Hausbus RS485 erste Schritte sind getan

Hört sich gut an.

So ähnlich ist mein Hausbus auch aufgebaut - 4 Adern, Betriebsspannung, 
GND, TxD und RxD. Taktregime (10 Sekunden) und Buspegel (modifizierte 
RS232 mit 1200 Baud) sind ähnlich. Leider ist das Projekt ziemlich alt 
und die Datenstationen sind noch mit einer separaten UART aufgebaut. 
Demnächst will ich auf LowPower-µC MSP430F1611 umsteigen - die 
Spannungsversorgung läuft bei mir autonom über einen solargeladenen 
12V-Akku. Zusätzlich will ich dann ein paar Daten mehr übertragen.

Die Anzeige (gleichzeitig Master und Datenspeicher) läuft bei mir über 
ein Notepad NC100 von Amstrad. Aber nur, weil es gerade rumlag, RS232 + 
Speicherkarte + Anzeige hat und fast keinen Strom braucht.

Für den neuen Master hatte ich vor, eine 128x64-Grafikdisplay von Pollin 
in Verbindung mit einem MSP430-µC zu verwenden.

Meine Datenstationen können nicht nur Reedkontakte an allen Fenstern und 
Türen lesen, sondern auch Netzspannungen und -ströme melden 
(Waschmaschine, Trockner, ...). Außerdem habe ich noch einige 
Lichtsensoren angebracht, da ab und zu mal selbiges vergessen wurde 
auszuschalten.
Die Datenstationen haben auch mehrere Ausgänge und könn(t)en Aktoren 
schalten.

Da der 4-Draht-Bus als (offener) Ring verlegt wurde, kann ich meinen 
Master überall aufklemmen/anstecken. Geplant hatte ich aber einen 
ortsfesten Master und ein "bewegliches" Display (mit dem man aber 
Einstellungen im Master vornehmen kann - sozusagen ein Sub-Master).

Es soll zwar keine Alarmanlage werden, aber wenn einer als Letzter das 
Haus verläßt, müssen alle Fenster und Türen in einem bestimmten Zustand 
sein, Licht aus und sonst alles im "grünen Bereich". Das soll mir die 
Anlage mit einem Blick mitteilen. Und wenn ich wiederkomme, will ich 
alle sicherheitrelevaneten Ereignisse mit Uhrzeit und Datum aufgelistet 
haben.

Wie sieht denn Dein Protokoll aus, wieviele Teilnehmer sind denn 
vorgesehen und wie erfolgt die Addressierung?

Blackbird

Hmm, mal ein Kommentar dazu.

Ich schalte über die Türkontakte teilweise auch das Licht, was mir jetzt 
schon zu lange dauert. Zwr wird der Türkontakt direkt an den Rechner 
angeschlossen, was natürlich an der Stelle kein Bussystem ist, aber es 
dauert so schon recht lange vom Öffnen der Haustür bis z. B. im Garten 
das Licht angeht.

Wenn man jetzt noch so ein System im 1 Minuten Takt verwendet, ist diese 
Anwendung ja komplett unmöglich.

Gruss
Axel

@Axel

>Ich schalte über die Türkontakte teilweise auch das Licht, was mir jetzt
>schon zu lange dauert.

Wie lange dauert es denn?

>Wenn man jetzt noch so ein System im 1 Minuten Takt verwendet, ist diese
>Anwendung ja komplett unmöglich.

Dafür gibt es zwei Lösungen

a) Takt erhöhen auf 1..10 Hz.
b) Sensoren sind Masterfähig und senden bei einem Schaltvorgang an den 
Aktor.

MFG
Falk
A

"Wie lange dauert es denn?"

Na, Sensor pollen, verarbeiten im PC (die Software macht ja noch ein 
bischen was anderes), vielleicht 1-2 Sekunden.

