К сожалению,  двухпроводный способ включения практически непригоден в «полевых условиях» из-за незащищенности от помех. Дальнейшее увеличение длины сетевого кабеля  будет приводить к большему числу сбоев, вплоть до полного отказа сети. Поэтому, часто приходится отказываться от паразитного питания в пользу

1. Длина сетевого кабеля 100 метров и более;
2. Количество одновременно подключенных датчиков — не менее 32шт. ;
3. Разрешающая способность АЦП — 0,0625°C и точность измерения — 1°C.

L1, L2 — фербиды BLM21AG221SN1D — индуктивности для защиты от высокочастотных помех, возникающих при коммутации сильноточных потребителей;

C1 — керамический конденсатор, естественный спутник ножек питания цифровой микросхемы;

IC1 — собственно цифровой датчик температуры DS18B20Z в корпусе SOIC8.

После сборки, плата температурного датчика выглядит следующим образом:

Обязательно защищаем плату датчика от влаги (цапонлаком или акриловым лаком):

Контактные площадки для пайки кабеля сети 1-Wire сознательно сделаны крупными и вот почему…

Трактат о проводочках кабеля

Вывод напрашивается простой и логичный — использовать кабель с проводами бОльшего сечения и желательно — экранированный! Для своих целей, я выбрал вполне доступный по цене (и наличию в магазинах) кабель МКЭШ-3х0.5 — схема подключения датчиков будет выглядит так:

Несколько худший, но вполне приемлемый результат, можно получить с кабелем МКЭШ-2х0.35 и следующей схемой подключения:

Наконец, можно использовать вполне приличный

• Скачать проект платы-подавителя помех в формате Eagle.

CANADUINO DHT22 High-Precision Digital Temperature and Humidity Sensor with 1-Wire-Interface Compatible With Arduino STM32 etc.

CANADUINO DHT22 High-Precision Digital Temperature and Humidity Sensor with 1-Wire-Interface Compatible With Arduino STM32 etc.

Please consult your piercer for proper sterilization instructions, 3dRose Sven Herkenrath Cat — Funny Illustration of a Persian Cat Kitty Animal — Adult T-Shirt XL (ts_319024): Clothing, Reminder: Please do not look directly at the Light within two meters so that can ensure your security for your eyes, We are a family owned company for over 35 years in the U, endless sparkle and luminous shine.

CANADUINO DHT22 High-Precision Digital Temperature and Humidity Sensor with 1-Wire-Interface Compatible With Arduino STM32 etc.

Возможность взаимного оказания услуг и совместного продвижения продуктов и услуг на рынке

Разбираемся с 1-wire в Arduino

В современном мире популярным видом электронных устройств выступают ключи с технологией контактной памяти, суть работы данных устройств заключается в том, что по средствам двоичного кода, при контакте ключа и считывающего устройства, происходит обмен информацией между ними. Для обмена информацией сам ключ и считывающее устройство используют протокол iButton, по средствам которого осуществляется последовательная передача данных от ключа к считывающему устройству внутри time-слотов. По средствам 1-Wire  информация передается по однопроводной шине данных, но сам протокол дает возможность одновременной работы с множеством ключей, которые по параллельному принципу подключены к линии данных.

В устройствах контактной памяти применяется принцип «ведущий-ведомый», главное устройство проверяет правильность контрольных кодов, которые в это время хранятся в оперативной памяти «ведомого» электронного ключа, затем, после проверки, дает «ведомому» команду – скопировать контрольные коды в основную память. Для работы ключа iButton также требуется энергия, которую он получает в момент касания к считывающему устройству, когда уже не происходит обмена данными, на это уходят доли секунды. Сам ключ содержит, окруженную защитным металлическим или пластиковым корпусом, микросхему с уникальным регистрационным ID.

Технология контактной связи применяется:

• В персональных компьютерах для защиты информации и идентификации лица, имеющего право доступа к информации (в настоящее время активно применяется в банковской сфере).
• В зданиях, для определения жильцов многоквартирных домов, а также в офисных центрах, для пропускного режима персонала в помещениях.
• В охранных системах (как для подтверждения постановки помещения под охрану, так и для отметки выездных групп о проверке объекта).

Первые ключи-идентификаторы появились еще в 1991 году под товарным знаком «Touch memory», который отражает весь принцип работы устройств контактной памяти. Электронный ключ сразу стал популярным среди пользователей, что привело к резкому увеличению его разновидностей. Внутри ключей стали устанавливать процессоры и идентификаторы, оборудованные собственным термопреобразователем. С 1997 года название бренда было изменено с «Touch memory» на «IButton», что означает таблетку с содержащейся внутри информацией. В таком виде данные электронные ключи сохранились по настоящее время.

