1wire FTP и заземление

[domovoi]

Подскажите, пожалуйста, как правильно организовать проводку 1wire в загородном доме. Дано: витая пара (FTP), по которой нужно передавать сигналы 1wire, питание 5В и питание 12В. Часть оконечных устройств (температурные датчики) будут питаться от 5В, а часть (сложные датчики и исполнительные устройства с релюшками) - от 12В. В доме есть/будут мощные потребители, которые, с одной стороны являются источниками помех, а с другой - обьектами управления по 1wire. По условию задачи придется отступить от классической схемы "шина", и внескольких местах сделать разветвление "звездой". Общая длина линий - ~50м.

На текущий момент у меня соображения такие:
оплетку FTP соединять между собой во всех точках разветвления и заземлять только в одной точке (у контроллера, который стоит рядом с силовым щитом, в котором есть "земля", уходящая в землю)
Питание подавать попарно (т.е. одна пара - 5В, еще две пары - по 12В, и еще одна пара - собственно сигнал). Земли питания и сигнальную соединять между собой у контроллера и у оконечных устройств.

Это правильно, или я плохо учил в детстве электротехнику? Тогда как правильно?

Из вашего опыта, не стоит ли добавить какой-нибудь защиты на 1wire линию? Какой? Куда?

И еще, стоит ли дополнительно защищать выходную цепь на семисторе, если я вместо штатной нагрузки (лампы до 300 Вт) подключаю к ней контактор (с током срабатывания 90мА)? По номинальной мощности запас вроде большой, а вот насколько будет влиять индуктивность?

Всем заранее спасибо за ответы!

[Gudd-Head]

Если у вас и 5 В и 12 В, нафига управление по 1-Wire, если можно использовать более скоростные/помехозащищённые CAN, RS485?

[domovoi]

Если у вас и 5 В и 12 В, нафига управление по 1-Wire, если можно использовать более скоростные/помехозащищённые CAN, RS485?

Для сокращения общей стоимости

[YS]

Это правильно, или я плохо учил в детстве электротехнику? Тогда как правильно?

Правильно - использовать RS-485. В описываемой вами конфигурации 1-Wire - не вариант. Только дифференциальная линия. По вкусу можно применить гальванически изолированные трансиверы.

Также целесообразно передавать только 12 В, а 5 В получать по месту.

[Gudd-Head]

1-Wire - не вариант

Почему же? вариант имеет право на жизнь.

[YS]

Что останется от импульса продолжительностью 60 мкс в нетерминированной линии длиной 50 м, имеющей свободную топологию?

Нет, то есть, может работать оно и будет. Но вероятность глюков крайне высока. О такой "экономии" потом десять раз пожалеть можно.

[Gudd-Head]

Почему в нетерминированной? Там витуха. Согласовать только надо. А вот звёзды в нескольких местах это да, нехорошо.

[YS]

Боюсь, емкость линии все испортит. Да и вообще, можно обратиться к официальным мануалам:

The 1-Wire protocol was originally designed for communication with nearby devices on a short connection, such as adding auxiliary memory on a single microprocessor port pin. As the use of 1-Wire devices increased, methods were developed to extend the 1-Wire protocol to networked applications well beyond the size of a circuit board.
...
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.

Общий вывод такой же, как я уже озвучил: если очень хочется, то десяток метров получить можно, хотя 1-Wire, в общем-то, не для этого. Но 50 м, да еще в условиях помех, - это очень много. Надежной такая сеть не будет.

[Alkul]

Почему в нетерминированной? Там витуха. Согласовать только надо.

Не согласен.

одна пара - 5В, еще две пары - по 12В, и еще одна пара - собственно сигнал

От того, что сигнал однопроводной линии физически передается по соединенным вместе и находящихся под одним потенциалом двум проводам витой пары, линия связи не перестанет быть однопроводной. Терминировать её просто не к чему (а к чему, кстати, предлагаете - к "земле", к "питанию"?), стандарт интерфейса 1-wire такого не предусматривает, соответственно, работоспособность 1-wire'ового канала передачи с терминатором не то, что не гарантируется, но и вряд ли возможна.

Тредстартеру настоятельно рекомендую "посмотреть" в сторону интерфейса RS-485. Драйверы типа ADM1485 стоят копейки при том, что скорость обмена и защищенность канала возрастут многократно.

[BOB51]

А никто не мешает комбинировать датчики температуры uLAN (1-Wire) с другими типами интерфейсов.
Правда для стабильной работы на "длинный" (от 20 метров и более) кабель потребуется дополнительный адаптер, а для преобразования протокола "лишний" малолапый МК.
(примерно как в этой игрушеке http://img.radiokot.ru/files/20529/pfdh7znzy.GIF
http://radiokot.ru/forum/download/file.php?id=222266
правда то модифицировано уже под "паразитный" ds18b20, а схема с адаптером http://img.radiokot.ru/files/20529/kc1ezblxl.JPG - но... там были ошибки в программах обработчиков пакетов CRC7 при пересылках по RS232 ).

