|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Giao diện 1 dây. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Máy tính 1-Wire là gì? Giao diện một dây 1-Wire, được phát triển vào cuối những năm 90 bởi Dallas Semiconductor Corp., được các nhà phát triển quy định để sử dụng trong ba lĩnh vực ứng dụng chính:
Nếu ứng dụng đầu tiên được biết đến rộng rãi trên thị trường thế giới và từ lâu đã trở nên phổ biến một cách xứng đáng, còn ứng dụng thứ hai cung cấp thành công khả năng dễ dàng cấu hình lại chức năng của các linh kiện bán dẫn với một số lượng nhỏ chân bên ngoài do Dallas Semiconductor Corp sản xuất, thì hệ thống tự động hóa dựa trên xe buýt 1 dây vẫn chưa được công nhận đầy đủ. Trước đây, tình huống này được xác định bởi một bộ thành phần cực kỳ hạn chế để tổ chức các ứng dụng trong lĩnh vực tự động hóa. Tuy nhiên, gần đây ngày càng có nhiều báo cáo và ví dụ cụ thể về việc sử dụng giao diện 1 dây trong các lĩnh vực khác nhau, ngày càng có nhiều nhà phát triển quan tâm đến công nghệ này, điều này chủ yếu là do sự mở rộng đáng kể phạm vi của giao diện dây đơn. các thành phần. Vậy chuẩn mạng này có gì đặc biệt? Thật vậy, là một phương tiện để truyền thông tin qua một đường dây đơn, thường có thể sử dụng cáp điện thoại thông thường và do đó, tỷ giá hối đoái trong trường hợp này không cao. Tuy nhiên, nếu chúng tôi phân tích cẩn thận phần lớn các đối tượng yêu cầu tự động hóa, thì đối với hơn 60% trong số đó, tốc độ dịch vụ tối đa 15,4 Kbps sẽ là quá khả quan. Và các lợi ích khác của 1-Wire như:
Nguyên tắc cơ bản 1-Wire-net là mạng thông tin sử dụng một đường dữ liệu và một có thể trả lại (hoặc đất) dây. Do đó, để thực hiện môi trường trao đổi của mạng này, có thể sử dụng các loại cáp có sẵn chứa cặp xoắn không được che chắn thuộc loại này hay loại khác, và thậm chí cả dây điện thoại thông thường. Những loại cáp như vậy trong quá trình đặt của chúng không yêu cầu bất kỳ thiết bị đặc biệt nào và giới hạn về chiều dài tối đa của đường dây đơn được các nhà phát triển quy định ở mức 300m. Cơ sở kiến trúc của mạng 1 dây là cấu trúc liên kết của một bus chung, khi mỗi thiết bị được kết nối trực tiếp với một đường trục duy nhất, không có bất kỳ kết nối tầng hoặc nhánh nào. Trong trường hợp này, cấu trúc mạng với một dẫn đầu hoặc chủ và nhiều người theo dõi. Mặc dù có một số phương pháp cụ thể để tổ chức hoạt động của hệ thống một dây ở chế độ đa chủ. Cấu hình của bất kỳ mạng 1 dây nào có thể thay đổi tùy ý trong quá trình hoạt động của nó mà không ảnh hưởng đến hoạt động tiếp theo và hiệu suất của toàn bộ hệ thống, nếu các nguyên tắc cơ bản của việc tổ chức bus một dây được tuân thủ trong những thay đổi này. Khả năng này đạt được do sự hiện diện trong giao thức của giao diện 1 dây của một lệnh đặc biệt để tìm kiếm các thiết bị nô lệ (Tìm kiếm ROM), cho phép bạn nhanh chóng xác định những người tham gia mới trong quá trình trao đổi thông tin. Tốc độ xử lý tiêu chuẩn cho một lệnh như vậy là ~75 nút mạng mỗi giây.
Do sự hiện diện của một địa chỉ riêng lẻ duy nhất trong bất kỳ thiết bị nào được trang bị phiên bản mạng của giao diện 1 dây (việc không có địa chỉ khớp cho các thiết bị từng được sản xuất bởi Dallas Semiconductor Corp. được đảm bảo bởi chính nhà sản xuất), một mạng như vậy có một không gian địa chỉ gần như không giới hạn. Đồng thời, mỗi thiết bị một dây ngay lập tức sẵn sàng để sử dụng như một phần của mạng 1 dây mà không cần bất kỳ sửa đổi phần cứng và phần mềm bổ sung nào. Các thành phần một dây là các thiết bị bán dẫn tự đồng hồ, việc trao đổi thông tin giữa chúng dựa trên việc kiểm soát sự thay đổi về thời lượng của các khoảng thời gian của tín hiệu xung trong môi trường một dây và phép đo của chúng. Báo hiệu cho giao diện 1 dây là không đồng bộ và bán song công, và tất cả thông tin lưu thông trong mạng được người đăng ký cảm nhận dưới dạng lệnh hoặc dưới dạng dữ liệu. Các lệnh mạng được tạo bởi chủ và cung cấp các tùy chọn khác nhau để tìm và định địa chỉ cho các thiết bị phụ, xác định hoạt động trên đường dây ngay cả khi không có địa chỉ trực tiếp của các thành phần riêng lẻ, kiểm soát trao đổi dữ liệu trên mạng, v.v.
Tốc độ tiêu chuẩn của mạng 1 dây, là 15,4Kbps, đã được chọn, trước hết, có tính đến độ tin cậy tối đa của việc truyền dữ liệu trong khoảng cách xa và thứ hai, có tính đến tốc độ của các loại vi điều khiển được sử dụng rộng rãi nhất , chủ yếu nên được sử dụng khi triển khai các chủ xe buýt một dây. Giá trị của tỷ giá hối đoái này có thể được giảm xuống bất kỳ giá trị nào có thể bằng cách đưa ra độ trễ bắt buộc giữa việc truyền các bit dữ liệu riêng lẻ tới đường truyền (kéo dài các khe thời gian của giao thức). Hoặc tăng lên bằng cách chuyển sang chế độ trao đổi tăng tốc đặc biệt (Tốc độ vượt tốc - lên tới 125Kbps), được phép đối với một số loại thành phần một dây trên một đường truyền thông chất lượng cao, khoảng cách ngắn không bị quá tải với các thiết bị khác.
