Informationen über den 1-Wire-Bus, Einsatzbereich, Nutzen, Installation
Aktualisiert am 1. Juli 2020Übersicht:
1-Wire ist ein leistungsfähiges Bussystem, das insbesondere für seine einfache Bauweise und Energieersparnis geschätzt wird. Die Busteilnehmer werden durch einen Master gesteuert. Alle Slaves sind mit individuellen Adressen ab Werk ausgestattet und fertig kalibriert. Es gibt keine sonstigen Systemgeräte, es sind keine komplexen Regeln zur Adressierung oder Topologie zu beachten und und es ist rein gar nichts zu parametrisieren. Einfacher geht es nicht. Nur alle Slaves an der selben Leitung (2 oder 3 Adern) anschließen, Server einschalten, fertig.
Effizient, Kompakt & Präzise:
Kein anderes Bussystem benötigt dermaßen wenig Energie. Für den Betrieb eines 1-Wire Temperatursensor wird durchschnittlich ein Strom von nur einem Millionstel Ampere benötigt. Wegen dieser extrem niedrigen Energieaufnahme und durch Verwendung geschirmter Leitungen ist 1-Wire zudem praktisch völlig strahlungsfrei. Damit ermöglicht 1-Wire ein kostengünstiges und außerordentlich energieeffizientes Design, erlaubt hohe Präzision ohne störende Abwärme sowie eine sehr kompakte Bauformen der Komponenten.
Simple Clients anstatt aufwändiger Software:
Es gibt kaum noch moderne Produkte, die nicht mit Mikroprozessoren und lokaler Software ausgestattet sind. Bereits für Geräte mit übersichtlicher Funktionalität wie Uhren, Kopfhörer, Lampen und Lautsprecher wird ein regelmäßiges Softwareupdate notwendig. In einem Smarthome werden gewöhnlich zwischen fünfzig bis dreihundert Geräte mit updatebarer Software installiert. Mit zunehmender Tendenz. Zuzüglich die Geräte der Unterhaltungselektronik und moderne Hausgeräte. Die grundsätzliche Updatemöglichkeit verführt die Hersteller zum Verkauf nicht ausgereifter Produkte. Am Ende benötigt an jedem Tag irgendein anderes der verbauten Produkt ein Update. Diese häufigen Änderungen am System erschweren dauerhafte Stabilität. Die teilweise damit entstehenden Inkompatibilitäten ziehen erneute und weitere Updates nach sich. Der Besitzer wird zum Systemadministrator seiner Technik - anstatt den Komfort zu geniesen.
Solche Aufgaben gibt es bei unseren 1-Wire Produkten nicht. In unseren 1-Wire Sensoren und Aktoren existiert keine Software die Updates benötigen würde. Das Protokoll und die Funktionen sind fest in Silicon gegossen. Das ist ultrastabil, unveränderbar und funktioniert ewig. Einfache, robuste und stabile Elektronik für die jeweilige Aufgabe - ohne Schnick-Schnack, ohne Updates, ohne Inkompatibilitäten. Ein 1-Wire Bus läuft mehrere Jahrzehnte. Ohne jede Administration.
Seit 15 Jahren, über 250 Millionen Geräte:
1-Wire Sensoren und Aktoren werden seit bald 20 Jahren eingesetzt und sind mittlerweile in weit über 750 Millionen Geräten eingebaut und werden dort zur Messung von Temperatur, Luftfeuchte, Spannungen, Ladungsüberwachung von Akkupacks, Kontaktüberwachung, als Flashspeicher sowie zur Fälschungssicherung elektronischer Geräte eingesetzt.
Wir sind der weltweite Marktführer für 1-Wire Sensoren und Busmaster:
Wir bieten seit 2009 Sensoren, Aktoren, Busmaster und Server auf der Basis von 1-Wire an. Seit Beginnn haben wir mehrere hundert Sensor- und Aktorvarianten für verschiedenste Zwecke entwickelt und uns damit die technologische Marktführerschaft erarbeitet. Unser Multi-Kanal-Busmaster PBM hält den weltweiten Rekord in Reichweite und Anzahl unterstützter Slaves. Unser Plug´n´Play im Timberwolf Server setzt Maßstäbe bei der automatisierten Inbetriebnahme neuer Sensoren / Aktoren. Unsere Produkte werden genutzt in der Gebäudeautomatisierung, zur Anlagenüberwachung in der Industrie, in Produkten unserer OEM Kunden, in Forschung & Lehre, im Labor, im Baugewerbe sowie der Landwirtschaft.
