1-वायर

एक i-बटन एक प्लास्टिक फोब में, जैसा कि इस्तांबुल अकबिल (स्मार्ट टिकट) के लिए उपयोग किया जाता है

एम्बेडेड के साथ एक जावा रिंग i-बटन

1-वायर एक उपकरण संचार एड्रेस बस (कंप्यूटिंग) है जिसे डलास अर्धचालक द्वारा डिज़ाइन किया गया है जो कम-गति (16.3 kbit/s) प्रदान करता है) एकल विद्युत कंडक्टर पर डेटा, सिग्नलिंग और शक्ति प्रदान करता है।

1-वायर अवधारणा में I²C के समान है, लेकिन कम डेटा दरों और लंबी रेंज के साथ यह सामान्यतः डिजिटल थर्मामीटर और मौसम उपकरणों जैसे छोटे सस्ते इलेक्ट्रॉनिक घटक के साथ संवाद करने के लिए प्रयोग किया जाता है। संबद्ध मास्टर डिवाइस के साथ 1-वायर डिवाइस के नेटवर्क को माइक्रोलैन कहा जाता है। प्रोटोकॉल का उपयोग छोटी इलेक्ट्रॉनिक कुंजियों में भी किया जाता है जिन्हें डलास i-बटन कुंजी या के रूप में जाना जाता है।

एड्रेस बस की एक विशिष्ट विशेषता केवल दो तारों — डेटा और ग्राउंड का उपयोग करने की संभावना है। इसे पूरा करने के लिए, 1-वायर डिवाइस में 800 सम्मिलित हैं डेटा लाइन के सक्रिय होने की अवधि के दौरान डिवाइस को चार्ज और शक्ति देने के लिए फैराड संधारित्र का उपयोग किया जाता है।

उदाहरण

1-वायर डिवाइस विभिन्न पैकेजों में उपलब्ध हैं: एकीकृत परिपथ, एक टीओ-92-शैली ट्रांजिस्टर, और एक पोर्टेबल फॉर्म जिसे ए कहा जाता है i-बटन या डलास की जो एक छोटा स्टेनलेस स्टील पैकेज है जो बटन सेल जैसा दिखता है। निर्माता एकल घटक की तुलना में अधिक जटिल उपकरणों का भी उत्पादन करते हैं जो संचार के लिए 1-वायर एड्रेस बस का उपयोग करते हैं। 1-वायर अवधारणा में I²C के समान है, लेकिन कम डेटा दरों और लंबी रेंज के साथ यह सामान्यतः डिजिटल थर्मामीटर और मौसम उपकरणों जैसे छोटे सस्ते इलेक्ट्रॉनिक घटक के साथ संवाद करने के लिए प्रयोग किया जाता है।

1-वायर डिवाइस एक सिस्टम में अलग-अलग जगहों पर फिट हो सकते हैं। यह किसी उत्पाद के भीतर परिपथ बोर्ड के कई घटकों में से एक हो सकता है। यह तापमान जांच जैसे उपकरण के भीतर एक घटक भी हो सकता है। इसे निगरानी की जा रही डिवाइस से जोड़ा जा सकता है। कुछ प्रयोगशाला प्रणालियाँ मॉड्यूलर कनेक्टर या श्रेणी 5 केबल CAT-5 केबल वाले केबलों का उपयोग करके 1-वायर उपकरणों से जुड़ती हैं। ऐसी प्रणालियों में, पंजीकृत जैक RJ11 (6P2C या 6P4C मॉड्यूलर कनेक्टर, सामान्यतः टेलीफोन के लिए उपयोग किया जाता है) लोकप्रिय हैं।

कई 1-वायर घटकों को एक साथ जोड़कर सेंसर और एक्चुएटर्स के सिस्टम बनाए जा सकते हैं। प्रत्येक 1-वायर घटक में 1-वायर एड्रेस बस को संचालित करने के लिए आवश्यक सभी तर्क सम्मिलित हैं। उदाहरणों में तापमान लॉगर, टाइमर, वोल्टेज और करंट सेंसर, बैटरी मॉनिटर और याद सम्मिलित हैं। एड्रेस बस कनवर्टर का उपयोग करके इन्हें पीसी से जोड़ा जा सकता है। माइक्रोलैन को होस्ट पीसी से जोड़ने के लिए USB, RS-232 सीरियल और समानांतर पोर्ट इंटरफेस लोकप्रिय समाधान हैं। 1-वायर उपकरणों को विभिन्न विक्रेताओं के माइक्रोकंट्रोलर्स से सीधे जोड़ा जा सकता है।

