1 wire с чего начать

[ofitser]

Всем привет
планирую начать изучение построения "умного дома" на технологии 1 wire.
хочу начать с малого
на "коленках" собрать несложную схему и наращивать ее по мере освоения
а в будущем использовать при строительстве каркасного дома

[Andrey_B]

И вам доброго здоровья!
Только не совсем понятно в чем вопрос.
Хотя и поделится планами, думаю, не зазорно.
Если же в названии темы пропущено тире и вопросительный знак, то самый простой способ попробовать что такое 1-wire - это готовый мастер + пара DS18B20. Ради пробы можно сделать даже все на скрутках. А потом, если понравится, можно взять планку повыше.

[MaxM]

Доброго времени суток, уважаемые формучане!
Хотел бы поделиться информацией по своим начинаниям.
Используемый компьютер: ноутбук Dell Inspiron 1525 (4-х годичной давности) под операционной системой Debian GNU/Linux 6.0 с установленным пакетом OWFS.

Как и советовал Андрей, решил начать с простого: реализовать возможность считывать данные с температурного датчика DS18S20.
Итак, для этого дела я приобрел мастер сети 1-ware (DS9490R) и три температурных датчика DS18S20.
Для начала решил опробовать только на одном датчике, в дальнейшем уже добавить еще один. Так скажем, от простого к сложному.

Прочитав данную статью и получив ответ от Андрея по монтажу (см. комментарии к статье), а также заглянув в DataSheet к мастеру и датчику, понял, что мне будут нужны 3-й (1-Ware Data) и 4-й (1-Ware Return) контакты на мастере и две ножки (первую - Земля и третью - Питание) у датчика придется совместить и повесить на один провод (на 1-Ware Data, т.е. на 3-й контакт мастера).
Таким образом, получается что нужно соединить 3-й контакт на мастере с Землей и Питанием на датчике (т.е. 1-ая и 3-я ножки датчика на 3-й контакт мастера) и 4-й контакт мастера соединить с Шиной датчика (2-ая ножка).
Для простоты, пока что взял уже готовый обжатый с двух сторон телефонный кабель и телефонную розетку с одним входом RJ-11. Четыре провода внутри кабеля разноцветные: черный, красный, зеленый и желтый. И на розетке также были провода такого же цвета. Поэтому определиться к каким проводам припаивать датчик было не сложно.
Что получается: 1-ю и 3-ю ночки датчика припаял к красному проводу (соответствует третьему контакту на мастере) а 2-ю - к зеленому проводу (соответствует 4-му контакту на мастере). А черный и желтый просто привернул к болтам, чтобы не мешались. См. фото:

ds18s20 в телефонной розетке

ds18s20-1.jpg (44.69 КБ) 29539 просмотров

После этого, подключил телефонный кабель в мастер сети и в телефонную розетку.
Открыл консоль, авторизовался под root'ом и набрал

Код: Выделить всё

/opt/owfs/bin/owfs -u -m /mnt/1ware/

(каталог /mnt/1ware/ был создан заранее, а данную команду подсмотрел на сайте owfs.org в разделе Example). На сколько я понял, ключ -u означает использование USB, а ключ -m указывает куда монтировать файловую систему 1-ware.
Далее решил изучить содержимое каталога /mnt/1ware/. В нем среди других каталогов увидел два под именами начинающихся: первый с "81.", а второй с "10." (далее шли цифры и буквы, которые формируют идентификатор элемента, но на память воспроизвести мне сейчас это не под силу )
На сколько я понял, первый - идентификатор мастера, а второй - идентификатор датчика.

Для проверки работоспособности оставалось только проверить какую температуру показывает подключенный датчик. Для этого выполнил команду:

Код: Выделить всё

cat /mnt/1ware/10.xxxxxxxxxxxxx/tempherature

где в место "xxxxxxxxxxxxx" был идентификатор датчика. В консоль вывелось значение температуры в комнате. Согласно сайту owfs.org по-умолчанию температура выводиться в градусах Цельсия, поэтому каких-то дополнительных настроек делать не пришлось.