Warum Sensoren / Aktoren auf Basis 1-Wire und nicht KNX / Modbus / Profibus oder warum Einfachheit wichtig ist?
Wir werden oft gefragt, warum wir unsere Sensoren nicht auf der Basis von KNX, Modbus oder Profibus entwickelt haben:
Komplexe Protokolle wie KNX, Modbus oder Profibus benötigen Mikroprozessoren in allen Geräten. Die Entwicklung ist aufwändig, die Zertifizierungen teuer, die Kosten hoch und die Inbetriebnahme deutlich aufwändiger. Zudem ermöglichen komplexe Protokolle, verteilt in updatebaren Mikroprozessoren, dass eine Installation angreifbar ist.
Moderne Gebäudeautomatisierung, das Smart Grid und die Industrie 4.0 benötigen zunehmend mehr Sensoren / Aktoren. Gewünscht wird jedoch auch ein möglichst geringer Energieverbrauch und die Vermeidung von Sicherheitsprobleme von komplexer, verteilter Software.
Einfach aufgebaute Produkte ermöglichen eine kürzere Entwicklungszeit, führen zu geringeren Kosten, erlauben eine deutlich einfachere Installation und Inbetriebnahme, bieten eine hohe Stabilität und vermeiden Folgekosten.
Anders ausgedrückt: Viele der von uns angebotenen Sensoren / Aktoren / ibutton-Lösungen usw. wären ohne 1-Wire nicht kosteneffizient realisierbar. Kein anderer Busstandard erlaubt diese vielen Bauformen und Anwendungsmöglichkeiten. Mit unseren Entwicklungen wurde es möglich, ein normales Haus für weniger als 2.500 Euro mit über einhundert Sensoren auszustatten. Unsere Kunden erfreuen sich an einer umfassenden Überwachung von Lüftungs- und Heizungsanlagen, der genauen Kontrolle der Temperaturen vom Kühlhaus bis zur Sauna, Messung des lokalen Wetters, Frostschutz, Schimmelabwehr, Leckageüberwachung, Isolationsüberwachung (thermisch), Bewässerung (Bodenfeuchte & Ventile) sowie eine Regelung der Behaglichkeit der Wohnräume (Temperatur, Luftfeuchte, Luftqualität und Licht).
Einfachheit ist ein Vorteil, den Sie nutzen sollten. Stellen Sie sich vor, Sie verbauen Dutzende oder Hunderte von Sensoren / Aktoren und müssen keinen davon kalibrieren, nicht bei der Inbetriebnahme Adressen vergeben und keine Updates installieren. Einfach nur einen Busmaster an den Bus anschließen und alle diese 1-Wire Slaves arbeiten wie von selbst. Der Server benötigt nur dann ein Update wenn Sensoren eines neuen Typs angeboten werden die Sie dann auch verbauen möchten. Bei dem Timberwolf Server ist auch das sehr einfach. Einfach die Schaltfäche "Update" betätigen und das Update wird automatisch installiert. Die bisherige Konfiguration bleibt selbstverständlich erhalten.
Vorteile 1-Wire:
EINFACH:• Keine Programmierung notwendig: Einbauen, Anschließen, Fertig!
• Lediglich eine Leitung für 20 - 200 Geräte / Sensoren / Teilnehmer (je nach Typ des Busmasters)
• Kleine Baugrößen ermöglichen örtlicher Einbau und ein wirklich dezentrales Bussystem, hierdurch Einsparung von Verkabelung
PREISWERT:• Temperatursensor (je nach Ausführung): ca. 2 € – 40 €*
• Multisensoren (für Unterputz): ca. 30 € – 60 €*
• Universal I/O: ab ca. 5 €* pro Kanal
• Standard Busmaster: ab ca. 20 €*
ENERGIEEFFIZIENT:• iButton: ca. 5 µW**
• Temperatursensoren: ca. 5 µW**
• Universal I/O: ca. 0,5 mW**
• Multisensoren (Feuchte / Licht): ca. 1,75 - 4 mW**
• Standard Busmaster: ca. 7,5 mW**
• Professional Busmaster: ca. 180 mW**
• Timberwolf Server (je nach Ausführung): ca. 2,5 - 12 W**
Was bedeuten diese Werte? Der Energieverbrauch z.B. eines Temperatursensors ist dermaßen gering, dass man diesen etwa 770 Jahre betreiben müsste, bis die Betriebskosten einen (1) Cent betragen würden! Ein komplettes System (Busmaster, Timberwolf Server, mehrere hundert Sensoren - außer VOC) lässt sich für ca. 10 bis 15 € pro Jahr betreiben. Bitte beachten Sie dies im Vergleich verschiedener Technologien. Ein Haus und seine Systeme werden für Jahrzehnte geplant. Rechnen Sie die Energiekosten für den Betrieb von Sensoren usw. daher immer auf 10 bis 20 Jahre hoch.
