|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Interfaz de 1 cable. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Компьютеры ¿Qué es 1-Wire? La interfaz de un solo cable 1-Wire, desarrollada a finales de los 90 por Dallas Semiconductor Corp., está regulada por desarrolladores para su uso en tres áreas de aplicación principales:
Si la primera aplicación es ampliamente conocida en el mercado mundial y ha sido merecidamente popular durante mucho tiempo, y la segunda brinda con éxito la capacidad de reconfigurar fácilmente las funciones de los componentes semiconductores con una pequeña cantidad de pines externos fabricados por Dallas Semiconductor Corp., entonces los sistemas de automatización basados en bus 1-Wire aún no han recibido el reconocimiento adecuado. Anteriormente, esta situación estaba determinada por un conjunto extremadamente limitado de componentes para organizar aplicaciones en el campo de la automatización. Sin embargo, recientemente ha habido más y más informes y ejemplos específicos del uso de la interfaz 1-Wire en varios campos, cada vez más desarrolladores están mostrando interés en esta tecnología, lo que se debe principalmente a una expansión significativa de la gama de un solo cable. componentes Entonces, ¿qué tiene de especial este estándar de red? De hecho, como medio para transmitir información a través de una línea de un solo hilo, la mayoría de las veces es posible utilizar un cable telefónico convencional y, por lo tanto, la tasa de cambio en este caso no es alta. Sin embargo, si analizamos cuidadosamente la mayoría de los objetos que requieren automatización, entonces para más del 60% de ellos, la tasa máxima de servicio de 15,4 Kbps será más que satisfactoria. Y otros beneficios de 1-Wire como:
Principios básicos 1-Wire-net es una red de información que utiliza una línea de datos y una retornable (o tierra) el alambre. Por lo tanto, para implementar el entorno de intercambio de esta red, se pueden utilizar cables disponibles que contengan par trenzado sin blindaje de una categoría u otra, e incluso cables telefónicos ordinarios. Dichos cables durante su tendido no requieren ningún equipo especial, y los desarrolladores regulan la limitación de la longitud máxima de una línea de un solo cable al nivel de 300 m. La base de la arquitectura de las redes 1-Wire es la topología de un bus común, cuando cada uno de los dispositivos está conectado directamente a un único backbone, sin conexiones en cascada ni ramificaciones. En este caso, la estructura de la red con una líder o maestro y numerosos seguidores. Aunque existen varios métodos específicos para organizar el funcionamiento de los sistemas de un solo cable en modo multimaestro. La configuración de cualquier red de 1 cable puede cambiar arbitrariamente durante su operación, sin interferir con la operación y el rendimiento posteriores de todo el sistema como un todo, si se observan los principios básicos de organización de un bus de un solo cable durante estos cambios. Esta posibilidad se logra debido a la presencia en el protocolo de la interfaz 1-Wire de un comando especial para buscar dispositivos esclavos (Buscar ROM), que le permite identificar rápidamente nuevos participantes en el intercambio de información. La velocidad de procesamiento estándar para dicho comando es de ~75 nodos de red por segundo.
Debido a la presencia de una dirección individual única en cualquier dispositivo equipado con una versión de red de la interfaz de 1 cable (el propio fabricante garantiza la ausencia de una coincidencia de dirección para los dispositivos fabricados por Dallas Semiconductor Corp.), dicha red tiene un espacio de direcciones casi ilimitado. Al mismo tiempo, cada uno de los dispositivos de un solo cable está inmediatamente listo para usarse como parte de una red de 1 cable, sin modificaciones adicionales de hardware y software. Los componentes de un solo cable son dispositivos semiconductores con sincronización automática, cuyo intercambio de información se basa en el control del cambio en la duración de los intervalos de tiempo de las señales de pulso en un medio de un solo cable y su medición. La señalización para la interfaz 1-Wire es asíncrona y semidúplex, y los suscriptores perciben toda la información que circula en la red como comandos o como datos. Los comandos de red son generados por el maestro y brindan varias opciones para encontrar y direccionar dispositivos esclavos, determinar la actividad en la línea incluso sin el direccionamiento directo de componentes individuales, controlar el intercambio de datos en la red, etc.
Se eligió la velocidad estándar de la red 1-Wire, que es de 15,4 Kbps, en primer lugar, teniendo en cuenta la máxima fiabilidad de transmisión de datos a largas distancias, y, en segundo lugar, teniendo en cuenta la velocidad de los tipos de microcontroladores más utilizados. , que debe usarse principalmente al implementar maestros de bus de un solo cable. Este valor del tipo de cambio se puede reducir a cualquier valor posible introduciendo un retraso forzado entre la transmisión de bits de datos individuales a la línea (estirando los intervalos de tiempo del protocolo). O aumentado al cambiar a un modo de intercambio acelerado especial (velocidad de sobremarcha - hasta 125 Kbps), que está permitido para ciertos tipos de componentes de un solo cable en una línea de comunicación de alta calidad de corta distancia que no está sobrecargada con otros dispositivos.
