Problem och tester med ett 1wire-nät.

[JimmyAndersson]

Igår kväll premiärtestade jag sensorerna i pannrummet.

Kort beskrivning:
1st av 4st DS18S20 hittades inte när alla var inkopplade. Ensam hittades den och kunde läsas av.
Efter 20 minuter med alla inkopplade så kom den igång, men då fungerade bara den och en annan.
Sedan försvann den och då var det bara en tredje sensor som lästes av.
Ett tag senare kom alla igång och fungerade så länge som jag testade.


Längre beskrivning:

Bredvid pannan sitter ett kretskort med 8st 3-poliga kontakter och en 4-polig kontakt.
Från den 4-poliga går en 9,15 meter lång kabel till min 1wire-adapter. (+5V, GND, 1wire, 1wire-retur.)

Från de 3-poliga kontakterna går det kablar med följande längder och enheter:

Kod: Markera allt

   DS18S20           Kabellängd    Sensor nr    Beskrivning
------------------+--------------+-----------+----------------
CF00080192AD6E10     115 cm        Sensor 1     Pannrum: Till element
9B00080192C67C10      90 cm        Sensor 3     Pannrum: Från element
9100080192A06810     163 cm        Sensor 4     Pannrum: Pannan. Fram.
F0000801928A6710      99 cm        Sensor 5     Pannrum: Varmvatten. (Efter reglering.)

(Sensor 2 är inte inkopplad än.)

Jag har inte använt någon "retur" till dessa stubbar.
Stabil +5V, data-pinnen och GND. (Ingen parasitmatning alltså.)



Det är sensor 5 som jag hade (eller har?) lite problem med.


Jag använde LogTemp med avläsning var 15e sekund för att testa.

1, 3 och 4 hittades direkt.
Märkte att sensor 5 hittades när den var själv i nätet, oavsett vilken kontakt den satt på.
När jag testade nr 5 ihop med någon annan, eller alla, så hittades den inte.

Jag pluggade in alla sensorer igen och startade en brasa.
Efter ca 20 minuter med alla enheterna inkopplade så kom sensor 5 igång. Blev både glad och förvånad.

Men det visade sig att bara 5 och 3 lästes av, en gång var. Sedan lästes ingen av.
Därefter kom 5an igång. En stund senare ändrades det igen. Då var det bara 4an som lästes av i ett par minuter.

Testade att öka "Saving interval" i LogTemp till 2 (innebär 1 minut, innan var det 0,5 minut) och kort tid därefter så kom alla sensorer igång.
Jag är lite osäker på exakt vad den funktionen innebär, så jag vet inte om min ändring bidrog,
men det fungerade iallafall fint under de följande ca 2½ timmar som jag testade.


Jag har gjort 1wire-stubbarna och testat dem *mycket* omsorgsfullt,
så jag är tveksam till om det är något sådant som ligger bakom problemet.
(Antistat-armband/matta, tre lager krympslang, mätningar vid varje steg i montering/lödning,
verifiering mot IR-termometer, noggrann dokumentation, osv.)


---

Någon som vet vad det här "Saving interval" innebär?
Oavsett inställning där så läses sensorerna av under samma sekund.
Funderar på ifall det är tidskillnaden mellan olika *typer* av sensorer...

Någon som varit med om liknande problem eller har en idé om varför det är en och samma enhet som bråkar?


Det knasiga är att efter jag hade monterat enheter och kablar så tänkte jag:
"Det blev ju bra! Nr 4 blev bäst. Om jag skulle välja någon som kan ställa till med problem så är det 5an."
Men det var för att den monteringen på röret inte gick lika enkelt som med de andra enheterna.
(Jag har förresten dragit lite i sladden till 5an för att se om den vaknade.)


Som sagt: När jag avslutade mätningarna igår så fungerade alla, så det är inget jätteproblem.
Men jag är väldigt nyfiken på varför det blev såhär igår.
Vill gärna få ordning på den biten innan jag kopplar ihop det med övriga nätet...

[danielr112]

Inte läst igenom hela men jag har haft precis samma problem med DS18S20 och kör nuförtiden bara DS18B20.