*Preise inkl. MwSt zzgl. Versandkosten, Stand Juni 2016, Änderungen vorbehalten;
**(µ= mikro = 1 / 1.000.000 = ein Millionstel) , (m = milli = 1/1.000 = ein Tausenstel)
Energiekosten im Vergleich zu KNX:
Die geringe Energieaufnahme von 1-Wire rechnet sich insbesondere, wenn man es mit Bussystemen vergleicht, deren Devices eine prinzipbedingt höhere Energieaufnahme haben. Vergleichen wir die Energiekosten bei hunderten Sensoren in einem Gebäude:
Während einhundert 1-Wire Sensoren (Temp, Multi, IO) auf weniger als einen Euro an Stromkosten in zehn Jahren kommen, würden einhundert KNX basierte Sensoren (mindestens je 1/4 Watt) eine Stromrechnung von ca. 1047 EUR in zehn Jahren verursachen. Alleine durch die immense Energieeinsparung bezahlen sich 1-Wire Komponenten über die Laufzeit selbst. Wobei eine Betrachtung über 10 Jahre eher kurz gegriffen ist, denn Haussteuerungssysteme werden für weit längere Zeiträume geplant und betrieben. Energiekosten, selbst bei sehr kleinen Komponenten, können durchaus eine relevante Größe annehmen, zumal diese Kosten in Zukunft überproportional steigen werden.
Die Kosten für den Server kommen zwar noch hinzu, da dieser jedoch auch etliche weitere Services für die Gebäudeautomatisierung zur Verfügung stellt, sollte man dessen Energiekosten nicht alleine der 1-Wire Funktion anlasten. Wobei unsere Server ebenfalls auf äußerst geringe Energieaufnahme ausgelegt sind. Es werden nur zwischen 2,5 und 5 Watt benötigt. Das ist extrem wenig im Vergleich zu anderen Servern für die Gebäudeautomatisierung. Fragen Sie nach und rechnen das auf 15 bis 20 Jahre hoch.
Grundsätzlicher Aufbau eines 1-Wire Bussystems:
Der Aufbau eines 1-Wire Systems ist sehr einfach.
1. Es gibt nur ein Systemgerät am Bus – den 1-Wire Busmaster. Er versorgt den Bus und sorgt für die Signalisierung.
2. Daran angeschlossen werden die Sensoren / Aktoren. Diese speisen sich aus dem Busmaster.
3. Dafür wird die Bus-Leitung vom Busmaster zum ersten Sensor / Aktor gezogen und von dort zu den jeweils nächsten. Wie bei einer Christbaumkette.
4. Ein Server kontrolliert den / die Busmaster über Treiber, steuert die angeschlossenen Sensoren / Aktoren und berechnet die Sensorwerte auf Basis der Kennlinien.
5. Alle Systembestandteile laufen mit Kleinspannung ("SELV" = "Safety extra low Voltage"), es wird also ein kleines Nezteil mit 12 / 24 V und 10 W benötigt.
Fassen wir das kurz zusammen: Sie brauchen die 1-Wire Sensoren / Aktoren, ein Kabel, einen oder mehrere Busmaster, einen Server und ein kleines Netzteil (10 W) für alles.
Der Server für 1-Wire:
Das 1-Wire System ist ein Master-Slave-System. Die Slaves (Sensoren und Aktoren) sind sehr einfach gehalten. Lediglich einzelne 1-Wire Aktoren haben einen automatischen Autark-Modus für den Fall eines Steuerungsausfalles. Kein digitales System kommt ganz ohne Steuerung aus. Diese befindet sich bei 1-Wire im Master, der aus Hard- und Software besteht. Die Hardware ist der "Busmaster", die Software für das gesamte System läuft auf einem Server, z.B. dem Timberwolf Server.
