Сегодня мы познакомимся с интересным протоколом 1-Wire и даже сразу попробуем поработать с устройством, использующим этот протокол. «Как?» — спросите Вы – «мне не нужно будет покупать детали в радиомагазине?»
«Нет» — отвечу я 🙂 С большой долей вероятности, Вы пользуетесь устройством 1-Wire и, возможно, даже не догадываетесь об этом 🙂 Это всего-навсего – ключ-таблетка от домофона (iButton)!
Неужели?
Достанем ключи из кармана и примемся их пристально разглядывать 🙂
У меня контактная площадка сильно затёрта, но какие-то надписи проглядывают.
Потёр площадку фломастером и становится видна заветная надпись:
iButton.com
00000F67CE41
1-Wire
0744 UB1 DS1990A#F5
Ага! 1-Wire!
Так что же это за интерфейс?
Это однопроводной интерфейс, разработан фирмой Dallas Semiconductor (ныне MAXIM) в конце 90-х годов.
Этот интерфейс интересен тем, что для двустороннего обмена требуется всего одна линия! (отсюда и название 🙂
Подробнее об интерфейсе здесь.
Возвращаемся к нашему ключу 🙂 На самой таблетке указан тип устройства и, похоже, уникальный номер микросхемы 😉
DS1990A – это и есть название нашего устройства.
Смотрим варианты iButton-ов на сайте производителя
Наш ключ — это самая первая модель в списке 🙂
DS1990A — 64 Bit ID — уникальный серийный номер-ключ
Страничка этого ключика здесь, а здесь можно скачать датащит 😉
Число после # определяет форм-фактор ключа – у меня F5.
Итак, наш ключ хранит 64 бита уникальной информации
Питается от 2.8V до 6.0V
К центральной контактной площадке подключается линия данных, а к боковой каёмке – землю.
Ключ может работать в диапазоне температур от -40°C до +85°C – впрочем, это нам не нужно 🙂
Читаем датащит далее 🙂
Величина подтягивающего резистора рекомендуется в 2.2k
Так… запомним 🙂
Каждый DS1990A прошивается уникальным 64-битным номером
первые 8 бит — номер серии устройства (01h)
следующие 48 бит — уникальный серийный номер
последние 8 бит — CRC-код предыдущих 56 бит информации 🙂
(Cyclic redundancy code, CRC — циклический избыточный код) — способ цифровой идентификации некоторой последовательности данных, который заключается в вычислении контрольного значения её циклического избыточного кода.
Далее в датащите перечислены команды, которые понимает ключ:
33h — считать ROM — команда позволяет считать заветные 64-бита данных ключа
F0h — поиск ROM — т.к. к сети 1-wire может быть подключено несколько устройств данная команда используется для идентификации подключённых устройств.
55h — соответствие ROM / CCh — пропуск ROM
— данные команды входят в минимальный набор необходимых команд 1-wire-устройств. Т.к. в ключе DS1990A эти команды не требуются — он на них не отвечает.
Arduino/CraftDuino/Freeduino может работать с 1-Wire, используя библиотеку Jim Studt-а – OneWire.
Настало время пообщаться с нашим ключиком! 🙂
Схема подключения – крайне проста (это ведь 1-Wire! 🙂
Далее нужно скачать библиотеку OneWire и поместить её в свою директорию libraries.
Код скетча:
#include <OneWire.h>
/*
* тестируем работу по 1-Wire с ключём-таблеткой DS1990A
*/
OneWire ds(10); // на digital pin 10
void setup(void) {
Serial.begin(9600);
}
void loop(void) {
byte i;
byte present = 0;
byte data[12];
byte addr[8];
if ( !ds.search(addr)) {
Serial.print("No more addresses.\n");
ds.reset_search();
return;
}
Serial.print("R=");
for( i = 0; i < 8; i++) {
Serial.print(addr[i], HEX);
Serial.print(" ");
}
if ( OneWire::crc8( addr, 7) != addr[7]) {
Serial.print("CRC is not valid!\n");
return;
}
if ( addr[0] != 0x01) {
Serial.print("Device is not a DS1990A family device.\n");
return;
}
Serial.println();
ds.reset();
delay(1000);
}
Происходит постоянный поиск устройств на линии 1-Wire. Пока ключ не подключён – выдаётся:
No more addresses.
При подключении ключа-таблетки – считывается её номер и выдаётся в COM-порт.
Например, вот что выдаётся при подключении ключа-таблетки, с которого начиналась эта статья:
Первая цифра – номер серии – 01h
Далее, как видим, действительно ключ хранит номер, нанесённый на своём корпусе 😉
Только этот номер выведен наоборот – как и положено по протоколу 1-Wire – начиная с младшего байта 😉
Последний байт –B6h - CRC-код предыдущих байт.
Ура! Вот мы и считали наш ключ 🙂
Теперь можно самостоятельно сделать замок для комнаты или разблокировать свой компьютер по ключу 🙂 Фантазируем 🙂
Читать далее: Arduino/CraftDuino и эмулятор iButton.
