1-Wire Störungsbeseitigung

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Generell beschreiben die folgenden Punkte Informationen aus dem Dokument „Guidelines for Reliable Long 1-Wire Networks.“.

Allgemeine Fehlersuche

Achtung, die folgenden Schritte sind nur dann sinnvoll, wenn man einen Konfigurationsfehler ausgeschlossen hat

Um eine die Fehlerquelle in der Hardware einzukreisen, kann man wie folgt vorgehen:

Kurzschluss oder Leitungsbruch prüfen

Zeigen sich auf dem 1-Wire Bus keine Teilnehmer, liegt die Vermutung nahe, das ein Kurzschluss auf dem Bus vorhanden ist (oder auch die Datenleitung durch einen 1-Wire Teilnehmer auf 0 Volt gezogen wird. Dies kann z.B. durch per Software auf Mikrocontrollern emulierte 1-Wire Bausteine geschehen).

Alle Teilnehmer entfernen und die Leitungen entsprechend durchmessen. Hierbei kann auch eine hochohmige Verbindung (kein direkter Kurzschluss) ein Problem sein. Um diese auszuschließen, muss das Multimeter im Mega-Ohm Bereich eingestellt werden und die Leitungen geprüft werden. Danach jeden Teilnehmer einzeln wieder in den Bus aufnehmen und prüfen, ob der Bus noch in Ordnung ist.

Alle Schraubklemmen auf festen Sitz der Leitungen prüfen, bei LSA-Schneidklemmen ggf. noch einmal nachdrücken..

Spannungsversorgung prüfen

Damit der 1-Wire Bus stabil arbeiten kann, muss die Spannungsversorgung aller Busteilnehmer stabil sein. Einen ersten Test kann man mit einem normalen Multimeter durchführen. Hierbei sollte die Spannung an allen Teilstrecken der Leitung zur Spannungsversorgung zwischen 4,8V und 5,2 Volt liegen.

Achtung: Ein Multimeter kann kurzzeitige Spannungseinbrüche nicht messen Hierfür ist ein Oszilloskop für die genaue Messung notwendig, dieses erkennt auch eine eventuelle Brummspannung (Ripple). Ist diese vorhanden, deutet das auf ein fehlerhaftes oder zu primitives Netzteil hin.

Signalverhalten prüfen

Signalverhalten des 1-Wire Bus

Ein Fehler, welcher bei Leitungen im kurzen und mittleren Leitungsbereich gerne auftritt, ist das „ringing/undershoot“ Signal. Hierbei wird kurzzeitige das 1-Wire Signal in den negativen Spannungsbereich gezogen (Impulse von bis -0.5 Volt und mehr sind keine Seltenheit). Ein entsprechendes Bild des Signalverlauf kann man auf der Seite 10 (Appendix D. Waveform Examples) des „Guidelines for Reliable Long 1-Wire Networks.“ sehen.

Dieser Effekt wird durch die angeschlossenen 1-Wire Devices bei einem Bus Reset durch den Master erzeugt. Diese Impulse können in der Folge die angeschlossenen 1-Wire Devices in der Signalfolge des 1-Wire Protokolle aus dem Tritt bringen. Der Effekt zeigt sich z.B. durch kommen und gehende Teilnehmer in der Device-Übersicht. Diesen Effekt kann man nur mit einem Oszilloskop messen/darstellen.

Abhilfe bietet hierzu die Einbringung eines RC-Gliedes am Anfang des betroffenen 1-Wire Bus. Laut Guideline von Maxim soll dieses aus einem Widerstand von 68 Ohm und einem Kondensator von 470 - 4700 pF (je nach Leitungslänge) bestehen. Der entsprechend Schaltplan ist auf der Seite 9 des „Guidelines for Reliable Long 1-Wire Networks.“ zu sehen.

Bus-Erweiterungen

Wenn der 1-Wire Bus erweitert wird, kann sich das Leitungsverhalten ändern, insbesondere dann, wenn man keine lineare Netztopologie verwendet, siehe 1-Wire Busverlegung

Stubs kontrollieren

Hier können die sogenannten Stubs (Abzweigungen vom Hauptstrang) zum Problem werden. Sind diese Abzweigungen länger als 3 m, beeinflussen sie nachweislich das Signalverhalten. Die Leitungsrefektionen dieser Abzweigungen können den Bus stören und sind daher zu vermeiden.

Slave Device Weight prüfen

Das Slave Device Weight ist eine Kenngröße für die Kabellänge in Verbindung mit den angeschlossenen Devices innerhalb eines Bus Strangs. Hierbei wird die Kabellänge und die Anzahl der angeschlossenen 1-wire Slaves zu einem "Gewicht" ermittelt. Hierbei hat ein iButton das Gewicht "1m" und normale Devices das Gewicht "0.5m". In Verbindung mit der Kabellänge kann man so den maximalen Ausbau seines möglichen Bus ermitteln.

OWFS Fehlersuche

Das One-Wire Filesystem OWFS und die entsprechende Webseite des Servers bietet einige Möglichkeiten, um Fehler auf dem 1-Wire Bus festzustellen. Die Fehler können innerhalb der Statistik des OWFS gesehen werden.

CRC Fehler

Anzeige der CRC Fehler für den Bus

Die CRC Fehler werden auf der Seite „http://<IP-OWSERVER>:2121/bus.0/statistics/errors“ dargestellt. Hier sieht man die Anzahl der übertragenen Pakete und deren Fehleranzahl. Bei einem guten Bus sollte die Anzahl der CRC8 / CRC16 = 0 sein. Generell kann man sagen, je größer diese Zahl im Verhältnis zu den gesendeten Protokollen ist, umso schlechter ist der Bus.

Search Fehler

Anzeige des Fehlerstatus für den Bus

Sollten während der Suche von Busteilnehmer auf dem 1-Wire Bus Fehler auftreten, werden diese auf diese Webseite des OWFS dargestellt. Hier sollte auch immer eine 0 stehen. Generell kann man sagen, je größer diese Zahl im Verhältnis zu den Suchanfragen ist, umso schlechter ist der Bus. http://<IP-OWSERVER>:2121/bus.0/bus.2/interface/statistics/search_errors

Generelle Fehler

Sollten werden eines Schreibvorgangs oder Lesevorgangs generelle Fehler auftauchen, so werden hier die entsprechenden Fehlerzähler angezeigt. Im Normalfall sollte auch hier 0 stehen. http://<IP-OWSERVER>:2121/bus.0/bus.0/interface/statistics