[wiregate] - √ - 5 Volt extern einspeisen

[mumpf]

Hallo allerseits,

Stefan hat mal in einem Artikel (den ich leider nicht mehr finde) geschrieben, dass man die 5V für 1-Wire auch extern einspeisen kann und nicht vom Busmaster nimmt. Soweit ich mich erinnere ging es da um eine 2-Adrige Verkabelung zum Dachboden und die Idee, erst auf dem Dachboden die 5V einzuspeisen für 1-Wire-Sensoren, die die 5V brauchen.

Nun wird immer bei den Wiregate-Sensoren von LE gesprochen:

• Parasitär: ca. 250 LE
• Powered (Busmaster): ca. 5000 LE

So wie ich das sehe, kann ich bei einer externen Versorgung ja für "beliebig" viel Strom sorgen (natürlich beschränkt durch die verwendete Leitung etc.), auf jeden Fall für mehr als die 50mA vom Busmaster. Kann ich dann bei 500mA auch von 50000 LE ausgehen? Was schränkt denn sonst noch die Sensorenanzahl ein? Die Kommunikation selbst wird ja wohl irgendwann bei zu vielen Sensoren zusammenbrechen, oder? Mir sind die anderen Einschränkungen bekannt (100m, möglichst Ring etc).

Meine eigentliche Frage: Um wieviel bzw. bis wieviele lässt sich die Sensorenanzahl auf einer 1-Wire-Linie steigern, wenn ich für mehr Strom sorge?

Wäre das eine weitere Option für eine Ausbaureserve: Man Plant mit den 5V vom BM und den angegebenen LE und wenn man mal in Zukunft doch mehr braucht, speist man 5V/100mA oder so ein?

Gruß, Waldemar

[JuMi2006]

Meinst Du den: https://knx-user-forum.de/diy-do-you...-netzwerk.html

[StefanW]

Ich werde da noch ausführlicher drauf eingehen, aber die Sensoranzahl lässt sich nicht durch ein dickeres Netzteil steigern.

Das Limit kommt davon, dass der Busmaster irgendwann die (durch mehr Sensoren gestiegene) Kapazität der Busleitung und der Sensoren bei der Kommunikation (Wechsel von 5 V nach 0 V und wieder zurück) nicht mehr schnell genug umladen kann und das Timing verletzt wird.

Durch separate Versorgung kann dieses Limit nicht erhöht werden (es wird nur nicht durch parasitäre Versorgung weiter herunter gesetzt).

lg

Stefan

[mumpf]

Danke Stefan,

das reicht mir schon. Ich werde bei der Planung sicherlich nicht ans Limit gehen, aber meiner Erfahrung (und mein Spieltrieb) haben gezeigt, dass selbst bei der besten Planung doch nicht alles so ist, wie man geplant hat.

Dies war für mich nur eine denkbare Möglichkeit, Fehlplanungen zu kompensieren. Das fällt aber jetzt weg und ich weiß wieder mehr!

Danke und Gute Nacht,
Waldemar

[StefanW]

Eigentlich haben wir diese Frage - in einem anderen Thread - mittlerweile geklärt, dennoch der Vollständigkeit halber und für spätere Leser, die auf diesen Thread stoßen, hier nochmal die Antworten.

Stefan hat mal in einem Artikel (den ich leider nicht mehr finde) geschrieben, dass man die 5V für 1-Wire auch extern einspeisen kann und nicht vom Busmaster nimmt. Soweit ich mich erinnere ging es da um eine 2-Adrige Verkabelung zum Dachboden und die Idee, erst auf dem Dachboden die 5V einzuspeisen für 1-Wire-Sensoren, die die 5V brauchen.

Das ist richtig. Ich halte es nicht für die beste Möglichkeit, weil es beim (zunächst unbemerktem) Ausfall des entfernten Netzteil zu einer Laständerung am Bus kommt und dadurch evt. zu einem komischen Verhalten. Besser wäre immer die Versorgung aus dem Busmaster der immerhin knapp 50 mA speisen kann.

Nun wird immer bei den Wiregate-Sensoren von LE gesprochen:

• Parasitär: ca. 250 LE
• Powered (Busmaster): ca. 5000 LE

So wie ich das sehe, kann ich bei einer externen Versorgung ja für "beliebig" viel Strom sorgen ..... Kann ich dann bei 500mA auch von 50000 LE ausgehen? Was schränkt denn sonst noch die Sensorenanzahl ein?

Bitte beachten, dass die LE nur für die parasitäre Betriebsweise gelten.