Schalter wird über X10 angesteuert, das dauert auch noch mal 1-2 
Sekunden. Bis so eine Energiesparlampe dann zündet, auch noch mal 1-2 
Sekunden.

Macht also so ca. 3-6 Sekunden, von dem Zeitpunkt, wo man aus der Tür 
tritt, bis man Licht hat. Da geht es dann aber schon über die Stufen.

Sicher kann man das beschleunigen, aber so ist das gerade noch 
akzeptabel. Aber länger würde nicht gehen.

"b) Sensoren sind Masterfähig und senden bei einem Schaltvorgang an den
Aktor."

Dann muss man aber anfangen, sich über Kollisionserkennung Gedanken zu 
machen.

Ich denke darüber nach, dass evtl. mit 1-Wire zu realisieren, bei dem es 
einen Alarm-Befehl gibt. Der muss zwar gepollt werden, aber evtl geht 
das doch. Allerdings habe ich derzeit Probleme mit der Drahtlänge. 
Theoretisch sollte es gehen, in der Praxis habe ich allerdings Ausfälle 
im Stundenbereich, danach geht es dann plötzlich wieder.

Gruss
Axel

@Axel

>Macht also so ca. 3-6 Sekunden, von dem Zeitpunkt, wo man aus der Tür
>tritt, bis man Licht hat. Da geht es dann aber schon über die Stufen.

Das ist eindeutig zu lange. Auf den Lichtschalter drücken dauert 100ms. 
;-)

>Dann muss man aber anfangen, sich über Kollisionserkennung Gedanken zu
>machen.

Jep. Ist aber sehr stromsparend, weil zu 99,99% nix übertragen wird.

>Ich denke darüber nach, dass evtl. mit 1-Wire zu realisieren, bei dem es
>einen Alarm-Befehl gibt. Der muss zwar gepollt werden, aber evtl geht
>das doch. Allerdings habe ich derzeit Probleme mit der Drahtlänge.
>Theoretisch sollte es gehen, in der Praxis habe ich allerdings Ausfälle
>im Stundenbereich, danach geht es dann plötzlich wieder.

Da würde ich lieber RS485 nehmen. Soviel "Luxus" muss sein. Und wenn 
sowieso gepollt werden muss, tus auch jede andere einfache Schaltung.

MfG
Falk

Ja, Stromsparen ist ein Thema. Die ATMega kriegt man aus dem Powerdown 
raus mit einem Int1 interrupt. Dh man koennte den Rx auch noch auf den 
Interrupt legen und ein dummy byte vorher senden, damit er aufwacht. 
Synchron mit 1 Hz ist natuerlich nicht mehr sehr stromsparend. 
Vielleicht waere ein Protokol doch nicht so schlecht. Dann koennte man 
allenfalls Asynchron fahren. Waehrend irgendwelche Heizungsdaten im 
Heizungsrechner gepuffert werden koennen und dann alle 5min einen Block 
ergeben, sollte ein Licht schneller sein. Die Frage ist weshalb ein 
Lichtschalter immer auf den Bus muss. Kann der nicht das licht lokal 
einschalten ?

@ Rene

>Synchron mit 1 Hz ist natuerlich nicht mehr sehr stromsparend.

Was soll "synchron mit 1 Hz" ?? ASYNCHRON! Wenn ein Taster betätigt 
wird, weckt das den entsprechenden uC. Moin, moin. Der schickt eine 
Meldung an den ebenfalls noch schlafenden Aktor (Relais für Lich). Der 
wird auch per Interrupt geweckt, empfängt die Meldung, schaltet das 
(bistabile) Relais und geht wieder schlafen. Das Ganze dauert keine 
10ms. Und nur einmal, wenn einer auf nen Taster drückt.

>Vielleicht waere ein Protokol doch nicht so schlecht. Dann koennte man

Es ist auf einem Bus unumgänglich. Die Frage ist eben halt nur, ob 
Single Master (einfach zu programmieren, jedoch sind dann Poll-Zyklen 
notwenig) oder Multimaster (Schwieriger zu programmieren, allerdings 
dann ereignisgesuerte Datenübertragung möglich).