किसी सतह, जैसे किसी तांबे के चालक के खंड से प्रवाहित विद्युत धारा की मात्रा (एम्पीयर में मापी गई) को परिभाषित किया जा सकता है।

i-बटन कनस्तर के ढक्कन और आधार को छूने वाले संपर्कों के साथ सॉकेट के माध्यम से 1-वायर एड्रेस बस सिस्टम से जुड़े हैं। वैकल्पिक रूप से, कनेक्शन एक सॉकेट के साथ अर्ध-स्थायी हो सकता है जिसमें i-बटन क्लिप, लेकिन जिससे इसे आसानी से हटाया जा सकता है।

प्रत्येक 1-वायर चिप में एक विशिष्ट पहचानकर्ता कोड होता है। यह विशेषता विशेष रूप से चिप्स बनाती है, i-बटन उपयुक्त इलेक्ट्रॉनिक कुंजी कुछ उपयोगों में ताले, बर्गलर अलार्म, कंप्यूटर सिस्टम, निर्माता-अनुमोदित सामान, समय घड़ियां और कुरियर और स्मार्ट तिजोरियों के रखरखाव की चाबियां सम्मिलित हैं। i-बटन काबिल (इस्तांबुल में सार्वजनिक परिवहन के लिए स्मार्ट टिकट) के रूप में उपयोग किया गया है।

बिजली की आपूर्ति

एप्पल मैग-सेफ और मैग-सेफ 2 कनेक्टर से लैस बिजली की आपूर्ति, डिस्प्ले और मैक लैपटॉप, कनेक्टर के मध्य पिन के माध्यम से कनेक्टेड मैक लैपटॉप को और उससे डेटा भेजने और प्राप्त करने के लिए 1-वायर प्रोटोकॉल का उपयोग करते हैं। डेटा में बिजली आपूर्ति मॉडल, वाट क्षमता और सीरियल नंबर सम्मिलित हैं; और लैपटॉप पूर्ण शक्ति भेजने के लिए निर्देश देता है, और कनेक्टर में लाल या हरे प्रकाश उत्सर्जक डायोड को प्रकाशित करता है। वास्तविक गड्ढा लैपटॉप बिजली की आपूर्ति, बिजली, वर्तमान और वोल्टेज रेटिंग के बारे में लैपटॉप को तीसरे तार के माध्यम से डेटा भेजने के लिए 1-वायर प्रोटोकॉल का उपयोग करती है। यदि एडॉप्टर आवश्यकताओं को पूरा नहीं करता है तो लैपटॉप चार्ज करने से मना कर देगा।

संचार प्रोटोकॉल

किसी भी माइक्रोलैन में, समग्र चार्ज में सदैव एक मास्टर/संयंत्र (प्रौद्योगिकी) होता है, जो एक निजी कंप्यूटर या एक माइक्रोकंट्रोलर्स हो सकता है। मास्टर एड्रेस बस में टकराव से बचाव को आसान बनाते हुए एड्रेस बस में गतिविधि प्रारम्भ करता है। टकराव का पता लगाने के लिए प्रोटोकॉल मास्टर के सॉफ़्टवेयर में बनाए गए हैं। टकराव के बाद, मास्टर आवश्यक संचार का पुनः प्रयास करता है।

