Raspberry Pi und 1-Wire: Unterschied zwischen den Versionen
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*Ausserdem ist noch ein Pullup-Widerstand von z.B. 4,7kOhm zwischen Pin1 und Pin7 zu schalten. | *Ausserdem ist noch ein Pullup-Widerstand von z.B. 4,7kOhm zwischen Pin1 und Pin7 zu schalten. | ||
Obwohl die nominale Spannung für 1-Wire Devices 5V beträgt, ist hier die verringerte Spannung | Obwohl die nominale Spannung für 1-Wire Devices 5V beträgt, ist hier die verringerte Spannung nötig, weil die GPIO-Ports des RPi nur 3,3, V vertragen und durch höhere Spannungen zerstört werden. Als Alternative kann man den 1-Wire Bus auch 5V (Pin 2) anschließen, dann '''muss'''aber zwingend das Signal der 1-Wire Datenleitung durch einen Spannungsteiler (z.B. 10 kOhm und 6.8 kOhm) auf 3,3 V begrenzt werden. | ||
Zur Ansteuerung ist auf dem RPi zunächst das Starten zweier Kernelmodule nötig, dazu als root ausführen | Zur Ansteuerung ist auf dem RPi zunächst das Starten zweier Kernelmodule nötig, dazu als root ausführen | ||
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Waren die Schritte erfolgreich, gibt es jetzt im Verzeichnis ''/sys/bus/w1/devices/'' ein Unterverzeichnis mit | Waren die Schritte erfolgreich, gibt es jetzt im Verzeichnis ''/sys/bus/w1/devices/'' für jeden Sensor ein Unterverzeichnis mit seiner Kennung, z.B. ''28-000004e147d6''. Die dort stehende Datei ''w1_slave'' enthält das Ergebnis der Datenübertragung vom Sensor. Um die Module dauerhaft zu laden, sind sie noch in die Datei ''/etc/modules'' einzutragen. | ||
Um den One-Wire-Bus und den Sensor auch noch in FHEM einzubinden, nutzen wir das Modul 58_GPIO4.pm: Dieses wird mit dem folgenden Befehl kopiert:<BR> | Um den One-Wire-Bus und den Sensor auch noch in FHEM einzubinden, nutzen wir das Modul 58_GPIO4.pm: Dieses wird mit dem folgenden Befehl kopiert:<BR> |
Version vom 23. Januar 2014, 09:58 Uhr
ACHTUNG, DIESE SEITE IST NOCH IN DER ENTWICKLUNG Der Raspberry Pi, abgekürzt RPi ist ein Einplatinencomputer der Raspberry Pi Foundation, der unter Linux läuft und über eine Vielzahl von Anschlüssen verfügt.
FHEM läuft auf allen Modell des Raspberry Pi. Während hier die Installation von FHEM beschrieben wird, soll sich diese Seite nur mit dem Anschluss von 1-Wire Devices an den RPi befassen.
Hardware
Bereits von der Hardware her bietet der RPi verschiedene Möglichkeiten zum Anschluss von 1-Wire-Devices
USB-Port
Über einen der USB-Ports des RPi mit entsprechendem Adapter. Hierbei sollte, wenn es sich nicht nur um wenige 1-Wire-Devices handelt, ein USB-Hub mit eigener Stromversorgung zwischengeschaltet werden. Mit USB-Extendern lässt sich dies bequem auch bis zu 20m entfernt vom RPi bewerkstelligen.
Alle bekannten USB/1-Wire Adapter arbeiten mit dem RPi. Allerdings ist es möglicherweise (nur, wenn Fehler auftreten !) nötig, dafür ein Kernel-Update durchzuführen, da in manchen älteren Versionen des Linux-Kernels für den RPi Fehler im USB-Stack enthalten sind.
COC-Modul
Anschluss über ein COC-Modul des Herstellers busware.de. Siehe hierzu im Detail COC und 1-wire].
RPI2-Modul
Anschluss über ein RPI2-Modul des Herstellers Sheepwalk Electronics. Dieses Modul wird direkt auf den internen I2C-Bus des RPi aufgesteckt. Im Kaufzustand bietet es für den 1-Wire-Bus sowohl eine RJ45-Buchse, als auch einen Schraubklemmenanschluss. Diese sind leider beide so hoch, dass das Modul nicht mehr in das RPi-Gehäuse passt. Hier kann aber leicht abgeholfen werden (to be continued).
