Using the 1 WIRE protocol/de - Revision history

Michael K: /* Nachteile des 1-wire-Busses */

2013-02-23T20:19:01Z

Nachteile des 1-wire-Busses

Michael K: /* Vorteile des 1-Wire- Busses */

2013-02-23T20:18:14Z

Vorteile des 1-Wire- Busses

Michael K: /* Topologie */

2013-02-23T20:17:07Z

Topologie

Michael K: /* Übertragungsgeschwindigkeit */

2013-02-23T20:16:38Z

Übertragungsgeschwindigkeit

Michael K: /* Störungen und CRC */

2013-02-23T20:16:00Z

Störungen und CRC

Michael K: /* Kabellänge */

2013-02-23T20:15:23Z

Kabellänge

Michael K: /* Wie arbeitet man mit dem 1-wire-bus */

2013-02-23T20:14:15Z

Wie arbeitet man mit dem 1-wire-bus

Michael K: /* Übersicht */

2013-02-23T20:09:33Z

Übersicht

Michael K: /* Übersicht */

2013-02-23T20:07:48Z

Übersicht

Michael K: /* Vorteile von 1-Wire */

2013-02-23T20:06:25Z

Vorteile von 1-Wire

← Older revision		Revision as of 20:19, 23 February 2013
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	System engineer		System engineer
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 Jeder Teilnehmer ist einzigartig und man kann über 2 Leitungen kommunizieren. Dennoch kann man jeden Teilnehmer individuell adressieren, wenn man möchte. Es gibt 2^48 einzigartige Identifikationsnummern. Einfach ausprobieren..
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 Natürlich, wenn viele Kabel unerwünscht sind, dann ist das ein großer Vorteil. Und hier wird nur 1 Prozessorpin gebraucht.
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 DS liefert die verschiedensten Typen 1-Wire-Bauteile, und alle sind für den direkten Anschluss an einen Mikroprozessor gemacht. Keine extra Hardware. Es gibt Sensoren für Inputs aus der realen Welt und Potentiometer und Relais, mit denen man direkt etwas  bewirken kann. Alles auf dem selben Bus.
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 Und auch der IButten von DS (schon mal gehört?) basiert auf der 1-Wire-Technologie.
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 BASCOM verbindet den Mikrocontroller mit 1-wire-Slaves so einfach, daß (ab sofort) das auch als Vorteil zählt - vielleicht sogar als einer der Größten.&nbsp;;-)
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 Über das 1-wire-Netz kann hier nicht viel erzählt werden. Stern? Bus? Es scheint so, als ob man das mixen kann. Ein Bus-Netz ist nicht so empfindlich. (Anmerkung des Übersetzers: AN148 von Dallas/Maxim beschreibt das Thema ausführlich)
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 Beim original 1-Wire-Bus spricht DS von einer Geschwindigkeit von 14 Kilobits / Sekunde. Wem das nicht genug ist: Manche Bauteile haben eine Overdrive-Option. Das verzehnfacht die Geschwindigkeit. Das passiert, indem die Time-Slots kleiner gemacht werden (von 60µs auf 6µs), was natürlich die Übertragung störanfälliger macht. Auch CRC-Fehler werden wahrscheinlich häufiger auftreten. Wenn es da keine Probleme gibt, sind 140kb/s erreichbar. Das ist SCHNELL.
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-Die Bascom-Suchroutine findet etwa 50 Geräte pro Sekunde am Bus, Adressieren und lesen einzelner Sensoren geht mit etwa 13 Geräten pro Sekunde
+Die Bascom-Suchroutine findet etwa 50 Geräte pro Sekunde am Bus, Adressieren und lesen einzelner Sensoren geht mit etwa 13 Geräten pro Sekunde.
-<br>The BASCOM scanning of the bus is finds about 50 devices / second , and reading a specific sensors value to a uC should be about 13 devices / second.
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 = <span class="f_Header">Störungen und CRC</span><br/> =
-Je länger das Kabel und rauher die Umgebung, desto mehr fehlerhafte Bits werden erzeugt. Die Bauteile sind mit einem CRC-Generator ausgestattet, das letzte Byte der Sendung ist immer die Prüfsumme. In den Programmbeispielen kann man lernen, wie die Checksumme vom Mikrocontroller berechnet wird. Wenn man merkt, daß viele falsche Bits gelesen werden, sollte man die Kabel verbessern. ( Abschirmen, geringerer Widerstand)
+Je länger das Kabel und rauher die Umgebung, desto mehr fehlerhafte Bits werden erzeugt. Die Bauteile sind mit einem CRC-Generator ausgestattet, das letzte Byte der Sendung ist immer die Prüfsumme. In den Programmbeispielen kann man lernen, wie die Checksumme vom Mikrocontroller berechnet wird. Wenn man merkt, daß viele falsche Bits gelesen werden, sollte man die Kabel verbessern. ( Abschirmung, geringerer Widerstand)