1-वायर नेटवर्क एक सिंगल ओपन संग्राहक मॉस्फेट वायर है जिसमें सिंगल पुल-अप प्रतिरोधक है। पुल-अप प्रतिरोध तार को 3 या 5 वोल्ट तक खींचता है। मास्टर डिवाइस और सभी संयंत्रों में तार को चलाने के लिए एक ही ओपन-ड्रेन कनेक्शन होता है, और तार की स्थिति को समझने का एक तरीका होता है। 1-वायर नाम के बावजूद, सभी उपकरणों में एक दूसरा तार भी होना चाहिए, डेटा वायर के माध्यम से प्रवाहित होने वाली वापसी की अनुमति देने के लिए एक ग्राउंड कनेक्शन संचारित होता है। संचार तब होता है जब एक मास्टर या संयंत्र संक्षेप में एड्रेस बस को नीचे खींचता है, अर्थात पुल-अप प्रतिरोध को इसके आउटपुट मॉस्फेट के माध्यम से धरातल से जोड़ता है। निष्क्रिय होने पर डेटा वायर अधिक होता है, और इसलिए यह सीमित संख्या में संयंत्र उपकरणों को भी शक्ति प्रदान कर सकता है। इसके माध्यम से 16.3 kbit/s की डेटा दरें प्राप्त की जा सकती हैं। यह एक ओवरड्राइव मोड भी है जो 10 के कारक से संचार को गति देता है। माइक्रोकंट्रोलर पर एक सिंगल डिजिटल I/O पिन से एक छोटी 1-वायर एड्रेस बस चलाई जा सकती है। एक सार्वभौमिक अतुल्यकालिक रिसीवर-ट्रांसमीटर (UART) का भी उपयोग किया जा सकता है। इसमें विशिष्ट 1-वायर ड्राइवर परिपथ और नेटवर्क ब्रिज चिप्स उपलब्ध हैं। इसमें यूएसबी ब्रिज चिप्स भी उपलब्ध हैं। ब्रिज चिप्स विशेष रूप से 100 मीटर से अधिक लंबी केबल चलाने के लिए उपयोगी होते हैं। निर्माता द्वारा 300 मीटर तक मुड़े हुए जोड़े, अर्थात टेलीफोन केबल का परीक्षण किया गया है। इन चरम लंबाई को पुल-अप प्रतिरोधों से 5 to 1 kΩ समायोजन की आवश्यकता होती है।मास्टर रीसेट स्पंद के साथ ट्रांसमिशन प्रारम्भ करता है, जो तार को कम से कम 480 माइक्रोसेकंड |μs के लिए 0 वोल्ट तक खींचता है। यह एड्रेस बस में सम्मिलित हर संयंत्र डिवाइस को रीसेट करता है। उसके बाद, कोई भी संयंत्र उपकरण, यदि सम्मिलित है, तो दिखाता है कि यह एक उपस्थिति स्पंद के साथ सम्मिलित है: यह मास्टर द्वारा एड्रेस बस जारी करने के बाद एड्रेस बस को कम से कम 60μs तक नीचे रखता है।

एक बाइनरी संख्या 1 भेजने के लिए, एड्रेस बस मास्टर एक बहुत ही संक्षिप्त (1–15 μs) कम स्पंद बाइनरी नंबर 0 भेजने के लिए, मास्टर 60μs लो स्पंद भेजता है। संयंत्र डिवाइस में एक मोनोस्टेबल मल्टीवीब्रेटर प्रारम्भ करने के लिए स्पंद के गिरने (नकारात्मक) किनारे का उपयोग किया जाता है। संयंत्र में मल्टीवीब्रेटर गिरने वाले किनारे के लगभग 30μs डेटा लाइन को पढ़ता है। संयंत्र का आंतरिक टाइमर एक सस्ता एनालॉग टाइमर है। इसमें एनालॉग सहनशीलता है जो इसकी समय सटीकता को प्रभावित करती है। इसलिए, स्पंदनों की गणना मार्जिन के भीतर की जाती है। इसलिए, 0 स्पंद 60μs लंबा होना चाहिए, और 1 स्पंद 15μs से अधिक लंबा नहीं हो सकता।

डेटा प्राप्त करते समय, मास्टर प्रत्येक बिट को प्रारम्भ करने के लिए 1-15-μs 0-वोल्ट स्पंद भेजता है। यदि ट्रांसमिटिंग संयंत्र यूनिट 1 भेजना चाहता है, तो यह कुछ नहीं करता है, और एड्रेस बस पुल-अप वोल्टेज में जाती है। यदि प्रेषक संयंत्र 0 भेजना चाहता है, तो यह 60 μs डेटा लाइन को धरातल पर खींच लेता है।

मूल अनुक्रम एक रीसेट स्पंद है जिसके बाद 8-बिट कमांड होता है, और फिर डेटा 8 बिट्स के समूहों में भेजा या प्राप्त किया जाता है।

जब डेटा का एक अनुक्रम स्थानांतरित किया जा रहा है, तो 8-बिट चक्रीय अतिरेक जांच (कमजोर डेटा सुरक्षा) के साथ त्रुटियों का पता लगाया जा सकता है।.