Der Timberwolf Server erkennt alle angeschlossenen Busmaster und die daran angeschlossenen 1-Wire Sensoren / Aktoren automatisch. Über eine einfache Konfigurationsoberfläche (WebApp) lassen sich einige Parameter einstellen, etwa die Häufigkeit der Messungen, Aufzeichnung der Werte in Datenbanken für Auswertungen und die Weiterleitung zu anderen Bussystemen wir KNX, Modbus usw. Der Server agiert also zusätzlich als Logger, Datenbank, Gateway zu anderen Systemen.
Darüber hinaus stellt der Server weitere Funktionen und zusätzliche Fähigkeiten bereit, die direkt nichts mit 1-Wire zu tun haben, jedoch für Service und Wartung der gesamten Gebäudeautomatisierung sehr nützlich sind:
• Verschlüsselte Einwahl per VPN für Zugriff von außen
• Berechnung von Logikfunktionen und Gateway zu anderen Komponenten wie Heizung, KWL usw. (via Plugin)
• Visualisierung aller Zustände der Gebäudeautomatisierung mit z.B. der "CometVisu"
• Loggen und Analyse aller Datenpakete auf dem KNX-Bus für Fehlersuche
• Bereitstellen von Datum und Uhrzeit ("Zeitgeber") für den KNX Bus
Weitere Leistungsmerkmale sind in der Artikelbeschreibung des Timberwolf Servers beschrieben.
Einsatzbereich für 1-Wire
1-Wire eignet sich insbesondere für Sensorik, (Temperaturmessung, Akkuüberwachung, Spannung, Temperatur, Stromfluss), zur Steuerung und Meldung (Tasterschnittstelle, Fensterkontakt, Rauchmelder) sowie für Identifikation durch einmalige, eindeutige und nicht veränderbare 64 Bit-Seriennummern (Zugangskontrolle, digitales Schlüsselbrett).
Weiterhin sind Offline-Sensoren (iButton) verfügbar, die Einsatz in der Lebensmittelüberwachung (z.B. Thermochron iButton) und im Agrarbereich als Datenlogger finden. Hierbei wird z.B. Luftfeuchte und Temperatur regelmäßig von den iButtons autark (ohne permanenten "1-Wire Busanschluss") intern protokolliert und dies kann später über einen 1-Wire Busmaster / Hostinterface ausgelesen werden.
Im Bereich der Gebäudeautomatisierung sind 1-Wire Sensoren, insbesondere wegen des sehr günstigen Preises, der sehr einfachen Verkabelung, des extrem niedrigen Energieverbrauches vor allem für die Erfassung von Temperatur-, Luftfeuchte, Barometrischer Druck, Luftgüte, Umgebungslicht, Erfassung von Fenster-Kontakten usw. sowie für die laufende Messung anderer Umweltwerte interessant.
Installation mit 1-Wire-Sensoren:
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1-Wire Sensoren beinhalten bereits komplett die Auswertung und Digitalisierung sowie das 1-Wire Businterface. Bei den Temperatursensoren befindet sich dies alles in einem winzigen TO-92 Gehäuse - oder im Fall von SMD-Komponenten - noch kleiner. Wegen der Digitalisierung im Sensorelement entfällt auch jegliches Kalibrieren - auch nicht wegen Leitungslänge - zudem sind die Sensoren mit einer Toleranz von nur +/- 0,5 °C deutlich präziser als übliche PT100- bzw. PT1000 Fühler und deren Auswerteelektroniken mit Toleranzen von zumeist +/- 2 °C. In manchen Schaltern mit hoher Abwärme für viele LEDs betragen die Abweichungen bei der Temperaturmessung bis zu 8 Kelvin ! |
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An einer Stelle in diesem Bus wird der Busmaster / Hostadapter angeklemmt, der - bei "powered" Anschluss der Sensoren - auch die Spannungsversorgung (5 V) über eine optionale dritte Ader zur Verfügung stellt und die Kommunikation auf dem Bus steuert (One-Master / Multi-Slave).