Руководство по связи 1-Wire | Максим Интегрированный

Аннотация: В этой статье дается общий обзор технологии Maxim 1-Wire®, ее концепции связи и преимуществ опций с малым количеством выводов. В основном разделе обсуждаются устройства 1-Wire по их набору функций и объясняются типичные приложения. Статья завершается практической информацией о том, как оценивать устройства 1-Wire, объясняет варианты настройки устройства и ссылается на ресурсы, которые помогают клиентам интегрировать технологию 1-Wire в свои системы.

Что такое технология 1-Wire?

В основе технологии 1-Wire ^® лежит последовательный протокол, использующий одну линию передачи данных и заземление для связи. Мастер 1-Wire инициирует и управляет обменом данными с одним или несколькими подчиненными устройствами 1-Wire на шине 1-Wire (, рис. 1, ). Каждое ведомое устройство 1-Wire имеет уникальный, неизменяемый, запрограммированный на заводе-изготовителе 64-битный идентификационный номер (ID), который служит адресом устройства на шине 1-Wire. 8-битный семейный код, подмножество 64-битного идентификатора, определяет тип и функциональные возможности устройства.Обычно подчиненные устройства 1-Wire работают в следующих четырех диапазонах напряжения:

• 1,71 В (мин.) До 1,89 В (макс.)
• 1,71 В (мин.) До 3,63 В (макс.)
• от 2,97 В (мин.) До 3,63 В (макс.)
• от 2,8 В (мин.) До 5,25 В (макс.)

Большинство устройств 1-Wire не имеют вывода для источника питания; они получают энергию от шины 1-Wire (паразитный источник питания).

Рис. 1. Конфигурация 1-Wire «ведущий / ведомый» использует одну линию данных плюс опорный заземлитель.

Что особенного в 1-Wire?

1-Wire — это цифровая система на основе напряжения, которая работает с двумя контактами, данными и землей, для полудуплексной двунаправленной связи. По сравнению с другими системами последовательной связи, такими как I ² C или SPI, устройства 1-Wire предназначены для использования в среде с мгновенным контактом. Либо отключение от шины 1-Wire, либо потеря контакта переводит ведомые устройства 1-Wire в определенное состояние сброса. Когда напряжение возвращается, ведомые устройства просыпаются и сигнализируют о своем присутствии.Имея только один защищаемый контакт, встроенная защита устройств 1-Wire от электростатического разряда чрезвычайно высока. С двумя контактами устройства 1-Wire являются наиболее экономичным способом добавления электронных функций к неэлектронным объектам для идентификации, аутентификации и доставки данных калибровки или производственной информации.

Как упаковываются устройства 1-Wire?

1-Wire предлагаются в корпусах с обычными транзисторами (TO-92) и IC (TSOC, TDFN, SOT23). 2-контактный корпус SFN ¹ , разработанный для контактных приложений и простого подключения, предназначен для устройств 1-Wire с паразитным питанием (, рис. 2, ).Корпус iButton ² из нержавеющей стали диаметром 16 мм защищает устройства 1-Wire от суровых условий окружающей среды, что делает их пригодными для использования внутри и вне помещений (, рис. 3 ). Многие устройства также доступны в виде штампа с выступом (, рис. 4 ).

Рис. 2. Корпус SFN 6,0 мм x 6,0 мм x 0,9 мм имеет большие контактные поверхности.

Рис. 3. Корпус iButton диаметром 16 мм защищает микросхему 1-Wire внутри от агрессивных сред.

Рисунок 4.Матрица с выступом (WLP) с шагом 0,5 мм.

Какие функции устройства доступны и каковы типичные приложения?

В настоящее время существует множество устройств 1-Wire. Номера деталей, начинающиеся с DS19, всегда находятся в упаковке iButton. Остальные номера деталей в этом разделе, то есть те, которые начинаются с DS24, DS25 и DS28, доступны в обычных пластиковых упаковках. Если продукт также доступен как SFN, то это упоминается в столбце «Примечания» в следующих таблицах деталей.Чтобы найти актуальную информацию о пакете для любого устройства, перейдите на сайт Maxim и введите номер детали в поле Search .

1-Wire можно сгруппировать по функциям в несколько категорий:

• Только идентификация
• Идентификация плюс контроль
• Идентификация плюс температура
• Идентификация плюс время
• Идентификация плюс NV SRAM
• Идентификация плюс одноразовое программируемое (OTP) EPROM
• Идентификация плюс EEPROM
• Идентификация плюс аутентификация SHA-256 и безопасная EEPROM
• Идентификация плюс аутентификация SHA-256 / ECDSA и защищенная память
• Идентификация плюс аутентификация SHA-3, ChipDNA ^™ -зашифрованная EEPROM
• Идентификация и регистрация данных

Комбинация дополнительных ресурсов определяет типичные области применения устройства. Существует множество других приложений, которые по практическим причинам не могут быть здесь перечислены.

