Firmware - Giugno 2014 / N°101 - (Page 22)

mo alla volta può essere attivo. In Figura 5 possiamo osservare una rete a stella con un raggio di 150 metri e peso pari a 450 metri. Se tuttavia ciascun ramo "switched" viene considerato singolarmente, la rete assume una topologia lineare con un peso pari a soli 150 metri. COME OTTIMIZZARE UNA RETE Esistono diversi fattori che concorrono a limitare il valore massimo del raggio e del peso di una rete. Alcuni di questi fattori possono essere controllati, mentre altri no. INTERFACCIA MASTER L'interfaccia del nodo master influenza anzitutto la dimensione massima disponibile della rete. L'interfaccia deve infatti fornire una corrente sufficiente per fare fronte al peso determinato dai cavi e dagli slave. Non solo, essa deve anche essere in grado di generare le forme d'onda utilizzate sul bus 1-Wire secondo le tempistiche richieste, e presentare un opportuno valore di impedenza che si adatti al resto della rete, in modo tale da evitare pericolose riflessioni dei segnali. Quando la rete ha dimensioni ridotte, è conveniente utilizzare un'interfaccia master molto semplice. In questo caso, infatti, le capacità sono ridotte, i se- gnali riflessi non sono in grado di interferire con la normale trasmissione, e le perdite sui collegamenti sono minime. Si può quindi utilizzare una semplice interfaccia basata su un transistor FET e su una resistenza di pullup. Quando però la lunghezza dei collegamenti e il numero di nodi collegati crescono, entrano in gioco dei fattori che richiedono l'adozione di interfacce più complesse. IL RAGGIO Il raggio di una rete è limitato da diversi fattori: la tempistica con cui avviene la riflessione delle forme d'onda, il ritardo di tempo introdotto dal cavo, la resistenza del cavo, il degrado del livello dei segnali. La tipica velocità di propagazione del segnale in un cavo telefonico è pari a circa 2/3 della velocità della luce. In un cavo lungo 750 metri, ad esempio, il ritardo di propagazione è pari a circa 7,5 µs. Se il master, per iniziare un'operazione di lettura, porta il bus allo stato basso esattamente per 7,5 µs, è probabile che esso non riesca a comunicare con lo slave più distante. IL PESO Il peso di una rete è limitato dalla capacità del cavo di essere caricato e scaricato in modo sufficientemente rapido da soddisfare i requisiti del proto- collo 1-Wire. Una semplice resistenza di pullup comporta una limitazione del peso pari a circa 200 metri. Sono tuttavia disponibili delle interfacce master più sofisticate che utilizzano dei pullup attivi in grado di erogare correnti maggiori, estendendo il massimo peso sopportabile a oltre 500 metri. trebbe a un certo punto ricevere un'alimentazione non più sufficiente. Quando ciò avviene, lo slave si porta in uno stato di reset, e interrompe la comunicazione con il master. Se successivamente l'alimentazione dello slave ritorna operativa, lo slave stesso emette un segnale di presenza, rischiando di cor- ALIMENTAZIONE DEGLI SLAVE rompere con questo l'attività corrente In una rete 1-Wire, il segnale non deve essere soltanto sufficiente a garantire la comunicazione, ma deve anche fornire una quantità di energia in grado di alimentare gli slave. Ciascun slave, infatti, sottrae potenza dal bus quando la tensione del bus stesso è maggiore della tensione presente sul suo condensatore di carica interno. Quando il peso della rete cresce significativamente, la corrente erogata dal master potrebbe non essere più sufficiente ad alimentare tutti gli slave. Il caso peggiore si ha quando il master trasmette una lunga sequenza di zeri: in questo caso, infatti, il bus si mantiene per lungo tempo nello stato basso, e gli slave hanno meno opportunità di ricaricarsi. Se il bus riesce a raggiungere un livello di tensione sufficiente durante il tempo che intercorre tra la trasmissione di due bit adiacenti (oppure se tale periodo è sufficientemente ampio), il problema non sussiste. In caso contrario, un nodo slave po- del bus. In definitiva, quando una rete non dispone di energia sufficiente per alimentare tutti gli slave, possono generarsi delle anomalie intermittenti che affliggono i dati trasmessi sul bus. ACCOPPIAMENTO DI IMPEDENZA La soluzione più semplice per risolvere il problema dell'accoppiamento di impedenza risultante dall'aggiunta di ogni nuovo dispositivo alla rete è basata sull'utilizzo di una resistenza da 150 collocata in ogni punto di giunzione tra il ramo principale della rete e lo stub (collegamento) che lo collega allo slave, come indicato in Figura 6. Questo valore è in grado di ridurre del 20% il disaccoppiamento di impedenza, e attenua la riflessione del segnale del 40%. Tuttavia, l'aggiunta della resistenza diminuisce l'immunità al rumore dell'80%. FOCUS ON SKILLS INSIDE TOOLS ANALOG TIPS'N TRICKS MARKET NEWS SPOTLIGHT EVENTS ZAPPING MEMBERSHIP http://www.fwonline.it/fw/?page_id=7

Tabella dei contenuti per la edizione digitale del Firmware - Giugno 2014 / N°101

TIPS'n tricks
FOCUS on La Protezione da ESD
SKILLs
Implementazione del Wireless M-Bus
Linee guida per reti 1-Wire a lunga distanza
INside
I Motori Passo-Passo
BLCD, controllo motori con LPC1700
ANALOG I Convertitori “Buck” non Isolati con NCP101x
TOOLS Il Code Configurator di casa Microchip
SPOTlight Convertitore Flyback DC-DC Isolato con LT8302
News
EVENTS zapping
Guida

Firmware - Giugno 2014 / N°101