In aller Regel können die Sensoren Ihren Strombedarf mittels integriertem Kondensator aus der Datenleitung versorgen ("Parasitic Power"), so dass zwei Adern meistens ausreichend sind, bei größerem Strombedarf oder für erweiterten Temperaturbereich können zusätzliche Adern mit 5 V und / oder 12 V nötig werden. Bitte beachten Sie hierzu die Angaben zu den jeweiligen Geräten.
Hinweis: Alle 1-Wire Temperatur Sensoren, die Multisensoren (jedoch nicht der VOC) sowie die Multi-IO (2-fach, 4-fach 6-fach) können mit parasitäerer Spannungsversorgung (2 Adern) problemlos betrieben werden. Die jeweiligen Grenzen hängen vom Busmaster ab. Bitte entnehmen Sie diese Angaben unserem Planungshandbuch. Für die folgende Produkte ist eine separate Versorgung über 12 oder 24 V (vierte Ader) notwendig: VOC-Sensor, Bodenfeuchtesensor, 8-fach LED Aktor und 4-fach Ventilaktor.
Der Preis pro Sensorlinie mit fertig konfektionierten Fühlern liegt bei ca. 20 Messstellen bei je 32,44 EUR (inkl. Timberwolf Server, Busmaster / Hostadapter und 20 Kabeltemperaturfühlern). Dieser Vergleich ist eigentlich ungenügend, weil hierbei noch nicht die mit dem Timberwolf Server erheblichen erweiterten Fähigkeiten beachtet sind.
Topologie / Empfehlungen für 1-Wire Bus:
Die optimale Funktion des 1-Wire Bus wird vor allem von drei Parametern entscheidend bestimmt:
1. Auswahl des richtigen Busmasters und dessen Ansteuerung durch die Software. Letzteres übernimmt das Timberwolf Server optimal für Sie.
2. Anzahl der Sensoren und die Summe der Länge aller Leitungen.
3. Und insbesondere die verwendete Topologie (Bus, Stern usw.).
Tabellarische Übersicht der verschiedenen Topologien für 1-Wire Bus:
| Art: | Bezeichnung: | Zulässig / Länge: | Empfohlen: |
| 1-Wire Installation als Linie mit Abzweigen | Baumstuktur  | Ja, 50 - 100m Gesamtlänge und 10 - 20 Sensoren | Eingeschränkt, nur bei kleinen Installationen |
| als Bus mit kurzen Abzweigen (einige Meter) | Baumstuktur, kurze Abzweige  | Ja, bis bis zu 100m möglich. | Ja, fast optimale Längenausdehnung möglich. |
| Wird auf die "Äste" verzichtet, alle Sensoren hängen hintereinander | Linie  | Ja, bis zu 150m möglich. | Ja, optimale Installation, maximale Reichweite. |
| Alle Sensorleitungen werden an einem Punkt zusammen-geführt | Stern  | Ja, bis 100m Gesamtlänge möglich <= 10 Sensoren. | Eingeschränkt, nur bei kleinen Installationen |
| Wird ein Ende mit dem Anfang verbunden entsteht ein | => Ring  | Nein | Nein, keine Funktion |
Hinweis zu dieser Tabelle: Die obigen Angaben beziehen sich auf die Einhaltung der weiter unten angegebenen Empfehlungen zu Installationsleitungen, Aderbelegung, Schirmung und Abstand von Störeinstrahlungen
Mischstrukturen: Diese Topologie können in gewissen Grenzen auch gemischt werden. Hinsichtlich der Längenempfehlungen und max. Anzahl der Sensoren sollten dann jedoch hierbei diejenigen der beteiligten Topologie mit den geringsten Angaben beachtet werden. Beispiel: Werden etwa Sensoren in Linien verschaltet und diese Linien wiederum im Stern zueinander, empfehlen wir eine Gesamtlänge von 100m und einen Anzahl von 20 Sensoren insgesamt nicht zu überschreiten.
Einschränkungen bei Verwendung von Parasitic Power: Bei Anschluss der 1-Wire Sensoren mit "Parasitic Power", wie weiter unten beschrieben, empfehlen wir bei Verwendung des Professional Busmasters PBM eine maximale Länge von 200 m und nicht mehr als 40 Sensoren - pro Kanal. Bitte beachten sie, dass bei Nutzung von Parasitic Power die maximale messbare Temperatur etwa 85 °C beträgt (anstatt bis zu 125 °C bei Versorgung mit 5V).
