Опрос


Что для Вас Умный Дом?


Результаты

Моя сеть 1-wire. Опыт и рекомендации

16/10/2010 11:33:45

Бытует мнение, что шина 1-wire является ненадежной, имеет слабую помехозащищенность и плохо подходит для домашней автоматизации. С позиции собственного опыта, исходя из результатов достаточно продолжительной эксплуатации 1-wire в качестве основной шины для передачи данных в системе Умного Дома, я могу сделать некоторые выводы и поделиться рекомендациями.

Умный Дом своими руками. Схема системы

Схема системы

В качестве мастеров, а их, напомню, в системе может быть несколько, используется фирменный адаптер DS9490R производства фирмы Maxim. В адаптере применена схема с активной подтяжкой линии, что увеличивает надежность и скорость работы шины. Простые адаптеры с резистором для подтяжки в этом смысле работают с линией менее эффективно.
Для соединения элементов сети используется кабель "витая пара", UTP 5 категории с одножильными проводниками. В некоторых местах использован экранированный кабель.
Чтобы облегчить построение сети и дальнейшие манипуляции с ней, все модули выполнены в корпусе сдвоенной телефонной розетки. Это позволяет использовать дешевые коннекторы RJ-11 и простейший инструмент для обжатия коннекторов.

В текущий момент моя сеть насчитывает 21 элемент:

Длина главного сегмента сети: 120 метров
Длина второго сегмента сети: 40 метров

Все датчики температуры подключены по схеме с использованием паразитного питания и не используют линию питания в кабеле.
1-wire сеть уложена вплотную с силовыми проводами 220В, перекрещивается с ними, обвивается вокруг них. Во многих местах кабели Ethernet, телефон, 1-wire, 220В стянуты вместе хомутами.
Один из температурных датчиков DS1820, установленный в подвале закреплен прямо на вводном электрическом кабеле 220В/380В с толщиной жилы 10 мм2. Максимальный ток, протекающий по электрическим проводам, находящимся в непосредственном контакте с шиной 1-wire достигает 45А.
Все исполнительные ключи, а также некоторые термодатчики находятся в непосредственной близости к компьютерной технике, бесперебойнику, котельному оборудованию (некоторые насосы потребляют до 250Вт, а Grundfos MQ - 1кВт) без учета стартовых токов.

Несколько слов об отводах от шины. Теоретически, чем короче отвод, тем лучше, но некоторые температурные датчики в моей сети, использующие паразитное питание, подключены отводом длиной 1,5 метра! И это никак не сказывается на надежности работы и доступности компонента  в сети. Однако злоупотреблять длиной отводов все же не стоит.

Распространено мнение, что электрические приборы могут негативно воздействовать на работу шины. Я не заметил никакого существенного влияния пылесосов, электроинструмента, насосов, бытовой и компьютерной техники на корректную работу шины 1-wire. Это, впрочем, не означает, что никакого влияния нет. Возможно, влияние есть, но каких-то значительных сбоев в работе сети с негативными последствиями я за все время эксплуатации не заметил.

Существуют рассуждения о том, что грозы и прочие атмосферные явления, а также положение звезд и созвездий, солнечный ветер и еще бог весть что нарушают работу шины 1-wire. Мой конкретный опыт говорит о том, что никакого нарушения нет.

Но вместо того, чтобы рассказывать о том, что в моем случае не влияет на работу сети, я лучше расскажу о том, с чем в действительности столкнулся. Ради эксперимента я решил заменить участок шины  длиной около 3 метров прямым кабелем, где провода не свиты, как в UTP. Этот кабель положил как и все остальные рядом с электрическими проводами. Сеть работала, но очень редко по непонятным причинам все то, что находилось после этой вставки исчезало из видимости. Удаление кабеля на метр от всех остальных проводов исправляло ситуацию. Замена вставки на UTP полностью решило проблему.

Таким образом, могу сделать следующие рекомендации по монтажу шины в 1-wire в доме.

  • Использование в качестве мастера DS9490R
  • Использование кабеля UTP 5 cat (крайне желательно экранированного, FTP или STP)
  • Обжатие в коннекторе RJ-11 только парных (свитых) проводов
  • Обеспечение заземления экрана шины
  • Использование максимально коротких отводов от шины в случае крайней необходимости
  • Использование для питания модулей стабилизированного напряжения

Несколько слов об экранированном кабеле. Сам по себе экран уже снижает межкабельные наводки, но для эффективной защиты от помех экран нужно заземлить. Существует два различных подхода к заземлению экрана кабельных систем. Первый подход подразумевает заземление с обоих концов кабеля. Этот подход к заземлению улучшает характеристики помехозащищенности, но увеличивает риск образования так называемых "контурных" токов. Второй подход предлагает заземлять шину только в одной точке. Такая система проще, но и менее надежна с точки зрения защиты от помех.