La interfaz de un solo cable utiliza niveles lógicos CMOS/TTL estándar, y la mayoría de los componentes de un solo cable se pueden alimentar desde una fuente externa con un voltaje operativo que oscila entre 2,8 V y 6,0 V. Una alternativa al uso de energía externa es el llamado mecanismo de energía parásita, "cuya acción es usar cada uno de los componentes esclavos de la línea 1-Wire de energía eléctrica de pulsos transmitidos por el bus de datos, que se acumula por una capacitancia especial integrada en el dispositivo Además, los componentes individuales de las redes de un solo cable pueden usar el modo de alimentación del bus de datos, cuando la energía al receptor proviene directamente del maestro a través de la línea de comunicación, mientras que el intercambio de información en la red es detenido a la fuerza.
Quizás la cualidad más atractiva de la tecnología 1-Wire es la excepcional facilidad de configurar, depurar y mantener una red de casi cualquier configuración creada de acuerdo con este estándar. De hecho, para comenzar, cualquier computadora personal, un adaptador económico de 1 línea de cable y un Dallas Semiconductor Corp. de libre distribución. Software iButton Viewer. Con esta pequeña cantidad de componentes, el control y la gestión de una red de casi cualquier complejidad, construida sobre la base de componentes estándar de un solo cable, se organiza literalmente en unos pocos minutos. El programa iButton Viewer, en este caso, permite, con la máxima comodidad para el desarrollador, identificar cualquiera de los dispositivos monohilos esclavos en la línea y comprobar en su totalidad la corrección de su funcionamiento como parte de la red configurada. Organización de líderes Dallas Semiconductor Corp. produce tipos separados de adaptadores que permiten dotar a cualquier computadora personal con la capacidad de servir como una red maestra de 1 cable. Estos incluyen adaptadores para puerto paralelo tipo DS1410E, para puerto COM tipo DS9097E y DS9097U, para puerto USB tipo DS9490R. Estos dispositivos tienen varias funcionalidades y características de diseño, lo que proporciona al diseñador la máxima libertad de diseño. Y el hecho de que el usuario tenga pocas habilidades para crear equipos electrónicos facilita el autoensamblaje del circuito del adaptador de red de 1 cable más simple para una computadora a partir de una pequeña cantidad de componentes electrónicos disponibles.
A menudo, no es una computadora la que actúa como maestro de un bus de un solo cable, sino un microcontrolador universal simple. Se utilizan varios métodos de software y hardware para organizar su interfaz con una red de 1 cable. Desde lo más simple, cuando el programa de control del controlador implementa completamente el protocolo de interfaz 1-Wire en una de sus salidas bidireccionales funcionales asociadas a una línea de un solo cable, hasta opciones que le permiten liberar importantes recursos del controlador, gracias al uso de Chips de interfaz de red de 1 cable. Dichos microcircuitos están conectados al procesador, que desempeña el papel de bus maestro de un solo cable, a través de nodos periféricos de entrada / salida que forman parte de cualquier microcontrolador universal. Por ejemplo, el dispositivo DS1481 está diseñado para conectarse directamente a las salidas de función de intercambio en paralelo del controlador. Y para la organización del maestro de un sistema monofilar basado en microcontroladores con alimentación de 3 voltios, se suministran microcircuitos pasivos DS1482 que realizan el emparejamiento con los niveles de señal de una línea estándar 1-Wire. Si el maestro de línea de un solo cable debe organizarse sobre la base de un nodo de interfaz serie UART de microcontrolador estándar, se usa el chip DS2480B y el chip DS2490 adapta la línea de un solo cable para trabajar desde el nodo de interfaz UBS incorporado. Ambos microcircuitos implementan el llamado mecanismo programable para levantar activamente el bus de datos del bus de datos de 1 cable, que proporciona una transmisión de señal de alta calidad en líneas largas y problemáticas y un aumento en la capacidad de carga del maestro en términos de número de esclavos dispositivos a los que sirve. Por cierto, la mayoría de los adaptadores para computadoras personales mencionados anteriormente también se construyen sobre la base de dichos microcircuitos. Además, teniendo en cuenta las peculiaridades de los entornos operativos modernos de Windows, el uso de estos componentes particulares, que son esencialmente autómatas digitales controlados en serie, proporciona un servicio de línea de un solo cable en tiempo real a gran escala. Cuando se construyen sistemas complejos de microprocesadores completos que tienen escasez de tiempo de computadora para implementar el protocolo de 1 cable, la idea más racional es asignar una tarea separada de dar servicio a una línea de un solo cable a un nodo especial de un VLSI personalizado o semi-personalizado. , para el emparejamiento posterior de dicha máquina digital a través de una red troncal del sistema, directamente con el nodo del procesador principal. corporación de semiconductores de dallas incluso desarrolló un conjunto de recomendaciones para organizar dicho nodo llamado DS1WM, que fue implementado, entre otras cosas, por especialistas de Xilinx Inc. como caso de estudio completo para las matrices sintonizables programables de las familias Virtex y Spartan. Además, Dallas Semiconductor Corp., que también es conocido como proveedor de controladores de alta velocidad del clon MCS51, lanza un microcontrolador de comunicación especializado DS80C400, que contiene una máquina de soporte de protocolo de 1 cable integrada en el chip con la capacidad de implementar un mecanismo de tracción activo.
