Hallo, ich möchte im Haus ein 1-Wire Netzwerk mit ca. 20 Sensoren aufbauen. Grundsätzlich versuche ich eine lineare Anbindung umzusetzen. Für die Anbindung der einzelnen Stups gibt es die Empfehlung eine Leitungslänge von 3m nicht zu überschreiten. Damit wird wohl auftretenden Reflexionen in der Leitung vorgebeugt. Da ich nicht so dicht an die Sensoren herankomme, lässt sich diese Anforderung bei mir nicht erfüllen. Daher denke ich darüber nach die Anbindeleitung zu verkürzen, in dem ich auf einer Teilstrecke die Datenleitung wieder zurückführe und so "quasi" für eine lineare Struktur sorge. Negativ dabei ist sicherlich, dass ich so die Gesamtlänge des Bus erhöhe und zudem die Hin und Rückleiter in einem gemeinsamen Kabel führen muss. Verwenden würde ich vermutlich Cat5 Kabel. Vielleicht kann ich letztes damit wieder gut machen, dass ich beide Datenleitungen jeweils verdrillt mit GND führe? Ein Bild wie ich mir die Verkabelung vorstelle habe ich mal angehängt. Es stellt sich mir die Frage, ob man besser damit fährt, die Stups entgegen der Empfehlung länger anzubinden, oder eher Maßnahmen wie beschrieben ergreift. Vielen Dank Ralf
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Ralf schrieb: > Grundsätzlich versuche ich eine lineare Anbindung umzusetzen. Das ist nicht zwingend nötig. > Für die Anbindung der einzelnen Stups gibt es die Empfehlung eine > Leitungslänge von 3m nicht zu überschreiten. Damit wird wohl > auftretenden Reflexionen in der Leitung vorgebeugt. Das ist Unsinn. OneWire arbeitet als Open Drain Signal NICHT im bereich elektrisch langer Leitungen. Das Thema Wellenwiderstand greift hier nicht, da die Schaltzeiten eher gemächlich sind, wenn man es nicht mit ultraschnellen Ausgangstreibern oder sonstigen Murks versaut. > Da ich nicht so dicht an die Sensoren herankomme, lässt sich diese > Anforderung bei mir nicht erfüllen. Daher denke ich darüber nach die > Anbindeleitung zu verkürzen, in dem ich auf einer Teilstrecke die > Datenleitung wieder zurückführe und so "quasi" für eine lineare Struktur > sorge. Unsinn. Mach einfach Stichleitungen und gut. Die dürfen auch 5m und länger sein! > Negativ dabei ist sicherlich, dass ich so die Gesamtlänge des Bus erhöhe > und zudem die Hin und Rückleiter in einem gemeinsamen Kabel führen muss. Alles unsinnig. > Verwenden würde ich vermutlich Cat5 Kabel. Kann man machen, ist ja preiswert verfügbar. Es reicht aber im allgemeinen einfache Steuerleitung, die muss nicht mal abgeschirmt sein, wenn gleich das in bestimmte Fällen mit hohem Störpegel in der Umgebung von Vorteil sein kann. Dann aber den Schirm aber beiden Seiten mit GND der Schaltung verbinden. > Vielleicht kann ich letztes > damit wieder gut machen, dass ich beide Datenleitungen jeweils verdrillt > mit GND führe? Es gibt nur eine Datenleitung. > Es stellt sich mir die Frage, ob man besser damit fährt, die Stups > entgegen der Empfehlung länger anzubinden, Mach die Stichleitungen so lang, wie es deine bauliche Situation erfordert und dir rein mechanisch Vorteile bringt. Wenn man es richtig macht, läuft Onwwire mit bis zu 200m (zweihundert Meter) Kabel. Und da dürfen auch laaaange Stichleitungen dran hängen. Beitrag "Re: Onewire + DS18x20 Library" Da OneWire oft mit einfachen CMOS-Ausgängen von Mikrocontrollern getrieben wird, welche schon ziemlich schnell schalten, kann man das ein wenig durch einen gut gewählten Reihenwiderstand entschärfen. Der wirkt NICHT als Serienterminierung, sondern als RC-Tiefpass mit der Kabelkapazität. Bei min. 1,2kOhm Pull Up würde ich mal mit 47-100Ohm ins Rennen gehen. Dann sind Stichleitungen kein Problem. Siehe Anhang.