Ну что ж, одно дело сделано и настала пора добавить в сеть еще один датчик. Его я уже разместил в телефонной розетке с двумя разъемами. См.фото:

ds18s20 в телефонной розетке с двумя разъемами

ds18s20-2.jpg (49.97 КБ) 29539 просмотров

Провода соответствующего цвета я соединил. Зеленый и красный напаял к датчику, а черный и желтый закрепил на болты.
Пришло время проверки. Вместо первого датчика, закрепленного на телефонной розетке с одним разъемом я поставил эту.
В каталоге /mnt/1ware/, папка начинающаяся с "10." пропала, но чуть погодя появилась, но уже с другим идентификатором, но все также начиналась с "10.".
Выполнив команду

Код: Выделить всё

cat /mnt/1ware/10.xxxxxxxxxxxxx/tempherature

в консоль вывелось значение температуры в комнате.
Ура! И этот датчик тоже работает!

Теперь усложняем. Делаем такую схему подключения: кабель из мастера сети втыкаем в первый разъем телефонной розетки с двумя разъемами, а во второй разъем втыкаем еще один готовый обжатый с двух сторон кабель. Конец второго кабеля (начинающий свой путь из телефонной розетки с 2-мя разъемами) втыкаем в телефонную розетку с одним разъемом, где уже припаян датчик.
Смотрим, что у нас появилось в /mnt/1ware/. Я ожидал там увидеть еще один каталог ("10."), соответствующий второму датчику, а там каталогов начинающиеся на "81." и "10." вообще нет ! Как же так!?
Далее идет работа по прозваниванию всех проводов и розеток, пробы и комбинации
В итоге, получается, что сеть работает только с одной розеткой (и даже не важно один или два разъема и в какой из разъемов воткнут кабель).
И тут назревает мысль, что кабель то телефонный не подходит для таких изысканий. Для ясности уточню, что один кабель длиной 2 метра, а второй 3 метра.

И вот теперь вопросы к Гуру (Андрею ).
Как организовать развязку?
Какой кабель лучше использовать под шину? "Витую пару" 5-ой категории? Если да, то подскажите новичкам, как их распаивать в телефонной розетке? Как обжимать в RJ-11?
Как "наращивать" шину датчиками в дальнейшем? Да и в длину как наращивать?

[Andrey_B]

Готовые телефонные кабели как правило ПЕРЕВЕРНУТЫ!
Возьмите кабель и посмотрите внимательно на цвета жил в разъемах RJ-11. Центральные жилы - красный и зеленый провода меняются местами.
Для организации сети нужны ПРЯМЫЕ провода, такие, где если смотреть на разъемы RJ-11 с одной стороны всегда будет красный, а с другой зеленый.
На текущий момент наиболее оптимальным кабелем для организации шины я считаю экранированную витую пару (FTP) 5-категории. Стоит такой кабель порядка 12 руб/м
Обжимают разъемы RJ-11 специальным инструментом (ака "клещи", ака "обжимка"), стоимостью от 200 руб и выше. Лучше брать модели подороже.

[MaxM]

Спасибо, Андрей, что не отказали в совете по столь банальной проблеме, вызванной моим не пониманием что такое "прямой" кабель.
Действительно, оба кабеля были "перевернуты" (спасибо коллегам специалистам по сетям, которые объяснили мне что означает "прямой" и "перевернутый").
Пришлось доработать оба кабеля следующим образом. Я обжал по одному концу на каждом кабеле так, чтобы он стал "прямым" (см. фото):

Оба конца одного кабеля. Не смотрите, что коннекторы разные (других не было, а поэкспериментировать очень хотелось). В ближайшее время заменю узкий коннектор на более широкий.

SDC11139-2.JPG (3.42 КБ) 29506 просмотров

Таким образом, у меня получилось соответствие по цветам: желтый-желтый, зеленый-зеленый, красный-красный, черный-черный на обоих коннекторах. А раньше было зеркальное отражение
Далее пришлось перепаять датчики. Дело в том, что по логике я сначала (в первой своей попытке) припаял Шину датчика на красный провод, а Землю и Питание - на зеленый. Но, естественно, ничего не заработало, т.к. кабель был "перевернутым". Ну я не долго думая, взял да и перепаял датчик наоборот и все заработало. Я еще тогда подумал: "Странно! Шину на 1-Ware Return!?" Теперь-то все встало на свои места. Когда я сделал кабель "прямым" то на другом конце кабеля 1-Ware Data стал соответствовать красному проводу в телефонной розетке. Таким образом, Шину датчика перепаял на красный провод в розетке, а Шину и Землю - на зеленый (см. фото).