Только идентификация

Устройства данной категории отличаются невысокой стоимостью. Соответственно, уровень защиты, который они могут обеспечить, ограничен. Если DS2401 или DS2411 используется для защиты интеллектуальной собственности (IP), следует рассмотреть возможность использования специальной версии устройства. См. . Доступна ли настройка устройства? раздел для более подробной информации.

Номер детали	Банкноты	Типичные области применения
DS2401	DS2401 не требует расходных материалов V CC , поэтому эта деталь подходит для идентификации картриджей для принтеров и медицинских расходных материалов.	Идентификация и аутентификация печатной платы (PCB) Идентификация аксессуаров / периферийных устройств Защита IP или бытовой электроники Идентификация картриджа принтера Контроль доступа Управление активами
DS2411	В CC питание, 1,5 В или выше
DS1990A DS1990R	DS1990R гарантированно генерирует импульс присутствия при контакте со считывателем.

Идентификация плюс контроль

Приложения для этих частей аналогичны устройствам, указанным выше. Однако программируемые контакты ввода / вывода (PIO) добавляют системе возможность управления или обратной связи.

Идентификация плюс температура

В большом электронном оборудовании (стойках) правильное охлаждение / воздушный поток критически важны для надежной работы.DS28EA00 решает эту проблему уникальным способом благодаря функции цепочки ³ , которая позволяет определять физическую последовательность устройства на шине 1-Wire. При подключении для обнаружения последовательности один из двух PIO доступен для функций управления.

Идентификация плюс время

Эти устройства измеряют время, считая секунды с помощью 32-битного двоичного счетчика. Зная нулевую точку отсчета времени (т.е. 1 января 1970 г., 00:00:00 часов UTC), можно определить любую секунду в пределах 136 лет. Подсчет секунд особенно удобен для измерения временных интервалов.

Номер детали	Банкноты	Типичные области применения
DS2417	DS2417 также доступен в виде пакета межфланцевого уровня (WLP). Для прерывания периодического таймера требуется кристалл 6 пФ, 32 кГц.	Бытовая электроника
DS1904	Это автономное устройство iButton включает аккумулятор и кристалл. Это устройство также подходит для систем патрулирования и учета рабочего времени.

Идентификация плюс NV SRAM

Срок хранения данных для продуктов, перечисленных в этой категории, составляет более 10 лет. Размер энергонезависимой памяти показан в столбце Notes .

Номер детали	Банкноты	Типичные области применения
DS1992	1 КБ памяти	Идентификация печатной платы Контроль доступа Управление активами
DS1993	4 КБ памяти. Благодаря более низкой стоимости (по сравнению с DS1995 / DS1996) это устройство также подходит для идентификации и аутентификации печатных плат (PCB).	Защита IP Контроль доступа Управление активами
DS1995	16 КБ памяти
DS1996	64 КБ памяти

Идентификация плюс OTP EPROM

Все устройства этой категории используют технологию 12 В EPROM.Поскольку в пакетах нет отверстий, эти биты являются одноразовыми — если их изменить с 1 на 0, их нельзя поменять местами. Чтобы пометить всю 32-байтовую страницу как недопустимую и указать альтернативное расположение для допустимых данных, эти устройства имеют байты перенаправления, по одному для каждой страницы. Эта уникальная функция позволяет изменять данные, сохраняя историю изменений. Отдельные страницы памяти могут быть необратимо защищены от записи. Защита от записи делает OTP EPROM первыми кандидатами для приложений, которым требуется небольшой объем данных, которые редко меняются, например, сетевые адреса ⁴ и идентификация печатной платы. ⁵

Идентификация плюс EEPROM

По сравнению с OTP EPROM, устройствам этой категории не требуется 12 В для записи.Данные могут быть изменены (перезаписаны) при условии, что область памяти или страница не защищены от записи. Большинство этих устройств имеют режим эмуляции EPROM, который позволяет изменять биты только с 1 на 0, как и в случае с EPROM. Благодаря высокой емкости и безопасности DS1977 используется в игровой индустрии. DS28E80 широко используется в медицинской промышленности благодаря устойчивой к гамма-излучению памяти и схемам.