Giao diện một dây sử dụng các mức logic CMOS/TTL tiêu chuẩn và hầu hết các thành phần một dây có thể được cấp nguồn từ nguồn bên ngoài với điện áp hoạt động nằm trong khoảng từ 2,8V đến 6,0V. Một giải pháp thay thế cho việc sử dụng nguồn điện bên ngoài là cái gọi là cơ chế năng lượng ký sinh, "hành động của nó là sử dụng từng thành phần phụ của dòng năng lượng điện 1 dây của các xung truyền qua bus dữ liệu, được tích lũy bởi một điện dung đặc biệt được tích hợp trong thiết bị. Ngoài ra, các mạng đơn dây thành phần riêng lẻ có thể sử dụng chế độ năng lượng bus dữ liệu, khi năng lượng đến máy thu đến trực tiếp từ chủ thông qua đường truyền thông, trong khi trao đổi thông tin trong mạng bị cưỡng chế dừng lại.
Có lẽ chất lượng hấp dẫn nhất của công nghệ 1-Wire là sự dễ dàng đặc biệt trong việc thiết lập, gỡ lỗi và duy trì mạng của hầu hết mọi cấu hình được xây dựng theo tiêu chuẩn này. Thật vậy, để bắt đầu, bất kỳ máy tính cá nhân nào, bộ điều hợp 1-Dây-đường rẻ tiền, và Dallas Semiconductor Corp được phân phối tự do. Phần mềm iButton Viewer. Với số lượng thành phần nhỏ này, việc kiểm soát và quản lý một mạng có độ phức tạp gần như bất kỳ, được xây dựng trên cơ sở các thành phần dây đơn tiêu chuẩn, được tổ chức theo đúng nghĩa đen trong vòng vài phút. Trong trường hợp này, chương trình iButton Viewer cho phép, với sự thoải mái tối đa cho nhà phát triển, xác định bất kỳ thiết bị một dây nô lệ nào trên đường dây và kiểm tra đầy đủ tính chính xác của hoạt động của nó như một phần của mạng được định cấu hình. Tổ chức lãnh đạo Các loại bộ điều hợp riêng biệt cho phép bất kỳ máy tính cá nhân nào có khả năng hoạt động như một mạng 1 dây chính được sản xuất bởi chính Dallas Semiconductor Corp. Chúng bao gồm các bộ điều hợp cho loại cổng song song DS1410E, cho loại cổng COM DS9097E và DS9097U, cho loại cổng USB DS9490R. Các thiết bị này có nhiều chức năng và tính năng thiết kế khác nhau, mang đến cho nhà thiết kế sự tự do thiết kế tối đa. Và việc người dùng có ít kỹ năng chế tạo thiết bị điện tử nên dễ dàng tự lắp mạch bộ điều hợp mạng 1 dây đơn giản nhất cho máy tính từ một số ít linh kiện điện tử có sẵn.
Thông thường, nó không phải là máy tính đóng vai trò là chủ của bus một dây, mà là một bộ vi điều khiển vạn năng đơn giản. Các phương pháp phần mềm và phần cứng khác nhau được sử dụng để tổ chức giao diện của nó với mạng 1 dây. Từ đơn giản nhất, khi chương trình điều khiển của bộ điều khiển thực hiện đầy đủ giao thức giao diện 1-Dây trên một trong các đầu ra hai chiều chức năng của nó được liên kết với một đường dây đơn, đến các tùy chọn cho phép bạn giải phóng các tài nguyên quan trọng của bộ điều khiển, nhờ sử dụng chuyên dụng Chip giao diện mạng 1 dây. Các vi mạch như vậy được kết nối với bộ xử lý, đóng vai trò của một bus dây đơn chính, thông qua các nút đầu vào / đầu ra ngoại vi là một phần của bất kỳ bộ vi điều khiển phổ quát nào. Ví dụ, thiết bị DS1481 được thiết kế để kết nối trực tiếp với đầu ra chức năng trao đổi song song của bộ điều khiển. Và đối với việc tổ chức tổng thể của hệ thống một dây dựa trên các bộ vi điều khiển có nguồn điện 3 volt, các vi mạch DS1482 thụ động được cung cấp để thực hiện khớp với các mức tín hiệu của đường dây 1 dây tiêu chuẩn. Nếu tổng thể đường dây đơn phải được tổ chức trên cơ sở nút giao diện nối tiếp UART của vi điều khiển tiêu chuẩn, thì chip DS2480B được sử dụng và chip DS2490 điều chỉnh đường dây đơn để hoạt động từ nút giao diện UBS tích hợp. Cả hai vi mạch đều thực hiện cái gọi là cơ chế có thể lập trình để kéo lên tích cực của bus dữ liệu 1 dây, cung cấp khả năng truyền tín hiệu chất lượng cao trong các đường dây dài có vấn đề và tăng khả năng tải của chủ về số lượng phụ các thiết bị mà nó phục vụ. Nhân tiện, hầu hết các bộ điều hợp nói trên cho máy tính cá nhân cũng được xây dựng trên cơ sở các vi mạch như vậy. Ngoài ra, có tính đến các đặc thù của môi trường điều hành Windows hiện đại, việc sử dụng các thành phần cụ thể này, về cơ bản là ô tô tự động kỹ thuật số được điều khiển nối tiếp, cung cấp dịch vụ đường dây đơn thời gian thực toàn diện. Khi xây dựng các hệ thống bộ vi xử lý hoàn chỉnh phức tạp thiếu thời gian của máy tính để triển khai giao thức 1 dây, ý tưởng hợp lý nhất là chỉ định một nhiệm vụ riêng biệt bảo dưỡng đường dây đơn cho một nút đặc biệt của VLSI tùy chỉnh hoặc bán tùy chỉnh , để ghép nối tiếp theo của một máy kỹ thuật số như vậy thông qua đường trục hệ thống, trực tiếp với nút bộ xử lý chính. Tập đoàn bán dẫn Dallas thậm chí đã phát triển một tập hợp các đề xuất để tổ chức một nút như vậy có tên là DS1WM, được triển khai bởi các chuyên gia của Xilinx Inc. như một trường hợp nghiên cứu hoàn chỉnh cho các ma trận có thể điều chỉnh có thể lập trình của các gia đình Virtex và Spartan. Ngoài ra, Dallas Semiconductor Corp., còn được biết đến với tư cách là nhà cung cấp bộ điều khiển tốc độ cao của bản sao MCS51, đã phát hành bộ vi điều khiển truyền thông chuyên dụng DS80C400, chứa máy hỗ trợ giao thức 1-Wire được tích hợp trong chip với khả năng thực hiện một cơ chế kéo lên chủ động.