>ergeben, sollte ein Licht schneller sein. Die Frage ist weshalb ein
>Lichtschalter immer auf den Bus muss.

Weil das Thema des Forums "Hausbus" lautet?

> Kann der nicht das licht lokal einschalten ?

Dann hab ich ja wieder "old school" Verkabelung. Das bringt nix, wenn 
gleich es seinen Zweck auch erfüllt.

MFG
Falk

"Da würde ich lieber RS485 nehmen. Soviel "Luxus" muss sein."

Naja, RS485 bringt aber in Richtung Kollisionserkennung auch nichts.

"Die ATMega kriegt man aus dem Powerdown
raus mit einem Int1 interrupt. Dh man koennte den Rx auch noch auf den
Interrupt legen und ein dummy byte vorher senden, damit er aufwacht.
Synchron mit 1 Hz ist natuerlich nicht mehr sehr stromsparend."
Ja, und wenn zwei Teilnehmer gleichzeitig wach werden, knallt es. Ist 
für den WAF verheerend.

"Die Frage ist weshalb ein Lichtschalter immer auf den Bus muss. Kann 
der nicht das licht lokal einschalten ?"

Ich setze den Bus hier nicht nur aus Spass ein. Denn der schaltet das 
Licht nicht nur an der Haustür an, sondern auch an der Auffahrt. Das war 
eigentlich der ursprüngliche Ansatz, dass ich am Gartentor und an der 
Tür mehrere Lichtquellen schalten können wollte, ohne endlos 220V 
Leitungen neu zu verlegen. Wobei die beim weggehen über einen 
Zeitschalter auch wieder ausgehen sollen.

Gruss
Axel

@Falk,
der urspruengliche Poster wollte den bus synchron (zur Zeit) mit 1 
Miunte takten. Dann kamst Du und wolltest auf 1-10Hz erhoehen. Das 
heisst dann der ganze Bus wird mit 1-10Hz mit Nachrichten versorgt. Da 
ist natuerlich wenig mit Powersave. Dort benoetigt ein Mega32 6 oder 
65ms zum Aufwachen. Daher mein Vorschlag, keinen getakteten bus zu 
verwenden. Wenn's nichts zum Mitteilen gibt, kan man das auch sein 
lassen. Irgendwelche Loggerfunktionen koennen gepuffert werden und nur 
selten senden.  Du nennst das Multimaster & Event gesteuert. Das sollte 
man nehmen.
Zudem scheint mir das Licht muesse nicht von einem zentralen Controller 
angeschaultet werden. Wenn der steht bleibt's dunkel. Lokal ist besser. 
Eine Cpu pro Zimmer oder zwei.
Nein ?

@Axel

>>"Da würde ich lieber RS485 nehmen. Soviel "Luxus" muss sein."
>Naja, RS485 bringt aber in Richtung Kollisionserkennung auch nichts.

Nein, da muss man sich schon per Protokoll drum kümmern. Oder CAN, da 
macht es der Tranceiver.

>Ja, und wenn zwei Teilnehmer gleichzeitig wach werden, knallt es. Ist
>für den WAF verheerend.

So schnell bricht die Welt nicht zusammen. Ethernet läuft mit 
Kollisionserkenung sein Jahrzehnten!
Klar, das Protokoll muss da schon mitspielen, aber das ist ja wohl 
implizit.

MFG
Falk

@Axel,
Doch, RS485 kann zuruecklesen. Es unterstuetzt die Kollisionserkennung.

Ein lokaler Prozessor kann auch einen Einschaltbefehl von anderswo 
bekommen, zusaetzlich zu um lokalen Schalter.

Rene

Falk:

"So schnell bricht die Welt nicht zusammen."