Идентификация плюс аутентификация SHA-256 и безопасная EEPROM

Все устройства этой категории безопасности используют модель аутентификации с симметричным ключом «запрос-ответ». ⁶ Таким образом, аутентификация устройства и запись на устройства с активированной надлежащей защитой требует знания секрета устройства и способности вычислять MAC SHA-256. За исключением секрета, данные из памяти читаются без ограничений. Все устройства поддерживают аутентификацию по запросу и ответу, эмуляцию EPROM для страниц памяти пользователя и различные защиты секретных страниц и страниц памяти. См. . Доступна ли настройка устройства ? раздел для службы предпрограммирования.

Идентификация плюс аутентификация ECDSA и безопасная память

Все устройства в этой категории безопасности используют модель безопасной аутентификации с асимметричным ключом с использованием алгоритма ECDSA.Некоторые из устройств могут использоваться для аутентификации на основе SHA-256 или ECDSA. Аутентифицированные или неаутентифицированные контакты GPIO для управления внешними компонентами / датчиками доступны на DS28E36, DS28E83 и DS28E84. Устройства также имеют функцию счетчика только уменьшения, которая позволяет пользователю измерять использование расходных материалов. Два устройства используют технологию физически неклонируемой функции (PUF) ChipDNA от Maxim для защиты данных устройства. DS28E83 / 84 обладают высокой радиационной стойкостью, что делает их уникальными для применения в области медицинской стерилизации.См. . Доступна ли настройка устройства ? раздел для службы предпрограммирования.

Идентификация плюс аутентификация SHA-3 и безопасный EEPROM

Устройства этой категории безопасности используют модель безопасной аутентификации с симметричным ключом SHA-3.В устройствах используется технология Maxim ChipDNA PUF для защиты данных устройства. Он также имеет надежные контрмеры для защиты от атак на систему безопасности. См. . Доступна ли настройка устройства ? раздел для службы предпрограммирования.

Идентификация и регистрация данных

Эти устройства представляют собой автономные регистраторы данных о температуре (Thermochron ^® ).DS1923 также может регистрировать влажность (Hygrochron ^™ ). Принципиальные различия между устройствами — это размер памяти данных и уровень защиты данных (пароль). Доступны устройства для различных температурных диапазонов, отвечающие требованиям различных приложений. ⁷

Как получить практический опыт работы с продуктами 1-Wire?

Если доступен ПК со свободным портом USB и доступом в Интернет, единственные необходимые элементы: адаптер 1-Wire, оценочное (EV) программное обеспечение, некоторые простые кабели и устройства 1-Wire для оценки.Актуальные цены на товары и их наличие можно найти на сайте Maxim. Программное обеспечение OneWireViewer ⁸ и соответствующие драйверы можно загрузить бесплатно.

Более экономичный подход — купить один из комплектов электромобиля. Каждый комплект включает адаптер 1-Wire, набор устройств 1-Wire или iButton, а также необходимые кабели и аксессуары. Таблица 1 описывает комплекты электромобилей, доступные на момент публикации этой публикации. Состав комплектов электромобилей может меняться по мере появления новых деталей.Устройства, не входящие в комплект, необходимо приобретать отдельно. Программное обеспечение, которое запускает комплекты электромобилей, доступно бесплатно на веб-сайте Maxim или по запросу, в зависимости от уровня безопасности продукта. Тип упаковки (пластик или iButton) определяет, какой комплект лучше всего подходит для применения.

Таблица 1. Обзор комплекта EV

Каковы следующие шаги к приложению 1-Wire?

После того, как продукты 1-Wire выбраны, необходимо выбрать тип главной цепи (т.е.е., эквивалент адаптера 1-Wire в наборах). Для встроенных приложений существует множество вариантов в зависимости от доступных системных ресурсов. ⁹ Приложения, требующие значительного количества кабелей между устройствами 1-Wire, получают преимущества от специализированной главной цепи. ¹⁰

Помимо оборудования, микропрограммное обеспечение необходимо для связи с устройствами 1-Wire, записи или чтения данных и выполнения функций управления. Подборку программных драйверов ¹¹ для различных платформ можно бесплатно загрузить с сайта Maxim.Драйверы для конкретных устройств, интерфейсы прикладных программ (API) и примеры программного обеспечения см. В Руководстве по программным ресурсам 1-Wire. ¹² Это руководство также включает функции API, основанные на файловой структуре 1-Wire (OWFS), ¹³ , которые особенно полезны при работе с более чем несколькими сотнями байтов данных.

Доступна ли настройка устройства?