Har flertalet gånger haft strul med S modellen av att de funkar ibland och ibland inte. Tror jag har ett 20tal av S-modellen kvar och de får bli liggandes Beställde ett par hundra "B" sensorer istället och har sedan dess inte haft ett enda problem.


Nu har mina problem uppträtt på lite längre nät. dvs 50meter ++

[mrfrenzy]

Problemet är att du har byggt stubbar som är för korta, helst ska man bara göra bussnät, inte stjärnnät. Stjärnnät funkar oftast men det finns inga garantier, speciellt om dom har liknande längd så finns det risk att det blir reflektioner i dom olika stubbarna.

Bästa är att bygga om till bussnät eller montera en hub i kopplingspunkten.
Näst bästa är att balansera det hela med motstånd.

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.

Rekommenderad läsning: Guidelines for Reliable Long Line 1-Wire® Networks

[Marta]

Med så korta stumpar efter uppgreningen så tycker jag det skulle knappast kunna bli ökade reflektionsproblem. Vad har Du för pull-up och vad är det för typ av ingång? Pull-up kan utan vidare minskas till t.ex. 1k8 för att få ned stigtiden. Det går också att sätta ett motstånd mot t.ex. +12V och ha en 4V7 zener som klipper den för att få ned stigtiden. Med ST-ingångar blir det onödigt snålt för signalen att nå 1-nivå på oftast 80% av Vdd, det bör vara en TTL-kompatibel där 2.4V är en garanterad etta.

Mät med ett scope och se hur det ser ut. Är där ett problem så går det tydligt att se om Du har lite erfarenhet även om det är ett virrvar av linjer som visas på scopet. Kan Du göra ett eget testprogram för att ge korta regelbundna pulser är det mycket lättare både att få stabil triggning och att se reflexerna.

[PHermansson]

För långa eller för korta stubbar... Med längd under tre meter ska det vara bättre med linjär uppbyggnad:





http://www.maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/148

[JimmyAndersson]

Jag har lärt mig att man ska göra så *korta* stubbar som möjligt, så det här blev genast knepigt...

Hur väljer man rätt topologi om man på förhand inte vet var man kommer placera 1wire-slavar i framtiden?
Hur väljer man om några enheter befinner sig en halvmeter ifrån varandra och några sitter med 10 meters mellanrum?

Det skulle bli väldigt osmidigt att köra med linjär topologi i pannrummet:
En sladd till första enheten. Från den går en sladd vidare till nästa, och nästa.
Det kändes bra mycket bättre att ha stjärnnät där och enligt "Guidelines"-länken så är det inte fel att göra så.
Däremot är det den typen av topologi som är svårast att lyckas med, men det är en annan sak.

Det som de beskrivit är tre olika topologier:

'Although 1-Wire networks are often quite "free form" in structure, they usually fit into a few generalized categories, based on the distribution of the 1-Wire slaves and the organization of the interconnecting wires.'




MrFrenzy:
Det här med "liknande längd":
Hur mycket ska det skilja i längd för att det inte ska räknas som "liknande"?


Vad skulle jag vinna på en hub i kopplingspunkten? Det blir väl lika långa sladdar och samma topologi iallafall?



Marta:
Jag har 4,7k pull-up. Ingången går dels till en MAX232 och dels till en AND-grind (7408, minns inte bokstäverna) som fungerar som buffer/switch för att lösa den dubbelriktade kommunikationen. (Det är egenkonstruerad 1wire<-->RS232-enhet.)

Att generera pulser och mäta var en utmärkt idé.

Jag ska även testa att sätta motstånd (nånstans runt 100-150 ohm) i serie med datapinnarna från sensorerna.



Danielr112:
Intressant tips! Lyckligtvis var det här mina 5 sista DS18S20.
Ska testa med DS18B20.



--
Slutligen en fråga som jag varit nyfiken på en tid:
De flesta rekommenderar "twisted pair" för 1wire.
Men... om man inte kör med parasit-matning så krävs *tre* trådar. Det går inte att köra med twisted *pair* då ju...
Så vilka trådar (av +5V, data, GND) är det som ska vara i detta par?


Måste smälta det här med kabellängderna som ni skrivit om och fundera lite. I'll be back.