Розетка с одним разъемом

SDC11133.JPG (94.96 КБ) 29506 просмотров

Розетка с двумя разъемами

SDC11136.JPG (91.66 КБ) 29506 просмотров

Датчик для надежности приклеил на термоклей как раз, чтобы он совпадал с проемом под кабель в крышке розетки.
Розетку с двумя разъемами соединил кабелем с мастером сети, а розетку с одним контактом соединил - с розеткой с двумя разъемами. Получилась топология "общая шина" и датчики висели на ней параллельно. Все заработало корректно. Ура!
Конструкция в сборе (датчик в телефонной розетке) получилась добротной. Более того, розетку с одним разъемом я разместил за окном, чтобы датчик мерил уличную температуру, а он из-за узкого коннектора сорвался и стремительно слетел с 4-го этажа, да и шмякнулся об асфальт! Вот такой тест-драйв! После него от крышки розетки отлетел кусочек пластика и ушки, но пайка, сам датчик и его фиксация на термоклее осталась невредима. Т.к. был уже вечер и другой телефонной розетки у меня под рукой не было, пришлось закрепить крышку розетки скотчем и зафиксировать коннектор на розетке с помощью обычной резинки (такие разноцветные, продаются в канцтоварах обычно). Повесил розетку с датчиком обратно за окно. Провисело ночь, на утро показания выдавались корректно.

[Andrey_B]

Для измерения наружной температуры я у себя из подручных средств сделал следующее. С помощью перфоратора закрепил к стене уголок, к которому прикручен брусок длиной 50 см. К бруску снизу с помощью самореза закрепил розетку как у вас с припаянным внутри датчиком DS18B20. Брусок нужен не только для того, чтобы не падал датчик, но и для фиксации более корректных показаний датчика. Когда датчик висел на стене, он показывал всегда завышенные значения на 2-3 градуса, которые объясняются влиянием стены дома.

[YR_Spb]

Прочитав данную статью и получив ответ от Андрея по монтажу (см. комментарии к статье), а также заглянув в DataSheet к мастеру и датчику, понял, что мне будут нужны 3-й (1-Ware Data) и 4-й (1-Ware Return) контакты на мастере и две ножки (первую - Земля и третью - Питание) у датчика придется совместить и повесить на один провод (на 1-Ware Data, т.е. на 3-й контакт мастера).
Таким образом, получается что нужно соединить 3-й контакт на мастере с Землей и Питанием на датчике (т.е. 1-ая и 3-я ножки датчика на 3-й контакт мастера) и 4-й контакт мастера соединить с Шиной датчика (2-ая ножка).

Добрый день всем.

Строю систему управления дома пока на базе GSM сигнализации (без компьютера).
Используемая система имеет возможность для подключения двух веток 1 Wire сетей по 16 датчиков и 6 выходов для включения внешних устройств.
Подключать датчики можно по двух и трех проводной схеме. Единственно только я не слышал, что можно объединять ножки Vсс и Земля.
На elin.ru тоже про это ничего нет. Судя по постам все нормально работает. Не подскажите где указано на возможность такого соединения и почему используете двухпроводную схему вместо трехпроводной?

[Andrey_B]

YR_Spb, вы не поверите, но об этом написано в самом главном документе про DS18B20 - Datasheet'е от производителя. Например, страница 6.
Многие компоненты 1-wire умеют работать на паразитном питании. DS18B20 можно использовать с дополнительным питанием (3-х проводная схема) или без питания, а точнее с паразитным питанием (2-х проводная схема). Если нога Vcc у датчика будет болтаться в воздухе (при использовании паразитного питания), датчик будет глючить, часто показывать температуру 85 градусов.
Дополнительное питание делает возможным использование механизма simultaneous conversion, который недоступен для сети датчиков на паразитном питании.
Вся это информация находится в первоисточнике.

