Управление отоплением. Подключение датчиков температуры DS18B20.
Продолжим разговор о системе управления отоплением частного дома. Сегодня о подключении датчиков температуры. В инструкции, конечно, есть схема подключения, но я бы акцентировал дополнительно твое внимание на том, что датчики должны быть подключены последовательно, без образования "звезды".
Чтобы было понятнее, вот рисунок: на нем у каждого датчика свой кабель для соединения с контроллером, и где-то у самого контроллера эти кабели соединяются в один. Вот это и есть соединение звездой.
Спору нет, так, конечно, удобнее датчики раскидать. Только потом возможны проблемы с их определением, да и в работе у прибора будут необъяснимые глюки.
А вот эта схема - пример последовательного соединения датчиков температуры DS18B20. То есть, к одному непрерывному кабелю, подключенному к NM8036, последовательно подключаются датчик за датчиком на всем протяжении кабеля.
Вообще-то, если строго судить с точки зрения электрических соединений, это соединение является параллельным, но я для лучшего понимания обозвал тут по своему. Ведь соединение звездой - тоже параллельное...
Вобщем, такой тип соединения, как на рисунке - наиболее правильный, но он не всегда удобен в реальных условиях, когда датчики должны располагаться в разных помещениях, разбросанных вовсе не в соответствии с логикой последовательного подключения датчиков. И что же делать?
Выходом в такой ситуации служит соединение с возвратами, именно по такому пути я и пошел. Там, где оказалось невозможно протянуть кабель последовательно от датчика до датчика, я возвращался от очередного датчика к исходной точке и далее вновь шел к следующему датчику.
Эта схема - лишь отвлеченный пример, дающий представление о способе соединения датчиков в реальных условиях. Как видим, принцип последовательного соединения здесь соблюден полностью.
При монтаже датчиков температуры я использовал кабель "витая пара", каким прокладывают компьютерные сети. В этом кабеле 8 разноцветных жил, скрученных попарно. Во-первых, это оказалось очень удобным для выполнения соединений с возвратом, а во-вторых - кабель "витая пара" как раз очень хорош для таких целей, снижая количество наведенных помех.
Купить такой кабель можно в любой компьютерной мастерской, сервисе, в магазинах электроники. Не так уж и дорого, рупь штучка, три рубля кучка.
У кабеля четыре пары: синий и белосиний, коричневый и белокоричневый, розовый и белорозовый, зеленый и белозеленый. Все провода бело- использую под общий провод. Провод коричневый - Data на входе, синий - питание на входе. На выходе: Data - зеленый, питание - розовый.
На другом конце кабеля "с возвратом" подключаю датчик по указанной схеме, т.е., все белые - общий, зеленый и коричневый - Data, синий и розовый - питание.
Теперь цоколевка датчика, назначение его выводов. Путать их, конечно, не следует. Берем датчик за ножки и смотрим на его лицевую сторону, где расположены надписи. При этом справа будет вывод питания, слева - общий, и в середине - вывод данных.
Но вот кабели раскинуты, датчики подпаяны. Как их закреплять? Вопрос неоднозначен, если задаваться целью измерения температуры с точностью до десятых градусов. Собственно, датчик так и меряет, но он меряет свою температуру. А измерение температуры датчика и температуры воды в трубе - далеко не одно и то же.
Казалось бы, чего тут сложного? Приклеил датчик к трубе - и он будет измерять температуру воды в трубе. Разве не логично? Логично. Но неверно. Во-первых, сама поверхность трубы уже дает погрешность, ведь она омывается воздухом, температуру которого не всегда равна температуре воды. Во-вторых, что самое важное, датчик прижат к трубе только одной поверхностью. Остальные - опять же омываются воздухом и температура самого датчика получается вовсе не равной температуре поверхности трубы.
Выход напрашивается сам собой: утеплить датчик и участок трубы и сделать над местом крепления датчика некий кожух, защищающий от воздействий наружного воздуха.
Но я опять же пошел по пути упрощения. В ролике на странице Тепловой аккумулятор в системе отопления. я показывал, как крепил датчики к трубам с помощью обыкновенного матерчатого пластыря. Да, показания датчиков не соответствуют действительности. Разница в пределах от одного до полутора градусов. Ну и что?
Я же не термостат собираю для научных экспериментов, у меня просто система управления отоплением частного дома. Да и при программировании системы ничто не мешает мне учитывать эту разницу, что я, собственно и сделал. Например, в прихожке у меня разница показаний датчика и градусника (один от другого в 2-х миллиметрах) - 1,3 градуса. Градусник показывает 24, а датчик - 22,7. Кто из них врет - разве важно? Хотя, я больше все таки цифровому датчику доверяю.
Что еще по датчикам? Вроде все. Ага, вот еще: не спеши датчики сразу все на место прикручивать/приматывать. Определять их потом будет непросто. Пусть пока в воздухе висят, чтобы потом, когда запустишь при настройках "Поиск датчиков" и все они будут определены, можно было ладонями изменять их температуру и давать имена в системе.
Система ведь датчики определит по их серийным номерам и вывалит тебе список этих серийников. Откуда она знает, что вот этот серийник принадлежит датчику возле унитаза, а вот этот - датчику под кроватью? Вот тогда заползешь под кровать, подогреешь датчик ладошками, подышишь на него, а супругу попросишь посмотреть на список датчиков. И узнаешь среди всех, у которого температура поднялась. И узнаешь, какой у него серийный номер, да и название ему присвоишь: Кровать!
Комментарии.
Всего используется 3 витых пары из четырех.
Требования к подключению цифровых термодатчиков:
- Линия должна иметь одно начало и один конец. При этом отсутствуют несколько "концов" (НЕ ЗВЕЗДА!).- В начале линии установлен контроллер.
- На конце линии установлен последний термодатчик, расстояние до которого составляет до 100 метров;
- Между ними - промежуточные термодатчики.
- Цифровые термодатчики не любят отверточных соединений. Пожалуйста, выполните все соединения пайкой.
- При подключении цифровых термодатчиков на расстоянии от контроллера более 10 метров значительное влияние на их работу оказывает увеличение сопротивления и паразитной ёмкости линии. Цифровым термодатчикам для их правильной работы на длинной линии банально не хватает напряжения питания! В таком случае выполните следующие действия (все изменения производите за пределами платы):
2. Установите на последнем термодатчике электролитический конденсатор С = 47 мкФ между VСС (питание) и GND (общий).
3. Установите на последнем термодатчике керамический конденсатор С = 1 мкФ между VСС (питание) и GND (общий).
4. Установите в начале линии электролитический конденсатор С = 47 мкФ между VСС (питание) и GND (общий) со стороны контроллера.
5. Вместо кабеля САТ5 (витая пара 5-й категории) используйте медный трехжильный кабель
сечением 0,5 и более мм2, например, МКЭШ-3х0.5 http://www.cable-msk.ru/catalog/mkesh/ ,
оплетку которого обязательно соедините с GND (общий) контроллера и GND (общий) термодатчика.
Подробнее о подключении цифровых термодатчиков http://mk90.blogspot.com/2011/04/1-wire.html
Для подключения дополнительных термодатчиков рекомендуется использовать три витые пары (одна пара - одна линия) из четырех в кабеле САТ5 (витая пара 5-й категории)