Khá hứa hẹn cũng là hướng liên quan đến việc sử dụng máy tính cầm tay (hoặc PDA (Trợ lý kỹ thuật số cá nhân)) của các nền tảng PalmOS, Handspring và WinCE/PocketPC phổ biến để phục vụ các thành phần một dây, bao gồm cả những thành phần hoạt động như một phần của mạng 1 dây. . Đồng thời, để kết nối PDA với bus một dây, các bộ điều hợp cổng nối tiếp chuyên dụng được sử dụng, có đặc điểm là mức tiêu thụ thấp và dựa trên các giải pháp mạch sử dụng chip giao diện 1 dây nói trên. Cách tiếp cận này hiện là hợp lý nhất khi tổ chức các hệ thống 1-Wire tự động và di động. Vấn đề chuẩn bị phần mềm để quản lý tổng thể đường truyền khi bảo dưỡng mạng 1 dây dường như cũng không phải là không giải quyết được. Tập đoàn bán dẫn Dallas iButton TMEX SDK, gói phần mềm dành cho nhà phát triển chuyên nghiệp, được phân phối miễn phí, là công cụ phổ biến dành cho các lập trình viên chuyên nghiệp, giúp đơn giản hóa đáng kể quy trình tạo chương trình để phục vụ các thiết bị một dây được kết nối thông qua các loại bộ điều hợp tiêu chuẩn với máy tính cá nhân được trang bị Windows hệ điều hành. Nó chứa một tập hợp các trình điều khiển và tiện ích đã được sửa lỗi để triển khai giao thức 1-Wire quy mô đầy đủ. Gói iButton TMEX SDK sử dụng API lập trình được tiêu chuẩn hóa đặc biệt làm môi trường để tương tác với nhà phát triển. Ngoài ra, từ máy chủ fttp của chiến dịch Dallas Semiconductor Corp. Một số ví dụ về triển khai giao thức 1 dây cho một số loại bộ vi xử lý phổ biến nhất có sẵn miễn phí, cũng như các thư viện làm sẵn của các mô-đun phần mềm chức năng giao diện một dây cho các nền tảng phần mềm khác nhau. Các thành phần dây đơn được điều khiển
Các thành phần nô lệ một dây chứa giao diện 1 dây có sẵn ở hai kiểu khác nhau. Hoặc là trong các gói MicroCAN, có bề ngoài tương tự như pin đĩa kim loại hoặc trong các gói gắn PCB thông thường. Vỏ MicroCAN rỗng bên trong. Nó thực hiện chức năng bảo vệ tinh thể bán dẫn của vi mạch một dây chứa trong nó, vi mạch này chỉ được kết nối với thế giới bên ngoài thông qua hai nửa vỏ cách ly với nhau, về cơ bản là các miếng đệm để kết nối một dây đơn. đường kẻ. Theo quy định, các thiết bị iButton được cung cấp trong các trường hợp "máy tính bảng" như vậy. Các thành phần được thiết kế để sử dụng trong mạng 1 dây được đóng gói trong hộp nhựa dùng để chế tạo bóng bán dẫn và mạch tích hợp. Cách tiếp cận này được giải thích là do, không giống như các thiết bị iButton, các thiết bị một dây cho mạng 1 Dây thường có nhiều hơn hai đầu ra. Ngoài các đầu ra cần thiết để trao đổi dữ liệu qua một đường dây đơn, chúng còn có các đầu ra bổ sung cần thiết để cung cấp năng lượng cho chúng và tổ chức các mạch bên ngoài kết nối các thiết bị đó với các đối tượng tự động hóa, chẳng hạn như cảm biến hoặc bộ truyền động. Các thành phần nô lệ một dây đơn giản nhất là số sê-ri silicon DS2401 (hoặc phiên bản được cấp nguồn bên ngoài đã sửa đổi của thiết bị này, DS2411) và khóa điều khiển 2405 dây DS1. Thiết bị đầu tiên trong số các thiết bị này thường được sử dụng làm thẻ điện tử cho phép bạn xác định trạng thái của, chẳng hạn như công tắc cơ chuyển đổi dòng dữ liệu của giao diện một dây. Sử dụng DS2405, bạn có thể thực hiện từ xa các chức năng chuyển đổi thiết bị bên ngoài đơn giản nhất bằng cách thay đổi trạng thái của phím được điều khiển so với dây dẫn hồi của đường dây 1 Dây.
Tuy nhiên, các thành phần được điều khiển phổ biến nhất, có lẽ với số lượng ứng dụng lớn nhất, cho đến nay là nhiệt kế kỹ thuật số loại DS18S20 (hay còn được gọi là DS1820 đã ngừng sản xuất, không còn được sản xuất nữa nhưng đã trở thành một thương hiệu quốc tế). Ưu điểm của các nhiệt kế kỹ thuật số này từ quan điểm tổ chức đường cao tốc, so với bất kỳ cảm biến nhiệt độ tích hợp nào khác, cũng như các đặc tính đo lường tốt và khả năng chống ồn tốt, đưa chúng lên hàng đầu khi xây dựng điều khiển nhiệt độ đa điểm các hệ thống trong phạm vi từ -55°С đến +125° VỚI.
