1-Wire Busverlegung

Kabel

Es kann eine Vielzahl von Kabeltypen verwendet werden.

Eine Abschirmung sollte möglichst immer vorhanden sein, ist aber nicht zwingend notwendig. Die Verwendung dieser Abschirmung als Nutzleitung ist eher ungünstig.

Anforderungen an den Durchmesser der einzelnen Adern werden durch den Stromverbrauch der 1-Wire-Komponenten bestimmt. Hat man nur Temperatursensoren etc., reichen 0.6 mm vollständig aus, das Kabel könnte sogar noch dünner sein (z.B. um es unauffällig unter Tapeten zu verlegen). Wenn Aktoren, LEDs, oder sonstige echte Stromverbraucher auf dem Bus sitzen, sollten 0.8 mm Aderdurchmesser vorgesehen werden.

Die Frequenzen, die über diese Kabel transportiert werden müssen, liegen im niederfrequenten Bereich (Anstiegs- und Abfallzeit der Impulse bei ca. 20-30 Mikrosekunden). Abrupte Veränderungen des Kabeldurchmessers oder der Kabelart führen immer immer zu Sprüngen der Impedanz (Wellenwiderstand) und damit zur Reflexion, die sich in einer Verschlechterung der Impulsqualität bemerkbar macht. Es ist daher zu empfehlen, nicht zuviele solche Wechsel auf dem Weg zum Sensor/Aktor einzubauen.

Für parasitär (d.h. aus der Datenleitung) versorgte Sensoren und Aktoren reichen 2 Adern = 1 Aderpaar vollständig aus (Datenleitung und Masse=GND)
Für Sensoren und Aktoren mit echter Spannungsversorgung ist eine dritte Ader mit +5V vorzusehen
Für größere Netze ist zu beachten, dass keine Sterntopologie entsteht: Zwei längere Kabel (d.h., länger als 3,5 m) an einem Busmaster erfordern dann, dass das eine der beiden Kabel als Hin- + Rückleitung ausgelegt wird, das erfordert dann also 4 Adern = 2 Aderpaare.

Netzwerkkabel

Hierbei handelt es sich typischerweise um STP (Shielded Twisted Pair) mit 4x2x0.8mm bis zu 4x2x0.1mm für extra flache Kabel.

Brandmeldekabel

Dieses Kabel hat unterschiedliche Anzahl von Aderpaaren, z.B. 2x2x0.8mm, aber auch 2x3, 2x4 oder gar 2x5 Aderpaare; die äußere Farbe ist rot. Kosten ab 0,40 €/m.

EIB/KNX Buskabel

Dieses Kabel hat 4 Adern 2x2x0.8mm und ist mit einem Folienschirm geschirmt, die äußere Farbe ist meist grün. Kosten ab 0,40 €/m. Die 4. Ader kann entweder zur Datenrückleitung verwendet werden, oder eine weitere Spannung (z.B. 12 V) zu Aktoren (z.B. Relais) transportieren.

Geschirmtes Fernmeldekabel

Dieses Kabel hat 4 Adern 2x2x0.6mm und ist mit einem Folienschirm geschirmt, die äußere Farbe ist meist grau. Kosten ab 0,20 €/m

Geschirmtes NF-Kabel

Auch als Mikrofonkabel verkauft, zwei Innenleiter in gemeinsamer Abschirmung. Diese wird dann als 3. Leiter verwendet. Das Kabel ist sehr flexibel und daher besonders für den mobilen Anschluss von Sensoren/Aktoren geeignet. Bewährt hat sich dies für kurze Stubs (max. 3.5 m), mit denen Sensoren/Aktoren an den Bus angeschlossen werden. Hierfür gibt es preisgünstige Kabelenden mit angegossenem 3.5 mm Klinkenstecker.

Auch kommerziell erhältliche Busmaster, wie der USB9097 haben solche Klinkenbuchsen. (Foto folgt)

Ungeschirmtes 3-adriges Kabel

Prinzipiell auch geeignet, sorgt aber bei großen Leitungslängen für eine gewisse Störanfälligkeit. Bei Abzweigungen oder für kurze Stubs aber problemlos verwendbar.

Bei eBay sind preisgünstige 1-Wire Temperatursensoren in wasserdichtem Gehäuse erhältlich, die mit einem solchen Kabelende versehen sind.

Topologie

Bei Kabellängen von bis zu 100 Metern (to be continued ...)

Wie nun verkabeln?

Gute Erfahrungen wurden mit CAT 5 Connectionboxen gemacht. Gibts es ab 1,50Euro (zb. reichelt) das Stück. Mit folgender Modifikation erlaubt es eine perfekte feste Verkabelung. Voraussetzung ist allerdings das man ein LSA-Anlegewerkzeug hat (ca 6Euro) Das Ein- und Ausgehende 1-Wire Buskabel werden an die LSA-Klemmen aufgelegt, die manuell an der Unterseite der Platine zu verbinden sind. Das erfolgt ebenfalls mit einer 0.8mm Ader. So gibt es im Busverlauf keine Queschnittsverengung. An eine LSA-Klemme wird ein 100nF Abblockkondensator eingelötet um ev. Störimpulse abzufangen. Empfohlen vor jedem 1-wire Device. Hier typischerweise vor einem Temperatursensor DS18B20. Laut EIB FAQ ist der Schirm nicht(!) mit Masse zu verbinden oder durchzuschleifen. Einfach den Schirm und die blanke Ader abknipsen. (Edit: Wie genau wird jetzt der Sensor angeschlossen?)