Yritä tehdä yhteistyötä IIC: n kanssa on huono idea. IIC on todella tarkoitettu viestintään sirujen välillä yhdellä levyllä. Koska linjan matalalle vetämiselle vaadittu enimmäisvirta on rajallinen, linjat ovat suhteellisen suuria impedansseja (muutama kΩ). Tämä tarkoittaa sitä, että he pystyvät ottamaan melua helposti, mikä on vakava ongelma, kun ne kulkevat suojaamattomalla kaapelilla seinissä, mahdollisesti aivan seuraavien vaihtovirtajohtojen vieressä.

Käytän tähän CAN: ää. CAN käyttää yhtä kierrettyä paria, joka on vedetty yhteen vain 60 Ω: n kanssa yhdessä kohdassa, ja signaali on differentiaalinen. Tämä tarkoittaa, että suurin osa kapasitiivisen kytkennän takia poimittavasta väistämättömästä yhteismoodin melusta voidaan perua vastaanottimilla. 500 kbit / s: n nopeudella toimiva CAN voi peittää tavallisen talon kokoisen.

Tänään on saatavana monia mikro-ohjaimia, joissa on sisäänrakennettu CAN. Tarvitset yleensä erillisen fyysisen tranceiverisirun (kuten tavallinen MCP2551), mutta muutama alin protokollakerros on toteutettu piissä CAN-oheislaitteessa. Laiteohjelmisto on vuorovaikutuksessa CAN-väylän kanssa täydellisten pakettien lähettämisen ja vastaanottamisen tasolla. Törmäystunnistus ja uudelleenkäynnistys, tarkistussumman luominen, väyläpakettien signaloinnin yksityiskohdat, vastaanotetun tarkistussumman vahvistus ja kellon ajautumisen säätö hoidetaan puolestasi.

Älä kuulu RS-485: een. Se on menneisyyden jäänne. Se käyttää myös yhtä differentiaalisignaalia, kuten CAN, joten sillä on myös hyvä meluherkkyys. Ihmiset kuuluvat kuitenkin yleensä RS-485: een, koska se näyttää "yksinkertaisemmalta". Tämä johtuu vain siitä, että he eivät katso koko järjestelmää. Ensinnäkin, se ei oikeastaan ​​ole yhtä monimutkainen sähköisesti. Tarvitset vielä jonkinlaista lähetintä ajamaan ja vastaanottamaan differentiaalisignaalia. Onko RS-485-lähetin-vastaanotin kytketty mikro-ohjaimen UART: iin, tai MCP2551, joka on kytketty CAN-oheislaitteeseen, on melkein merkityksetöntä kustannusten ja laitteiston monimutkaisuuden kannalta. Suuri ero on, että RS-485 jättää sinut raakatavutasolle (UART: n kautta). Tämä tarkoittaa mitä tahansa mielekästä ja vankkaa järjestelmää, sinun on keksittävä oma protokolla törmäystunnistuksen käsittelemiseksi, päätettävä, kuinka käsitellä uudelleenyrityksiä, pakettia, tarkistussumman luomista ja tarkistamista, vuonohjausta jne. Voit käyttää yhtä pääarkkitehtuuria, mutta oikeat yksityiskohdat ovat paljon hankalampia kuin ihmiset ajattelevat, jotka eivät ole analysoineet niitä kaikkia huolellisesti. CAN-palvelun avulla voit vain lähettää ja vastaanottaa paketteja, ja laitteisto huolehtii yksityiskohdista.

I2C ei ole oikea tapa edetä. VOIVAT siirtohenkilöt maksaa kukin dollarin, ja voit käyttää niitä uart-transansseina ja kirjoittaa oman protokollasi, joten et tarvitse kannun kanssa yhteensopivaa mikroa, et halua käyttää täyttä pakettipinoa.

Minusta tuntuu aina vähän epämiellyttävä, kun kat5-johtimet kulkevat rinnakkain virran saamiseksi. Se vikaa minua, koska jos yksi johdin rikkoo toisen, se kuljettaa koko järjestelmän virran. Cat5: n nykyiset luokitukset ovat erittäin konservatiivisia, joten tulipalon todennäköisyys on melko pieni, mutta en vain pidä mahdollisuudesta.

Turvallinen tapa tehdä se on saada polyfuusio molemmille voimakiskoille ja liittyä maahan ja kytke kukin laite yhteen ja vain yhteen virtalähteeseen / maahan. Tällä tavoin, jos yksi johto epäonnistuu, kyseistä johtoa käyttävät laitteet menettävät virran sen sijaan, että yksi johto joutuisi kantamaan kahden voimaa.

Monet ihmiset haluavat laittaa virtaa ja maata molempiin kierrettyihin pareihin EMI-syistä sen sijaan, että heillä olisi yksi tehopari ja yksi maapari. Jos sinulla on kaksi teho / maa-paria, virtajohto on lähempänä maata, ja kentät poistuvat käytöstä, mikä vähentää voimajohtojen lähettämiä tai vastaanotettuja radioaaltoja. Tarpeetonta, mutta mukavaa, jos siellä on paljon sähköistä melua.