-<br>The longer cable and the noisier environment, the more false readings will be made. The devices are equipped with a CRC-generator - the LSByte of the sending is always a checksum. Look in program examples to learn how to re-calculate this checksum in your uC. AND, if you notice that there are false readings - do something about your cables. (Shield, lower resistor)
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 Für kurze Leitungen bis 30 Meter ist die Auswahl des Kabels unkritisch. Selbst flache Telefonkabel arbeiten mit einer begrenzten Zahl von 1-Wire-Slaves. Wie auch immer, je länger der 1-wire-Bus, umso mehr unerwünschte Effekte gibt es und und die richtige Auswahl des Kabels bekommt eine größere Bedeutung.
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 Für längere Distanzen empfiehlt DS Twisted-Pair-Kabel (paarweise verdrillte Adern - z.B. CAT5)
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-DS DS Standard-Beispiel spricht von 100 Metern Kabellänge, es ist also kein Problem. Sie zeigen auch Beispiele mit 300 Metern und ich meine, ich habe sowas gesehen mit 600m-Bus, kann es aber gerade nicht finden.
+Das DS Standard-Beispiel spricht von 100 Metern Kabellänge, es ist also kein Problem. Sie zeigen auch Beispiele mit 300 Metern und ich meine, ich habe sowas gesehen mit 600m-Bus, kann es aber gerade nicht finden.
-<br>DS standard examples show 100 meters cable lengths, so they say, that's no problem. They also show examples with 300m cabling, and I think I have seen something with 600-meter bus (but I cant find it again).
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 = <span class="f_Header">Wie arbeitet man mit dem 1-wire-bus</span><br/> =
-Nach dem Reset kann auf den Bus geschrieben oder gelesen werden. Wenn nur 1 Sensor angeschlossen ist, oder wenn alle Sensoren gemeinsam angesprochen werden sollen, kann mmit dem Kommanso "Skip Rom" begonnen werden. Das heißt: Ignoriere die IDs der Teilnehmer, überspringe diesen Teil der Kommunikation. <br>
+Nach dem Reset kann auf den Bus geschrieben oder gelesen werden. Wenn nur 1 Sensor angeschlossen ist, oder wenn alle Sensoren gemeinsam angesprochen werden sollen, kann mit dem Kommanso "Skip Rom" begonnen werden. Das heißt: Ignoriere die IDs der Teilnehmer, überspringe diesen Teil der Kommunikation.
-Thereafter, you can read a device, and write to it. If you know you only have 1 sensor attached, or if you want to address all sensors, you can start with a "Skip Rom" - command. This means; take no notice about the IDs of the sensors - skip that part of the communication.
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-Ein 1-wire-Reset bringt alle Teilnehmer am Bus in den Status der Bereitschaft. Wenn nur ein Teilnehmer adressiert wird, gibt es von den restlichen keine Aktivität bis nicht ein neuer Reset erfolgt ist.<br>
+Ein 1-wire-Reset bringt alle Teilnehmer am Bus in den Status der Bereitschaft. Wenn nur ein Teilnehmer adressiert wird, gibt es von den restlichen keine Aktivität bis nicht ein neuer Reset erfolgt ist.
-When you made a 1-wire-reset, all devices of the bus are listening. If you chose to address only one of them, the rest of them will not listen again before you have made a new 1-wire-reset on the bus.
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 Diese Beschreibung geht nicht auf die Bedeutung der Kommandos ein, die sind meist selbsterklärend. Der Mikrocontroller schreibt Kommandos auf den Bus und liest danach die Antwort ein. Die Kommandos sind abhängig von den Bausteinen, die benutzt werden und was man damit erreichen will. Jeder DS-Baustein hat ein Datenblatt, welches man z.B. unter [http://www.dalsemi.com/datasheets/pdfindex.html http://www.dalsemi.com/datasheets/pdfindex.html]finden kann. Darin kann man alles über die jeweiligen Kommandos nachlesen.
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 Einige Dinge müssen bei der Entscheidung des Bus-Types beachtet werden.
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 Die Kommandos in Bascom sind dieselben in beiden Fällen. Das ist kein Problem.
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 Bei der 2-wire-Version kommt die Versorgung von einer separaten Quelle. Das kann dieselbe sein, die den Mikroprozessor versorgt. Die Versorgung aus einem Prozessorpin hat bei mir nicht funktioniert.