Chúng không chỉ cho phép theo dõi nhiệt độ trực tiếp trong thời gian thực mà còn do có bộ nhớ cài đặt nhiệt độ cố định tích hợp, chúng có thể cung cấp tín hiệu ưu tiên cho đường dây về thực tế là tham số được kiểm soát vượt quá mức quy định các giá trị. Ngoài ra, các thiết bị tiên tiến hơn DS18В20 được cung cấp, tốc độ chuyển đổi trong đó được xác định bởi độ sâu bit của kết quả, được lập trình trực tiếp bởi chủ dòng trong quá trình bảo trì. Mã kỹ thuật số được đọc từ một nhiệt kế như vậy là kết quả trực tiếp của giá trị nhiệt độ đo được và không yêu cầu chuyển đổi bổ sung. Và phiên bản chưa được hiệu chỉnh, nhưng đồng thời rẻ hơn của chúng, với tên gọi DS1822, dường như là giải pháp tốt nhất cho các nhà phát triển hệ thống kiểm soát nhiệt độ đa điểm chi phí thấp. Đối với những khách hàng chỉ sử dụng chế độ điện một dây ký sinh, chiến dịch của Dallas Semiconductor Corp. sản xuất các thiết bị hai đầu tiết kiệm - DS18S20-PAR, DS18B20-PAR, DS1822-PAR. Công ty Rainbow Technologies của Nga đã nhận được chứng chỉ từ Tiêu chuẩn Nhà nước của Nga về việc phê duyệt là dụng cụ đo lường, bao gồm nhiệt kế kỹ thuật số một dây DS1822, DS18B20, DS18S20, DS1920, được sản xuất bởi Maxim Integrated Products, Inc., bao gồm Dallas Semiconductor Corp. Để xác nhận thực tế này, có một tài liệu nói rằng các loại thiết bị này đã được đăng ký trong Cơ quan đăng ký dụng cụ đo lường nhà nước theo số 23169-02 và được phép sử dụng tại Liên bang Nga.
ADC một dây bốn kênh loại DS2450 và bộ đếm một dây hai kênh kết hợp với bộ nhớ đệm loại DS2423 giúp giải quyết các vấn đề liên quan đến số hóa tín hiệu tương tự và thời gian xung. Thiết bị đầu tiên trong số này về cơ bản giải quyết vấn đề phục vụ các nguồn thông tin tương tự trong mạng 1 dây, bao gồm hầu hết các cảm biến hiện được sản xuất với các đại lượng vật lý khác nhau (áp suất, trọng lượng, điện áp, độ ẩm, dòng điện, độ chiếu sáng, gia tốc, cùng nhiệt độ ). , nhưng trong phạm vi không thể tiếp cận để đăng ký thông qua việc sử dụng nhiệt kế kỹ thuật số, v.v.). Thiết bị thứ hai có thể phục vụ thành công nhiều loại cảm biến xung được sử dụng trong công nghệ (các bộ đếm quang học khác nhau, cảm biến tốc độ, tín hiệu đầu ra từ đồng hồ đo lưu lượng, cảm biến độ ẩm điện dung có trong mạch điều khiển của máy phát xung được điều khiển, bộ đếm mức bức xạ, tích hợp điện áp-to- bộ chuyển đổi tần số, v.v.). Tuy nhiên, "khối xây dựng" không thể thay thế nhất làm nền tảng cho mạng tự động hóa một dây là các công tắc bóng bán dẫn địa chỉ kép phổ quát thuộc loại DS2406P (phiên bản hiện đại của các thiết bị DS2407P nổi tiếng).
Trên cơ sở của các thiết bị này, rất nhiều ứng dụng có thể được triển khai và trước hết là các bộ điều khiển trạng thái logic (mức) và mạch dịch vụ cho cảm biến tiếp xúc khô, cũng như các mạch chính khác nhau. Do đó, nhờ sử dụng các thành phần này mà thông tin rời rạc được thu thập từ các cảm biến phân tán theo địa lý (màn hình cửa, công tắc tơ vị trí van, bất kỳ cảm biến nào có đầu ra CÓ / KHÔNG, chẳng hạn như cảm biến vị trí, lối đi, sự hiện diện, báo cháy và báo trộm , v.v.). Các thiết bị tương tự cung cấp khả năng điều khiển chuyển mạch của bất kỳ loại thiết bị điện nào có hai trạng thái hoạt động: bật / tắt (máy sưởi, máy điều hòa không khí, động cơ, quạt, van, v.v.). Ngoài ra, các chân có thể lập trình riêng lẻ, hai chiều của DS2406P có thể được sử dụng để cung cấp giao diện nối tiếp chậm giữa MCU cục bộ và mạng 1 dây. Mặc dù tốc độ thấp khi thực hiện phương thức trao đổi thông tin này qua mạng một dây, khi một bit dữ liệu được truyền trong hai gói tiêu chuẩn, giải pháp này có thể chấp nhận được và đủ tin cậy cho một số lượng lớn các ứng dụng cụ thể. Tuy nhiên, Dallas Semiconductor Corp. như một "cầu nối" tiêu chuẩn để trao đổi giữa bất kỳ mạch nào được xây dựng trên các loại vi điều khiển khác nhau và mạng 1 dây, nên sử dụng bộ nhớ tĩnh DS2404 hai cổng chuyên dụng. Do mảng bộ nhớ của thiết bị này có thể được truy cập cả từ phía bên của bus một dây và từ phía giao diện nối tiếp nô lệ được điều khiển bởi bộ vi điều khiển, nên việc trao đổi thông tin giữa chủ mạng và thiết bị thông minh phụ giải quyết bất kỳ vấn đề cục bộ nào. vấn đề khá dễ dàng. Hơn nữa, do sự hiện diện trong vi mạch DS2404 của một đơn vị lịch và đồng hồ thời gian thực bổ sung, có thể cung cấp dữ liệu được bộ xử lý lưu trữ trong một mảng bộ nhớ chung với các dấu thời gian riêng lẻ. Dựa trên nút đồng hồ thời gian thực của tinh thể DS2404 do Dallas Semiconductor Corp. hai thành phần khác đang được sản xuất rất hữu ích để xây dựng các hệ thống tự động hóa một dây. Đây là các thiết bị DS2415 và DS2417. Sử dụng bất kỳ thiết bị nào trong số này, bạn có thể sắp xếp đồng hồ / lịch giá rẻ với giao diện mạng một dây. Ngoài ra, thiết bị thứ hai, do có đầu ra ngắt riêng biệt trong thành phần của nó, cũng có thể điều khiển bổ sung kịp thời việc chuyển đổi thiết bị bên ngoài hoặc cung cấp đồng bộ hóa hoạt động của các thiết bị khác với các quy trình xảy ra trên đường dây 1 Dây . Mở rộng đáng kể khả năng của các mạng một dây để điều khiển tương tự phân tán, bao gồm nguồn điện, thiết bị, chiết áp kỹ thuật số DS2890 được trang bị giao diện mạng 1 dây. Sử dụng thiết bị này, bạn có thể tạo ra nhiều loại hệ thống điều khiển không gây sốc từ xa, nhờ khả năng thay đổi mượt mà tín hiệu điều khiển tương tự ở 256 cấp độ.
