Современная электроника №6/2023

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 25 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 6 / 2023 Рис . 2. Структурная схема подключения « тройника » Рис . 3. Используемые байты для передачи в RS-485 « тройника » Условными значками « треугольни - ков » показано направление передачи на выводах МК . Входы в режиме АЦП выделены другим цветом . Уменьшение количества доступ - ных байт на передачу компенсирует - ся увеличением числа их передачи , что равносильно меньшей скорости передачи . Однако шина 1-WIRE так - же относительно медленная , и , кроме того , используемые датчики темпера - туры DS18B20 имеют время минималь - ного получения данных в 50 миллисе - кунд . Эксплуатация данной схемы не создала заметных задержек в работе системы сбора данных [6]. « Импульсная подтяжка » шины 1-WIRE компенсирует потери сигна - ла на ёмкость линии , что позволяет увеличить длину линии и количество подключаемых датчиков без заме - ны кабеля с лучшими характеристи - ками . Используется метод , приведён - ный в источнике [5]. Для выполнения « импульсной под - тяжки » используются транзисторы Q2…4(2N7000), которые в « откры - том состоянии » имеют сопротивле - ние – десятые доли Ома . Управление их открытием выполняется програм - мой через вывод RC1 МК . Транзисто - ры открываются одновременно все , но « подтягивает » сигнал только работаю - щая шина 1-WIRE. Режим работы « импульсной под - тяжки » задаётся программой . Если не предусматриваются « длинные линии », то допускается не паять эти транзисто - ры и не использовать « импульсную подтяжку ». Примерная оценка опре - деляется из погонной ёмкости линии . Получаем , что без « импульсной под - тяжки » возможна работа для ёмкости линии до 35…40 нанофарад , с подтяж - кой – работа до 60…70 нанофарад . Примерно погонная ёмкость кабеля типа UTF-5 составляет 100 пикофарад ( пф ) на один метр . Соответственно 35 000…40 000 пф / 100 пф = 350…400 метров составит доступная длина линии 1-WIRE. Однако надо помнить и о помехах , вызванных индуктивно - стью , для длинных линий , что сокра - щает примерно на 20…30% общую дли - ну линии . Поскольку схема имеет три незави - симых выхода , то и подключить мож - но 350…400 метров к каждому выходу и тем самым значительно увеличить количество датчиков . Резисторы R10, R11, R12 выполняют роль защиты при коротком замыкании по шине питания . Эти резисторы соот - ветственно подключены и к выводам МК , которые работают в режиме АЦП RC0, RA2, RA4. Поскольку потребляе - мый ток для датчиков DS18B20 в рабо - чем режиме составляет доли милли - ампера и в режиме ожидания – сотые доли миллиампера , то падение напря - жения на этих резисторах не превыша - ет 0,1…0,2 В . В случае аварии ток будет ограничен и не приведёт к аварийным ситуациям . В этом случае АЦП сооб - щит об аварии на соответствующей шине . Индикация выполняется светодио - дами D2,3,5 индивидуально для каж - дой выходной шины . Если программа обнаружит замыкание или по питанию +5 В , или по шине 1-WIRE, включит - ся соответствующий светодиод , кото - рый на плате расположен рядом с соот - ветствующей шиной . Таким образом , поиск неисправности для персонала заключается в поиске постоянно горя - щих светодиодов . Если светодиод кра - тковременно вспыхивает , это означает , что всё исправно , и возможная неис - правность находится в другом месте . Кнопкой S1 тест проверки позволя - ет определить наличие подключённых датчиков без использования програм - мы верхнего уровня . Предусматривает - ся ситуация монтажа по шине 1-WIRE с одновременной проверкой монтиру - емых датчиков с помощью сигнализа - ции исправности в предлагаемой схе - ме . В случае наличия на шине 1-WIRE датчиков они отвечают на сигнал RST (c брос ), что и фиксируется с помощью трёх светодиодов . Применено следую - щее правило – загорелся один свето - диод и затем второй или третий – это означает , что тест прошел . Если горит в режиме теста только один светоди - од , это означает , что на линии датчи - ков нет , так как нет ответа . В связи с использованием двуна - правленной передачи по одному про - воду 1-WIRE большое значение имеет стабильность напряжения и отсут -