Sooo ? Hast Du eine Ahnung, was los ist, wenn die beste Ehefrau von 
allen im Dunkeln steht, weil ich auf das Kollisionshandling verzichtet 
habe ? Da brechen noch ganz andere Dinge :-)

Letztlich kommt man um ein Protokoll nicht drumherum. Das war jetzt 
nicht impliziz in dieser Diskussion. Ob die Transceiver Kollisionen 
verkraften ist dabei eigentlich sekundär.

Und letztlich ist CAN oder 1-wire an der Stelle fast identisch.

Und RS485 ist mir zu exotisch. Bräuchte man Treiber für, während ich bei 
1-wire einfach einen Eingang eines Micros nehmen kann.

Gruss
Axel

@Axel

>>"So schnell bricht die Welt nicht zusammen."

>Sooo ? Hast Du eine Ahnung, was los ist, wenn die beste Ehefrau von
>allen im Dunkeln steht, weil ich auf das Kollisionshandling verzichtet
>habe ? Da brechen noch ganz andere Dinge :-)

Marmor, Stein und Eisen bricht . . . ;-)

>Letztlich kommt man um ein Protokoll nicht drumherum. Das war jetzt
>nicht impliziz in dieser Diskussion. Ob die Transceiver Kollisionen
>verkraften ist dabei eigentlich sekundär.

???
Bei einem BUS braucht man immer implizit ein Protokoll. Es sei denn wu 
willst kilometerweise Kabel von jedem Sensor/Aktor zur Zentrale ziehen.

>Und letztlich ist CAN oder 1-wire an der Stelle fast identisch.

Uhhh, na das ist aber mal eingewages Statement. Nur weil beide mit 
dominatem und rezessivem Pegel arbeiten .. . Gewagt.

>Und RS485 ist mir zu exotisch. Bräuchte man Treiber für, während ich bei
>1-wire einfach einen Eingang eines Micros nehmen kann.

Wenn das mal nicht zu Kollisionen der unheimlichen Art führt.
Ob der Scheidungsrichter "Geiz ist Geil" versteht?
;-)

MFG
Falk

@Stefan Kleinwort

>Ich bin ja sehr fürs Energiesparen beim Hausbus, aber findet Ihr nicht,
>dass Powermodi > Idle etwas oversized sind? Viel sinnvoller ist es
>meiner Meinung nach,

>Ein ATmega32 kommt im Idle mit 1Mhz und 3,0V auf 0,3mA. Das sind 0,9mW.
>Mit einem Linearregler und Up = 12V kommt man auf 3,6mW.

Guter Punkt. Macht selbst bei 100 Slaves gerademal 360mW. Ein 
Billignetzteil verbraucht im Leerlauf ein Vielfaches! Da kann man auch 
mit 10 Hz pollen.

MfG
Falk

Das 1-wire direkt auf den Prozessor kannst du vergessen. Ein Bus 
benoetigt Treiber und Terminierungswiderstaende, die koennen allerdings 
AC sein.
Sollte die Speisung nicht eine Batterie anstelle eines Billigstnetzteils 
sein?

Das mit der ESD ist mir auch klar. Allerdings gelten die 2 kV, die da 
vermutlich stehen werden, auch direkt ohne Platine etc. Bisher hatte ich 
jedenfalls an der Stelle keine Probleme.

Vorteil bei 1-Wire ist, dass ich grösstenteils Temperaturen abfrage, und 
das geht mit den 1-Wire Bausteinen ohne weitere Beschaltung. Dazu kommen 
dann noch ein paar Micros als 1-wire slaves, die einige Sonderfunktionen 
übernehmen. Derzeit habe ich da eine invers angeschlossene Schottky 
Diode und einen Abschlusswiderstand dran, die die ESD Festigkeit auch 
erhöhen.

Alles mit zusätzlichen Transceivern würde eine aufwendige Platine 
erfordern.

Seitdem ich das vor ein paar Wochen umstrukturiert habe, läuft der 
1-wire Bus denn auch ganz gut.