12 V on mielestäni liian matala virranjakoon, kun 24 V on silti kohtuullisen turvallinen ja paljon tehokkaampi.

Jos automaatio yksinkertaisesti kääntää asiat talon ympärille päälle ja pois päältä, yksinkertaistan tätä:

• Pitämällä kaikki "aivot" yhdessä paikassa. Käytä tarvittaessa I2C I / O -laajennuksia, mutta pidä ne kaikki vadelma-pi kanssa. Tarvitset myös sopivan laitteiston varmistaaksesi, ettet yritä saada liikaa virtaa pi: n GPIO-nastoista.
• Käytä ethernet-kaapeleita yksinkertaisesti ajaaksesi releitä. Voit rakentaa oman kortin tai hankkia paneeliin asennettavat 120 / 240V: n SSD-releet, jotka asennetaan sähkökoteloon. Cat5-Ethernet-kaapelien johdot voivat käsitellä jopa 50 V: n jännitettä 320 mA: lla, mikä on enemmän kuin tarpeeksi releen ajamiseksi. Itse asiassa voit ajaa 7 releä yhdestä kaapelista (plus yksi johto maadoitusta varten). Tai jätä yksi johto kytkemättä 12 V: n lähtöä, jotta voit asentaa myös manuaalisen kytkimen. Jos ne ovat todella pitkiä, sinun on ehkä otettava huomioon jännitteen pudotus, mutta saat releitä, jotka kytkeytyvät 3-32 V: n jännitteellä. 12 V: n tulee olla enemmän kuin tarpeeksi, jopa jännitteen pudotuksella.
• Sinun on myös syytä tutustua paikallisiin rakennusmääräyksiin saadaksesi neuvoja korkea- ja matalajännitekaapeleiden sekoittamisesta samaan laatikkoon.
• Yksinkertainen kytkimet voidaan tehdä myös Ethernet-kaapeleiden kautta, jopa 7 kaapelia kohti, ja yksinkertaisesti johdotettu pi: n tuloihin. Jännitteen pudotus voi olla huolenaihe todella pitkille kaapeleille.
• Voit myös haluta käyttää optoisolaattoreita pi: n suojaamiseksi vaurioilta.
• Käytä harvoille laitteille, jotka tarvitsevat enemmän kuin releen (kuten ohjauspaneeli), Ethernet-kaapelit todellisina Ethernet. Sen ei pitäisi olla valtava kustannus, jos näitä laitteita ei ole paljon. Ne voivat olla joko toinen pi tai mikro-ohjain, jossa on ethernet.

^{simuloi tätä virtapiiriä - Kaavio luotu käyttämällä CircuitLab}

EUREKA ! Selvitin sen! (testaamaton, testaa sen tänä viikonloppuna)

Liitäntäpiirit ovat NXP P82B96 I2C-puskuri / jakaja ja 2 TI SN65HVD251P CAN-väyläliitynnän sirua. Pohjimmiltaan käytän I2C: tä CAN PHY: llä.

P82B96 ymmärtää I2C-protokollan ja käsittelee väylän sovittelun minulle ja antaa minulle erilliset Tx- ja Rx-nastat, jotka voidaan sitoa yhteen. Syötän ne SN65HVD251P CAN -lähetinvastaanottimeen ja se antaa minulle kaksisuuntaisen differentiaaliparin johtojen lähettämiseen.

Virtanastat tulevat suoraan, ilman puskurointia Pi: n 5V-kiskosta. (En käytä 12 V: n merkinantojännitettä ja virtaa jonkin aikaa)

Riippumatta IIC: n eduista sirutasolla, ehdotettu toteutus tulee olemaan erittäin vaikeaa. Ongelma on väylän välimiesmenettely. Vaikka useita yksiköitä voidaan rinnastaa esimerkiksi RS485: n avulla, iso kysymys on seuraava:

Kuinka joku yksikkö tietää, voiko se hallita väylää tietojen lähettämiseksi?

IIC: ssä, avoimilla tyhjennyssignaalilinjoilla, kaksisuuntainen siirto on helppoa - mutta kolmivaiheisilla väyleillä tarvitset jonkin verran tapaa varmistaa, että vain yksi yksikkö yrittää ajaa väylää kerrallaan. Tämä on hankalaa. Voit tehdä sen, varsinkin jos perustat yhden isännän ja vaadit, että kaikilla orjilla on tiukat ajoitusrajoitukset tietojen lähettämiselle ja että he lähettävät tietoja vain isännän pyynnöstä, mutta tämä vaatii huomattavia ponnisteluja suunnittelussa liitäntäkortit isännälle ja orjille.

Mitä tulee fyysisiin ohjaimiin / vastaanottimiin, RS485 auttaa sinua hyvin, ja käytettävissä on paljon käyttöliittymäsiruja. Vain Google.

