1-Wire

15 sensori di temperatura 1-Wire collegati a Raspberry Pi

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1-Wire è un protocollo di comunicazione tra circuiti integrati introdotto da Dallas Semiconductor, azienda acquisita da Maxim Integrated nel 2001, a sua volta acquisita da Analog Devices.

Malgrado sia uno standard proprietario nato nel secolo scorso è ancora utilizzato in diversi ambiti:

La fotografia di apertura mostra 15 sensori di temperatura 1-Wire collegati a Raspberry Pi.

Come il nome indica, le comunicazioni avvengono utilizzando un singolo filo (oltre alla massa) che che trasmette dati ed, opzionalmente. Tale linea è indicata come DQ l'alimentazione. La lunghezza di questo filo può, in determinate situazioni, arrivare a 300 m.

Un master ed uno o più slave costituiscono, secondo la terminologia originale, una MicroLAN, potenzialmente costituita da un numero molto elevato di periferiche, anche oltre 100.

MicroLAN

L'alimentazione del master è sempre indipendente. Quella degli slave può essere, a seconda del dispositivo (nota 1):

I dati sono trasmessi dal master oppure da uno o più slave sull'unica linea dati: essi sono tutti dotati di un'uscita open drain:

Ciascun bit ha la durata di 60 µs. I segnali digitali sono trasmessi dal master ad uno slave:

Zero ed uno

 

La trasmissione di un bit da uno slave al master viene sempre iniziata dal master con un impulso breve di 6 µs.

 

Tra due bit, ciascuno con durata di circa 60 µs. la linea assume un livello alto per 10 µs sia per separare due bit, sia per permettere ai condensatori interni ai dispositivi di tipo Parasite Power di ricaricarsi almeno parzialmente. La velocità di comunicazione massima è di poco più di 15 kbit/s (nota 3).

Tutte le comunicazioni sono organizzate in frame:

Frame 1-wire

64-bit unique ROM 'registration' number

Un aspetto interessante è la modalità di ricerca degli indirizzi degli slave, cosa ovviamente impossibile da fare sia leggendo la documentazione sia con una scansione di tutti gli indirizzi possibili, come effettuato con I2C. Tale algoritmo è descritto nella nota applicativa 187 di Maxim.

L'immagine seguente mostra i segnali reali relativi all'inizio del frame: reset, impulso di presenza, una decina di bit:

La parte iniziale di un frame 1-wire 

Note

  1. Alcuni dispositivi permettono entrambe le modalità di alimentazione a seconda dei pin collegati
  2. Nel caso di linee lunghe oppure con molti slave, viene usato un MOS o altri circuiti più complessi invece di un semplice resistore
  3. Lo standard prevede anche una modalità overdrive, circa 10 volte più veloce
  4. Sono previste anche modalità con cui il master comunica con più slave contemporaneamente


Pagina creata nel marzo 2022
Ultima modifica: 4 maggio 2022


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