Pro 1-Wire Bus: Diese Angaben gelten jeweils pro 1-Wire Bus, jedoch können - je nach Hostmaster / Gateway - auch mehrere Busse an einem Server angeschlossen werden.
| Mehrere Busmaster: Am Timberwolf Server können theoretisch rund 80 Busmaster mit jeweils 20 Sensoren angeschlossen werden. Bis 15 Busmaster / Hostinterfaces haben wir dies auch positiv getestet. |
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Weitergehende Informationen: Für weitergehende Informationen kon sultieren Sie bitte unser Planungshandbuch
Installationsvariante 1-Wire-Sensoren mit "Parasitic Power" (empfohlen):
Hinweis: Diese schematische Skizze gibt nicht die exakte Anschlussbelegung / Pinbelegung eines bestimmten Sensors wieder. Bitte beachten Sie das jeweilige Datenblatt.
Bitte prüfen Sie anhand der Herstellerangaben / Datenblätter, ob ein 1-Wire-Sensor für die parasitäre Stromversorgung über die Datenleitung DATA (auch als DQ bezeichnet) geeignet ist. Dies ist insbesondere bei Multisensoren (Temperatur, Luftfeuchte, Druck, Umgebungslicht) bzw. IO-Boards von anderen Herstellern nicht immer der Fall. Diese Anschlussvariante wird zumeist als "Parasitic Power" bezeichnet. Alle unsere Temperaturen-Sensoren sind grundsätzlich hierfür geeignet. Ebenfalls kann unser Multisensor (ohne VOC) und die Multi-IOs parasitär angeschlossen werden.
Bei parasitären Betrieb werden am Sensor nur zwei Adern an den Busmaster angeschlossen: GND und DATA (DQ).
Wichtige Hinweise zur Konfiguration: Für Sensoren die ausschließlich das Sensorelement DS18B20 ohne weitere Elektronik enthalten (also z.B. die Hülsenfühler) gilt: Der Anschluss VDD des Sensorelementes ist mit GND zu verbinden, damit das Sensorelement auf parasitäre Versorgung konfiguriert wird. Dies sollte direkt am Sensor erfolgen. Zu beachten hierbei: Die oben beschriebene Brücke ist nur sensorseitig vorzunehmen, keinesfalls darf diese den Ausgang VDD des Busmaster einbeziehen! Beim Sensorprodukten mit Platine, wie dem Multisensor, den Multi-IO usw. dürfen solche Brücken NICHT an den Anschlüssen angebracht werden. Bei diesen Produkten erfolgt die Umschaltung auf parasitäre Versorgung automatisch. Bitte beachten Sie das jeweilige Datenblatt.
Erläuterung: Bei parasitärer Spannungsversorgung bezieht der Sensor die Betriebsenergie aus der DATA-Leitung und speichert diese während der HIGH-Phasen in einem Kondensator zwischen. Damit insbesondere zum Aufladen des Kondensators bei High-Pegel ein ausreichend großer Strom geliefert werden kann ist sowohl die richtige Ansteuerung durch die Software als auch ein Busmaster / Hostadapter mit Strong-Pullup erforderlich. Die im Timberwolf Server enthaltene Software sowie alle in unserem Shop erhältliche 1-Wire Busmaster unterstützen dies!
Zu Beachten für den parasitären Betrieb:
- Nur bei Sensoren deren Datenblatt diesen Betrieb vorsieht (Temperatur / Luftfeuchte)
- Nur wenn die Software des Hostmasters und der Busmaster dies auch unterstützen!
- Gesamt-Kabellänge pro Bus: <=100m
- Anzahl der Sensoren pro Bus: <=20
- Eingeschränkter Messbereich bei Temperatursensoren: max: ca. 85°C
- Für Sensoren die ausschließlich das Sensorelement DS18B20 enthalten gilt meist: Pin 'VDD' des Sensors ist zur Konfiguration der parasitären Betriebsart sensorseitig mit 'GND' zu verbinden! Bei Multisensoren oder Multi-IO unseres Hauses sind keine Brücken nötig. Bitte immer das jeweilige Datenblatt beachten.
