1-Wire устройство дистанционной коммутации

---

Устройство дистанционной коммутации, предназначено для коммутации нагрузки сигналом управления поступающим по одно проводной шине 1-wire и обеспечивает гальваническую развязку цепей нагрузки и управления, также устройство в своем составе имеет двунаправленный восьми разрядный порт ввода вывода.

Данное устройство может найти свое применение как в системах "Умный дом",так и в любых других требущих удаленной коммутации силовых цепей. На одной шине параллельно может находится любое разумное количество устройств, доступ к устройствам адресный.

Состояние как порта ввода-вывода так и реле можно сохранить в энергонезависимую память, чтобы при перезагрузке (например потеря питания), устройство восстанавливало свое состояние.

Если надо управлять более одной нагрузкой, это легко можно сделать подключив к порту ввода-вывода "Модуль реле" вплоть до 8 канального расширив количество нагрузок до девяти.

Характеристики

• Питание модуля: 12В; (Есть 5 вольтовый вариант)
• Ток потребления: до 100 мА без учета тока на порт ВВ;
• Коммутируемые модулем выходные цепи: 10А
• Разрядность порта В/В: 8 бит;
• Сопротивление изоляции реле: выше 100 МОм;
• Время срабатывания реле при включении: до 10 мс;
• Время срабатывания реле при выключении: до 5 мс;
• Максимальный выходной ток цепи +5в (12 вольтовый вариант): 50 мА
• Рабочая температура: -25 ... +70 °C;
• Рабочая влажность: 45 ... 85%;

Доступ к устройству осуществляется по шине 1-Wire.

1-Wire – протокол передачи данных в обе стороны по одному проводу. Режим связи в этом протоколе – асинхронный и полудуплексный.
Данный протокол разработан корпорацией Dallas Semiconductor, именно на 1-Wire работает большинство домофонных чипов (DS1990A), карточек доступа, а также через 1-Wire общаются популярные датчики температуры (DS18S20 и DS18B20), транзисторные ключи (DS2405, DS2406), программируемые порты ввода-вывода (DS2408), часы реального времени (DS2417) и многое другое.
При этом у нас всегда есть ведущий – одно устройство на шине, которое отсылает команды, и ведомые – устройства, которые эти команды принимают и отвечают на них, если необходимо, каждое из ведомых устройств подключается непосредственно к общей шине. Протокол 1-Wire не сложен в реализации и требует для связи всего два-три провода (шина данных, земля и при необходимости питание), однако он не лишён и недостатков – этот протокол весьма чувствителен ко времени и к помехам.

В стандартной конфигураци устройство питается напряжением 12 В, связано это с тем, что данное напряжение активно применяется в системах контроля доступа, для чего собственно устройство и разрабатывалось. Так же есть 5 вольтовая версия.

Работа устройства.

Работа с устройством осществляется посредством чтением или записью данных в его адресное пространство, все адресное пространство составляет 128 байт. Начало адресного пространство носит дополнительную функциональность (Смотрите таблицу), после адреса 0x20 обычная EEPROM и ее можно использовать по своему усмотрению.

Коммуникации с устройством осуществляются по шине 1-wire, поддерживаются следующие команды.

• 0xF0 : Поиск устройств на шине.
• 0x33 : Устройство выдаст 8 байтный адрес.
• 0x55 : Читает с шины адрес, и если он соответствует адресу устройства, переходит в режим приема команд.
• 0xCC : Выбор устройства без использование адреса. Пойдет если устройство одно на шине, либо надо выполнить широковещательную команду.

После того как устройство будет выбрано и перейдет в режим приема команд, ему можно будет передать всего две комманды WRITE_BYTE, READ_BYTE, первой соответственно мы можем записать в ячейку памяти, второй прочитать.

Процесс чтения/записи состоит в передаче мастером 1-ым байтом комманды чтения(READ_BYTE:0x20) или записи(WRITE_BYTE:0x1F) и вторым байтом адреса ячейки, далее в зависимости от комманды. При чтении: устройство передает последовательно 2 байта, из которых первый байт значение ячейки, а второй это контрольная сумма (crc8) двух байт - адреса ячейки и его значения. При записи в устройство, все тоже самое, только мастер ничего не читает, а передает 2 байта: значение и контрольную сумму.

Внимание: Для работы с шиной 1-wire, она должна быть притянута к +5V резистором, величина которого обычнно равна 4.7К, но если у вас длинная шина - величину надо взять поменьше.

Распределение адресного пространства

Адресное пространство устройства

	0x00	0x01	0x02	0x03	0x04	0x05	0x06	0x07	0x08	0x09	0x0A	0x0B	0x0C	0x0D	0x0E	0x0F
0x00	Serial number					PORT	DDR	PIN	PWR	RESTR	ACTION	Резерв
0x10	Резерв
0x20	EEPROM Общего назначения
0x30
0x40
0x50
0x60
0x70
	Read/Write				Read Only				Write Only				Не определено

(0x00 - 0x04) - это проекция части серийного номера, та часть что отличается у разных изделий. смотрите рисунок.

(0x05 - 0x07) - PORT/DDR/PIN, три регистра отвечающие за восьмиразрядный порт ВВ, более подробно можно ознакомится напрмер

• PORT - регистр отвечает за состояние выводов порта.
• DDR - регистра направления.
• PIN - регистр чтения из порта.

(0x08) - Порт реле, запись в этот порт числа отличного от нуля, включит реле, ноль соответсвенно отключит.

(0x09-0x0A) - RESTR/ACTION. Регистр RESTR отвечает за восстановление состояния портов ввода-вывода при перезагрузке (включении питания), данный регистр можно записывать в любой момент времени. если бит установлен то при перезагрузке состояние порта будет восстановлено.

Назначение битов конфигурационного байта RESTR (0x09)

0x00	0x01	0x02	0x03	0x04	0x05	0x06	0x07
SPWR	SPRT	Резерв

Портов всего два, это восьмибитный порт ввода/вывода (бит 0x01), и порт реле установленного на устройстве (бит 0x00). Состотяние же которое будет восстановлено, предварительно необходимо сохранить, делается это при помощи записи тех же битов в регистр ACTION, при записи в этот регистр (соответствующего бита) в память EEPROM будет сохранено текущее состояние порта ввода/вывода. В случае сохранения восьмибитного порта сохранено будет состояние всех трех регистров (PORT/DDR/PIN) отвечающих за работу порта.

В качестве примера простой скетч для Ардуино

 
#include      
#include 

OneWire dv (19);      // Вывод куда подключена шина 1-wire
dg2313w device (dv);  // Создание объекта и связываание его с объектом OneWire
/*  Адрес устройства  */
byte addr[8]      = {0xA7,0x0D,0x02,0x00,0x00,0x00,0x07,0x81};

void setup() {
  device.select (addr);         // Выбрать устройство  
  if (device.set (PORT_DDR,0xff)){  // Все выводы порта настроить на выход
                                    // если удалось записать можно что-нибудь
                                    // вывести в порт
      device.set (PORT_OUT,0x01);   // например 0x01
  }
}

void loop() {
  // Здесь "пощелкаем" реле устройства 
  device.power (true);
  delay (500);
  device.power (false);
  delay (500);
}
  

Для работы данного скетча необходимо скачать и установить прилагаемую библиотеку dg2313w, также потребуются библиотека OneWire из стандартных библиотек.