Maxim предлагает два типа настройки устройства. Пользовательское ПЗУ довольно популярно среди устройств, предназначенных только для идентификации, но оно применимо ко всем устройствам с 64-битным идентификационным номером.С настраиваемым ПЗУ пул из 68,7 × 10 ⁹ номеров (эквивалент 36 битов) предназначен для использования только одним клиентом. Примеры пользовательского ПЗУ можно найти в примечании к приложению Maxim 178. ⁵ Этот тип настройки выполняется до упаковки, что приводит к длительному времени выполнения заказа. Для устройств EEPROM / OTP / FRAM с поддержкой SHA-256 / ECDSA / SHA-3 Maxim предоставляет безопасную услугу предварительного программирования для установки данных и секретов. Для получения подробной информации отправьте запрос в службу технической поддержки на завод.

Сводка

1-Wire основана на протоколе последовательной связи, в котором используется одна линия данных плюс заземление между ведущим и ведомым.Ведомые устройства 1-Wire доступны в пластиковых корпусах в форме штампа с выступом или в форме кнопки iButton из нержавеющей стали. Минимальная функция ведомых устройств 1-Wire — это 64-битный идентификационный номер. Дополнительные функции: PIO, датчик температуры, счетчик времени, NV SRAM, OTP EPROM, EEPROM, механизм SHA-256 / SHA-3 / ECDSA, безопасный EEPROM SHA-256 / SHA-3 / ECDSA, регистрация температуры и влажности. Типичные приложения для устройств 1-Wire включают идентификацию и аутентификацию расходных материалов, стоечных карт, печатных плат, компьютерных аксессуаров и защиту IP (например.g., предотвращение клонирования). Устройства iButton используются в особых случаях: контроль доступа, управление активами, системы обхода охраны, учет рабочего времени, электронные деньги и мониторинг температуры для обеспечения безопасности пищевых продуктов и фармацевтики. Доступны стартовые комплекты электромобилей и программные драйверы, чтобы помочь клиентам интегрировать технологию 1-Wire в свои системы.

Ссылки / другие ресурсы

1. Указание по применению 4132: Методы крепления для электромеханического блока SFN
2. Примечание по применению 3808: Что такое устройство iButton?
3. Примечание по применению 4037: Восстановление информации о местоположении с помощью функции 1-Wire Chain — простой метод сигнализации и протокола определяет физическое местоположение устройства
4. Замечания по применению 186: Создание глобальных идентификаторов с помощью устройств 1-Wire
5. Указание по применению 178: Идентификация печатных плат с использованием продуктов 1-Wire
6. Примечание по применению 3675: Защитите свои инвестиции в исследования и разработки с помощью безопасной аутентификации
7. Указание по применению 3892: Обзор датчиков iButton и регистраторов данных температуры / влажности
8. Примечание по применению 3358: Руководство пользователя OneWireViewer
9. Примечание по применению 244: Расширенный сетевой драйвер 1-Wire
10. Стартовая страница, Комплекты для разработки программного обеспечения
11. Примечание по применению 155: Руководство по программным ресурсам для 1-Wire Описание устройства
12. Примечание по применению 114: Файловая структура 1-Wire

Шина 1-Wire ™ и цифровой серийный номер

Интерфейс 1-Wire Maxim соответствует Arduino и mbed

Используйте эту конструкцию с сетями 1-Wire, регистрацией данных и для быстрого прототипирования.Максим говорит, что его шина 1-Wire «продолжает процветать в эпоху Интернета вещей». Этот уникальный протокол обеспечивает связь и питание по одному проводу на относительно больших расстояниях. Теперь, с MAXREFDES132 #, Maxim объединяет надежный аппаратный мастер 1-Wire с платформами Arduino и mbed.org.

MAXREFDES132 # предоставляет платформу для взаимодействия с устройствами 1-Wire, комплектами 1-Wire EV и iButton через DS2484 I ² Мастер C-to-1-Wire или мастер бит-взрыва на D2 формы Arduino Распиновка фактора.Оба мастера поддерживаются библиотекой ARM mbed OneWire и библиотекой Arduino. Bit Banging поддерживается только на платформе MAX32600MBED, мастер DS2484 I ² C-to-1-Wire может использоваться на любой платформе mbed.

Двухканальный двунаправленный преобразователь уровня MAX3394E обеспечивает совместимость между платформами 5 В и 3,3 В с использованием вывода IOREF форм-фактора Arduino.

Мастер DS2484 I ² C-to-1-Wire предоставляет внутренние настраиваемые пользователем таймеры, которые освобождают системный хост-процессор от генерации критических по времени сигналов 1-Wire, поддерживая как стандартные, так и повышенные скорости передачи данных 1-Wire.Кроме того, питание шины 1-Wire может быть отключено под управлением программного обеспечения через D3 распиновки форм-фактора Arduino.

D2 можно использовать для подключения к шине 1-Wire, установив JP1 на контакты 1-2 и установив JP2 для подключения предоставленной подтяжки к шине. Bit Banging поддерживается только библиотекой OneWire на mbed для платы MAX32600MBED.