Wir empfehlen die parasitäre Installationsvariante wegen dem deutlich geringeren Verkabelungsaufwand und der geringeren Wahrscheinlichkeit von Fehlverdrahtungen. Auch ist dies die zumeist am leichtesten nachträglich nutzbare Variante, da bei bestehender Fernsprech- oder KNX-Verkabelung oftmals noch zwei miteinander verdrillte Adern frei sind. 1-Wire ist SELV und darf daher mit anderen SELV-Anwendungen wie z.B. KNX zusammen in der selben Leitung (aber auf verschiedenen Adern) genutzt werden.
Empfehlung bei Neuplanung: Um alle Möglichkeiten zur späteren Erweiterung für Sensoren die eine zusätzliche Spannungsversorgung benötigen (z.B. Luftgütesensor VOC oder Multi-IO für LEDs) offenzuhalten, empfehlen wir, trotz überwiegend möglichen parasitärem Anschluss der Temperatursensoren mit nur zwei Adern, soweit möglich, mind. 3-4 Adern für 1-Wire zu verlegen und vorzusehen.
Installationsvariante mit 1-Wire-Sensoren und Stromversorgung durch den Busmaster:
Hinweis: Diese schematische Skizze gibt nicht die Anschlussbelegung / Pinbelegung eines bestimmten Sensors wieder. Bitte hierfür ausschließlich jeweiliges Datenblatt beachten!
Alle Temperatursensoren sowie der Advanced Multisensor dürfen auch - anstatt parasitärer Versorgung - mit 5 V aus dem Busmaster versorgt werden. Der Busmaster kann insgesamt einen Strom bis 25 mA liefern.
Hinweis: Bitte beachten Sie bitte unbedingt die Datenblätter zum jeweiligen Sensor.
Installationsvariante mit separater Stromversorgung durch externe Netzteile
Bei Verwendung anderer Sensoren mit höherer Stromaufnahme (z.B. Multisensor mit Luftgütesensor VOC oder Multi-IO mit daran angeschlossenen LEDs & Relais) muss die Stromversorgung durch separate Netzteile mit 5 V bzw. 12 V erfolgen.
Hierbei werden am Busmaster nur GND und DATA angeschlossen. Die Spannungsversorgungen für 5 V und / oder 12 V sind an das Netzteil anzuschließen. Wichtig: GND des Netzteiles muss hierbei mit GND des Busmaster verbunden werden. Bitte beachten Sie unser Planungshandbuch.
Hinweis: Bitte beachten Sie bitte unbedingt die Datenblätter zum jeweiligen Sensor.
Mischbetrieb: Alle Installationsvarianten können auf dem gleichen Bus auch gemischt betrieben werden. Bei den parasitär betriebenen Sensoren wird hierbei lediglich sensorseitig VDD auf GND gelegt (soweit nötig und zulässig).
Leitungen / Aderbelegung:
Für die meisten Einsatzzwecke ist die normale Fernmeldeinstallationsleitung ("Telefonkabel") J-Y(ST)Y 2x2x0,8 bzw. eine KNX-Installationsleitung bestens geeignet.
Anmerkung zum Durchmesser bzw. Querschnitt der Adern: Leider werden die Angaben zu Durchmesser (mm) bzw. Querschnitt (mm²) von Adern vom Groß- und Einzelhandel gerne miteinander verwechselt. Insbesondere im Shop zum goldenen 'C' waren die Angaben bei gefühlt der Hälfte der überprüften Artikel falsch. Wir empfehlen daher dringend immer die Originaldatenblätter der Hersteller zu prüfen.
Im wesentlichen lassen sich drei Angaben finden: Für dünnere Adern ist oft die Angabe des Aderndurchmessers in mm üblich. Seltener ist hier die Angabe des Querschnittes in mm² oder AWG. Um aus der AWG - Zahl den Querschnitt zu ermitteln, ist die Zuhilfenahme einer Tabelle erforderlich.
Der Querschnitt ist hierbei die Schnittfläche einer Ader. Über diesen Querschnitt findet die Stromleitung statt. Ein doppelter Querschnitt bedeutet hierbei eine Halbierung des elektrischen Widerstandes einer Leitung und damit auch eine Halbierung der Verluste.
Wir empfehlen 0,8 mm Durchmesser: Zwar sind Leitungen mit einem Aderndurchmesser von 0,6 mm verbreiteter und "üblicher" als mit 0,8 mm, jedoch ist der Querschnitt beim 0,8er mit fast 0,5 mm² doppelt so groß wie beim 0,6 mm mit einem Querschnitt von nur 0,25 mm². Damit beträgt der Schleifenwiderstand entsprechend nur die Hälfte und der Spannungsbfall ebenfalls. Insbesondere für Sensoren mit höherer Stromaufnahme wie Multisensoren mit VOC oder Multi-IO mit LED-Ansteuerung ist ein Aderndurchmesser von 0,8 mm äußerst empfehlenswert.