Với tất cả sự đa dạng của các thành phần dây đơn, rõ ràng linh hoạt nhất trong số chúng là DS2408 độc đáo. Đây là cổng I/O 1 dây có thể lập trình tự do tám bit hai chiều riêng biệt cho phép bạn triển khai bất kỳ giao diện nào giữa một thiết bị bên ngoài có thể sửa đổi tùy ý và một đường dây đơn. Thiết bị này có đầu ra đồng hồ bên ngoài hai chiều cung cấp đồng hồ phần cứng để truyền hoặc nhận dữ liệu. Việc sử dụng chip DS2408 cho phép cung cấp khả năng điều khiển thông qua bus 1 dây: đầu vào / đầu ra hai chiều gộp trên 8 kênh độc lập, điều khiển các chỉ báo tinh thể lỏng, ánh sáng động và các loại màn hình khác nhau, bàn phím ma trận quét và cảm biến riêng biệt của nhiều loại khác nhau và cũng cho phép bạn triển khai giao diện thực sự toàn diện với nhiều loại vi điều khiển khác nhau, cả ở chế độ nối tiếp và song song.
Một số thành phần của mạng 1 dây chứa một mảng bộ nhớ cố định (do người dùng điền một lần) hoặc bộ nhớ cố định ở kích thước này hay kích thước khác. Điều này cho phép bạn lưu trữ thông tin dịch vụ đặc biệt liên quan đến việc sử dụng một thành phần cụ thể và đặc thù của việc sử dụng nó (số nhận dạng, vị trí lãnh thổ, hệ số hiệu chuẩn, kích thước, cài đặt mặc định, v.v.) trực tiếp trong thiết bị một dây. Nhờ đó, để tổ chức hoạt động của từng mạng một dây mới, không cần thiết phải chuẩn bị phần mềm đặc biệt riêng biệt, chỉ cần có một chương trình tiêu chuẩn được cấu hình lại tùy thuộc vào đặc điểm cụ thể của một hệ thống cụ thể (tất nhiên, nếu bộ nhớ của tất cả các thành phần của hệ thống 1 dây được lấp đầy theo các quy tắc nhất định, được xác định trước). Nếu trong quá trình vận hành hệ thống, cần phải lưu trữ lượng thông tin bổ sung, thì nhà phát triển có sẵn các thiết bị một dây đặc biệt chứa cả bộ nhớ cố định (DS2502/ DS2505/ DS2506) và bộ nhớ cố định (DS2430A/ DS2432/ DS2433) có nhiều kích cỡ khác nhau.
Một số thành phần của dòng iButton trong các gói MicroCAN cũng có thể được sử dụng như một phần của mạng 1 Dây dưới dạng thiết bị nô lệ một dây giải quyết các vấn đề cụ thể về nhận dạng, tích lũy, lưu trữ và truyền thông tin. Ví dụ: để thực hiện quy trình nhận dạng trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp, thông thường chỉ cần sử dụng các thẻ điện tử đeo được phổ biến DS1990A là đủ. Và giám sát nhiệt độ đa điểm có thể được thực hiện dễ dàng bởi mạng gồm một số thiết bị DS1921 # hoặc các thiết bị TERMOCHRON khác, mỗi thiết bị đăng ký các giá trị nhiệt độ được đo tại các khoảng thời gian đặt trước nhất định và lưu trữ thông tin nhận được ở dạng không bay hơi của riêng nó bộ nhớ, về cơ bản là một "máy ghi băng nhiệt độ có thể lập trình được. Để giải quyết vấn đề truyền dữ liệu được tích lũy bởi hệ thống 1 dây tự trị sang máy tính cá nhân, nhiều thiết bị iButton khác nhau được sản xuất, trong trường hợp này đóng vai trò của cái gọi là máy tính bảng vận chuyển. bao gồm cả thành phần thiết kế của nó là pin lithium. Đây là một loạt máy tính bảng "từ DS1992 (1Kbps) đến DS1996 (64Kbps), và tất nhiên trong số đó có một bản sửa đổi của DS1994 (4Kbps), có thêm một - nút đồng hồ thời gian, thuận tiện cho việc tạo dấu thời gian của dữ liệu được lưu trữ hoặc để tổ chức các bộ ghi tài nguyên tự trị.