También es bastante prometedora la dirección asociada con el uso de computadoras de mano (o PDA (Personal Digital Assistant)) de las populares plataformas PalmOS, Handspring y WinCE/PocketPC para dar servicio a componentes de un solo cable, incluidos los que funcionan como parte de redes de 1 cable. . Al mismo tiempo, para conectar la PDA a un bus de un solo cable, se utilizan adaptadores de puerto serie especializados, que se caracterizan por un bajo consumo y se basan en soluciones de circuito que utilizan los chips de interfaz de 1 línea de cable mencionados anteriormente. Es este enfoque el que actualmente es el más racional a la hora de organizar sistemas 1-Wire autónomos y móviles. El problema de preparar un software para gestionar el maestro de línea cuando se da servicio a redes 1-Wire tampoco parece irresoluble. corporación de semiconductores de dallas iButton TMEX SDK, un paquete de software para desarrolladores profesionales, se distribuye gratuitamente, es una herramienta universal para programadores profesionales, lo que simplifica enormemente el proceso de creación de programas para dar servicio a dispositivos de un solo cable conectados a través de tipos estándar de adaptadores a computadoras personales equipadas con Windows. Sistema operativo. Contiene un conjunto de controladores y utilidades depurados para implementar un protocolo de 1 cable a gran escala. El paquete iButton TMEX SDK utiliza una API de programación estandarizada especial como entorno para interactuar con el desarrollador. Además, desde el servidor fttp de la campaña de Dallas Semiconductor Corp. Una serie de ejemplos de implementación de protocolo de 1 cable para algunos de los tipos de microprocesadores más populares están disponibles gratuitamente, así como bibliotecas listas para usar de módulos de software funcional de interfaz de un solo cable para varias plataformas de software. Componentes de un solo cable accionados
Los componentes esclavos de un solo cable que contienen una interfaz de 1 cable están disponibles en dos estilos diferentes. Ya sea en paquetes MicroCAN, de apariencia similar a una batería de disco de metal, o en paquetes de montaje en PCB convencionales. La carcasa del MicroCAN está hueca por dentro. Realiza la función de proteger el cristal semiconductor de un microcircuito de un solo cable contenido en él, que está conectado al mundo exterior solo a través de dos mitades de la caja, aisladas entre sí, que son esencialmente almohadillas para conectar un solo cable línea. Como regla general, los dispositivos iButton se suministran en tales casos de "tableta". Los componentes destinados al uso en redes de 1 cable se empaquetan en cajas de plástico que se utilizan para fabricar transistores y circuitos integrados. Este enfoque se explica por el hecho de que, a diferencia de los dispositivos iButton, los dispositivos de un solo cable para redes de 1 cable a menudo tienen más de dos salidas. Además de las salidas que se requieren para el intercambio de datos a través de una línea de un solo cable, tienen salidas adicionales necesarias para proporcionarles energía y organizar circuitos externos que conectan dichos dispositivos con objetos de automatización, como sensores o actuadores. Los componentes esclavos de un solo cable más simples son el número de serie de silicio DS2401 (o una versión modificada de este dispositivo con alimentación externa, el DS2411) y el dongle controlado por 2405 cable DS1. El primero de estos dispositivos se usa a menudo como una etiqueta electrónica que le permite identificar el estado de, por ejemplo, un interruptor mecánico que cambia la línea de datos de una interfaz de un solo cable. Con el DS2405, puede implementar de forma remota las funciones más simples de conmutación de equipos externos cambiando el estado de la tecla controlada en relación con el conductor de retorno de la línea de 1 cable.
Sin embargo, los componentes accionados más populares, quizás con el mayor número de aplicaciones, son, con mucho, los termómetros digitales tipo DS18S20 (más conocidos como el DS1820 descontinuado, que ya no está en producción pero se ha convertido en una marca internacional). Las ventajas de estos termómetros digitales desde el punto de vista de la organización de la carretera, en comparación con cualquier otro sensor de temperatura integrado, así como las buenas características metrológicas y la buena inmunidad al ruido, los llevan a la vanguardia cuando se construye un control de temperatura multipunto. sistemas en el rango de -55°С a +125° CON.
