Ważna linia cd.(DS1822-PAR)

Po co mi ta wiedza?

Swego czasu stałem się szczęśliwym posiadaczem czujnika temperatury DS1822-PAR. Czujnik ten jest o tyle ciekawy, że wg noty katalogowej posiada tylko 2 nóżki, do których możemy cokolwiek podpiąć: nóżkę danych (1-Wire) i nóżkę masy (GND). A zasilanie?! No właśnie - i tu jest moc, siła i potęga tego czujnika. Końcówka PAR pochodzi od angielskiego parasite (pasożyt) i nie jest to wcale przesadzone - czujnik czerpie zasilanie z linii danych - wiedzie na niej pasożytnicze życie - jak jemioła na drzewach na przykład...

Co to oznacza dla konstruktora-programisty?

Nie mniej - nie więcej tyle, że trzeba to zasilanie czujnikowi dostarczyć - w przeciwnym wypadku, niczego ciekawego się od niego nie dowiemy - a zwłaszcza, jaka temperatura panuje w naszym otoczeniu. To od czego zacząć? Jak zwykle - od czytania dokumentacji.

Sposób podpięcia czujnika do mikrokontrolera (źródło: datasheet)

Jak widać - w tym przypadku określenie 1-Wire jest pewnym niedomówieniem :) warto jednak pamiętać, że 1-Wire określa tylko ilość linii, jaka jest wykorzystywana do przesyłania danych. Korzystając z pasożytniczego czujnika będziemy potrzebować jeszcze jednego pinu mikrokontrolera, który będzie sterował tranzystorem dostarczającym zasilanie na linię danych.

Najlepszą dokumentacją jest kodzik!

Podłączyliśmy termometr do linii danych, czas te dane z niego wyciągnąć! Bit po bicie... Nasz mikrokontroler będzie działał jako master w tym tandemie, w związku z tym potrzebna mu będzie wiedza, jak wysłać sygnał reset na magistralę:

Kolejnym krokiem - odebranie pojedynczego bitu z magistrali:
Zatem chcąc odebrać bajt:
Jak już potrafimy odczytać, nauczmy się wysyłać: I znowu - bajt:

To jaka jest temperatura otoczenia?

Teraz wystarczy tylko poprosić termometr o podanie temperatury. W tym celu będziemy musieli wysłać mu kilka komend - 0xCC (skip ROM), 0x44 (convert T) oraz 0xBE (read Scratchpad). Szczegółowy opis znajdziecie w dokumentacji. Tam też znajdziecie tabelki z tajemną wiedzą na temat kolejności wysyłania poszczególnych komend. A jak to będzie wyglądać w naszym przypadku? Dane pochodzące z termometru pochodzą z 'brudnopisu' (scratchpad) czujnika. Temperatura zapisana jest na 2 bajtach. W celu wyliczenia prawidłowej wartości, musimy dokonać małej arytmetyki na tych wartościach - ponownie posługując się wiedzą z dokumentacji.

Sposób przechowywania temperatury przez czujnik. Źródło: datasheet.

Zatem co musimy zrobić? Wziąć MS Byte, przesunąć go bitowo o 8 miejsc w prawo, zapisać do 16 bitowej zmiennej, do tego dopisać LS Byte i podzielić całość przez 16 (ujemne potęgi 2 na najmłodszych bitach LS Byte -> 2^4 = 16).

I po co to wszystko?

A z otrzymaną wartością temperatury możemy zrobić, co tylko chcemy - na przykład wysłać ją za pośrednictwem USART do innego urządzenia, a uzyskane dane przedstawić na wykresie:

Na wykresie zaznaczone są pomiary temperatury odnotowane podczas "złapania" czujnika DS1822-PAR w 2 palce (między kciuk a wskazujący). Czujnik złapałem w 21 sekundzie eksperymentu, puściłem w 49. Z wykresu wynika, że czujnik szybciej reaguje na wzrost temperatury niż na jej spadek - posiada pewną bezwładność. Całość dostępna oczywiście na githubie.