Ngoài ra, các thiết bị có bộ nhớ có thể xóa bằng điện như EEPROM sửa đổi DS1971 (32 byte), DS1973 (512 byte) và DS1977 (32 Kbyte) có thể được sử dụng cho các mục đích tương tự. Khi di chuyển một lượng lớn thông tin, thật thuận tiện khi sử dụng "máy tính bảng" vận chuyển kết hợp với bộ chuyển đổi cổng USB loại DS9490B, cung cấp tốc độ truyền cao khi trao đổi dữ liệu giữa thiết bị iButton và máy tính cá nhân. Nếu chúng ta chỉ nói về việc giải quyết vấn đề tích lũy và lưu trữ dữ liệu trong mạng 1 Dây, thì bất kỳ "máy tính bảng" vận chuyển nào ở trên đều có thể dễ dàng được đưa vào mạng như vậy. Đồng thời, để kết nối các thiết bị trong hộp MicroCAN với dây dẫn của đường dây đơn, các chốt đặc biệt của loại DS9100 hoặc DS9098P hoặc các kẹp đơn giản hơn của loại DS9094 được sử dụng. Từ quan điểm triển khai mạch của giao diện một dây và tính ổn định của hoạt động trên các đường dây có vấn đề, tất cả các thành phần dây đơn nô lệ khác nhau về mặt lịch sử, trong khi được chia thành các nhóm: 1. DS2401, DS2405 - các thiết bị đầu tiên có giao diện 1 dây trong vỏ nhựa, hoàn toàn tương tự về mạch điện với các mẫu thiết bị iButton đầu tiên được định hướng hoạt động trên các bus ngắn (cho đến năm 1994), 2. DS1820, DS2407P, DS2450, DS2404, DS2415, DS2417, DS1920, v.v. - phiên bản thứ hai, được định hướng đặc biệt để hoạt động trên các tuyến đường dài (trước năm 2000, các thành phần này hầu hết đã ngừng sản xuất), 3. DS18S20, DS18B20, DS1822, DS2438, DS2406P, DS2409, DS2890, DS1973, v.v. - tùy chọn thứ ba, có khả năng chống va chạm trên đường trục 1 dây cao hơn so với tùy chọn trước đó (từ năm 2000), 4. DS2411, DS2408, DS1921#, DS1977, v.v. - phiên bản cuối cùng của mạch giao diện 1 dây đáng tin cậy nhất (từ năm 2003). Đường truyền thông và cấu trúc liên kết Một vai trò quan trọng trong việc xây dựng các mạng 1 dây được thực hiện bằng cách thực hiện một đường dây liên lạc một dây. Theo quy định, các dòng như vậy có cấu trúc bao gồm ba dây dẫn chính: DỮ LIỆU - xe buýt dữ liệu, RET - trở lại hoặc dây nối đất, EXT_POWER - nguồn điện bên ngoài không chỉ cho các thiết bị nô lệ được bảo dưỡng mà còn cho các mạch cảm biến và điều khiển bên ngoài chúng. Tùy thuộc vào phương pháp đặt, giao tiếp với các thiết bị nô lệ và vật liệu được sử dụng để đặt, theo Bảng sau, có ba tùy chọn chất lượng chính để tổ chức mạng 1 Dây, mỗi tùy chọn bao hàm việc sử dụng công nghệ và phụ kiện đặc biệt khi triển khai tuyến.
Thông thường, khi tổ chức các mạng một dây phức tạp, để tạo điều kiện thuận lợi cho việc nối dây của đường dây thông tin liên lạc, giảm chiều dài hoặc giảm tải điện trên đường dây do giảm các thiết bị hoạt động đồng thời trên nó, cần phải cung cấp cấu trúc thân cây giống như chùm tia, khác biệt đáng kể so với cấu trúc của xe buýt thông thường. Đối với điều này, các nhánh của mạng 1 dây ở một hoặc nhiều cấp được sử dụng. Yếu tố chính trong việc xây dựng các nhánh như vậy là khóa có thể định địa chỉ thông thường thuộc loại DS2406, cung cấp khả năng phân nhánh do chuyển đổi dây hồi của đường một dây hoặc công tắc nhánh DS2409 chuyên dụng chuyển trực tiếp bus dữ liệu đường 1 dây. Tùy chọn thứ hai là thích hợp hơn. các thành phần trên một nhánh bị ngắt kết nối được điều khiển bởi một nhánh vẫn luôn hoạt động. Việc bảo trì mạng luân phiên bởi chủ của từng nhánh, với các nhánh khác bị vô hiệu hóa, cho phép bạn tăng đáng kể tổng chiều dài của đường dây và số lượng thiết bị phụ trên đó. Nếu việc tổ chức hệ thống 1 dây dựa trên máy tính cá nhân có liên quan đến những khó khăn đặc biệt, thì cách tối ưu nhất là sử dụng bộ điều hợp thông minh cho cổng COM thuộc loại LINK. Nó được thực hiện trên cơ sở của một bộ vi xử lý. Đồng thời, thiết bị mô phỏng hoàn toàn hoạt động của bộ điều hợp DS9097U phổ biến do Dallas Semiconductor Corp. sản xuất từ phía cổng nối tiếp và do đó hỗ trợ tất cả phần mềm được phát triển trước đây cho máy tính cá nhân nhờ được tích hợp sẵn. tài nguyên trí tuệ, triển khai chế độ hoạt động ưu tiên của các thiết bị một dây trên 1- Đường dây có vấn đề trong môi trường nhiễu khó khăn. LINK cải thiện đáng kể cơ chế kéo lên tích cực trên đường dây, cho phép bạn thực sự nhận được tín hiệu trao đổi lý tưởng với chiều dài cáp hơn 300 mét và số lượng thành phần dây đơn đi kèm lớn hơn 100 miếng và sử dụng bộ lọc kỹ thuật số các thuật toán của bộ xử lý của thiết bị giúp cải thiện đáng kể khả năng chống nhiễu điện từ của đường dây đơn được phục vụ. Các ứng dụng Nhiều sự thật nói về việc công nhận xe buýt một dây là tiêu chuẩn quốc tế và mức độ nghiêm túc của giao diện này đối với các nhà phát triển và nhà sản xuất thiết bị điện tử đáng kính. Ví dụ, thực tế không có bộ vi điều khiển vạn năng nào, trong tài liệu về ứng dụng của nó sẽ không thảo luận về các phương pháp tổ chức tổng thể đường dây đơn trên cơ sở của nó.
Công ty Mỹ Embedded Data Systems, LLC (kế thừa của PointSix, Inc.) luôn bảo vệ quan điểm về việc sử dụng công nghệ mạng 1 dây trong lĩnh vực tự động hóa. Có thể nói, chiến dịch này đã tạo nên tên tuổi khi giới thiệu và quảng bá những thành tựu của xe buýt một dây trong lĩnh vực tự động hóa. Và điều này, mặc dù lĩnh vực hoạt động chính của nó không phải là tự động hóa nhà kính và không phải là tạo ra hệ thống báo cháy, mà là phát triển các công cụ và hệ thống để phục vụ các ngành cơ khí công nghệ cao và công nghiệp hóa chất , và thậm chí là tạo ra các thiết bị thí nghiệm và khoa học độc đáo. Điều này được khẳng định bởi phạm vi sản phẩm đa dạng nhất do công ty sản xuất (nhiều loại đầu dò để đo nhiệt độ cao và thấp, cảm biến độ ẩm, áp suất và độ axit với các chức năng đặc biệt, cảm biến quang học đặc biệt, bảng thu thập thông tin, thiết bị giao diện với nhiều thiết bị phân tích, và nhiều hơn nữa), và mỗi thiết bị đều chứa các yếu tố của công nghệ một dây.