Kleine Erklärung:

Es gibt drei Formen von "Lasten" bei 1-Wire (und den meisten anderen Kommunikationssystemen):

1. Kapazitive Last der Leitung: Zwischen den nebeneinanderliegenden Adern entsteht ein elektrisches Feld, es entsteht ein Kondensator. Bei der hier verwendeten Kommunikation müssen Spannungen zur Datenübertragung wechseln, hier zwischen 5 V und 0 V und wieder zurück. Dies macht ein ständiges Umladen des durch die Leitung gebildeten Kondensators notwendig, was eine Belastung darstellt. (Aus gleichem Grund wird bei Kraftübertragungen über große Entfernungen statt Wechselspannung vermehrt Gleichspannung ["HGÜ"] angewendet).
2. Kapazitive Last der Busteilnehmer (hier "Slaves"): Die 1-Wire Slaves haben zudem auch noch eine Kapazität, welche das Umladen der Leitung zum Zwecke der Datenübertragung behindert.
3. Spannungsversorgung der Busteilnehmer aus der Datenleitung: Beim parasitären Modus erfolgt die Spannungsversorgung dadurch, dass elektrische Energie während der 5 V Phasen in einem lokalen Kondensator zwischengespeichert wird.

Mit dem Konzept der "Lasteinheiten" ("LE") haben wir versucht, dem Kunden eine berechenbare Größe an die Hand zu geben, um zu bestimmen, von welcher Art Sensor wieviele aus dem Datensignal versorgt werden können, bevor diese zu stark belastet ist.

Die Kommunikation selbst wird ja wohl irgendwann bei zu vielen Sensoren zusammenbrechen, oder? Mir sind die anderen Einschränkungen bekannt (100m, möglichst Ring etc).

Ja, weil die kapazitiven Lasten nicht mehr umgeladen werden können. Dies wird insbesondere von der Leitungslänge verursacht und auch von der Anzahl der angeschlossenen Slaves.

Durch die Versorgung der Sensoren mit 5 V aus dem Busmaster (oder einer anderen Quelle) wird "nur" das Datensignal vom Laden der Kondensatoren der Slaves entlastet (was sich auf die absolute maximale Spannung des Datensignals und den zeitlichen Verlauf kurz vor erreichen der max. Spannung auswirkt). Die Beschränkungen aus 1. und 2. sind damit nicht aufgehoben.

Meine eigentliche Frage: Um wieviel bzw. bis wieviele lässt sich die Sensorenanzahl auf einer 1-Wire-Linie steigern, wenn ich für mehr Strom sorge?

Es geht nicht um das steigern, sondern das reduzieren der "dritten" Last - dem (wenn auch geringen) Stromverbrauch.


Stromverbrauch 1-Wire vs. KNX:

Weil wir gerade dabei sind, möchte ich mir erlauben, auf einen bisher eher weniger beachteten Umstand hinzuweisen:

Der Stromverbrauch bei 1-Wire Sensoren ist eigentlich extrem gering. Ein Temperaturfühler benötigt 3 µA, ein Multisensor um die 350 uA - bei 5 V.

Dies entspricht einer Leistungsaufnahme des Temperaturfühlers von 15 µW und beim Multisensor gerade mal 1,75 mW. (Zum Vergleich: eine einfache normale gelbe LED benötigt bei 2 V und 20 mA bereits eine Leistung von 40 mW).

Im Vergleich dazu KNX: Die meisten einfachen KNX Teilnehmer sind mit einer Stromaufnahme von 5 bis 20 mA zu veranschlagen, bei durchschnittlich 24 V was einer Leistung von 240 mW, also 1/4 Watt (!) entspricht, also dem mehr als 100-fachen eines 1-Wire Sensors. Gerade bei einer höheren Anzahl von Sensoren ist die Stromeinsparung bei Verwendung von 1-Wire in meinen Augen erheblich!

Wäre das eine weitere Option für eine Ausbaureserve: Man Plant mit den 5V vom BM und den angegebenen LE und wenn man mal in Zukunft doch mehr braucht, speist man 5V/100mA oder so ein?

Nein, wie beschrieben leider nicht. Allerdings ist uns die Problematik bekannt - und eine Lösung auch. Mehr kann ich jetzt nicht verraten, aber man möge sich hinsichtlich der Planung keine Sorgen machen, die bisherigen Grenzen werden künftig um den Faktor drei verschoben.

lg

Stefan

[mumpf]

Hallo Stefan,

vielen Dank für die nochmalige und sehr ausführliche Erklärung. Ich war am WE unterwegs, ich hätte den gelöst-Haken jetzt auch selber gesetzt - aber danke für den Service

Bin jetzt gespannt, was da aus eurer Zauberkiste noch rausspringt,

Gruß, Waldemar