Hallo Falk, vielen Dank für deine Einschätzung. Zusammengefasst scheinst du den Hinweisen in den einschlägigen Application Notes von Maxim nicht soviel Bedeutung zuzusprechen. Greifst du auf Erfahrungswerte zurück? Falk B. schrieb: >> Vielleicht kann ich letztes >> damit wieder gut machen, dass ich beide Datenleitungen jeweils verdrillt >> mit GND führe? > > Es gibt nur eine Datenleitung. Meine Aussage bezog sich auf die Teilstrecke in der ich die Datenleitung bis hin zum Stup und auch wieder zurückführen würde. Auf dieser Länge würde ich eben zwei Datenleitungen im Kabel führen. Falk B. schrieb: > Da OneWire oft mit einfachen CMOS-Ausgängen von Mikrocontrollern > getrieben wird, welche schon ziemlich schnell schalten, kann man das ein > wenig durch einen gut gewählten Reihenwiderstand entschärfen. Der wirkt > NICHT als Serienterminierung, sondern als RC-Tiefpass mit der > Kabelkapazität. Bei min. 1,2kOhm Pull Up würde ich mal mit 47-100Ohm ins > Rennen gehen. Dann sind Stichleitungen kein Problem. Siehe Anhang. Ich verwende ein fertiges Interface, basierend auf dem DS2480B. Das Interface ist mit einem schaltbaren RC Tiefpass bestückt.
Ralf schrieb: > Hallo Falk, > > vielen Dank für deine Einschätzung. Zusammengefasst scheinst du den > Hinweisen in den einschlägigen Application Notes von Maxim nicht soviel > Bedeutung zuzusprechen. Greifst du auf Erfahrungswerte zurück? Jain. Ich habe keinen Hausbus, wohl aber meinen Testaufbau. Siehe meinen Link. Das kann man in Kabelkapazität umrechnen. Und last but not least hab ich mein Wissen und Erfahrung als Hardwareentwickler ;-) Welche Application Note von Maxim gibt denn die Hinweise? > Ich verwende ein fertiges Interface, basierend auf dem DS2480B. Das > Interface ist mit einem schaltbaren RC Tiefpass bestückt. Dann sollte das passen, wenn der Tiefpass richtig dimensioniert ist. Hast du einen Schaltplan von deinem Adapter? Mach doch einfach einen Test VOR der Installation. Bau eine möglichst "schlechte" Verkabelung mit LANGEN Stichleitung auf und teste. Im Idealfall mißt du sogar mit einem Oszilloskop.
Ralf schrieb: > Greifst du auf Erfahrungswerte zurück? Mit 200m kann ich nicht dienen, mit einigen zig Metern im Stern hingegen schon. Mit den von Falk beschriebenen 100 Ohm Serienwiderstand. Teils Antennenkabel als Aussenleitung, überwiegend aber simple Drillings-Steuerleitung mit GND beiderseits des Signals. Grund: Beides hatte ich ausreichend rumliegen. Perfekt ist es nicht, es gibt gelegentlich CRC-Fehler und extrem selten auch mal einen Fehler, der nicht vom CRC-Check erfasst wird. Es kann also sinnvoll sein, Werte auf Sinnhaftigkeit und Abweichung vom Vorgängerwert prüfen. Gewitter haben in ~15 Jahren 2x den Sensor am längsten Strang erlegt.