Библиотека OneWire, которая поддерживает все кремниевые мастера Maxim из одного общего API, была разработана для микросхем ARM Cortex-M с использованием онлайн-среды разработки mbed.орг. Библиотеку и примеры программ можно найти по ссылкам на веб-странице справочного дизайна; https://www.maximintegrated.com/en/design/reference-design-center/system-board/6304.html

Maxim соответствует Arduino и mbed

Используйте эту конструкцию с сетями 1-Wire, регистрацией данных и для быстрого прототипирования. Максим говорит, что его шина 1-Wire «продолжает процветать в эпоху Интернета вещей». Этот уникальный протокол обеспечивает связь и питание по одному проводу на относительно больших расстояниях.Теперь, с MAXREFDES132 #, Maxim объединяет надежный аппаратный мастер 1-Wire с платформами Arduino и mbed.org.

MAXREFDES132 # предоставляет платформу для взаимодействия с устройствами 1-Wire, комплектами 1-Wire EV и iButton через DS2484 I ² Мастер C-to-1-Wire или мастер бит-взрыва на D2 формы Arduino Распиновка фактора. Оба мастера поддерживаются библиотекой ARM mbed OneWire и библиотекой Arduino. Bit Banging поддерживается только на платформе MAX32600MBED, мастер DS2484 I ² C-to-1-Wire может использоваться на любой платформе mbed.

Двухканальный двунаправленный преобразователь уровня MAX3394E обеспечивает совместимость между платформами 5 В и 3,3 В с использованием вывода IOREF форм-фактора Arduino.

Мастер DS2484 I ² C-to-1-Wire предоставляет внутренние настраиваемые пользователем таймеры, которые освобождают системный хост-процессор от генерации критических по времени сигналов 1-Wire, поддерживая как стандартные, так и повышенные скорости передачи данных 1-Wire. Кроме того, питание шины 1-Wire может быть отключено под управлением программного обеспечения через D3 распиновки форм-фактора Arduino.

D2 можно использовать для подключения к шине 1-Wire, установив JP1 на контакты 1-2 и установив JP2 для подключения предоставленной подтяжки к шине. Bit Banging поддерживается только библиотекой OneWire на mbed для платы MAX32600MBED.

Библиотека OneWire, которая поддерживает все кремниевые мастера Maxim из одного общего API, была разработана для микросхем ARM Cortex-M с использованием онлайн-среды разработки mbed.org. Библиотеку и примеры программ можно найти по ссылкам на веб-странице справочного дизайна; https: // www.maximintegrated.com/en/design/reference-design-center/system-board/6304.html

: введение в шину 1-Wire

Последовательная связь — альтернатива параллельным интерфейсам с уменьшенным количеством сигналов. Путем передачи битов последовательно, а не одновременно, последовательные соединения теоретически могут уменьшить параллельную шину любого размера до одного вывода. Однако на практике последовательные протоколы обычно используют более одного вывода, потому что мы можем сделать связь более удобной и надежной, добавив дополнительные сигналы.

SPI, например, включает последовательный тактовый сигнал и сигнал выбора ведомого, а также использует два сигнала данных для обеспечения полнодуплексной связи.

I2C обеспечивает надежную, гибкую, полудуплексную связь, используя только два сигнала (данные и часы), которые работают в контексте высокоорганизованных транзакций.

UART — это простой и надежный интерфейс, для которого требуется только сигнал данных, но позже мы увидим, что 1-проводная шина более заслуживает ярлыка «однопроводная», чем UART.

Основы 1-Wire

Шина 1-Wire была разработана Dallas Semiconductor, а Dallas был приобретен Максимом, так что, насколько я знаю, Максим является текущим «владельцем» протокола. Интерфейс использует структуру «ведущий / ведомый», и единственными необходимыми соединениями между ведущим и ведомым устройством являются опорная земля и одна сигнальная линия. Как и в случае с I2C, сигнальная линия подтягивается к V _DD через резистор и возбуждается через выходную схему с открытым стоком.

Шина 1-Wire делает упор на низкое количество выводов, а не на скорость или гибкость реализации.Исходный протокол был ограничен скоростью передачи данных 16,3 кбит / с, что кажется абсурдно медленным по нынешним стандартам, но, тем не менее, вполне подходит для многих приложений. Новые устройства 1-Wire поддерживают более высокоскоростной режим «overdrive».

Как вы уже догадались, шина 1-Wire не поддерживает полнодуплексную связь. (Было бы неплохо одновременно передавать отдельные потоки данных в двух направлениях по одному проводу.) Хотя он двунаправленный.