Tất nhiên, các ví dụ đầy hứa hẹn trong lĩnh vực ứng dụng công nghệ 1 dây để tự động hóa bao gồm hoạt động của các nhà sản xuất nổi tiếng toàn cầu như SYSTRONIX hoặc AAG Electronica. Công ty trách nhiệm hữu hạn.
Các dòng công cụ hoàn chỉnh, cũng như nhiều ví dụ về việc sử dụng chúng và xếp hạng bán hàng cao của các sản phẩm được cung cấp, cho thấy sự thành công và phù hợp của khái niệm bus một dây được các công ty này sử dụng để giải quyết nhiều vấn đề tự động hóa phân tán .
Một ví dụ khác thể hiện rõ ràng khả năng của công nghệ xe buýt một dây trong thực tế là dự án xây dựng các trạm thời tiết hoàn toàn tự động (Trạm thời tiết 1 dây), được phát triển chung bởi PointSix, Inc., AAG Electronica LLC, Dallas Semiconductor Corp. và Texas Weather Instruments, Inc. Ban đầu (vào giữa những năm 90), một số hệ thống thử nghiệm đã được tạo ra dựa trên máy tính cá nhân hàng đầu có bộ chuyển đổi DS9097U, là trung tâm của tổ hợp, từ ba nhiệt kế DS18S20 thực hiện kiểm soát nhiệt độ, vi mạch DS2438 để bảo dưỡng cảm biến độ ẩm không khí, thành phần DS2423 để xác định tốc độ gió và 16 nhãn điện tử DS2401 xác định hướng của nó. Những hệ thống thời tiết đầu tiên này đã được lắp đặt và thử nghiệm thành công trong quá trình hoạt động lâu dài ở bang Texas. Hơn nữa, một số trong số chúng được trang bị các giải pháp dây đơn bổ sung đảm bảo kiểm soát tín hiệu từ các cảm biến: áp suất khí quyển, phóng sét, lượng mưa trên bề mặt, hoạt động của mặt trời, độ ẩm của đất, v.v. Dữ liệu từ tất cả các cảm biến, được ghi lại bởi mỗi hệ thống này, được máy tính cá nhân nhận và truyền qua Internet trong thời gian thực đến bảng điều khiển trung tâm, nơi dữ liệu thời tiết của khu vực được nhận và lưu trữ, thu được thông qua phân tích của thông tin từ một số trạm phân tán theo lãnh thổ. Sau khi hoàn thành thành công Texas Weather Instruments Inc. Trong vài năm, nó đã kinh doanh thành công các trạm thời tiết hoàn toàn tự động được chế tạo sẵn mà không cần con người bảo trì. Hơn nữa, sự phổ biến của các thiết bị như vậy trên toàn thế giới lớn đến mức Dallas Semiconductor Corp. đã buộc phải bắt đầu sản xuất chipset WS-1 chuyên dụng, bao gồm một tập hợp các thành phần dây đơn, yêu cầu tối thiểu để xây dựng một trạm như vậy. Một bộ hoàn chỉnh các hệ thống như vậy dành cho nhiều người dùng từ khắp nơi trên thế giới, bao gồm các bo mạch để tự lắp ráp, các bộ phận cơ khí và kết cấu đã được chứng nhận, được thực hiện bởi AAG Electronica LLC. Một lĩnh vực khá hứa hẹn, trong đó các lợi thế của công nghệ mạng 1-Wire được khai thác triệt để và là lĩnh vực mà chiến dịch của Dallas Semiconductor Corp. đặc biệt chú ý. là quản lý các nguồn năng lượng hóa học tự trị - pin. Quản lý ở đây có nghĩa là - trước hết, xác định nghiêm ngặt và đầy đủ các nguồn năng lượng, lưu trữ trong bộ nhớ của từng thiết bị điện tử riêng lẻ được tích hợp trong pin các tính năng sản xuất và đặc tính kỹ thuật riêng lẻ, giám sát đầy đủ nhất các thông số hoạt động chính của chúng trong toàn bộ tuổi thọ của dịch vụ, cũng như sự hình thành hành động kiểm soát chính xác liên quan đến việc khôi phục điện tích của nguồn năng lượng tự trị được bảo dưỡng.
Việc lựa chọn thuật toán sạc pin phần lớn phụ thuộc vào việc quản lý phù hợp và kiến thức về lịch sử hoạt động của pin, điều này liên quan trực tiếp đến hiệu quả sử dụng và tuổi thọ của nhiều loại pin. Để làm điều này, mỗi pin của cấu trúc năng lượng đa phần tử (đặc biệt là cho thiết bị di động và nguồn điện liên tục) được cung cấp một thành phần dây đơn riêng lẻ, về cơ bản biến thành một phần tử hệ thống cung cấp năng lượng tự trị thông minh. Một số vi mạch do công ty sản xuất có liên quan đến hướng này. Tập đoàn bán dẫn Dallas ngày nay thống trị thị trường các hệ thống dịch vụ thông minh cho các nguồn năng lượng tự trị, đồng thời tuyên bố một cách tiếp cận mạng tích hợp mới cho vấn đề quản lý các yếu tố năng lượng. Đồng thời, các giải pháp 1-Dây được sử dụng, cho phép tổ chức một xe buýt đa điểm để phục vụ các thiết bị điều khiển và quản lý sạc, giúp không chỉ các nguồn năng lượng riêng lẻ đi kèm mà còn cả toàn bộ pin được tạo thành từ nhiều phần tử tương tự riêng biệt. Ngoài ra, các thiết bị như vậy không chỉ có thể cung cấp khả năng nhận dạng hoặc kiểm soát nhiệt độ đơn giản nhất của pin mà còn giám sát toàn diện các thông số chính của chúng (điện áp, dòng điện, phóng điện, điều khiển ngắn mạch, v.v.) trong toàn bộ thời gian hoạt động. Các kết quả được tích lũy bởi các thiết bị như vậy được lưu trữ trong bộ nhớ cố định tích hợp ở dạng biểu đồ (DS2436) hoặc ở dạng một mảng các giá trị đọc tuần tự được gắn với dấu thời gian (DS2438).
