Podłączanie czujników 1-Wire

1-wire to interfejs pozwalający na budowanie sieci z urządzeń o topologii wspólna magistrala, jeden nadrzędny – dużo podrzędnych. Każde urządzenie ma swój unikalny 64-bitowy adres.
Przy podłączaniu końcowych urządzeń, takich jak przełączniki, cyfrowe czujniki, na długich liniach mogą występować niebezpieczne zakłócenia, dlatego stosujemy dodatkową ochronę i poprawiamy działanie wejść za pomocą transoptora. Domyślnie podczas produkcji wszystkie urządzenia z 12 wejściami są skonfigurowane w trybie "Transoptor" za pomocą jumperów. Jeśli używasz czujników interfejsowych lub analogowych na wejściach kontrolera, nie zapomnij wyłączyć tego trybu.

Illustration

W sterownikach serii Atom przewidziano podłączenie czujników temperatury DS18B20 do wejść uniwersalnych.

Illustration

DS18B20 to precyzyjny cyfrowy czujnik temperatury.Główne charakterystyki:● Zakres: -55.. 125 °C● Precyzja: 0.5 °C● Zasilanie: 3-5.5V
Do przesyłania sygnału czujnika służą 3 przewody: pierwszy do ogólnego zastosowania/ziemny, drugi do transmisji danych, a trzeci do zasilania.
Główne parametry teoretyczne interfejsu 1-Wire (podane przez producenta):
● napięcie zasilania urządzeń — 3,3-5 V;
● maksymalna długość magistrali przy zastosowaniu skrętki w idealnych warunkach nie przekracza 300 m (zalecamy stosowanie magistrali nie dłuższych niż 100 m);
● maksymalna liczba abonentów na magistrali o maksymalnej długości może teoretycznie wynosić do 250;
● szybkość wymiany magistrali o maksymalnej długości — do 16,3 kbit/c.

Ważne! W praktyce do jednego wejścia sterownika można podłączyć maksymalnie 10 czujników. Jeżeli liczba czujników jest większa niż 3, a długość linii jest duża, może zaistnieć konieczność podłączenia dodatkowego rezystora podciągającego pomiędzy wyjściem zasilania 3,3 V a wejściem sterownika o rezystancji 1,5 kΩ.

Illustration

Topologia sieci 1-wire

Chociaż sieci 1-Wire często mają dość „luźną topologię”, zwykle mieszczą się w kilku ogólnych kategoriach opartych na rozmieszczeniu urządzeń 1-Wire i rozmieszczeniu przewodów połączeniowych.

1. Topologia liniowa. Magistrala 1-Wire jest tworzona jako pojedyncza linia zaczynająca się od sterownika i rozciągająca się do najdalszego urządzenia podrzędnego. Inne urządzenia podrzędne są podłączone do magistrali 1-Wire z mniejszymi (<3 m) odgałęzieniami.

Illustration

2. Topologia „Gwiazda”: magistrala 1-Wire jest podzielona jeszcze w pobliżu sterownika i rozciąga się na kilka odgałęzień o różnej długości. Wzdłuż lub na końcach gałęzi znajdują się urządzenia podrzędne.

Illustration

Testy wykazały, że topologia sieci „gwiazda” jest najmniej stabilna w działaniu. Różne gałęzie mają niedopasowane parametry elektryczne, powodując fałszywe odbicia sygnałów na magistrali, które powodują błędy danych. Z tego powodu nie zaleca się używania topologii „gwiazdy”. Jeżeli w systemie zainstalowanych jest kilka fizycznych linii 1-wire, najlepszym rozwiązaniem jest podłączenie ich do różnych wejść sterownika.