[domovoi]

Нда... ни на один вопрос так никто и не ответил ((

Я, конечно, понимаю, что богатым и здоровым быть лучше, чем бедным и больным, но температурный датчик на 1-wire стоит 50руб, а на RS485 - 3000р. Разница в 60 (шестьдесят, Карл!) раз...

Хочется, все-таки остаться в рамках заданных ограничений на архитектуру, и, по возможности, уменьшить потенциальные проблемы.

[arkhnchul]

http://www.maximintegrated.com/en/app-n ... mvp/id/148 например. Достаточно много телодвижений.

вообще правильно жеж сказали - для этого существуют более другие протоколы. Дорогие датчики на rs485 - ну дык юзать дешевие 1-wire, воткнув их в дешевую же (~70р) attiny, к каковой присобачить дешевую же (~50р) микруху rs485.

[YS]

Нда... ни на один вопрос так никто и не ответил

Вам ответили на основной вопрос - "стоит ли?". Вкратце ответ заключается в том, что забить гвоздь тапочком практически невозможно.

температурный датчик на 1-wire стоит 50руб, а на RS485 - 3000р.

Скупой платит дважды, это раз. Во-вторых, никто не мешает сделать конвертер 1-Wire <-> RS-485. Для этого потребуется какой-нибудь дешевый контроллер (ATtiny, STM8) и конвертер UART <-> RS-485. Этот комплект по стоимости до трех тысяч рублей явно не дотягивает, разве только до трехсот рублей...

[Alkul]

Дорогие датчики на rs485 - ну дык юзать дешевие 1-wire, воткнув их в дешевую же (~70р) attiny, к каковой присобачить дешевую же (~50р) микруху rs485.

Совершенно верно. Я думал, что такое решение само собой подразумевается. Оно, по-крайней мере, будет работать, в отличие от "решения" на 1-wire на 50 метров со "звездой", которое если и будет работать то лишь изредка каким-то чудом.

Нда... ни на один вопрос так никто и не ответил

Я не подумал, что вышенаписанное мной придется "разжевывать". Но уж если начал "жевать", то до конца.

В файле я привел схему с ведущим устройством (хостом), к которому подключено N датчиков (или контроллеров исполнительных механизмов).

Схема сети на N датчиков.jpg

(172.63 КБ) 835 скачиваний

Эта сеть - классическая "шина". Автор, исходя из расположения модулей, продумайте трассировку соединительных кабелей. Да, где-то будет некоторая избыточность, но я не думаю, что в данном случае стоит экономить кабель и вводить "звезду".
По два разъема на датчиках исключительно потому, что делать "штаны" (когда из одного разъема выходит несколько жгутов в разные стороны) - дурной тон. Тем более, если в качестве кабеля используется 4-х проводная витая пара UTP, то логично использовать разъемы RJ-45. По сути, ваши соединительные кабели будут похожи на патчкорды. Терминаторы стоят на хосте и крайнем датчике. Такая сеть передачи данных при нормальном протоколе обмена и корректной его реализации в ПО контроллеров будет работать устойчиво.
Только когда будете выбирать микросхемы драйверов RS-485, учтите, что разные типы драйверов могут иметь различную нагрузочную способность, что определяет максимальное количество устройств на шине. К примеру, драйвер ADM1485 является драйвером "единичной нагрузки", что означает, что на шине может быть не более 32 устройств (вместе с хостом).

[domovoi]

Спасибо всем за советы, как сделать сеть на RS-485 (в теме "1wire FTP и заземление"). Будем считать, что я учёл их на будущее...

Тем, кто наткнётся на эту тему поиском, оставлю найденные самостоятельно ответы на собственные вопросы.

Итак, древовидные схемы 1-wire бывают, и успешно работают (см. например тут http://www.ab-log.ru/forum/viewtopic.php?f=1&t=187 и тут http://smart-andy.livejournal.com/8892.html ). А у фирмы MAXIM есть, как верно заметил YS, даже рекоммендации на тему возможных проблем, и методов их решения (http://www.maximintegrated.com/en/app-n ... mvp/id/148 ).

В качестве практического совета я, пожалуй, отмечу схемы фирмы elin (например, такую http://www.elin.ru/files/pdf/1-Wire/ml13p.pdf ), где на линию данных и питания ставятся стабилитрон на 6.2В и диоды Шоттки.

Там же (http://www.elin.ru/files/pdf/1-Wire/ml07s.pdf) описано прямое (без защит) подключение магнитного пускателя к семисторному ключу. Т.е. доп. защиты в таком случае не нужно.

С разводкой питания и заземлением экранов пока остаюсь при своем мнении (хотя вот тут, например: http://www.rts.ua/rus/forpro/615/0/27 написано, что для симметричных линий заземление экрана на несимметричную точку заземления хуже, чем полное отсутствие заземления... но ведь 1-wire - линия несимметричная?)

[Albert_V]

Нда... ни на один вопрос так никто и не ответил ((......