Datenleitungen wie CAT 5 / 6 / 8 sind zwar von der Störfestigkeit und der Übertragungsqualität mehr als geeignet für 1-Wire, jedoch beträgt der Querschnitt zumeist nur 0,2 mm² (AWG 24) und damit nur etwa 40 % des von uns empfohlenen Querschnittes von 0,5 mm² (Durchmesser 0,8 mm).
Für normale Temperatur- und Multisensoren ist ein Querschnitt von 0,2 mm² zwar völlig ausreichend für Längen bis 100 m und bei 20 Sensoren, jedoch führt dieser geringe Querschnitt bei Sensoren mit vergleichsweise hoher Stromaufnahme (insbesondere bei mehreren davon an einem Bus) wie z.B. Multisensor mit VOC (mit ca. 35 mA gegenüber einem Multisensor ohne VOC mit ca. 500 uA) zu Leitungsverlusten. Daher empfehlen wir für Längen bis 400 m bei 80 bis 100 Sensoren einen Querschnitt von 0,5 mm² (Durchmesser 0,8 mm).
WICHTIGER Hinweis zur Adernbelegung: Für maximale Störfestigkeit ist für die Signale 'DATA' (auch als 'DQ' oder '1W' bezeichnet) und 'GND' zusammen ein verdrilltes Adernpaar zu verwenden! (bei J-Y(St)Y sind dies meist die Kombination rt/sw oder ge/ws)
- Festverdrahtet: Beliebig in UP / AP-Dosen mit z.B. (Micro)-Steckklemmen oder in der Verteilung auf Reihenklemmen bzw. LSA+-Leiste.
- Steckbar: Wenn lösbare Steckverbindungen bevorzugt werden: Mit handelsüblichen zwei- oder vierpaariges Twisted-Pair-Kabel ab Kategorie 5 aufgelegt auf Panels und Hubs mit RJ12 / RJ45-Steckern.
Belegung der Adern bei Nutzung mit Stecker
| Farbe (z.B. J-Y(St)Y) | Farbe (WireGate Sensoren) | Funktion | RJ-12 6/6 Stecker | RJ-45 8/8 Stecker |
| Schwarz (sw) | Blau | Masse (GND) | 4 | 5 |
| Rot (rt) | Weiss | Data | 3 | 4 |
| 2 | 3 | |||
| Gelb (ge) | Schwarz | VDD (+5 VDC) | 1 | 2 |
| RJ-12 Stecker (von vorne) | RJ-45 Stecker (von vorne) |
 |  |
Praktische Hinweise:
Bitte Schirm und Beilaufdraht nicht anschließen und nicht an den Klemmstellen durchverbinden.
Wir empfehlen die Sensoren nacheinander anzuschließen und jeweils einen Suchlauf am Timberwolf Server zu starten und die Zuordnung (Name / Bezeichnung) vorzunehmen.
| Von uns bezogene konfektionierte 1-Wire Sensoren werden mit einem Etikett ausgestattet dass u.a. auch die Seriennummer enthält. Wir regen an, dieses Etikett bei der Installation zu notieren, damit Sie später den Installationsort des Sensors in der Benutzeroberfläche des 1-Wire Servers angeben können. |
Vorteile 1-Wire:
• Günstige Sensoren und Gateways / Adapter
• Einfach in der Verdrahtung (Bus), vergleichbar mit anderen Bussystemen (KNX, DALI, etc.)
• Hohe Genauigkeit (bei Temperatursensoren)
• Keine Messwertverfälschung durch Leitungslänge/Störeinflüsse (digitale Messwertübertragung vom Sensor zum Busmaster / Hostadapter)
• Einfache Zuordnung da jeder Sensor eine eindeutige Seriennummer hat.
Nachteile:
• "Relativ" langsam beim auslesen (zwischen 100 und 750ms je nach Auflösung 9 - 12 Bit), dürfte in der Praxis jedoch völlig vernachlässigbar sein.
• Für Leitungslängen >100 m sind nicht alle Topologien möglich.
Plenty Lions