Приложения с мгновенным контактом

Отличительной особенностью протокола 1-Wire является то, что он предназначен для использования (используя терминологию Максима) «средах мгновенного контакта». Когда я думаю о I2C и особенно о SPI, я представляю себе печатную плату с различными интегральными схемами, которые постоянно установлены и связаны через постоянные соединения.

Однако 1-проводная шина часто используется с компонентами, которые находятся в электрическом контакте с главным устройством только временно.Важность контактных систем мгновенного действия в реализациях шины 1-Wire отражена в пакете «iButton» (см. Фото ниже). Это один из стандартных форм-факторов для компонентов шины 1-Wire, который служит прочным стандартизированным корпусом для ведомых устройств, которые часто отделяются от ведущего устройства.

Паразитическая сила

Самой интересной особенностью шины 1-wire, на мой взгляд, является «паразитное питание». В начале этой статьи я упомянул, что протокол 1-Wire ближе к действительно однопроводному интерфейсу, чем UART. Мое оправдание этого утверждения состоит в том, что ведомые устройства 1-Wire не требуют подключения к источнику питания, тогда как с UART и приемник, и передатчик должны иметь отдельные подключения к источнику питания.

Как вообще однопроводные интегральные схемы — к ним относятся датчики температуры, аутентификаторы, память и регистраторы данных — функционируют и обмениваются данными без вывода питания? На самом деле, у них do есть вывод питания, потому что «один провод» между ведущим и ведомым может передавать как данные, так и питание.

Однопроводная ИС может извлекать рабочую мощность из сигнала последовательных данных с помощью внутренней схемы источника питания, состоящей из диода и конденсатора.Когда линия данных имеет высокий логический уровень, некоторый дополнительный ток используется для зарядки конденсатора, а затем диод предотвращает разряд конденсатора, когда линия данных имеет низкий логический уровень.

Идентификация ведомых устройств

Еще одна интересная особенность протокола 1-Wire — это метод адресации компонентов, подключенных к шине. Каждое устройство 1-Wire предварительно запрограммировано с уникальным постоянным 64-битным серийным номером.(Благодарим Dallas Semiconductor за хорошее долгосрочное планирование; 2 ⁶⁴ равно примерно 18,4 квинтиллионам, поэтому я не думаю, что в ближайшее время у нас закончатся адреса 1-Wire.) Этот 64-битный последовательный порт. Число включает 8 бит для CRC и 8 бит для кода, который идентифицирует семейство, к которому принадлежит IC.

Ведущее устройство использует эти 64-битные серийные номера при адресации ведомых устройств, что означает, что нет возможности, что несколько устройств на шине будут иметь один и тот же адрес ведомого устройства.

Адресация ведомых устройств достаточно проста, если серийные номера известны и включены в прошивку ведущего, но что произойдет, если они неизвестны? Что ж, протокол 1-Wire включает удобный алгоритм поиска, который позволяет мастеру определять серийные номера всех подключенных устройств. Если вас интересуют подробности процедуры поиска по 1-проводу, этот документ от Maxim предоставляет множество дополнительной информации.

Заключение

Я надеюсь, что эта статья дала вам четкое представление о том, что такое шина 1-Wire и как она используется.Если вы когда-либо включали этот протокол в один из своих проектов, было бы здорово услышать о вашем опыте. Почему вы выбрали 1-wire вместо SPI или UART? Вы заметили какие-либо существенные преимущества или недостатки?

Wemos mini DS18B20, пример датчика температуры

DS18B20 — это датчик температуры, который можно использовать в различных простых проектах. В этой части используется 1-проводная шина (I2C), и вы можете подключить несколько датчиков к вашему Arduino.

Эта деталь также имеет относительно низкую стоимость и требует только дополнительного подтягивающего резистора 4 кОм. В приведенном ниже примере мы сделаем базовый пример, который считывает температуру и выходные данные через последовательный порт и может быть проверен с помощью последовательного монитора в Arduino IDE.

Давайте посмотрим на список запчастей

Список деталей

Схема

Как всегда, будьте осторожны, чтобы не получить неправильные соединения, вы можете обратиться за помощью к распиновке для устройства ниже. DS18B20 может питаться от 3,0 В до 5,5 В, поэтому вы можете просто подключить его вывод GND к 0 В, а вывод VDD к + 5 В от Wemos Mini

Вот схема подключения, показывающая, как подключить wemos к резистору и датчику.