Permiten no solo el monitoreo directo de la temperatura en tiempo real, sino que también debido a la presencia de una memoria no volátil incorporada de ajustes de temperatura, pueden proporcionar señalización prioritaria a la línea sobre el hecho de que un parámetro controlado va más allá del especificado. valores. Además, se suministran dispositivos más avanzados DS18В20, cuya velocidad de conversión está determinada por la profundidad de bits del resultado, que es programado por el maestro de línea directamente durante su mantenimiento. El código digital leído de un termómetro de este tipo es un resultado directo del valor de temperatura medido y no requiere conversiones adicionales. Y su versión no calibrada, pero al mismo tiempo más económica, bajo la designación DS1822, parece ser la mejor solución para los desarrolladores de sistemas de control de temperatura multipunto de bajo costo. Para los clientes que usan solo el modo de alimentación parásito de un solo cable, la campaña de Dallas Semiconductor Corp. produce dispositivos económicos de dos terminales: DS18S20-PAR, DS18B20-PAR, DS1822-PAR. La empresa rusa Rainbow Technologies recibió un certificado de State Standard of Russia sobre la aprobación como instrumentos de medición, incluidos los termómetros digitales de un solo cable DS1822, DS18B20, DS18S20, DS1920, fabricados por Maxim Integrated Products, Inc., que incluye Dallas Semiconductor Corp. Para confirmar este hecho, hay un documento que indica que este tipo de dispositivos están registrados en el Registro Estatal de Instrumentos de Medición con el número 23169-02 y están aprobados para su uso en la Federación Rusa.
Un ADC de cuatro canales de un solo cable del tipo DS2450 y un contador de dos canales de un solo cable combinados con una memoria intermedia del tipo DS2423 permiten resolver problemas relacionados con la digitalización de señales analógicas y de tiempo de pulso. El primero de estos dispositivos resuelve esencialmente el problema de dar servicio a fuentes de información analógicas en redes de 1 cable, que incluyen la mayoría de los sensores producidos actualmente de varias cantidades físicas (presión, peso, voltaje, humedad, corriente, iluminación, aceleración, la misma temperatura ). , pero en rangos inaccesibles para el registro mediante el uso de termómetros digitales, etc.). El segundo dispositivo puede servir con éxito a muchos tipos de sensores de pulso utilizados en tecnología (varios contadores ópticos, sensores de velocidad, señal de salida de medidores de flujo, sensores de humedad capacitivos incluidos en los circuitos de conducción de generadores de pulso controlados, contadores de nivel de radiación, integración de voltaje a - convertidores de frecuencia, etc.). Pero aún así, los "bloques de construcción" más insustituibles que subyacen a la base de las redes de automatización de un solo cable son los interruptores de transistor direccionables duales universales del tipo DS2406P (la versión moderna de los conocidos dispositivos DS2407P).
Sobre la base de estos dispositivos, se pueden implementar muchas aplicaciones y, en primer lugar, unidades de control para estados lógicos (niveles) y circuitos de servicio para sensores de contacto seco, así como varios circuitos clave. Por lo tanto, es gracias al uso de estos componentes que se recopila información discreta de sensores dispersos geográficamente (monitores de puertas, contactores de posición de válvulas, cualquier sensor con salida SI / NO, como sensores de posición, paso, presencia, alarma de incendio y robo , etc.). Dispositivos similares proporcionan control de conmutación de cualquier tipo de equipo de potencia que tenga dos estados operativos: encendido / apagado (calentadores, acondicionadores de aire, motores, ventiladores, válvulas, etc.). Además, los pines programables individualmente y bidireccionales del DS2406P se pueden usar para proporcionar una interfaz serial lenta entre la MCU local y una red de 1 cable. A pesar de la baja velocidad cuando se implementa este método de intercambio de información sobre una red de un solo cable, cuando un bit de datos se transmite en dos paquetes estándar, esta solución es aceptable y lo suficientemente confiable para una gran cantidad de aplicaciones específicas. Sin embargo, la Corporación de Semiconductores de Dallas. como un "puente" estándar para el intercambio entre cualquier circuito construido en microcontroladores de varios tipos y redes de 1 cable, se recomienda utilizar una memoria estática especializada de dos puertos DS2404. Dado que se puede acceder a la matriz de memoria de este dispositivo tanto desde el lado del bus de un solo cable como desde el lado de la interfaz serial esclava controlada por el microcontrolador, el intercambio de información entre el maestro de la red y el dispositivo inteligente esclavo resuelve cualquier problema local. El problema es bastante fácil. Además, debido a la presencia en el microcircuito DS2404 de una unidad adicional de reloj y calendario en tiempo real, es posible suministrar los datos almacenados por el procesador en una matriz de memoria común con marcas de tiempo individuales. Basado en el nodo de reloj en tiempo real del cristal DS2404 de Dallas Semiconductor Corp. se están produciendo dos componentes más que son muy útiles para construir sistemas de automatización de un solo cable. Estos son los dispositivos DS2415 y DS2417. Con cualquiera de estos dispositivos, puede organizar un reloj / calendario económico con una interfaz de red de un solo cable. Además, el segundo dispositivo, debido a la presencia de una salida de interrupción separada en su composición, también puede controlar adicionalmente la conmutación de equipos externos en el tiempo o sincronizar el funcionamiento de otros dispositivos con los procesos que ocurren en la línea 1-Wire. . Expande significativamente las capacidades de las redes de un solo cable para el control analógico de equipos dispersos, incluida la potencia, el potenciómetro digital DS2890 equipado con una interfaz de red de 1 cable. Con este dispositivo, puede crear una amplia variedad de sistemas de control remoto sin golpes, gracias a la capacidad de cambiar suavemente la señal de control analógico en 256 gradaciones.
