Лічильник імпульсів з інтерфейсом 1-wire (зроблено в Україні)

Лічильник можна використовувати в системах "розумний будинок" для дистанційного зняття показів з побутових приладів обліку електроенергії, води, тепла, газу, але цим його застосування не обмежується.

Характеристики:

• Напруга шини 1-wire: від 4.5 до 5.5В
• Споживання від 1-wire: менше 1мА
• Паразитне живлення: так
• Економія батарейки при живленні від 1-wire: так
• Сумісні батарейки: CR2032
• Підтримка акумуляторної батареї: ні
• Споживання від батарейки: від 3мкА
• Живлення датчиків: так, імпульсне
• Підтримка датчиків з логічним виходом: так
• Підтримка датчиків з аналоговим виходом: так
• Детектуємі імпульси: не менше 19мс

Лічильник має два рахункових входи і два відповідних 32-бітних рахункових регістри. До рахункового входу можна підключити, наприклад, фототранзистор і направити його на мигаючий світлодіод в лічильнику електроенергії - лічильник буде рахувати спалахи світлодіода. При цьому, що саме важливе, не відбувається втручання в роботу приладу обліку і не порушуються його пломби.

Поточний стан рахункових регістрів зчитується по протоколу 1-wire, для підключення по якому можна використовувати лише два дроти: земля і дані.

Підключення по 1-wire необхідне лише для налаштування і зчитування показів рахункових регістрів, весь інший час лічильник може працювати і рахувати автономно, батарейки CR2032 вистачить на кілька років автономної роботи.

Лічильник має безліч налаштувань: може рахувати по передньому, по задньому або по обом фронтам сигналу; може перетворювати вхідний аналоговий сигнал у внутрішній логічний відповідно до двох конфігуруємих порогових значень, між якими - зона гістерезису (тригер Шмітта); перед опитуванням входів можна задати підключення резисторів підтяжки та/або живлення активних датчиків, які відключаються одразу після опитування датчиків (тривалість включения також можна задати), даний підхід суттєво знижує енергоспоживання, наприклад, якщо вхід надовго залишився в замкненому на землю стані, струм через резистор підтяжки тече короткими імпульсами, а не постійно.

Якщо на вході не використовувати функції аналогового перетворення і підключення підтяжки, які працюють лише в періодичному режимі (мінимальний період, який можна встановити, - 19мс - імпульси меншої тривалості лічильник може не помітити), то вхід може рахувати імпульси тривалістю від 1мс при роботі від батарейки і від 200мкс при зовнішньому живленні.

Два входи можуть працювати сумісно в режимі квадратурного декодера, один рахунковий регістр буде рахувати лише оберти в одному напрямку, а інший - лише в протилежному, абсолютна кількість обертів буде дорівнювати різниці показів регістрів. Наприклад, за допомогою даної функції, використовуючи два датчики, які реагують на перетин двох променів в турнікеті, розташованих на відстані 5-10см, можна організувати окремий підрахунок відвідувачів, які зайшли і які вийшли.

Налаштування Raspberry Pi

В файлі /boot/config.txt додати рядок:

dtoverlay=w1-gpio,gpiopin=4

В командному рядку виконати:

sudo apt-get update -y

sudo apt-get install -y owfs ow-shell

В файлі /etc/owfs.conf додати рядок:

server: w1

Перезавантажити:

sudo reboot

Команда для перегляду ідентифікаторів усіх знайдених 1-wire пристроїв:

owdir /uncached

(ідентифікатори лічильників починаются з "1D.")

Команда для перегляду рахункових регістрів лічильника 1D.xxxxxxxxxxxx:

owget /uncached/1D.xxxxxxxxxxxx/counter.ALL ;echo

Для налаштування лічильника через веб-інтерфейс відкрити в браузері:

http://honey.com.ua/counter/setup.htm

В полі "owhttpd address:port" ввести "127.0.0.1:2121" (127.0.0.1 замінити на IP-адресу Raspberry Pi) і натиснути "Ok", в списку, що з'явився, вибрати необхідний ідентифікатор лічильника.

Приклад скетчу для Arduino

#include < DS2423.h >

OneWire ow(10); // DQ на пине 10, также необходим резистор 1кОм между DQ и VCC

DS2423 cnt(&ow);

void setup(void) {

Serial.begin(9600);

}

void loop(void) {

byte i;

byte addr[8];

unsigned long a, b;

if (!ow.search(addr)) {

Serial.println("No more addresses.");

ow.reset_search();

delay(5000);

return;

}

Serial.print("ROM =");

for (i = 0; i < 8; i++) {

Serial.write(' ');

Serial.print(addr[i], HEX);

}

Serial.println();

if (addr[0] == 0x1d &&

cnt.counter(addr, 0, &a) && cnt.counter(addr, 1, &b)) {

Serial.print(" Counter.A = ");

Serial.println(a);

Serial.print(" Counter.B = ");

Serial.println(b);

}

}

Посилання:

• Керівництво користувача
• Оглядова стаття
• Біблиотека для Arduino з прикладами скетчів
• Стаття про підключення і використання 1-wire