Cсылки:
Интерфейс 1-Wire - данная замечательная статья использовалась при написании заметки об интерфейсе 1-Wire
iButton
варианты iButton
Understanding and Using Cyclic Redundancy Checks with Maxim iButton Products
http://en.wikipedia.org/wiki/1-Wire
http://ru.wikipedia.org/wiki/Фантомное_питание
http://ru.wikipedia.org/wiki/Порядок_байтов
http://ru.wikipedia.org/wiki/CRC
библиотека Jim Studt-а – OneWire для Arduino
23 комментария на «“Практическое программирование Arduino/CraftDuino — протокол 1-Wire и iButton”»
ага, т.е. таким образом можно и сделать обратную операцию? сообщить в домофон код ключа посредством ардуино?
разумеется 🙂 про это в следующей статье 😉
И сколько времени понадобится для подбора неизвестного ключа?)
я об этом напишу в следующей статье 🙂 но сразу хочу анонсировать, что обычный брут-форс не получится 🙁
однако, на некоторых домофонах есть другая возможность 😉
Почемуто после создания папки libraries и копирования в неё папки с библиотекой OneWire выдает ошибку
21: error: OneWire.h: No such file or directory In function ‘void loop()’:
Если же в #include прописать полный путь #include <C:\\arduino-0017\lib\OneWire\OneWire.h>
Выдает ошибку
C:\DOCUME~1\snk\LOCALS~1\Temp\build2355.tmp/_1wire.cpp:46: undefined reference to `OneWire::reset()’
Подскажите что делать?
в Вашем случае библиотеку нужно поместить в каталог
Ещё вопрос почему в serial monitor пишет чтото вроде
R=0 0 0 0 0 0 0 0 Device is not a DS1990A family device.
R=0 0 0 0 0 0 0 80 CRC is not valid!
R=0 0 0 0 0 8 0 40 CRC is not valid!
Причина может быть в том, что вместо 2,2 ком взял 2 ком?
В какое именно зазмление на плане arduino нужно втыкать провод?
резистор 2-2.2к, , не должен так сильно влиять.
В землю — в любую — они гальванически связаны.
У меня почти также пишет:
R=1 5D 9B 9 B 0 0 CC Device is not a DS18S20 family device.
R=1 5D 9B 9 B 0 0 CC Device is not a DS18S20 family device.
R=1 5D 9B 9 B 0 0 CC Device is not a DS18S20 family device.
но для разных ключей разные цифры. такое ощущение что он ключ видит, но почемуто считает его неправильным.
Есть хорошее . Там же есть код для микроконтроллеров PIC — от кнопки iButton. Кстати, разобравшись в особенностях работы протокола, можно создавать небольшие (или большие — кому как) сети 1-Wire устройств — сети Microwire — а это уже интересней.
Использовал резистор 2.7 ком. Всё хорошо читается, но заметил такую особенность: на монитор выводятся
не все нули. На таблетке написано 3A 00 00 12 A1 A3 03 01, а на монитор выводится 13 A3 A1 12 00 3A.
Почему так?
а если так?
Обратите внимание на скриншот, приведённый в статье 😉
просто print не дополняет нулями слева 🙂
А можно ли сделать, чтоб выводиллись все нули?
всё в ваших руках 😉 можете просто проверять, что текущий элемент массива меньше 16 и выводить дополнительный 0.
Дополнить можно, но ноль может стоять в любом месте и чё куда дополнять.
Так или иначе спасибо за совет.
Забыл сказать, данные я вывожу не на СОМ порт, а на LCD дисплей, подключенный к Arduino,
без промежутков между байтами, командой LCD.print. И именно по этому отсутствие ноликов удручает.
А почему в данном примере считывается и выводится не содержание ПЗУ, а его адрес? Разве читать сам ROM не нужно?
Кстати, у моего ключа, CRC8 почему-то равна последнему байту адреса. (Возможно, совпадение…)
Ogogon.
Помогите не могу никак разобраться! У меня Ардиуно Мега 1280 и ни одна из двух библиотек OneWire не работает! — все отлично компилируется и записывает в ардуину, но ключи не считываются! Все время повторяется надпись No more addresses. Кто знает в чем может быть дело? может есть какое то несоостветствие в номерах выводов на плате, но как узнать что чему соовтетсвтует???
Та же история, в одном источнике было указано на необходимость обновления библиотеки.Где ее взять?
А какой ключик использовали? Ключи от домофонов Цифрал и Визит не подходят. У них собственный протокол, отличный от DS1990A! Если пробовать их, то как раз и будет постоянно надпись No more addresses. Хотя иногда может и прочитать все нули и выдать ошибку. Нужно использовать только оригинальные ключи DS1990A или их ПОЛНЫЙ аналог…
АВТОРУ: Братишка, что тебе ответил NNM, по поводу обнаруженного плагиата? У них это норма?
Товарищи, собираю схему, код читается только с одного «неопознанного» ключа и то постоянно выдает разные коды.
Работает только с резистром на 1ком.
Со вторым ключом TM01A не работает ни как.
Если нету вообще никаких резисторов (как было у меня), то у меня сработал следующий вариант.
В секцию setup добавляем
И объединяем 10 и 11 пины перемычкой. Тогда ваш iButton ключ будет питаться через встроенные в микроконтроллер резисторы. Если не работает — можно попробовать добавить ещё несколько пинов, у которых включены подтягивающие резисторы.