Con toda la variedad de componentes de un solo cable, es obvio que el más versátil de ellos es el exclusivo DS2408. Este es un puerto de E/S de 1 cable programable libremente de ocho bits bidireccional individualmente que le permite implementar cualquier interfaz entre un dispositivo externo de modificación arbitraria y una línea de un solo cable. Este dispositivo tiene una salida de reloj externa bidireccional que proporciona reloj de hardware para transmitir o recibir datos. El uso del chip DS2408 permite proporcionar control a través de un bus de 1 cable: entrada / salida bidireccional agrupada en 8 canales independientes, luz de conducción dinámica, indicadores y pantallas de cristal líquido de varios tipos, teclados de matriz de escaneo y sensores discretos de varios tipos, y también le permite implementar una interfaz verdaderamente a gran escala con varios tipos de microcontroladores, tanto en modo serial como paralelo.
Algunos componentes de las redes 1-Wire contienen una matriz de memoria permanente (llenada una sola vez por el usuario) o no volátil de un tamaño u otro. Esto le permite almacenar información de servicio especial relacionada con el uso de un componente en particular y las peculiaridades de su uso (identificador, ubicación territorial, coeficientes de calibración, dimensión, configuraciones predeterminadas, etc.) directamente en el dispositivo de un solo cable. Gracias a esto, para organizar el funcionamiento de cada nueva red de un solo cable, no es necesario preparar un software especial por separado, basta con tener un programa estándar que se reconfigure según las características específicas de un sistema en particular (por supuesto, si la memoria de todos los componentes de un sistema 1-Wire se llena de acuerdo con ciertas reglas estipuladas predefinidas). Si durante la operación del sistema se requiere almacenar cantidades adicionales de información, el desarrollador tiene a su disposición dispositivos especiales de un solo cable que contienen memoria permanente (DS2502/ DS2505/ DS2506) y no volátil (DS2430A/ DS2432/ DS2433) de varios tamaños.
Varios componentes de la familia iButton en paquetes MicroCAN también se pueden usar como parte de redes de 1 cable como dispositivos esclavos de un solo cable que resuelven problemas específicos de identificación, acumulación, almacenamiento y transferencia de información. Por ejemplo, para implementar el procedimiento de identificación en sistemas de automatización industrial, suele ser suficiente usar etiquetas electrónicas portátiles comunes DS1990A. Y el monitoreo de temperatura multipunto se puede realizar fácilmente mediante una red de varios dispositivos DS1921 # o, de lo contrario, dispositivos TERMOCHRON, cada uno de los cuales registra los valores de temperatura medidos en ciertos intervalos de tiempo preestablecidos y almacena la información recibida en su propio no volátil. memoria, siendo esencialmente una "grabadora de cinta de temperatura programable". Para resolver el problema de transferir datos acumulados por un sistema autónomo de 1 cable a una computadora personal, se producen varios dispositivos iButton, que en este caso desempeñan el papel de las llamadas tabletas de transporte.Dichos dispositivos incluyen principalmente dispositivos de memoria no volátil, incluida la composición de su diseño es una batería de litio. Se trata de toda una serie de tabletas "desde DS1992 (1Kbps) hasta DS1996 (64Kbps), y entre ellas, por supuesto, una modificación de DS1994 (4Kbps), que además contiene un verdadero -nodo de reloj de tiempo, conveniente para generar marcas de tiempo de datos almacenados o para organizar registradores de recursos autónomos.