Walka z zakłóceniami w sieci 1-Wire

Magistrala 1-wire jest bardzo wrażliwa na zakłócenia, liczbę czujników, długość i organizację przewodów łączących. Każdy dodatkowy czujnik lub dodatkowa długość przewodu zwiększa pojemność pasożytniczą magistrali, co pogarsza jej ogólną stabilność i może doprowadzić do jej całkowitej awarii.
Oto kilka wskazówek dotyczących instalacji magistrali:
● Magistralę 1-Wire należy układać w maksymalnej odległości od przewodów wysokiego napięcia, przewodów lamp z funkcją ściemniania, oświetlenia LED, silników, elektrozaworów, elektromagnesów, pomp, które przy ich sterowaniu powodują znaczne zakłócenia.
● Magistralę 1-Wire należy montować z dala od innych urządzeń zasilających i przełączających, które mogą powodować zakłócenia elektromagnetyczne i iskrowe.
● Należy zwrócić szczególną uwagę na instalację okablowania pasków LED, ponieważ są one zwykle pracują z ściemniaczami i dlatego stanowią źródło zakłóceń impulsowych dla magistrali 1-Wire, co w dużym stopniu zależy od długości, przekroju poprzecznego, materiału przewodu oraz mocy i długości wykorzystanego paska. Przewody o większym przekroju i krótszej długości zmniejszają straty napięcia na przewodach łączących i zmniejszają powodowane przez nie zakłócenia. Należy także układać je z dala od przewodów sygnałowych, takich jak magistrala 1-Wire, wejścia przycisków lub czujniki. W żadnym wypadku nie należy układać przewodów zasilających i sygnałowych w tym samym kablu.
● Jeśli to możliwe, do zasilania urządzeń i pasków LED należy używać osobnych zasilaczy. Jest to szczególnie istotne w urządzeniach 9U, gdzie wyjścia DC są izolowane galwanicznie, co znacząco ogranicza wpływ zakłóceń na interfejsy wejściowe.

Illustration

● W przypadku magistrali 1-Wire należy używać wysokiej jakości skrętek dwużyłowych z dobrą izolacją, żyłami miedzianymi i wysokiej jakości ekranem.
● Skrętki ekranowane zmniejszają zakłócenia pochodzące od linii energetycznych i urządzeń, dlatego zaleca się ich stosowanie podczas układania w miejscach, gdzie stosowane są taśmy LED, oświetlenie z funkcją ściemniania, silniki, obciążenia indukcyjne. Należy pamiętać o podłączeniu ekranów w miejscach podłączenia czujników, tak aby kabel był ekranowany na całej swojej długości. Należy jednak rozumieć, że kable ekranowane zwiększają całkowitą pojemność magistrali, co negatywnie wpływa na jej maksymalną długość i liczbę znajdujących się na niej czujników. Oznacza to, że zwiększa się odporność magistrali na zakłócenia, a liczba czujników i długość maleje. Należy używać jednej pary do przesyłania mocy do przetworników, a drugiej pary do przesyłania sygnału i minusa przetworników.

Illustration


● Odgałęzienia od magistrali o długości 1-2 metrów nie pogarszają znacząco jakości systemu, ale mogą znacznie uprościć montaż.● Nałeży kupować wyłącznie oryginalne czujniki, obecnie jest wiele podróbek DS18B20, które albo mają bardzo słabą wydajność, albo w ogóle nie działają i mogą powodować nieprawidłowe działanie innych czujników na tej magistrali.● Jeśli zachodzi potrzeba podłączenia kilku czujników na dużą odległość, a na obiekcie znajduje się sprzęt wytwarzający znaczne zakłócenia elektromagnetyczne, należy zastosować czujniki z interfejsem RS-485, gdyż interfejs ten jest znacznie mniej wrażliwy na zakłócenia.● Opcjonalnie można zastosować także czujniki NTC, są one mniej wrażliwe na zakłócenia, jednak wtedy dla każdego czujnika należy zastosować oddzielną linię sygnałową.

Nie znalazłeś odpowiedzi na swoje pytanie?

Możesz skontaktować się z chatbotem wsparcia technicznego. Znalazłeś błąd na stronie? Pomóż nam to naprawić!