En tiedä, oletko kiinnostunut valmiista ratkaisuista sen sijaan, että rakennat oman piirisi, mutta ajattelin huomauttaa, että Pololu myy näitä valmistettuja I²C Long Distance Differential Extender -levyjä SJTbits, joka näyttää tekevän melkein tarkalleen mitä etsit. (Täysi paljastus: Työskentelen Pololussa.)

Vaikka et halua käyttää sitä suoraan, saatat saada ideoita siitä, että katsot sen käyttämää piiriä. Voit nähdä kaavion datalehdestä; se käyttää NXP PCA9600D -puskuria, TI AM26LS31CDR -erotinohjainta ja TI AM26LS32ACDR -erovastaanotinta.

Tiedän, että tämä on vähän vanha ja ratkaisu näyttää olevan sovittu jonnekin vastausten joukossa, mutta minulla oli tämä ehdotus. On laitteita, kuten NXP: n PCA9614 / 5/6, joita tarkastelen nyt ratkaisuna vankempaan pitkän matkan I2C-väylään (PCA9614 2-kanavainen monipisteinen Fast-mode Plus -erot I2C-väyläpuskuri). Pohjimmiltaan on totta, että siitä on tulossa jotain muuta kuin tosi I2C, mutta väylän päissä se on laitteille näkymätön. Tämä erityinen perhe kääntää signaalit kahteen kaksisuuntaiseen differentiaalipariin, ja on myös samanlaisia ​​laitteita, jotka on jo mainittu kommenteissa, jotka kääntyvät 4 yksisuuntaiseksi differentiaalipariksi. Kääntäminen vain kahteen pariin antaa sinun käyttää CAT-kaapelia ja sinulla on vielä 2 paria virtaa / maata varten.

Peukkua! Yritän tällä hetkellä ratkaista melko saman ongelman. Yritän myös käyttää I2C: tä cat5: n kautta kodin automatisointiin mukautetulla pinoutilla. Syynä on kustannukset, haluan sen olevan erittäin kustannustehokas ja I2C-komponentit silti ainakin viisi kertaa halvempia kuin edes attiny13 uC (AFAIU uC vaaditaan CAN: lle ja RS485: lle).

1) Tällä hetkellä olen juuri mukana kokeiluprosessi järjestelmän ensimmäiselle osalle, ja nyt olen onnistunut 15 metrin pituisella 5 V: n kaapelilla ja suoralla SCL&SDA-liitännällä! Käyn PCF8574: llä ja kahdella releellä huoneen valojen käynnistämiseen. Pinout on

  12 INT3 + 5V4 SCL5 SDA6 GND78  

2) Ymmärrän, että sillä ei ole varaa pari lisää releitä tai ylimääräisiä 10 metriä. .. Jännitteen pudotus on merkittävä (5,5 - 4,7). Joten jännitehäviöongelmalle aion laittaa 12 V: n linjalle sen sijaan ja lisätä 5 V: n jännitesäätimet taulukoihin pitämään hieno jännite kaikkialla koko linjan pudotuksesta riippumatta. Laitan joka tapauksessa ylimääräisiä virtalähteitä tuleviin linjoihin.

3) Itse signaalia voidaan parantaa P82B96: lla tai halpa P82B715: llä jakamatta tasajohtoihin. NXP itse käyttää Cat5: tä joissakin esityksissä, mutta en löydä heidän pinoutia. Tärkeä osa tässä on, että he käyttävät selvästi signaalilinjoja eri pareittain ... esim. yksi pari on GND + SDA, toinen on VCC + SCL.

4) Toinen mielenkiintoinen asia - nämä puskurit voivat yksinkertaisesti nostaa amplitudia jopa 12 V: iin kohinan vastuksen lisäämiseksi. Joten yritän todennäköisesti laittaa 12 V: n myös signaalilinjoille, ja sen pitäisi sallia vetojen vetäminen suoraan 12 V: n johdosta ... Mutta se pakottaa minut asettamaan jotain P82B96: ta jokaiselle laitteelle.

Kuten huomaat, käytän myös erillistä keskeytyslinjaa ... Master on tällä hetkellä PC: llä liitetyssä arduino-kortissa. Ensisijainen pääohjelmisto on joka tapauksessa 24x7-tietokoneessa, joten arduino vain kääntää signaalin ja käsittelee keskeytykset. Voin lähettää tietyn kokoonpanon aluksen keskeytysten käsittelyyn esim. käsittelemään kätevää kytkimen vaihtamista keskeytyksen kautta ... Se antaa minun unohtaa viivästykset, kun vaihdat valoa manuaalisesti. Keskeytetty käsittely on i2c: n lisäetu.

Joten ajatukseni on, että I2C on tarpeeksi yksinkertainen sovellettavaksi < = 100m: n kaupunkiasuntojen kaapelointiin. Toivon erosignaalin sijaan toivon, että pystyn vähentämään sen sijaan ylimääräistä taajuutta.

Pidän ajatuksestasi laittaa sekä 5 V että 12 V, koska tämä vähentää säätimien tarvetta ja vähentää kustannuksia ... koko idea monijohdinväylän avulla päätepisteiden kustannusten vähentämiseksi, harkitsen tätä myös uudella pinoutilla :)