Además, los dispositivos con memoria borrable eléctricamente como las modificaciones de EEPROM DS1971 (32 bytes), DS1973 (512 bytes) y DS1977 (32 Kbytes) se pueden utilizar para los mismos propósitos. Cuando se mueven grandes cantidades de información, es conveniente utilizar la "tableta" de transporte en conjunto con un adaptador de puerto USB del tipo DS9490B, que proporciona una alta tasa de transferencia al intercambiar datos entre el dispositivo iButton y una computadora personal. Si solo estamos hablando de resolver el problema de acumular y almacenar datos en una red de 1 cable, cualquiera de las "tabletas" de transporte anteriores se puede incluir fácilmente en dicha red. Al mismo tiempo, para conectar dispositivos en cajas MicroCAN a los conductores de una línea de un solo cable, se utilizan pestillos especiales del tipo DS9100 o DS9098P, o clips más simples del tipo DS9094. Desde el punto de vista de la implementación del circuito de una interfaz de un solo cable y la estabilidad de la operación en líneas problemáticas, todos los componentes esclavos de un solo cable difieren históricamente entre sí, aunque se dividen en grupos: 1. DS2401, DS2405: los primeros dispositivos con una interfaz de 1 cable en cajas de plástico, son completamente similares en circuitos a los primeros modelos de dispositivos iButton que estaban orientados a trabajar en buses cortos (hasta 1994), 2. DS1820, DS2407P, DS2450, DS2404, DS2415, DS2417, DS1920, etc. - la segunda versión, especialmente orientada al trabajo en líneas largas (antes de 2000, estos componentes ahora están en su mayoría descontinuados), 3. DS18S20, DS18B20, DS1822, DS2438, DS2406P, DS2409, DS2890, DS1973, etc. - la tercera opción, más resistente a las colisiones en la red troncal 1-Wire en comparación con la anterior (desde 2000), 4. DS2411, DS2408, DS1921#, DS1977, etc. - la última versión del circuito de interfaz de 1 cable más confiable (desde 2003). Línea de comunicación y topología La ejecución de una línea de comunicación de un solo cable juega un papel importante en la construcción de redes de 1 cable. Como regla general, tales líneas tienen una estructura que consta de tres conductores principales: DATOS - bus de datos, RET - cable de retorno o tierra, EXT_POWER - fuente de alimentación externa no solo para dispositivos esclavos atendidos, sino también para circuitos de sensores y controles externos a ellos. Según el método de tendido, la interfaz con los dispositivos esclavos y los materiales utilizados en el tendido, de acuerdo con la Tabla siguiente, existen tres opciones principales de calidad para organizar redes 1-Wire, cada una de las cuales implica el uso de tecnología y accesorios especiales cuando implementar la línea.
A menudo, cuando se organizan redes complejas de un solo cable, para facilitar el cableado de una línea de comunicación, reducir su longitud o reducir la carga eléctrica en la línea debido a la reducción de dispositivos que trabajan simultáneamente en ella, es necesario proporcionar un árbol -Estructura similar o viga del tronco, que difiere significativamente de la estructura del autobús común. Para ello se utilizan ramales de redes 1-Wire de uno o más niveles. El elemento principal en la construcción de dichos ramales es una tecla direccionable convencional del tipo DS2406, que proporciona ramificación debido a la conmutación del cable de retorno de una línea de un solo cable, o un interruptor de ramal DS2409 especializado que cambia directamente la línea de 1 cable. bus de datos. La última opción es más preferible. los componentes en un ramal desconectado accionados por un ramal permanecen siempre activos. El mantenimiento alternativo de la red por parte del maestro de cada una de las sucursales, con las otras sucursales deshabilitadas, le permite aumentar significativamente la longitud total de la línea y la cantidad de dispositivos esclavos en ella. Si la organización de un sistema de 1 cable basado en una computadora personal está asociada con dificultades especiales, lo más óptimo es usar un adaptador inteligente para un puerto COM del tipo LINK. Se implementa sobre la base de un microprocesador. Al mismo tiempo, el dispositivo, emulando completamente el funcionamiento del popular adaptador DS9097U fabricado por Dallas Semiconductor Corp. desde el lado del puerto serial, y soportando así todo el software desarrollado anteriormente para computadoras personales, gracias a su propio incorporado recursos intelectuales, implementa un modo preferencial de operación de dispositivos de un solo cable en líneas problemáticas de 1-Wire en un entorno de interferencia difícil. LINK mejora en gran medida el mecanismo de extracción activo en la línea, lo que le permite obtener señales de intercambio ideales con longitudes de cable de más de 300 metros y la cantidad de componentes de un solo cable acompañados de más de 100 piezas, y el uso de filtrado digital Los algoritmos del procesador del dispositivo mejoran en gran medida la resistencia de la línea de un solo cable servida a la interferencia electromagnética. Aplicaciones Numerosos hechos hablan sobre el reconocimiento de un bus de un solo cable como estándar internacional y la seriedad de esta interfaz por parte de venerables desarrolladores y fabricantes de electrónica. Por ejemplo, prácticamente no existe un microcontrolador universal, en la literatura sobre cuya aplicación no se discutirían los métodos para organizar un maestro de línea de un solo cable sobre la base.
La empresa estadounidense Embedded Data Systems, LLC (sucesora de PointSix, Inc.) es la que más consistentemente defiende la línea sobre el uso de tecnología de red de 1 cable en el campo de la automatización. Se puede decir que esta campaña se ha hecho un nombre al presentar y promover los logros del bus de un solo cable en el campo de la automatización. Y esto, a pesar de que el área principal de su actividad no es la automatización de invernaderos ni la creación de sistemas de alarma contra incendios, sino el desarrollo de herramientas y sistemas para dar servicio a las ramas de alta tecnología de la ingeniería mecánica y la industria química. , e incluso la creación de equipos experimentales y científicos únicos. Así lo confirma la más amplia gama de productos fabricados por la empresa (una variedad de sondas para medir altas y bajas temperaturas, sensores de humedad, presión y acidez con funciones especiales, sensores ópticos especiales, tableros de recolección de información, dispositivos de interfaz con varios equipos analíticos, y mucho más), y cada uno de los dispositivos contiene elementos de tecnología de un solo cable.
