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1 Was ist der 1-Wire Bus?
1-Wire ist ein digitaler, serieller Bus des Herstellers Maxim (ehem. Dallas), der in seiner kleinsten Ausbaustufe mit einer Datenleitung (DQ) und einer Masseleitung (GND) auskommt. Die Bezeichnung 1-Wire leitet sich daher ab, dass zu der vorhandenen Masseleitung nur eine weitere Ader, die Datenleitung, für die gesamte Buskommunikation notwendig ist. In einigen Dokumenten wird der 1-Wire Bus auch als "MicroLAN" bzw. "Single-Wire Serial Interface" bezeichnet.
Ursprünglich wurde der 1-Wire Bus für die Kommunikation zwischen den Komponenten eines Gerätes bzw.
innerhalb eines Schaltschrankes entwickelt. Im Laufe der Zeit wurde er als ein einfach anwendbares Bussystemfür längere Strecken, mit bis zu mehreren hundert Metern, erweitert ("1-Wire Extended Network Standard").
Dies wurde insbesondere durch verbesserte Busmaster / Buskoppler mit Kontrolle der Signalanstiegszeit ("Slew Rate Control") und aktivem Pull Up Widerstand, sowie durch Rauschfilter und ein optimiertes Timing erreicht. Alle bei uns erhältlichen 1-Wire Adapter / Buskoppler erfüllen diese Anforderungen.
2 Richtlinien für 1-Wire® Netzwerke
Von Dallas / Maxim® gibt es eine umfangreiche, englischsprachige Dokumentation zum Einsatz und Betrieb von
1-Wire Bauteilen. Die folgende Beschreibung basiert u.A. auf der Application Note AN148 von Dallas / Maxim "Guidelines for Reliable 1-Wire Networks" (http://pdfserv.maxim-ic.com/en/an/AN148.pdf) und auf langjährigen praktischen Erfahrungen mit 1-Wire Netzwerken.
Die Application Note AN148, wie auch die anderen Dokumentationen zum 1-Wire Bus, sind durchaus interessante Nachschlagewerke von Dallas / Maxim, die einem möglicherweise viele Stunden Suche bei einem Fehler oder bei einem Fehlverhalten ersparen kann. Ich empfehle ausdrücklich, die Dokumente zu lesen.
3 Datenübertragung (etwas Theorie)
Die Datenübertragung erfolgt in Blöcken zu 64 Bit und ist bidirektional, seriell, asynchron und halbduplex, da dieselbe Datenleitung für Senden, Empfangen und Clock-Signal benutzt wird. Die gesamte Kommunikation wird durch den Buskoppler (Busmaster) gesteuert. Es können eine große Anzahl von 1-Wire Bausteinen (Slaves) an einem Buskoppler angeschlossen werden. Die Anzahl der Slaves wird praktisch nur durch die Busauslastung der Datenübertragung pro Zeiteinheit limitiert.
Die Geschwindigkeit der Datenübertragung reicht von 9,6 kbps (Standard) bis 125 kbps (Overdrive). Hierbei ist "Parasitic Power"* nur bei der Standard-Übertragungsrate möglich. Üblicherweise wird die Geschwindigkeit von 9,6 kbps zur Datenübertragung benutzt, was auch sehr gut ausreicht.
*„Parasitic Power“ = Spannungsversorgung von 1-Wire Bausteinen über die Datenleitung
4 Parasitär und Standard Betriebsart
*„Parasitic Power“ = Spannungsversorgung von 1-Wire Bausteinen über die Datenleitung. Diese Betriebsart wird üblicherweise nur für kurze Entfernungen von max. 10-15m und eine geringe Anzahl von Busteilnehmern verwendet.
Für die meisten Anwendungen sollte auf die Standard Betriebsart mit 3 Adern zum Einsatz kommen.
5 1-Wire Netzwerk Topologien
Für das Thema 1-Wire Topologie haben wir eine eigene Kategorie erstellt. Lesen unter 1-Wire Topologie mehr.