Falk B. schrieb: > Welche Application Note von Maxim gibt denn die Hinweise? https://pdfserv.maximintegrated.com/en/an/AN148.pdf "Linear topology. The 1-Wire bus is a single pair, starting from the master and extending to the farthest slave device. Other slaves are attached to the 1-Wire bus with insignificant (< 3m) branches or "stubs."" Falk B. schrieb: > Mach doch einfach einen > Test VOR der Installation. Bau eine möglichst "schlechte" Verkabelung > mit LANGEN Stichleitung auf und teste. Im Idealfall mißt du sogar mit > einem Oszilloskop. ja, wenn ich dazu die Zeit finden würde...befinde mich mitten im Hausbau und es wäre super entlastend, wenn die Verkabelung direkt funktionieren würde. :-)
Hallo, also wenn man die Doku von Dallas/Maxim liest raten die schon von Stichleitungen ab und treiben ziemlichen Aufwand. Mir war das damals zu viel Risiko - ich habe alles mit Cat.5 UTP (AWG24) aufgebaut, weil a) extrem billig (<30€/100m) b) hinreichend dünn und c) mit Standardverbindern ausgestattet. Man kann dann halt entweder normale Ethernet-Patchfelder und RJ-45 nehmen oder LSA+ Telefonverteiler (meine Variante). Um die Stichleitungen zu vermeiden habe ich zu jedem Sensor eine Ader hin und eine Ader zurück geführt (jeweils für GND, D+, VCC) und damit die Buslänge verdoppelt. Bis 200m "virtueller" Buslänge war das überhaupt gar kein Problem, im Moment habe ich knapp 300m + Didodenkapazitäten mit 35 Sensoren an einem einzelnen DS9490R Busmaster, musste aber die Timings leicht anpassen. Das läuft jetzt seit 7 Jahren so, ohne Ausfälle bei den Sensoren. Wichtig ist bei großen Buslängen aber etwas gegen ESD und Störungen zu machen. Ich habe BAT40 Dioden in den Verteilungen so platziert, dass sie dagegen wirken. Die Dioden selbst haben aber immer noch so viel Kapazität, dass sie den Bus erheblich verlängern. Da bei der Beschriebenen Topologie der Bus in jeder Verteilung sowohl anfängt als auch endet, ist auch das sehr einfach "zentral" zu machen.
1 | Vorteile der Variante: |
2 | - in der Verteilung kann man einfach alle Sensoren hintereinander tackern |
3 | (Eingang Sensor A -> Sensor A -> Ausgang Sensor A -> Eingang Sensor B) |
4 | - das Gesamtkunstwerk sieht wie ein Stern aus, obwohl es ein Bus ist. |
5 | - man kann an jeder Stelle des Busses einfach auftrennen und einen weiteren |
6 | Busmaster einfügen, um die Buslänge zu mindern |
TL;DR: Mach nen Bus, wenn du bei einfacher Länge <100m bleibst (Buslänge dann 200m) und du die Adern im Kabel sowieso drin hast. Ein guter Busmaster ist IMHO wichtiger als die Buslänge (und Topologie), weil man dann bei Problemen die Timings anpassen kann.
Ein Bus an Stelle von Einzelverkabelung mit Multiplexer oder so hat den Nachteil, dass ein defekter Sensor den kompletten Bus lahmlegt. Je nach Anwendung kann das unpraktisch sein. Man sollte aus diesem Grund den Bus so verbauen, dass man die Sensoren problemlos einzeln abtrennen kann, um den Fehler zu finden.
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Ralf schrieb: > befinde mich mitten im Hausbau > und es wäre super entlastend, wenn die Verkabelung direkt funktionieren > würde. :-) Wie wäre es mit Leerrohren? Vermutlich hält dein Haus länger als die 1Wire-Technologie. Georg