Zur Ansteuerung ist auf dem RPi zunächst das Starten zweier Kernelmodule nötig, dazu als root ausführen
modprobe i2c-bcm2708 modprobe i2c-dev
Der automatische Start dieser beiden Module kann in der Datei /etc/modules eingetragen werden. Bei Vorhandensein des Paketes i2c-tools wird dann die korrekte Erkennung des Adapters mit dem Befehl
i2cdetect -y 1
überprüft, der 1-Wire-Busmaster DS2482-100 sollte als I2C-Device mit der ID 0x18 gefunden werden.
GPIO4-Port
Anschluss direkt am GPIO-Port des RPi.
Dazu wird im ersten Schritt der 1-Wire Bus (bzw. zum Test nur ein einzelner Sensor) mit dem GPIO-Port des RPi verbunden, und zwar
- 1-Wire GND an GND vom Pi (Pin 6)
- 1-Wire Datenleitung an GPIO04 (Pin 7)
- 1-Wire VDD an +3,3V vom Pi (Pin 1)
- Ausserdem ist noch ein Pullup-Widerstand von z.B. 4,7kOhm zwischen Pin1 und Pin7 zu schalten.
Obwohl die nominale Spannung für 1-Wire Devices 5V beträgt, ist hier die verringerte Spannung nötig, weil die GPIO-Ports des RPi nur 3,3, V vertragen und durch höhere Spannungen zerstört werden. Als Alternative kann man den 1-Wire Bus auch 5V (Pin 2) anschließen, dann mussaber zwingend das Signal der 1-Wire Datenleitung durch einen Spannungsteiler (z.B. 10 kOhm und 6.8 kOhm) auf 3,3 V begrenzt werden.
Zur Ansteuerung ist auf dem RPi zunächst das Starten zweier Kernelmodule nötig, dazu als root ausführen
modprobe w1-gpio pullup=1 modprobe w1-therm
Waren die Schritte erfolgreich, gibt es jetzt im Verzeichnis /sys/bus/w1/devices/ für jeden Sensor ein Unterverzeichnis mit seiner Kennung, z.B. 28-000004e147d6. Die dort stehende Datei w1_slave enthält das Ergebnis der Datenübertragung vom Sensor. Um die Module dauerhaft zu laden, sind sie noch in die Datei /etc/modules einzutragen.
Um den One-Wire-Bus und den Sensor auch noch in FHEM einzubinden, nutzen wir das Modul 58_GPIO4.pm: Dieses wird mit dem folgenden Befehl kopiert:
"sudo cp /opt/fhem/contrib/58_GPIO4.pm /opt/fhem/FHEM/"
Nach Ergänzen der Datei "fhem.cfg" um die folgende Zeile
"define RPi GPIO4 BUSMASTER"
und abschliessendem "shutdown restart" in FHEM wird der Sensor automatisch in FHEM erkannt und eingebunden.
Siehe auch den entsprechenden FHEM-Forum-Beitrag von luckygray: [1]
UART-Schnittstelle
Der RPi verfügt auch über eine UART-Schnittstelle, an diese kann direkt ein Serielles 1-Wire Interface angeschlossen werden (IN VORBEREITUNG)
Software
Die Ansteuerung des 1-Wire Bus auf dem RPi kann durch unterschiedliche Software-Systeme erfolgen. Verbreitet mit FHEM sind
- OWX sowie die zugehörigen Frontendmodule OWAD, OWCOUNT, OWID, OWLCD, OWMULTI, OWSWITCH und OWTHERM. Das OWX-Modul operiert direkt auf der jeweiligen Hardware (USB bzw. Seriell) oder liest die Daten über Netzwerk (COC/CUNO/Arduino) und reicht sie an spezialisierte Frontendmodule weiter.