Схема

Код

 # включить 

// Пример температуры OneWire DS18S20, DS18B20, DS1822

OneWire DS (D4); // на выводе D4 (необходим резистор 4,7 кОм)

недействительная настройка (недействительна)
{
  Serial.begin (9600);
}

недействительный цикл (недействительный)
{
  байт i;
  байт присутствует = 0;
  byte type_s;
  байтовые данные [12];
  адрес байта [8];
  плавать по Цельсию, по Фаренгейту;

  если (! ds.search (адрес))
  {
    ds.reset_search ();
    задержка (250);
    возвращаться;
  }


  если (OneWire :: crc8 (адрес, 7)! = адрес [7])
  {
      Serial.println («CRC недействителен!»);
      возвращаться;
  }
  Серийный.println ();

  // первый байт ПЗУ указывает, какая микросхема
  переключатель (адрес [0])
  {
    case 0x10:
      type_s = 1;
      перерыв;
    case 0x28:
      type_s = 0;
      перерыв;
    case 0x22:
      type_s = 0;
      перерыв;
    По умолчанию:
      Serial.println («Устройство не является устройством семейства DS18x20.»);
      возвращаться;
  }

  ds.reset ();
  ds.select (адрес);
  ds.write (0x44, 1); // запускаем преобразование с включенным паразитным питанием в конце
  задержка (1000);
  присутствует = ds.reset ();
  ds.select (адрес);
  ds.написать (0xBE); // Чтение блокнота

  для (я = 0; я <9; я ++)
  {
    данные [я] = ds.read ();
  }

  // Преобразуем данные в фактическую температуру
  int16_t raw = (данные [1] << 8) | данные [0];
  if (type_s) {
    raw = raw << 3; // 9-битное разрешение по умолчанию
    если (данные [7] == 0x10)
    {
      raw = (raw & 0xFFF0) + 12 - данные [6];
    }
  }
  еще
  {
    byte cfg = (данные [4] & 0x60);
    если (cfg == 0x00) raw = raw & ~ 7; // 9-битное разрешение, 93,75 мс
    иначе, если (cfg == 0x20) raw = raw & ~ 3; // 10-битное разрешение, 187.5 мс
    иначе, если (cfg == 0x40) raw = raw & ~ 1; // 11-битное разрешение, 375 мс

  }
  Цельсий = (с плавающей запятой) необработанный / 16,0;
  Фаренгейт = Цельсий * 1,8 + 32,0;
  Serial.print ("Температура =");
  Serial.print (по Цельсию);
  Serial.print («Цельсия»);
  Serial.print (по Фаренгейту);
  Serial.println ("Фаренгейт");
} 

Выход

Откройте серийный монитор, и вы должны увидеть что-то вроде этого

Links
DS18B20 TO-92 Датчик температуры
Цифровой датчик температуры с одной шиной ds18B20 Модуль для электронных строительных блоков Arduino

DS18B20 с использованием NodeMCU - Robo India || Учебники || Изучите Arduino |

Этот модуль используется для измерения температуры. DS18B20 - это протокол с однопроводной шиной, для которого требуется только одна линия данных для связи с NodeMCU.

1. Измеряет температуру от -55 ° C до 125 ° C.

2. 0,5 ° C Точность от -10 ° C до + 85 ° C

3. Программируемое разрешение от 9 до 12 бит

4. Никаких внешних компонентов не требуется.

5. Уникальный однопроводный интерфейс, для которого требуется только один порт.

Сделайте следующие соединения с Arduino:

Для запуска этого скетча потребуется следующая библиотека. Загрузите zip-файл, распакуйте его и скопируйте в папку с библиотекой Arduino.

Этот файл библиотеки должен быть помещен в папку установки Arduino.У меня 64-битная ОС Win7, а адрес папки моей библиотеки Arduino расположен по адресу

C: \ Program Files (x86) \ Arduino \ библиотеки

Вы можете загрузить файл библиотеки OneWire отсюда.

Вы можете скачать файл библиотеки DallasTemperature отсюда.

Вы можете скачать этот скетч Arduino отсюда.

 #include 
#include 

#define ONE_WIRE_BUS 4 // вывод D2 nodemcu

OneWire oneWire (ONE_WIRE_BUS);
 
Датчики температуры Даллас (& oneWire); // Передаем ссылку oneWire в Dallas Temperature.недействительная настройка (недействительна)
{
  Серийный .begin (9600);
 sensor.begin ();
}

недействительный цикл (недействительный)
{
 sensor.requestTemperatures (); // Отправляем команду на получение температуры
  Serial  .println («Температура:»);
  Последовательный  .println (sensor.getTempCByIndex (0)); // Почему "byIndex"? На одной шине может быть несколько микросхем. 0 относится к первой микросхеме на проводе
 задержка (500);
}

 

Если у вас есть какие-либо вопросы, напишите нам по телефону support @ roboindia.