Важной особенностью технологии 1-wire является терпимость к ошибкам монтажа и всякого рода нештатным ситуациям. В целях эксперимента я вывел шину на улицу и подключил к ней температурный датчик в корпусе телефонной розетки. Более того, в целях лучшей конвекции воздуха я проделал в корпусе множество отверстий. Пылевлагозащищенность получившегося устройства немногим превышала ноль. Датчик подключался кабелем UTP.

DS18B20 на улице

Спустя два года пребывания на улице датчик исчез из сети

Вскрытие показало легкий налет коррозии на датчике. Смахнув зеленый налет отверткой я повесил датчик снова. Датчик появился в сети и работает до сих пор. Этот пример показывает устойчивость шины и ее компонентов к различного рода внешним проблемам, однако пример нельзя расценивать как руководство к действию. Для уличного применения необходимо тем или иным образом герметизировать чип и подключение к 1-wire.

Автор: Andrey_B
Любое использование материалов сайта возможно только с разрешения автора и с обязательным указанием источника.



Добавить комментарий:



Сортировка комментариев: Последние сверху | Первые сверху

2016-11-17 11:05:35 | Сергей
"в RJ-11 обжимаются свитые пары, которые используются под GND и DATA. По одному проводу на контакт." - т.е. из 4-х проводов, допустим, цветные подключаются к GND и DATA датчика температуры, а куда подключить парные половины витой пары (полуцветные)? И почти такой же вопрос относительно подключения экрана (если кабель экранированный) , возможно ли их подключение на линию GND (с одной или двух сторон) или это не так?


2014-10-17 01:44:18 | Кирилл
Извините за прошлый комментарий, нашел ответ на другой странице, что это Microsoft Visio. Спасибо за Ваш сайт! Второй год с Вами, открыл для себя много нового!


2014-10-17 01:37:36 | Кирилл
Подскажи, пожалуйста, в какой программе вы чертите такие схемы, которая на первой картинке? Хочу начертить подобное, не могу понять что за программу. Буду очень благодарен)


2014-09-24 11:30:04 | Andrey_B
Герасим, извините, не совсем уловил сути вопроса.
На "горячую" любой 1-wire датчик заменить можно. Работа сети или сегментов сети во время замены зависит от того, как именно датчик подключен. Что касается ПО, то датчик имеет уникальный идентификатор и новый датчик необходимо "прописывать" в ПО.


2014-09-23 20:43:44 | Герасим
Судя по вашему фото , контакты датчика окислились. У меня такая проблема, они окислились и один контакт коррозия возле самого основания датчика съела. Так вот вопросы можно ли в системе умный дом датчик заменить на 'гарячую' так сказать без прошивки в ПО?
Благодарен за ответ.


2013-09-26 12:09:29 | Владимир
Интересно увидеть как изменилась схема после разработки и внедрения MegaD-328.


2013-07-09 16:06:44 | Andrey_B
Александр, в данный момент ИК-извещатели подключены к автономному блоку сигнализации CCU6225, который имеет связь с системой только на уровне режима работы. Но в ближайшей перспективе все ИК-извещатели буду подключать к MegaD-328 таким образом, чтобы системы была в курсе того, когда и какой извещатель сработал вне зависимости от режима. То есть планируется, что датчики будут работать не только для охраны, но и для управления освещением и другими системами.


2013-07-09 15:46:22 | Александр
ИК-извещатели, изображенные на вашей схеме, предназначены для управления, например кондиционером? Подключены по 1wire? На чем сделаны?


2012-05-01 19:55:01 | gdr
1 и 3 ноги соединить накоротко.


2012-05-01 13:24:19 | Денис
не могли бы вы уточнить как подключали датчики температуры на паразитное питание?


2012-04-22 23:37:56 | Andrey_B
Сергей, в данный момент у меня да - на одной шине.


2012-04-22 14:36:17 | Сергей
Скажите пожалуйста, а датчики температуры исполнительные модули сидят также все селят на одной шине?


2011-10-11 14:55:12 | Andrey_B
Юрий, в RJ-11 обжимаются свитые пары, которые используются под GND и DATA. По одному проводу на контакт. На фото датчика распаяны все ноги, но в розетке VCC и GND соединены.


2011-10-11 12:35:33 | Юрий
Строю свою сеть. Прокомментируйте, плз поподробнее: 1. "Обжатие в коннекторе RJ-11 только парных (свитых) проводов" - какие пары используете и по сколько проводов на контакт? 2. "Все датчики температуры подключены по схеме с использованием паразитного питания и не используют линию питания в кабеле." а на фото уличного датчика распаяны все ноги DS 1820?


2011-10-05 21:38:52 | имя
От последней проблемы можно залить ноги далласа и место пайки "китайскими термосоплями". Давно применяю такой метод - довольно надежно. Единственно, этот клей очень не любит прямых солнечных лучей, но это совсем не проблема.


2011-01-13 21:05:04 | exzo
я читаю и балдею: кто-то уже это сделал. мне надо лишь повторить, и это реально!!! респект за инфу, по мере погружения в тематику буду отписываться более подробно.


2010-12-27 05:37:54 | realproduman
Хорошая информация , много полезного .