den Bus außerhalb der eigentlichen Spezifikation bis 200 m aufbohren
kann ... (-;

Danke auf jeden Fall!

Autor: Ottmar (Gast)
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Hier ist eine Quelle, die 200m fuer 1-Wire networks als konservativ
einschaetzt (ohne irgendwelche Aenderungen):

http://phanderson.com/wx175/wx175.html

" DS1820 Temperature Runs
I routinely test each design with 200 feet of twisted pair cable and I
am probably being conservative in noting the 200 feet limitation.
Chances are that you can extend this, particularly if you use low
capacitance cable such as CAT-5. However, it is important to note that
once the capacitance (cable length) is too large, the entire run of
devices will fail. That is, you will be no more able to reliably
perform a measurement on the device closest to the PIC processor than
on the device which is at the greatest distance. "

Autor: Ottmar (Gast)
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Ups, 200 feet, nicht meter. Aber immer noch mehr als 20m.

Autor: Philipp Sªsse (philipp)
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Also 60 Meter, aber ausdrücklich über CAT5. Das hat unter 50 pF/m
(ungeschirmt manchmal bis unter 20 pF/m), und schon sind wir für ein
normales Kabel wieder bei 20m -- das kann man drehen und wenden, wie
man will ... (-;

Autor: 123 (Gast)
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ich denke du musst die leitungstheorie anwenden, kein statischer fall.

Autor: Sebastian B. (lufti)
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Also ich hab was von 750m gelesen!

Quelle:
http://1-wire.medhost.at/de_info_01.html

Sebastian

Autor: Philipp Sªsse (philipp)
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@123: Dann wende mal ein wenig Leitungstheorie an und rechne schön aus,
was das dynamische Verhalten ergibt, nachdem etliche µs eine konstante
Spannung an den Leitungen liegt. Bestimmt toll, wie oft da Wellen hin
und her gelaufen sind, aber nach dieser Zeit ist das einfach schnurz.
Da führt die ganze schöne Differenzialrechnung zu einer hübschen,
kompakten Näherung: dem quasi-statischen Fall. Wenn Du es nicht
ausprobieren magst, lies halt die Appnote.

@Lufti: Da steht doch drin, daß das ein theoretischer Wert ist, der in
der Praxis erheblich verkürzt wird durch z.B. Leitungskapazitäten. Und
genau von diesen spreche ich hier doch.


Also, langsam wird es zu blöd ...

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