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 Manche 1-Wire Bausteine brauchen mehr Strom während bestimmter  Operationen.. Die DS1820 z.B. brauchen eine Menge beim Konvertieren der Temperatur. Weil die Sensoren wissen, wie sie versorgt werden (diese Information kann man auch auslesen), haben manche Operationen verschiedene Ausführungszeiten. Das Kommando "Temperatur konvertieren" z.B. braucht ~200ms bei 2-wire, aber ~700ms bei 1-wire. Das muß bei der Programmierung berücksichtigt werden.
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-Und diese Energie muß auch irgendwie bereitgestellt werden
+Und der benötigte Strom muß auch irgendwie bereitgestellt werden.
-<br>And that power also has to be supplied somehow.
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 Bei der Verwendung von 2-wire kann dieser Teil übersprungen werden. Man kann allen Teilnehmer gleichzeitig das Kommando "Temperatur konvertieren" übermitteln. Das spart Zeit. Dieses Kommando ist das mit dem größtem Energiebedarf, gerade wenn es an mehrere Sensoren gesendet wird, das sollte klar sein.
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 Bei 1-wire müssen ein paar Sachen beachtete werden. Z.B. darf nicht mehr Energie verbraucht werden, als bereitgestellt wird. Wie das geht? Das ist abhängig vom Bauteil (dessen Verbrauch) und was man damit machen will (der Verbrauch bei speziellen Kommandos).
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 Kurz, ungenaue Beschreibung des Strombedarfs, keine Leitungs-Reflexionen
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 Nur den Prozessor-Pin als Stromversorgung funktioniert mit weniger als 5 Sensoren. (AVR, Nutzung der 1-wire Funktionen, interner Pullup. 8051 nicht getestet). An gleichzeitige Kommandos an mehrere Sensoren ist nicht zu denken.
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 Mit +5V durch einen 4k7-Pullup-Widerstand an der DQ-Leitung funktioniert es mit 70 Sensoren. Aber Vorsicht, für den Fall der gleichzeitigen Temperatur-Konvertierung gibt es hier falsche Ergebnisse. Bei ungefähr 15 Sensoren ist hier das Maximum für die gleichzeitige Ausführung. Diese Erklärung gibt DS auf die Verwendung mit Pullup-Widerstand.
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 Auf diese Art wurde ein Bus mit 70 Bauteilen erfolgreich versorgt.
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 Der Widerstand, 4k7, könnte auch kleiner sein. DS sagt mindestens 1k5, ich habe es bis herunter zu 500 Ohm getestet, darunter ist der Bus nicht mehr nutzbar (AVR). Ein geringerer Widerstand braucht mehr Energie - und macht den Bus unempfindlicher gegen Störungen. Aber das Widerstands-Minimum ist abhängig von den elektrischen Eigenschaften des Mikrocontroller-Pins. Bei 4k7 sollte man bleiben, das ist die Standard-Empfehlung.
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 DS empfiehlt einen anderen Ansatz, genannt "Strong Pullup", welcher (kurz) mit einem MOS-FET arbeitet. Der versorgt die Datenleitung mit genug Strom während Operationen mit höherem Bedarf. Das ist nicht getestet, aber es sollte natürlich funktionieren. Eine wirkliche Einschränkung gibt es: Bascom unterstützt diese Variante nicht. Das wird hier erwähnt, damit Sie sich nicht wundern. "Strong Pullup" braucht einen extra Mikrocontroller-Pin um den MOS-FET anzusteuern.
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	Das 1-Wire-Protokoll war eine Erfindung von Dallas Semiconductor (heute Maxim Integrated Products). Es braucht nur eine Leitung für eine 2-Wege-Kommunikation. Natürlich wird noch eine Versorgung und Ground benötigt.		Das 1-Wire-Protokoll war eine Erfindung von Dallas Semiconductor (heute Maxim Integrated Products). Es braucht nur eine Leitung für eine 2-Wege-Kommunikation. Natürlich wird noch eine Versorgung und Ground benötigt.

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-= <span class="f_Header">Vorteile von 1-Wire </span><br/> =
+= <span class="f_Header">Vorteile des 1-Wire- Busses </span><br/> =
 Jeder Teilnehmer ist einzigartig und man kann über 2 Leitungen kommunizieren. Dennoch kann man jeden Teilnehmer individuell adressieren, wenn man möchte. Es gibt 2^48 einzigartige Identifikationsnummern. Einfach ausprobieren..