[YR_Spb]

YR_Spb, вы не поверите, но об этом написано в самом главном документе про DS18B20 - Datasheet'е от производителя. Например, страница 6.
Многие компоненты 1-wire умеют работать на паразитном питании. DS18B20 можно использовать с дополнительным питанием (3-х проводная схема) или без питания, а точнее с паразитным питанием (2-х проводная схема). Если нога Vcc у датчика будет болтаться в воздухе (при использовании паразитного питания), датчик будет глючить, часто показывать температуру 85 градусов.
Дополнительное питание делает возможным использование механизма simultaneous conversion, который недоступен для сети датчиков на паразитном питании.
Вся это информация находится в первоисточнике.

Спасибо за быстрый ответ. Говорили мне "Учи матчасть". К сожалению я не настолько силен в англицком и электронике, а на форуме посвященной сигнализации на этот вопрос ответитьне смогли. Кстати проблема с 85гр. появляется у пользователей DS1820 очень часто. В качестве борьбы предложено экранировать и тп.

[sueno]

т.е. можно припаять 3ю ногу к +5V(черный провод) и не иметь проблем с 85градусами?

[MaxM]

т.е. можно припаять 3ю ногу к +5V(черный провод) и не иметь проблем с 85градусами?

А разве черный провод это не GND (Земля)!?
Я использую телефонный кабель (прямой) и у меня черный провод ложиться на второй контакт мастера, следовательно, по его спецификации - это Земля.
А 5V уже будет первый контакт мастера.
Или я что-то напутал?

[YR_Spb]

Добрый день,

К сожалению на сайте посвященном моему устройству не очень внятно описано построение 1 Wire сетей.
"По стандарту соединения датчиков необходимо делать линией, а не деревом. Кроме того есть много рекомендаций использовать витую пару. Одну пару из кабеля UTP расключить земля и данные, вторую питание и земля, в местах подключения датчиков земли соединяются и идут на землю датчика, питание на плюс, данные к ножке данных, из этих же точек провода на следующий датчик точно так же как вышеописанно. Кроме того между ножками питания и землей датчика включить два конденсатора 0.01-0.1 мкф неполярный керамический + 10-100 мкф 5 вольт полярный."
Ничего не сказано по поводу подтяжки и ее выполнения.
Нашел еще несколько сайтов, например - http://mk90.blogspot.com/2011/04/1-wire.html.
Но только на этом сатйте нашел информацию по простому построению сети и достаточно разжеванно.
Еще бы несколько фотографий с витой парой.
Меня волнует вопрос защищенности линии, т.к. пару датчиков планирую разместить в технологическом колодце для ввода в дом водопровода. При этом используемый мною мастер линии (сигнализация) не настолько хорошо держит датчики как мастер Maxim

[Andrey_B]

MaxM, руководствоваться нужно только документацией. Провода могут быть совершенно различного цвета от ярко-малинового до иссиня-зеленого.
Когда мы говорим о паразитном питании DS18B20, это означает, что никакие +5В с датчиком рядом не стояли. И соединяются при этом не GND и Vcc мастера, а GND и Vcc датчика.
Да, если вы используете "обычный" телефонный провод, то в нем 4 провода, а не 6, а значит +5 в проводе у вас нет.

YR_Spb, для увеличения надежности рекомендации все те же: экранированная витая пара, использование свитых проводов, использование питания датчиков.
В мастере DS9490R используется активная подтяжка. Как реализована работа с сетью в сигнализации неизвестно.
У меня датчики находятся и в колодце и под землей на паразитном питании (4 штуки). Длина метров 30, не меньше. Работает уже полтора года без единого сбоя.

[YR_Spb]

...
YR_Spb, для увеличения надежности рекомендации все те же: экранированная витая пара, использование свитых проводов, использование питания датчиков.
В мастере DS9490R используется активная подтяжка. Как реализована работа с сетью в сигнализации неизвестно.
У меня датчики находятся и в колодце и под землей на паразитном питании (4 штуки). Длина метров 30, не меньше. Работает уже полтора года без единого сбоя.