Ralf schrieb: > Falk B. schrieb: >> Welche Application Note von Maxim gibt denn die Hinweise? > > https://pdfserv.maximintegrated.com/en/an/AN148.pdf Naja. Solche Sachen sind logischerweise immer etwas vorsichtig formuliert, damit nicht Dutzende von Schlaumeiern und Jammerlappen angerannt kommen und sich beschweren, daß ihr Aufbau nicht funktioniert. "The weight of a network is the total amount of connected wire in the network. It is also measured in meters." ?? Gewicht in Metern messen? Warum zum Teufel schreiben die nicht einfach kapazitive Buslast in nF? Und dann immer wieder die Rede von "weight". Was für ein Unsinn! Kann es sein, daß die Autoren, mutmaßliche Amerikaner, mutmaßlich ein Problem mit ihrer eigenen Fettleibigkeit auf das Dokument projeziert haben? > "Linear topology. The 1-Wire bus is a single pair, starting from the > master and extending to the farthest slave device. Other slaves > are attached to the 1-Wire bus with insignificant (< 3m) branches > or "stubs."" Das ist nur eine Darstellung einer möglichen Verkabelung. Und sie schreiben ja auch, daß man das auch wild mischen kann, wenn gleich dann die Abschätzung der Grenzen schwieriger wird. "Testing has shown that unswitched star-type network topologies (i.e., those with several branches diverging at the master) are the most difficult to make reliable. The junction of various branches presents highly mismatched impedances; reflections from the end of one branch can travel distances equal to nearly the weight of the network (rather than the radius) and cause data errors. For this reason, the unswitched star topology is not recommended, and no guarantees can be made about its performance." Und genau HIER ist es UNSINN!!! Onewire mit Open Drain, welcher mindestens 1,2kOhm bei 5V beträgt (max. 4mA Strom bei LOW), hat bedingt durch den eher schwachen Pull Up Widerstand und die Buskapazität SEHR langsame, ansteigende Flanken. Bei 1nF Buslast (~20m) sind das schon mal 1,2us Zeitkonstante mit ~3us Anstiegszeit (01-90%). Das entspricht gemäß Artikel Wellenwiderstand einer Kabellänge von ~550m. Kritische Reflektionen treten ab ca. 550/6 = 92m auf. Unser Kabel hat aber nur 20m. Ergo, Reflektionen spielen bei so hochohmiger Ansteuerung KEINE Rolle. Ja, da ist noch die HIGH-LOW Flanke, welche aktiv von den Open Drain Ausgängen geschaltet wird. Ist die zu schnell, kann es Probleme geben. Darum sollte man dort einen absichtlich LANGSAM schaltenen Treiber/Transistor nutzen oder zumindest mit einem kleinen Reihenwiderstand ausbremsen. > ja, wenn ich dazu die Zeit finden würde...befinde mich mitten im Hausbau > und es wäre super entlastend, wenn die Verkabelung direkt funktionieren > würde. :-) Diese Ganrantie kann ICH dir nicht geben. Maxim auch nicht. Aber ehe ich diverse Verrenkungen mit der Kabelführung mache, würde ich lieber mal testen und messen. Das dauert 1 Tag. Alternativ macht man eine Sternverkabelung mit nur kurzen (<3m) Stichleitungen an den Armen). Die Arme führt man an eine zentrale Stelle und schließt sie an einzelne IOs an. Das ist dann das "switched network" aus dem Dokument, damit gibt es keine Schwierigkeiten wegen langer Stichleitungen. Damit hat man auch deutlich bessere Chance im Falle einer Fehlfunktion den Ort des Fehlers einzugrenzen.
Georg schrieb: > Vermutlich hält dein Haus länger als die 1Wire-Technologie. Länger als 200m? Zieht er nach Prora? ;-) https://de.wikipedia.org/wiki/Prora
Georg schrieb: > Wie wäre es mit Leerrohren? ...macht heute kein Mensch mehr, ich habe WiFi. Natürlich habe ich alles in Leerrohr gepackt und trotzdem würde ich gerne direkt so verkabeln, dass der Bus direkt fehlerfrei läuft. Wenn ich aber die Antworten hier zusammenfasse, gibt es aber keine eindeutige Wahrheit...ist wohl doch ziemlich analog, dieser digitale 1-Wire Bus. :-)
Ralf schrieb: > Wenn ich aber die Antworten hier zusammenfasse, gibt es aber keine > eindeutige Wahrheit...ist wohl doch ziemlich analog, dieser digitale > 1-Wire Bus. :-) Blödsinn^3! Das mit dem sinnerfassenden Lesen über wir dann noch mal.