Aber ich gebe zu: für ein Kundenprojekt würde ich das nicht einsetzen. 
Und die wesentlichen Schaltungen wie Haustür/Licht werden direkt, ohne 
Bus geschaltet (was allerdings historische Gründe hat, war damals die 
erste Aktion in Richtung Hausautomatisierung).

Gruss
Axel

"Mich würde interessieren, wie du die Netzströme misst."

Mich auch.

Gruss
Axel

Hallo nochmal,
wow, das Thema läuft ja irgendwie aus dem Ruder.

Um nochmal die Übertragung klarzustellen :

Die Sensoren senden Ihre Daten im 1 Minuten Takt,
das langt vollkommen. Wenn ich aber z.B.: einen Tast- oder
Schaltsignal weitergeben will, dann sendet dieser Sensor (nennen wir den
Schalter mal so) natürlich sofort auf den Bus sein "Protokoll"
Da ich ja ganau definieren kann, wann die -Umweltsensoren senden, teile
ich jedem "Schalter" ein Fenster zu, inden er senden kann.
Im ungünstigtenen Fall, kann der Schalter erst nach 2 Sekunden senden.
Das ist zwar eine "relativ" lange Zeit für einen Prozessor, aber soviel
Zeit muss sein.
Außerdem lege ich normale Lichtschalter nicht mit auf den Bus
( halte ich für unnötig, und zuviel Aufwand) - bitte keine Diskussionen 
um
diesen Punkt.

Ich verwende natürlich auch sowas wie ein Pseudoprotokoll, um Befehle 
auf dem Bus als gültig oder nicht gültig zu definieren.
Ich sende immer 16 Bit, wobei das 1te und das 16te überprüft wird, 
außerdem
überprüfe ich ob die Sender bzw. Empfängeradressen gültig sind.

Beispiel:

!3099xxxxxxxxxx9

Das ! am Anfang und die 9 am Ende sind meine Prüfzeichen.
Wenn die richtig sind, überprüfe ich noch die Sendeadresse
; hier die 30 und die Empfängeradresse ; hier die 99 für alle.

Wenn diese "Eckdaten" stimmen, dann werden die daten, die in xxxx stehen
ausgewertet.

Gruß

Damit keine falschen Hoffnungen aufkommen: ich schrieb von "Strom 
MELDEN" nicht "messen"!
Hab' mir 2 verschiedene Arten von Meldern aufgebaut: einen mit einem 
selbstgewickelten Strom-Reed-Relais (spricht bei ca. 50 mA an und ist 
bis 2kW belastbar), einen mit antiparallel geschalteten Dioden und 
Optokoppler (wenige mA und kann nur ca. 600W ab).
Alles ordentlich mit Isolation (beim Wickeln und auf der Leiterplatte) 
und in einer Doppel-UP-Dose (weil Niederspannung und Netzspannung dürfen 
nicht in der gleichen Verteilerdose liegen).
Die 3. Art von Strom-Melder habe ich gerade im Test. Es ist eine 
Variante von den vielen elektor-Schaltungs(-Ideen), die 
Master-Slave-Steckdosen betreffen. Mit einem Widerstand, OV, Optokoppler 
usw.
Auch hier ist eine strikte Trennung Kleinspannung-Netzspannung zu 
beachten.

Die (mechanische) Umsetzung der Schaltung wird bei allen 
Schaltungsvorschlägen das Hauptproblem sein. Deshalb möchte ich auch 
nicht die Schaltungen hier posten - sie suggerieren eine simple Lösung. 
Sind sie aber aber nicht!

@hellraider, und auch mir, geht es vor allem darum zu überwachen und zu 
protokollieren, die eine oder andere Schaltaufgabe noch zusätzlich zu 
haben. Was @Falk und @Axel wollen ist aber schon eine richtige 
Steuerung, so SPS-mäßig, jedoch dezentral und stromsparend.

Blackbird