[PHermansson]

Ja det finns väl både för och nackdelar... Egentligen borde man nog ha två separata kablar. Lite intressant läsning finns under
"USING ADDITIONAL WIRES NORMALLY AVAILABLE IN THE CABLE" i http://www.google.com/url?sa=t&source=w ... ag&cad=rja

[mrfrenzy]

Som jag förstått det är det störst risk med reflektioner om man har ungefär lika långa stubbar, jag saknar kunskapen och tålamodet som Marta för att räkna och mäta så därför kör jag bussnät som Maxim rekommenderar i första hand. (Med vissa undantag, pannan tex

En 1wire-hub är aktiv, och slår bara på en stubb åt gången, då kan man bygga hur långa och komplicerade nät som helst utan att fundera så mycket över dessa problem. Har man bara fått en sling/stubb att fungera separat så kommer den fungera på hubben med. OWFS tex hanterar detta automatiskt.
6 Channel hub kit

Angående trådarna så använder jag fyra, Data, Datagnd, +5V, Powergnd. Då blandar sig inte returströmmen från förbrukarna med datat. DS9490R tex har separat GND för data och ström.

[danielr112]

Jag kör 4 trådar men har blandat gnd på båda. Kommer inte ihåg min pullup men har fått ändra den lite. Tror jag ligger på kanske 1k5? Kan kolla när jag kommer hem

Jag har en jätteblandning i nätet av längder. Alltifrån 15cm emellan till flera meter och flera trådar ut. 200+meter och 60+ sensorer.

Och sist jag gjorde en extra så upptäckte jag ditt fenomen när jag kopplade in S-modellen. precis som om de var känsligare.

[blueint]

Programmera en mikrokontroller som generell hub?

Så att den fysiska och logiska kollisionsdomänen separeras.

[Borre]

Jag har ett "centralt" kort för mitt 1-wirenät. Det är uppbyggt så att sensorerna kopplas till kabel med fyra ledare, två ledare användas för data, en från kortet ut till sensorn och den andra från sensorn tillbaks till kortet. På kortet kopplas den andra datakabeln (retur) vidare till nästa sensor osv. Datakabeln är alltså i serie med alla sensorer och jord/5V stjärnkopplas. (hoppas nån förstod det här)
Anledningen till att det kopplas såhär och inte alla i serie är för att det är mycket enklare att koppla in nya sensorer om man har en central punkt att utgå ifrån. Jag skulle också kunna tänka mig att det hjälper att spänningsmatningens kablar hålls kort.

Har för tillfället åtta DS18B20 på fyra slingor, totalt ~50 meter kabel, den effektiva längden för dataledaren blir då dubbelt så lång. Har anslutit ytterligare 25 meter med en sensor i änden som test och det fungera fint. Kablarna som används är både nätverks- och telefonkabel.

När jag från början istället stjärnkopplade allt behövdes det inte långa kablar innan det började fungera dåligt. Som det är nu har jag inte ett läsfel på flera månader.

[JimmyAndersson]

Nu har jag testat lite mer.

Först sänkte jag min pull-up till 1680 ohm. (Ett värde som ligger mellan Marta's och danielr112's tips.)
Det blev ingen skillnad alls. Det var fortfarande samma DS18S20 som var frånvarande.

Mätningarna med oscilloskop visade inga reflektioner som skulle kunna krocka. Spänningen (hög/låg) var på en normal nivå.

Jag testade även att plocka bort kontakterna och istället tvinna ledar-ändarna slarvigt för att på så sätt lura fram fler fel,
men det fungerade precis likadant som innan. Alltså ligger jag inte på gränsen för att få en "ren och tydlig" signal.

Just nu har jag 1680 ohm pull-up och loggar tiden tills sensor 5 hittas.
Får se vad det visar, men jag misstänker att det är likadant som tidigare.




Min plan här näst är att beställa DS18B20 och ersätta sensor 5 med en sådan, som har exakt samma längd på kabeln.

Fungerar inte det så provar jag ett motstånd i serie med varje sensor (precis innan "knutpunkten" för alla sensorer).
Att jag väntat med dessa motstånd är för att jag måste göra ett nytt kretskort för att få plats med motstånden,
och jag har lite ont på både kontakter och experimentkort.


edit:
Insåg just att mina labplatta-sladdar passar i kontakterna jag använt för 1wire-sensorerna.
Så då blir det lätt att testa redan nu.