Falk B. schrieb: > Alternativ macht man eine Sternverkabelung mit nur kurzen (<3m) > Stichleitungen an den Armen). Die Arme führt man an eine zentrale Stelle > und schließt sie an einzelne IOs an. Das ist dann das "switched network" > aus dem Dokument, damit gibt es keine Schwierigkeiten wegen langer > Stichleitungen. Damit hat man auch deutlich bessere Chance im Falle > einer Fehlfunktion den Ort des Fehlers einzugrenzen. aber genau da liegt ja wieder mein eingangs beschriebenes Problem, dass ich nicht bis auf <3m an die IOs herankomme. Was ich aber eben alternativ machen könnte, wäre die Datenleitung in einer gemeinsamen Leitung hin- und zurückzuführen. Dann hätte ich aber keinen Schirm zwischen Hin und Rückleiter. Ich glaube LOL hat das so angewendet, nur eben auf eine längere Distanz: LOL schrieb: > Um die Stichleitungen zu vermeiden habe ich zu jedem Sensor eine Ader > hin und eine Ader zurück geführt (jeweils für GND, D+, VCC) und damit > die Buslänge verdoppelt. > > Bis 200m "virtueller" Buslänge war das überhaupt gar kein Problem, im > Moment habe ich knapp 300m + Didodenkapazitäten mit 35 Sensoren an einem > einzelnen DS9490R Busmaster, musste aber die Timings leicht anpassen. > Das läuft jetzt seit 7 Jahren so, ohne Ausfälle bei den Sensoren.
Ralf schrieb: > Falk B. schrieb: >> Alternativ macht man eine Sternverkabelung mit nur kurzen (<3m) >> Stichleitungen an den Armen). Die Arme führt man an eine zentrale Stelle >> und schließt sie an einzelne IOs an. Das ist dann das "switched network" >> aus dem Dokument, damit gibt es keine Schwierigkeiten wegen langer >> Stichleitungen. Damit hat man auch deutlich bessere Chance im Falle >> einer Fehlfunktion den Ort des Fehlers einzugrenzen. > > aber genau da liegt ja wieder mein eingangs beschriebenes Problem, dass > ich nicht bis auf <3m an die IOs herankomme. Du verstehst hier was falsch. Mit IOs meine ich die IOs der zentralen Datenverarbeitung, sprich, dein Onewire Master. > Was ich aber eben > alternativ machen könnte, wäre die Datenleitung in einer gemeinsamen > Leitung hin- und zurückzuführen. Dann hätte ich aber keinen Schirm > zwischen Hin und Rückleiter. Unsinn! Zeichne eine Skizze deines Netzwerkes, wie es rein durch die Geometrie deines Hauses vorgegeben ist. Also welche Punkte sollen mit Sensoren ausgestattet werden, wie groß ist der Abstand bzw. die Kabellänge dahin. Dann kann man da was sinnvolles draus machen. Hin-und Rückleitungen sind es hier eher nicht.
Ralf schrieb: > https://pdfserv.maximintegrated.com/en/an/AN148.pdf > > "Linear topology. The 1-Wire bus is a single pair, ... with > insignificant (< 3m) branches or "stubs."" Das ist ein Beispiel einer Netzwerktopologie. Für Sterntopologie werden geschaltete Netzwerkabschnitte empfohlen (S.4f Switched Networks)
Wenn man von vorherein auf Nummer sicher gehen will, kann man natürlich auch auf einen Primär- und diverse Sekundärbusse setzen. Primär beispielsweise als vielfachem erprobtem RS485 Strang (oder CAN), und daran sekundäre 1-Wire Stränge, mit 8-Pin-Zwergen zwischendrin. Hat den Vorteil, dass da auch mehr geht als bloss 1-Wire.
> ja, wenn ich dazu die Zeit finden würde...befinde mich mitten im Hausbau und es wäre super entlastend, wenn die Verkabelung direkt funktionieren würde. :-) Vergiss den Scheiss. Und wenn's nicht tut, das Haus neu ? Zieh was Gescheites ein. zB ein (RS485) oder zwei (RS422) Differentialpaare. Und dann jeweils einen Controller. Einen Controller, welcher nichts tun muss kann man mit beliebig wenig Strom laufen lassen. Differntialtreiber, zB AD498 70uA, Mega32 10mA
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Hallo, wie bereits mehrfach geschrieben haben wir Messsysteme mit 64 Sensoren und garantiert 200m Kabellänge im Einsatz. Da sind auch "Verteiler" dabei die rein passiv arbeiten. Kabel ist 6poliges Flachkabel mit RJ12, teilweise fertig gekauft, teilweise selbst von der Rolle konfektioniert. Jeweils 2 Adern pro Signal als Redundanz. Das alles funktioniert in übelster Umgebung (Feuchträume usw.) sehr zuverlässig.
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