Тема: Подключение датчиков ds18b20 к колонне
Эту тему вынудило меня написать очередная (четвертая) переделка способа подключения датчиков температуры к моей БК. Как изготовить сам измерительный комплекс подробно написано, например, здесь Изготовление высокоточного USB 1-wire термометра за 20 минут
Сразу скажу, что подключение датчиков идет по трем проводам - питание, земля и сигнал. Никаких паразитных подключений не надо. Помехи и без этого легко поймать.
Проблема актуальна для тех, кто впервые собирает колонну и ищет проверенный рецепт. У кого не так много места около работающей колонны. Много вокруг потенциальной опасности в виде воды. Отсутствие свободного ноутбука. И прочее. В общем тем, кому надо удаленно, но по проводу мониторить температуру во время процесса.
Стандарт OneWire допускает использование провода от датчика (-ов) до контроллера длиной несколько десятков метров, что для дома более, чем достаточно. В общем случае провод лучше брать экранированный, а проводники должны быть достаточного сечения, чтобы падение напряжения у датчика не мешало ему работать. У меня 6 метровый бывший 4-х проводный телефонный провод. Работает нормально. Можно приспособить витую пару 5 категории (лучше 6-ой, толще проводники). Соединяем все полосатые провода (4 штуки) между собой, подаем на них землю. Попарно соединяем цветные и на одну пару напряжение, на вторую сигнал. Если используем экранированный провод, то экран зануляем только на стороне контроллера. На стороне датчиков (мини-хаба) никуда не подключаем.
И не забываем про подтягивающий резистор. Рекомендуется сопротивлением 4,7 кОм ("прижимаем" обязательно около контроллера), но при наличии достаточно длинной линии для снижения уровня помех допустимо уменьшить сопротивление, но не менее 1 кОм. Я не проверял, у меня все работает на стандартном значении.
Итак. Задача свелась к тому, как с наименьшими затратами сделать наиболее удобный вариант крепления и обслуживания датчиков температуры. Так как используется общая шина, то на колонне крепим мини-хаб, куда подключаем все датчики, а сам мини-хаб отдельным проводом подключаем к компьютеру, Ардуине или ноутбуку.
Способов создания мини-хаба теоретически масса. Практически - всего несколько:
1. "Скрутка". Скрутили провода и работаем. Сразу нет. Ненадежно, провода рвутся, риск КЗ.
2. "Клемник". Было. Тоже неудобно. Сам клемник не рассчитан на частую сборку-разборку. Да и долго, плюс отвертка нужна.
3. "RG-14, RG-25, RG-45". Вариации на тему телефонных или компьютерных розеток. Имеет место быть. И было. Но следует помнить про то, что пластиковый язычок у вилки часто (и некстати) отламывается. Розетки несколько громоздки. А в целом не совсем дешево (если этот вопрос принципиальный) и требует навыка обжима провода, плюс наличие специального инструмента ("ножниц").
4. Специализированные разъемы. Например, те, что стоят на компьютерных платах под вентиляторы (кулеры). Вилка с тремя проводниками паяется на монтажную плату, розетка устанавливается на провод от датчика и прикрывается термоусадкой (использовал именно в таком исполнении). Уже неплохо, но проблема с удобством. Все-таки нужна монтажная плата и как-то ее надо разместить на колонне.
5. И наконец, мини-джеки. Стерео-мини-джеки. Выглядит это так.![]()
Паяется быстро. Разъем рассчитан на частое подключение-отключение, достаточно надежен и легок в ремонте (просто старый выкидываем, а новый впаиваем на его место, если до этого дойдет; стоимость разъема в пределах 20-25 рублей, вилки 15-20).
В качестве монтажки используем... прямой подвес (стоимость 2-3 рубля). ![]()
Датчиков на БК у меня сейчас стоит 4 штуки (вход воды, выход с димрота, 2/3 колонны, верх колонны) плюс разъем для подключения к Ардуине. Итого 5. Что и видно на фотографии. Разъемы с креплением к корпусу (гайка на самом разъеме).
Сверлом 6 мм рассверливаем несколько соседних отверстий, крепим в них разъемы и спаиваем вместе соответствующие контакты. ![]()
Тестером прозваниваем на предмет правильности распайки и отсутствия коротких замыканий или обрывов. Ненужную часть подвеса обрезаем, углы заворачиваем (или придаем любую другую удобную форму). Мини-хаб готов.
Теперь необходимо закрепить датчики непосредственно в самой колонне.
Используем врезку из медной трубки (если колонна медная) диаметром 10мм (на фотографии ниже на ней датчик лежит). После монтажа втулки внутри сверлом на 8 мм рассверливаем отверстие (или придаем ему круглый вид, если трубка была чуть искривлена или деформирована). Приготовим две силиконовые (обязательно) трубки на 8мм и 6 мм. Стенка 1,5-2мм (у продавцов называется "толстая", бывает также "тонкая", другими не торгуют).![]()
Сначала отрезаем кусочек от 6мм трубки так, чтобы после того, как ее оденем на сам датчик, носик датчика был четко в центре трубы колонны. Затем от трубки 8мм такой длины, чтобы она примерно перекрывала 6мм кусок плюс расстояние от внешней стенки колонны до окончания припаянной втулки. Вставляем кусок 6мм в кусок 8мм и одеваем это все на датчик.![]()
Трубка 6мм выполняет роль ограничителя глубины вставки датчика, а также герметизации соединения. Трубка 8мм фиксирует датчик на колонне, также герметизируя соединение. Я надел на датчик также кусочек трубки 5 мм как термобарьер от стенок втулки для более точного съема показаний температуры пара. Но можно этого и не делать - расстояние от втулки от гильзы составляет около 1 мм по всему периметру. Для удобства и на всякий случай затянул место соединения трубок и датчика на стяжку.
Такая конструкция позволяет легко устанавливать и снимать датчики с колонны, пар не пробивается. Но если что, то притянуть стяжкой вокруг втулки или уплотнить место посадки фум-лентой никто не сможет запретить. Я так сделал (стяжка), но оказалось, что лишнее.
Использование мини-джеков уже себя оправдало - быстро и очень прочно. Вчера случайно наступил на кучу проводов, где были датчики. Без дела валявшийся ранее снятый с колонны ds18b20 с rg-45 хрустнул (не сломался, а просто хруснул и потерял язычок), а четыре датчика с мини-джеком даже и не поцарапались. 
P.S. Датчики, которые планируется вытаскивать, лучше всего как-то пометить. Например, термоусадочной трубкой. Или несколько хомутов навязать. Чтобы в дальнейшем знать, куда их обратно вставить.
У нас такого не видел.