- OWServer, ein Modul, welches die vorhergehende Installation des Softwarepaketes [http://www.owfs.org">OWFS erfordert. OWFS startet einen speziellen Server, der die Kommunikation mit der Hardware übernimmt und die Daten dann an OWServer weiterleitet. Die Installtion bzw Kompilierung vom OWServer auf dem Rasperry ist OWServer_&_OWDevice#owfs_Pakete_installieren beschrieben. Zu OWServer passt ein generisches Frontendmodul OWDevice, siehe OWServer_&_OWDevice.
Nachfolgend ist die Kompatibilität dieser Softwaresysteme mit den einzelnen Hardware-Möglichkeiten aufgeführt.
Anschluss | Gerät | Unterstützte 1-Wire Devices | Besonderheit | Stromversorgung 1-Wire Bus |
---|---|---|---|---|
Direkt an USB | DS9490 Adapter | funktioniert nicht, weil der enthaltene Chip DS2490 derzeit nur über libusb ansteuerbar ist. Abhilfe ist in Arbeit. |
?? | |
Direkt an USB | USB9097 Adapter | Alle von OWX unterstützten Devices, d.h. DS18x20, DS1822 Temperatursensor |
funktioniert auf der FB7390, das Kernelmodul ch341.ko findet man hier | Ja, 5V |
Direkt an USB | Eigenbau, mit FT232RL und DS2480 Bus-Master |
funktioniert, Fertiggeräte eventuell bei EBay erhältlich, siehe auch Interfaces für 1-Wire |
Ja, 5V | |
Direkt an USB | LinkUSBi Adapter | funktioniert, verwendet das FTDI Kernelmodul. Achtung: Es kann zu Timing-Problemem kommen. Erhältlich z.B. hier |
Ja, 5V an Pin2 (limited to 50mA) | |
Über USB-zu-Seriell-Konverter 9- oder 25-polig mit Winchiphead CH341-Chip |
Konverter + DS9097U-(009/S09, E25) | funktioniert auf der FB7390, das Kernelmodul ch341.ko findet man hier | Nur bei den 25-poligen Modellen als Standard, bei den 9-poligen Modellen externe Versorgung oder Modifikation des DS9097 nötig | |
Über USB-zu-Seriell-Konverter 9- oder 25-polig mit Prolific PL2303-Chip |
Konverter + DS9097U-(009/S09, E25) | funktioniert auf der FB7390, das Kernelmodul pl2303.ko findet man hier | Nur bei den 25-poligen Modellen als Standard, bei den 9-poligen Modellen externe Versorgung oder Modifikation des DS9097 nötig | |
Über USB-zu-Seriell-Konverter 9- oder 25-polig mit FTDI RL232-Chip |
Konverter + DS9097U-(009/S09, E25) | funktioniert auf der FB7390, das Kernelmodul ftdi_sio.ko ist auf der FritzBox vorhanden |
Nur bei den 25-poligen Modellen als Standard, bei den 9-poligen Modellen externe Versorgung oder Modifikation des DS9097 nötig | |
Direct an USB | Arduino mit USB-Anschluss (UNO, Mega, Nano...) | 1-Wire Bus direkt am Arduino (reine Softwarelösung) oder (stabiler im Betrieb) in Verbindung mit DS2482-Busmaster (am I2C des Arduinos). Mit DS2482-100 ist 1 1-Wire-Bus (optional mit Strong-pullup über externen MosFET), mit DS2482-800 sind 8 busse (nur mit internem Strong-pullup) an 1 Arduino gleichzeitig möglich. | Ja, 3,3V oder 5V je nach Arduino-modell. | |
Über Netzwerk | Arduino mit Ethernetshield, Arduino mit ENC28J60-shield, Arduino Ethernet | |||
Über Netzwerk und CUNO | CUNO | Mit OWX: Alle von OWX unterstützten Devices Ohne OWX: Nur DS18x20, DS1822 Temperatursensor |
funktioniert mit gewissen Einschränkungen, siehe CUNO und 1-wire | Ja, aber nur 3,3 V. Kann allerdings zu 5V modifiziert werden |
Über Netzwerk und Ethersex-Gerät |
AVR-Net-IO oder ähnliches | DS18x20, DS1822 Temperatursensor DS2502 EEPROM DS2450 4 Kanal ADC |
funktioniert, siehe FHEM und 1-Wireund AVR-NET-IO |
?? |