Длина линии будет ок. 20 метров. Датчики 6 шт. - колодец, подпол, 1 этаж прихожая, 1 этаж спальня, 1 этаж санузел, 2 этаж спальня.
Приобрел для основной линии экранированную витую пару (4х парный провод). Планировал использовать трехпроводную схему с подтяжкой 1 кОм на дальнем датчике в колодце, потому что активной подтяжки в сигналке нет (ВМ8039). При этом первые два датчика планировал впаивать, а остальные ставить в розетках с ножевыми разъемами.
Почитав ваш сайт задумался о двухпроводной схеме. В связи с этим 2 вопроса:
1. Сколько проводов давать на каждую ножку 1,2 или 4 (для снижения потери наряжения иулучшения передачи сигнала)?
2. Вопрос
В Вашей статье написано:
"
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
"
"Обжатие в коннекторе RJ-11 только парных (свитых) проводов" - вот эта фраза мне как не электронщику не совсем понятна.
Как вести сигнал попарно с землей (т.е. цвет сигнал - полуцвет земля) или одна пара сигнал, другая земля?
Да и на фото уличного датчика показана распайка всех трех ножек, т.е. вначале была трехпроводная схема, а потом перешли на двухпроводную?
Если я правильно понял спецификации по DS1820, то при подключении с паразитным питанием, датчик переходит на пониженную точность с 0,5 град на 1 град.?

[Andrey_B]

С точки зрения надежности, лучше всегда использовать питание. Паразитное питание - это для ленивых.
Я везде использовал один провод на каждую ножку. Цвет сигнал, полуцвет земля. Или наоборот.
Относительно фото. Соединять ноги непосредственно на датчике как-то некультурно, поэтому ноги Vcc и GND соединены в розетке.
Где это вы в спецификации DS18B20 прочитали про точность?
Ни на какую пониженную точность датчик не переходит. Он работает точно также как и с питанием. Единственное, чего сеть не может на паразитном питании - запустить процедуру одновременного преобразования температуры на всех датчиках, так как паразитного питания на всех не хватит.

[YR_Spb]

С точки зрения надежности, лучше всегда использовать питание. Паразитное питание - это для ленивых.
Я везде использовал один провод на каждую ножку. Цвет сигнал, полуцвет земля. Или наоборот.
Относительно фото. Соединять ноги непосредственно на датчике как-то некультурно, поэтому ноги Vcc и GND соединены в розетке.
Где это вы в спецификации DS18B20 прочитали про точность?
Ни на какую пониженную точность датчик не переходит. Он работает точно также как и с питанием. Единственное, чего сеть не может на паразитном питании - запустить процедуру одновременного преобразования температуры на всех датчиках, так как паразитного питания на всех не хватит.

Мне удалось найти вариант наполовину переведенного описания. В нем есть следующее.
"Другая особенность DS18B20 - способность работать без внешнего питания. Эта возможность предоставляется через подтягивающий резистор. Высокий сигнал шины заряжает внутренний конденсатор (CPP), который питает прибор, когда на шине низкий уровень. Этот метод носит название «Паразитное питание». При этом максимальная измеряемая температура при этом + 100 °C. Для расширения диапазона температур до + 125 °C необходимо использовать внешнее питание."
"Основные функциональные возможности DS18B20 - его температурный преобразователь. Разрешающая способность температурного преобразователя может быть изменена пользователем и составляет 9, 10, 11, или 12 битов, соответствуя приращениям (дискретности измерения температуры) 0.5 °C, 0.25°C, 0.125°C, и 0.0625°C, соответственно. Разрешающая способность по умолчанию установлена 12-бит."

По поводу снижения точности при паразитном питании где-то на форуме в Инете, но возможно это касалось различия DS18B20 и DS1820. Просто, что-то такое осталось в памяти, поэтому решил уточнить.

[Ветер]

При паразитном питании можно подать команду ПОДСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРЫ (Convert T [44h]) для нескольких датчиков. Во время подсчета датчики потребляют больше энергии, чем в покое или при обмене информацией. Хватит или нет питания им всем, зависит от нескольких факторов. Главные факторы - сопротивление линии (длина и сечение проводов) и сопротивление подтяжки (именно через это сопротивление и происходит паразитное питание).