Hiện tại, Dallas Semiconductor Corp. sản xuất một loạt các tinh thể chính xác để theo dõi, quản lý, bảo vệ và kiểm soát thu hồi điện tích của các nguồn cung cấp năng lượng tự trị thuộc nhiều loại và mục đích khác nhau (DS2720, DS2740, DS2751, DS2770, v.v.). Chúng bao gồm, trong số những thứ khác, các tinh thể thuộc họ DS276#, không giống như các sửa đổi khác của các thiết bị tương tự yêu cầu đường ống bên ngoài sử dụng các thành phần thụ động chính xác và ổn định, mang lại độ chính xác cao hơn trong việc kiểm soát dòng điện mà pin được theo dõi tiêu thụ. Điều này đạt được, trong số những thứ khác, do mạch điện trở hiệu chuẩn tích hợp (shunt) được chế tạo theo công nghệ bán dẫn đặc biệt, cũng như do sự hiện diện của cơ chế hiệu chỉnh trước phần cứng-phần mềm đặc biệt trong thành phần của nó thiết bị. Hạn chế và giao tiếp với mạng công nghiệp Tất nhiên, mạng 1 dây có chỗ thích hợp riêng để sử dụng trong các hệ thống tự động hóa tòa nhà. Thật vô nghĩa khi nghiêm túc sử dụng chúng để truyền một lượng lớn thông tin, chẳng hạn như khi xây dựng hệ thống giám sát video hoặc trao đổi tốc độ cao liên quan đến việc phục vụ các quy trình nhanh hoặc để so sánh khả năng của mạng một dây với mạng công nghiệp mạnh mẽ như vậy các giao diện như ProfiBus, FeldBus, LonWorks, CAN, Internet công nghiệp, v.v. Thậm chí có thể xây dựng các hạn chế chính hiện nay đối với việc sử dụng các hệ thống dựa trên mạng 1 dây đơn trong lĩnh vực tự động hóa:
Như có thể thấy từ các nhận xét được đưa ra trong ngoặc đơn, ngay cả những khó khăn rõ ràng này đối với mạng 1 dây cũng không phải là không thể vượt qua. Hơn nữa, có những cách tiếp cận cho phép tích hợp hữu cơ các cấu trúc phân tán theo địa lý một dây chậm vào các mạng hiệu quả như CAN và Internet công nghiệp. Điều này có thể đạt được thông qua việc sử dụng các giải pháp phần cứng và phần mềm đặc biệt được triển khai trên cơ sở các bộ vi điều khiển hiện đại, cũng như công cụ chiến dịch độc đáo của Dallas Semiconductor Corp. - Thiết bị TINI (Giao diện Internet tí hon). TINI400 là toàn bộ hệ thống vi mô dựa trên bộ xử lý trung tâm, được triển khai trên bộ vi điều khiển mạng hiệu suất cao DS80C400, kết hợp tài nguyên của một số giao diện mạng phổ biến nhất, chẳng hạn như: RS232, 1-Wire, CAN 2.0B, Ethernet, không đề cập đến khả năng sử dụng đường trục đồng bộ mười sáu bit song song, cũng như các nút tự trị để tổ chức các giao diện I2C và SPI nối tiếp cục bộ tiêu chuẩn. Ngoài ra, bo mạch TINI400 chứa 1 MB bộ nhớ chương trình Flash, 1 MB SRAM, nút đồng hồ thời gian thực, pin lithium và số nhận dạng silicon. TINI400 chạy một môi trường hoạt động mạnh mẽ bao gồm hỗ trợ TCP/IP và Máy ảo Java, đã được phát triển và thử nghiệm cẩn thận trên thế hệ TINI trước đó, bo mạch TINI390. Điều thứ hai được xác định bởi thực tế là công nghệ hỗ trợ phần mềm cho TINI390 đã được phát triển trong nhiều năm bởi Dallas Semiconductor Corp. cùng với các nhân viên của Sun Microsystems, Inc., trong khi là một dự án hoàn toàn mở. Cách tiếp cận này cho phép chúng tôi có được phản hồi hiệu quả nhất từ người dùng cuối, giúp xác định và loại bỏ hầu hết các lỗi phần mềm. Và bây giờ trên trang web của Dallas Semiconductor Corp. bạn có thể tìm thấy tất cả các công cụ phát triển phần mềm và tài liệu cần thiết, hỗ trợ rất nhiều cho việc xây dựng các hệ thống điều khiển và giám sát từ xa một dây cục bộ dựa trên thiết bị TINI, kết hợp các ưu điểm của tốc độ nhanh và hiệu quả, nhưng đắt tiền và chậm, nhưng rẻ và các giao diện hiệu quả Tóm lại, một lần nữa cần lưu ý tính hiệu quả và hợp lý tuyệt đối của việc sử dụng công nghệ 1-Wire trong các hệ thống tự động hóa quản lý và điều khiển tòa nhà cho nhiều loại thiết bị phân tán, khi không yêu cầu bảo trì tốc độ cao nhưng cần có tính linh hoạt và khả năng mở rộng đáng kể với chi phí triển khai thấp. Xuất bản: cxem.net
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Máy bay không người lái có biohull ▪ Bộ truyền tín hiệu lên đến 1,5 Gbps ▪ Trung Quốc xây dựng công viên năng lượng tái tạo lớn nhất thế giới ▪ Cảm biến hình ảnh mới cho máy ảnh ô tô ▪ Máy đẩy ion mini được thử nghiệm trên quỹ đạo
▪ phần của trang Câu cách ngôn của những người nổi tiếng. Lựa chọn bài viết ▪ bài báo Peshkov Alexei Maksimovich (Maxim Gorky). câu cách ngôn nổi tiếng ▪ bài viết Những quân bài bí ẩn. tiêu điểm bí mật
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này