Здесь не рыбу раздают, а удочки (иногда с наживкой)....
Обязательно напишите о результате тестирования вашей системы на процент ошибок (реально, а не в симуляторе).

50 метров кабеля по дому с 1wire, на котором ещё висят силовые модули с реле (наверняка ещё есть фазовое управление), звездой - это на грани фола.

Мягко говоря, нужно быть очень смелым человеком, чтобы проектировать систему связанную с жизнеобеспечением, в которой выход из строя одного компонента (и/или блока) может привести к полной неработоспособности всей системы.
Утрированная ситуация: из-за статики (молния и т.д.) "прошибло" на GND датчик температуры на улице, и вы не можете включить свет в сортире или выключить его в спальне....

Если делаете что-либо, что связано с жизнеобеспечением, всегда просчитывайте систему "на отказ" любого соединения или блока (вплоть до идиотских ситуаций: перебили витую пару или вогнали в неё гвоздь).

[Alkul]

В качестве практического совета я, пожалуй, отмечу схемы фирмы elin (например, такую http://www.elin.ru/files/pdf/1-Wire/ml13p.pdf ), где на линию данных и питания ставятся стабилитрон на 6.2В и диоды Шоттки.

Посмотрел. В основе модуля ml13p - компонент DS2413P, который стоит порядка 250 рублей. Значит, модуль ml13p вряд ли будет стоить дешевле 400 рублей. Плюс интерфейс 1-wire там физически требует и возвратного провода (пусть и объединенного с "общим" проводом питания. Таким образом, данное решение 1-wire требует трех проводов для обмена данных и организации питания датчика, а предлагаемое нами решение требует 4-х проводов (два - питание, два - интерфейс). Офигенная экономия.
ATtuny12-8SU стоит 76 рублей, драйвер ADM1485ARZ стоит 70 рублей. Провода на практике будут использованы те же самые - кабель UTP. Так предлагаемое нами решение - дешевле и гарантированно будет работать. А вся это 1-wire'вая экзотика - не для таких применений. Фирма элин может написать что угодно, отлаживать глючащую сеть потом придется не ей, а вам.

Но я уважаю неотъемлемое право каждого индивида потоптаться по своим собственным граблям.
Непонятно только, зачем вы вообще задали этот вопрос, если заранее уверены в своем варианте решения.

[domovoi]

Мягко говоря, нужно быть очень смелым человеком, чтобы проектировать систему связанную с жизнеобеспечением, в которой выход из строя одного компонента (и/или блока) может привести к полной неработоспособности всей системы.
Утрированная ситуация: из-за статики (молния и т.д.) "прошибло" на GND датчик температуры на улице, и вы не можете включить свет в сортире или выключить его в спальне....

Я извиняюсь, "прошибло" - это закоротило? А если закоротит общую шину RS-485, она что, продолжит нормально работать? На мой взгляд, пример неудачный...

Я, собственно, не спорил, что RS-485, в силу устройства, имеет лучшую надежность и помехозащищенность, чем 1-wire, и указал причину, побудившую использовать 1-wire. И вопросы были электротехнические - как грамотно организовать заземление и согласование индуктивной нагрузки.

[domovoi]

ATtuny12-8SU стоит 76 рублей, драйвер ADM1485ARZ стоит 70 рублей. Провода на практике будут использованы те же самые - кабель UTP. Так предлагаемое нами решение - дешевле и гарантированно будет работать. А вся это 1-wire'вая экзотика - не для таких применений. Фирма элин может написать что угодно, отлаживать глючащую сеть потом придется не ей, а вам.

Рассуждая про цены, я ориентировался на готовые модули, имеющиеся в продаже. Паять железо и писать софт для МК у меня (к сожалению) нет возможности. В этом смысле, кончено, ситуация с ценами на оконечное оборудование RS-485 - загадочна и огорчительна.

Но я уважаю неотъемлемое право каждого индивида потоптаться по своим собственным граблям.
Непонятно только, зачем вы вообще задали этот вопрос, если заранее уверены в своем варианте решения.

У меня есть сомнения по отдельным аспектам реализации. Именно их я и хотел прояснить...

P.S. Не хочу никого обидеть, и прекрасно понимаю, что тут никто никому ничего не должен, но тенденция отвечать не на тот вопрос, который задан, особенно в технических конференциях, где, по идее, у людей должно быть в порядке с образованием и логикой - удручает...

[КРАМ]

Не хочу никого обидеть, и прекрасно понимаю, что тут никто никому ничего не должен, но тенденция отвечать не на тот вопрос, который задан, особенно в технических конференциях, где, по идее, у людей должно быть в порядке с образованием и логикой - удручает...

А зря.
Порой вопрос заданный на форуме удручает потенциальных "отвечальщиков". Ибо отвечать нужно такой же пургой, какая содержится в самом вопросе.
Вам как могли объяснили КАК ДЕЛАЮТ в подобных случаях. А как делают В "ОСОБЫХ" случаях отвечать неинтересно. Ведь этих особых случаев бесконечное множество...