Los ejemplos prometedores en el campo de la aplicación de la tecnología 1-Wire para la automatización incluyen, por supuesto, las actividades de fabricantes mundiales tan conocidos como SYSTRONIX o AAG Electronica. LLC.
Las líneas de herramientas completas, así como numerosos ejemplos de su uso, y la alta calificación de ventas de los productos suministrados, indican el éxito y la relevancia del concepto de bus de un solo cable utilizado por estas empresas para resolver una amplia variedad de problemas de automatización distribuida. .
Otro ejemplo que demuestra claramente las posibilidades de la tecnología de bus de un solo cable en la práctica es el proyecto para la construcción de estaciones meteorológicas totalmente automáticas (1-Wire Weather Station), que fue desarrollado conjuntamente por PointSix, Inc., AAG Electronica LLC, Dallas Semiconductor corporación y Texas Weather Instruments, Inc. Al principio (a mediados de los 90), se crearon varios sistemas experimentales basados en una computadora personal líder con un adaptador DS9097U, que es el corazón del complejo, desde tres termómetros DS18S20 que realizan el control de temperatura, un microcircuito DS2438 para servicio un sensor de humedad del aire, un componente DS2423 para determinar la velocidad del viento y 16 etiquetas electrónicas DS2401 que determinan su dirección. Estos primeros sistemas meteorológicos se instalaron y probaron con éxito durante una operación a largo plazo en el estado de Texas. Además, algunos de ellos estaban equipados con soluciones adicionales de un solo cable que aseguraban el control de las señales de los sensores: presión barométrica, descargas de rayos, precipitaciones en la superficie, actividad solar, humedad del suelo, etc. Los datos de todos los sensores, registrados por cada uno de estos sistemas, eran recibidos por una computadora personal y transmitidos vía Internet en tiempo real a la consola central del operador, donde se recibían y archivaban los datos meteorológicos de la región, obtenidos a través del análisis de información de varias estaciones dispersas territorialmente. Después de la finalización exitosa de Texas Weather Instruments Inc. Desde hace varios años, comercializa con éxito estaciones meteorológicas completamente automáticas listas para usar que no requieren mantenimiento humano. Además, la popularidad de tales dispositivos es tan grande en todo el mundo que Dallas Semiconductor Corp. se vio obligado a comenzar la producción de un conjunto de chips WS-1 especializado, que incluye un conjunto de componentes de un solo cable, el mínimo requerido para construir una estación de este tipo. AAG Electronica LLC lleva a cabo un conjunto completo de dichos sistemas para numerosos usuarios de todo el mundo, incluidos tableros para autoensamblaje, elementos mecánicos y estructurales certificados. Un área bastante prometedora en la que se explotan al máximo las ventajas de la tecnología de redes 1-Wire, y en la que la campaña de Dallas Semiconductor Corp. presta especial atención. es la gestión de fuentes de energía química autónomas - baterías. La gestión aquí significa, en primer lugar, la identificación estricta y completa de las fuentes de energía, el almacenamiento en la memoria de cada dispositivo electrónico individual integrado en la batería de sus características de fabricación y características técnicas individuales, el seguimiento más completo de sus principales parámetros operativos a lo largo de todo el vida útil, así como la acción de control correcta de la formación asociada con la restauración de la carga de la fuente de energía autónoma atendida.
La elección de un algoritmo de recarga de baterías depende en gran medida de una correcta gestión y conocimiento del historial de funcionamiento de las baterías, que está directamente relacionado con la eficiencia de uso y la vida útil de muchos tipos de baterías. Para ello, cada una de las baterías de estructuras energéticas multielemento (especialmente para dispositivos móviles y sistemas de alimentación ininterrumpida) se alimenta con un componente monofilar individual, convirtiéndose esencialmente en un elemento inteligente del sistema de alimentación autónoma. Varios microcircuitos fabricados por la empresa están asociados con esta dirección. corporación de semiconductores de dallas hoy domina el mercado de sistemas de servicios inteligentes para fuentes de energía autónomas, al tiempo que profesa un nuevo enfoque de red integrada para el problema de la gestión de elementos de energía. Al mismo tiempo, se utilizan soluciones 1-Wire, que permiten organizar un bus multipunto para dar servicio a los dispositivos de gestión y control de carga, lo que permite acompañar no solo fuentes de energía individuales, sino también baterías completas compuestas por muchos elementos separados similares. Además, dichos dispositivos pueden proporcionar no solo la identificación o el control de temperatura más simple de las baterías, sino también el monitoreo a gran escala de sus parámetros principales (voltaje, corriente, descarga, control de cortocircuito, etc.) durante todo el período de funcionamiento. Los resultados acumulados por dichos dispositivos se almacenan en la memoria no volátil incorporada en forma de histograma (DS2436) o en forma de una matriz de lecturas secuenciales vinculadas a marcas de tiempo (DS2438).