Главная особенность при паразитке - после команды ПОДСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРЫ, по шине нельзя передавать данные на время подсчета - 750 мс. Ибо при передаче данных, провод данных (а при паразитке это и питалово) закорачивается на землю, датчики обесточиваются и выдают при включении 85 градусов..

Мое мнение - паразитка нужна там, где ограниченное количество проводов. Если у Вас витая пара с 8ю проводами, то почему бы не отжалеть 3, а не 2 провода на датчики. Вероятность "проблемы 85 градусов" резко снижается.

[YR_Spb]

...
Мое мнение - паразитка нужна там, где ограниченное количество проводов. Если у Вас витая пара с 8ю проводами, то почему бы не отжалеть 3, а не 2 провода на датчики. Вероятность "проблемы 85 градусов" резко снижается.

Понял, т.е. моя первоначальная идея была правильная.
На датчики отдам весь провод:
2 пары цвет-данные и полуцвет-земля
2 пары цвет-питание и полуцвет-земля

В результате данные 2 провода, питание 2 провода, земля 4 провода, и экран на землю около мастера.

[Andrey_B]

YR_Spb, производитель пишет немного иначе.
Использование паразитного питания при температурах свыше +100С не рекомендуется, так как в этом случае может отсутствовать связь с датчиком по причине больших токов утечки.
А по поводу передачи данных во время преобразования температуры на паразитном питании Ветер правильно написал.

[YR_Spb]

YR_Spb, производитель пишет немного иначе.
Использование паразитного питания при температурах свыше +100С не рекомендуется, так как в этом случае может отсутствовать связь с датчиком по причине больших токов утечки.
А по поводу передачи данных во время преобразования температуры на паразитном питании Ветер правильно написал.

Понятно. Значит у меня не совсем корректный перевод инструкции.
Кстати нашел место откуда у меня информация по снижению точности http://mk90.blogspot.com/2011/04/1-wire.html
Цитата
"Не секрет, что на столе цифровой датчик DS18B20 или его бюджетный брат DS18S20 замечательно работает с минимальным обвязом со стороны микроконтроллера в т.н. двухпроводной схеме. (картинка)
Фактически, весь "обвяз" состоит из резистора 4К7, между шиной питания VCC (+5В) и шиной данных VDO, который и позволяет датчику паразитно питаться от этой же шины. Схема проста, наглядна и кроме этого, позволяет экономить на одном проводе в кабеле сети. Для расстояний менее 10 метров - вполне оправдано, правда точность преобразования будет не лучше 2°C (разрядность АЦП датчика DS18B20 снижается с 12 до 10 бит), что во многих случаях будет вполне достаточно.
К сожалению, двухпроводный способ включения практически непригоден в "полевых условиях" из-за незащищенности от помех. Дальнейшее увеличение длины сетевого кабеля будет приводить к большему числу сбоев, вплоть до полного отказа сети. Поэтому, часто приходится отказываться от паразитного питания в пользу трехпроводного подключения. (картинка)

Дополнительная выделенная линия питания сулит нам следующие "бонусы":

Длина сетевого кабеля 100 метров и более;
Количество одновременно подключенных датчиков - не менее 32шт.;
Разрешающая способность АЦП - 0,0625°C и точность измерения - 1°C.
Однако, еще остается борьба с помехами на длинных линиях связи.
"
Выделено мною. Я понимаю, что верить всему написанному в Инете неправильно, но вроде как достаточно специализированная статья.
Не могли бы еще раз пояснить свой выбор двухпроводной схемы - отсутствие лишнего проводника и/или какие-то другие соображения.
Паять трассу буду сегодня вечером, а завтра монтировать на объекте (загородный дом).
Возможно вам будет интересно посмотреть еще следующие устройства MP707 и МР707R - http://usbsergdev.narod.ru/ я купил такой термостат для дальнейшего подключения сети датчиков к компьютеру и планирую использовать ее для предварительного тестирования спаяной сети дома