--

Mrfrenzy:
"Angående trådarna så använder jag fyra, Data, Datagnd, +5V, Powergnd. Då blandar sig inte returströmmen från förbrukarna med datat. DS9490R tex har separat GND för data och ström."

Hur gör du med de 1wire-sensorer som inte har separat DataGND? (Det saknar ju de flesta 1wire-sensorer.. )


Danielr112: (Står det för "Daniel eller 112" ? )
"Jag har en jätteblandning i nätet av längder."

Av vad jag sett när jag stött på folks olika 1wire-projekt så är det väldigt vanligt med allt från någon decimeter till 50 meter typ. Så det borde ju fungera. Här kan man se vilka längder MadModder har.


Blueint:
Jag tänkte tanken , men det blir för mycket jobb. DS2409 (och ersättaren) gör jobbet mycket enklare.
(Det är dessa kretsar som sitter i 1wire-hubbarna.)


Borre:
"Det är uppbyggt så att sensorerna kopplas till kabel med fyra ledare, två ledare användas för data, en från kortet ut till sensorn och den andra från sensorn tillbaks till kortet. På kortet kopplas den andra datakabeln (retur)
..
Kablarna som används är både nätverks- och telefonkabel."


Precis sådär är mitt övriga nät byggt. (Det som finns i huset.)
Som du skriver så är det väldigt enkelt att bygga ut nätet när man använder den metoden.


Att jag valde stjärnnät i pannrummet beror bara på att det var mycket mer praktiskt.
Om det inte hjälper när jag provat med DS18B20 så får jag byta till samma system (med retur) där också.
Lyckligtvis böjde jag bara bak den fjärde ledaren framme vid varje sensor, så det är "bara"
att skala bort krympslang och löda dit den också isåfall.

Nu är det ju fredag, så det dröjer några dagar innan jag får hem fler 1wire-sensorer och kan fortsätta försöken.

[mrfrenzy]

>Hur gör du med de 1wire-sensorer som inte har separat DataGND? (Det saknar ju de flesta 1wire-sensorer.. )
Dom som parasitmatas ansluter jag bara datajorden till, dom med separat matning så kopplas jordarna ihop vid den sensorn

[Borre]

DS9490R har väl egentligen inte någon egen datajord, det sitter bara ett ESD skydd (DS9503) mellan datajord och jord (powergnd). Jag använder DS9490R och har kopplat hela mitt nät med datajorden och använder inte powergnd alls.

Kom förresten på att jag stjärnkopplat tre av mina sensorer då jag inte orkade dra om kablarna till dessa. Dessa sitter på kabel med tre ledare, och utgår från ett litet experimentkort. Ungefär 2 meter kabel från centrala kortet till experimentkortet och mellan 1.5 och 3 meter därifrån till de tre sensorerna (DS18B20) och det fungerar bra. Trodde jag skulle behöva göra om det först men när det fungerade så lät jag det vara så. De sitter sist på slingan med de övriga sensorerna som sitter i serie.

[JimmyAndersson]

Jag måste passa på att fråga om det här med retur-sladden.
Vet att det är ett bra knep, men jag förstår ärligt talat inte riktigt varför.

Ungefär såhär ser det ut i pannrummet:




och såhär borde jag få bättre "cable-weight" och bättre resultat:




Men... varför?
Jag menar.. en sladd leder ju ström i båda riktningarna och jag ser inte riktigt hur man skulle få en eventuell impedans-vinst heller.
Jag ser det som att man lika gärna kunde ha satt en bygel mellan de två nedersta kontakt-pinnarna....

edit: Det blir ju som en längre kabel genom att använda retursladden. Är det detta som är hela tricket med retursladden?


edit 2:
Var ute och tittade på loggen.
Under 3 timmar med 1680 ohm pull-up så hade jag inte fått en enda avläsning från sensor 5.
Så jag återställde till 4,7k och då kom den igång direkt. (De andra fungerade däremot hela tiden.)

Någon som får en idé av det?