Actualmente, la Corporación de Semiconductores de Dallas. produce una gama de cristales de precisión para el monitoreo, gestión, protección y control de recuperación de carga de fuentes de alimentación autónomas de varios tipos y propósitos (DS2720, DS2740, DS2751, DS2770, etc.). Estos incluyen, entre otras cosas, cristales de la familia DS276# que, a diferencia de otras modificaciones de dispositivos similares que requieren tuberías externas utilizando componentes pasivos estables y de precisión, brindan una mayor precisión en el control de la corriente consumida por la batería monitoreada. Esto se logra, entre otras cosas, debido al circuito resistivo calibrado incorporado (derivación) hecho de acuerdo con una tecnología especial de semiconductores, así como debido a la presencia de un mecanismo especial de precalibración de hardware y software en la composición de dicho dispositivos. Limitaciones e interfaz con redes industriales Por supuesto, las redes de 1 cable tienen su propio nicho para usar en sistemas de automatización de edificios. No tiene sentido usarlos seriamente para transmitir grandes cantidades de información, al construir, por ejemplo, sistemas de videovigilancia o intercambios de alta velocidad relacionados con el servicio de procesos rápidos, o para comparar las capacidades de las redes de un solo cable con una red industrial tan poderosa. interfaces como ProfiBus, FeldBus, LonWorks, CAN, Industrial Internet, etc. Incluso es posible formular las principales restricciones actuales para el uso de sistemas basados en redes de un solo cable 1-Wire en el campo de la automatización:
Como puede verse en los comentarios entre paréntesis, incluso estos obvios para redes de 1 cable, las dificultades no son insuperables. Además, existen enfoques que permiten integrar orgánicamente estructuras lentas de un solo cable dispersas geográficamente en redes productivas como CAN e Internet industrial. Esto se puede lograr mediante el uso de soluciones especiales de hardware y software implementadas sobre la base de microcontroladores modernos, así como una herramienta de campaña única de Dallas Semiconductor Corp. - Dispositivos TINI (Interfaz de Internet minúscula). TINI400 es un microsistema completo basado en un procesador central, implementado en un microcontrolador de red de alto rendimiento DS80C400, que combina los recursos de varias de las interfaces de red más comunes, como: RS232, 1-Wire, CAN 2.0B, Ethernet, sin mencionar la posibilidad de utilizar una red troncal síncrona paralela de dieciséis bits, así como nodos autónomos para organizar interfaces seriales locales estándar I2C y SPI. Además, la placa TINI400 contiene 1 MB de memoria de programa Flash, 1 MB de SRAM, un nodo de reloj en tiempo real, una batería de litio y un número de identificación de silicio. La TINI400 ejecuta un potente entorno operativo que incluye compatibilidad con TCP/IP y la máquina virtual de Java, que ha sido cuidadosamente desarrollada y probada en la generación anterior de TINI, la placa TINI390. Esto último está determinado por el hecho de que la tecnología de soporte de software para TINI390 ha sido desarrollada a lo largo de los años por Dallas Semiconductor Corp. junto con empleados de Sun Microsystems, Inc., siendo un proyecto completamente abierto. Este enfoque nos permitió obtener los comentarios más efectivos de los usuarios finales, lo que ayudó a identificar y eliminar la mayoría de las deficiencias del software. Y ahora en el sitio web de Dallas Semiconductor Corp. puede encontrar toda la documentación necesaria y las herramientas de desarrollo de software, lo que facilita enormemente la construcción de sistemas locales de control y monitoreo remoto de un solo cable basados en el dispositivo TINI, combinando las ventajas de rápido y productivo, pero costoso, y lento, pero barato y interfaces eficientes. En conclusión, es necesario señalar una vez más la absoluta eficiencia y racionalidad del uso de la tecnología 1-Wire en sistemas de automatización de gestión y control de edificios para una variedad de equipos dispersos, cuando no se requiere un mantenimiento de alta velocidad, pero se requiere una gran flexibilidad y escalabilidad. a bajos costos de implementación. Publicación: cxem.net
Cuero artificial para emulación táctil.
15.04.2024 Arena para gatos Petgugu Global
15.04.2024 El atractivo de los hombres cariñosos.
14.04.2024
▪ Pulsos de luz de attosegundos: utilizando un láser industrial convencional ▪ Grabadora de DVD-RAM/-RW/-R multiestándar ▪ Un nuevo principio para colocar baterías en vehículos eléctricos
▪ sección del sitio Parámetros, análogos, marcas de componentes de radio. Selección de artículos ▪ Artículo de Adam Smith. biografia de un cientifico ▪ artículo Metodista-psicólogo. Descripción del trabajo ▪ artículo LED indicador de tensión. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Hogar | Biblioteca | Artículos | Mapa del sitio | Revisiones del sitio
www.diagrama.com.ua |
Ver otros artículos sección 
Últimas noticias de ciencia y tecnología, nueva electrónica:
Todos los idiomas de esta página