कई उपकरण एक ही एड्रेस बस को साझा कर सकते हैं। एड्रेस बस में प्रत्येक डिवाइस में 64-बिट सीरियल नंबर होता है, जिसमें से 8 बिट चेकसम के रूप में उपयोग किए जाते हैं, इस प्रकार 2⁵⁶ के समष्टि की अनुमति देते हैं (7.2 × 10 से अधिक¹⁶) अद्वितीय उपकरण पहचान बिट नंबरिंग सीरियल नंबर का एड्रेस बस महत्वपूर्ण बिट एक 8-बिट नंबर है जो डिवाइस के प्रकार को बताता है। बिट नंबरिंग एड्रेस बस महत्वपूर्ण बिट एक मानक (1-वायर एड्रेस बस के लिए) 8-बिट सीआरसी है।

कई मानक प्रसारण निर्देश हैं, साथ ही साथ किसी विशेष उपकरण को संबोधित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले निर्देश भी हैं। मास्टर एक चयन निर्देश भेज सकता है, फिर एक विशेष उपकरण का पता अगला निर्देश केवल संबोधित डिवाइस द्वारा निष्पादित किया जाता है।

1-वायर एड्रेस बस गणना प्रोटोकॉल, अन्य सिंग्यूलेशन प्रोटोकॉल की तरह, एक एल्गोरिथम है जिसका उपयोग मास्टर एड्रेस बस में प्रत्येक डिवाइस के पते को रीड करने के लिए करता है। चूंकि पते में डिवाइस प्रकार और एक सीआरसी सम्मिलित है, पतों के रोस्टर को पुनर्प्राप्त करने से भी एड्रेस बस में उपकरणों की एक विश्वसनीय सूची तैयार होती है। उपकरणों को खोजने के लिए, मास्टर एक एन्यूमरेशन कमांड प्रसारित करता है, और फिर एक पता, प्रत्येक पते के बाद सुनता है। यदि किसी संयंत्र का पता अब तक भेजे गए सभी एड्रेस बिट्स से मेल खाता है, तो यह 0 लौटाता है। मास्टर एड्रेस बिट्स के वैध अनुक्रमों के लिए व्यवस्थित रूप से खोज करने के लिए इस सरल व्यवहार का उपयोग करता है। यह प्रक्रिया सभी संभावित 56-बिट संख्याओं की एक क्रूर बल खोज की तुलना में बहुत तेज है, क्योंकि जैसे ही एक अमान्य बिट का पता चलता है, बाद के सभी पता बिट्स को अमान्य माना जाता है। 56-बिट एड्रेस स्पेस को बाइनरी ट्री के रूप में खोजा जाता है, प्रति सेकंड 75 उपकरणों तक की अनुमति देता है। इस एन्यूमरेशन प्रोटोकॉल द्वारा जिस क्रम में डिवाइस एड्रेस की खोज की जाती है वह नियतात्मक है और केवल डिवाइस प्रकार और सीरियल नंबर पर निर्भर करता है। इन 56 बिट्स को बिट-रिवर्स करने से मैक्सिम के प्रकाशित एल्गोरिथम (एप्लिकेशन नोट 187 में परिभाषित एल्गोरिथम) का उपयोग करने वाले उपकरणों के लिए खोज का क्रम प्राप्त होता है). खोज एल्गोरिथ्म को एक वैकल्पिक रूप में कार्यान्वित किया जा सकता है, प्रारंभ में 0 के बजाय 1 के बराबर पता बिट्स के साथ पथ खोजना इस मामले में, 56 पता बिट्स को उल्टा करना और फिर उन्हें उलटने से खोज का क्रम प्राप्त होता है।

एड्रेस बस में उपकरणों का स्थान कभी-कभी महत्वपूर्ण होता है। इन स्थितियों के लिए, एक माइक्रोकंट्रोलर कई पिनों का उपयोग कर सकता है, या निर्माता के पास 1-वायर डिवाइस है जो एड्रेस बस को बंद कर सकता है या इसे पास कर सकता है। सॉफ्टवेयर इसलिए अनुक्रमिक एड्रेस बस प्रसारण डोमेन का पता लगा सकता है।

एक उपकरण के साथ उदाहरण संचार

निम्नलिखित संकेत एक क्षेत्र में प्रोग्राम की जा सकने वाली द्वार श्रंखला द्वारा उत्पन्न किए गए थे, जो DS2432 (EEPROM) के साथ संचार के लिए मास्टर था) चिप, और एक तर्क विश्लेषक के साथ मापा जाता है। 1-वायर आउटपुट पर लॉजिक हाई का मतलब है कि एफपीजीए का आउटपुट ट्राई-स्टेट मोड में है और 1-वायर डिवाइस एड्रेस बस को नीचे खींच सकता है। इसका मतलब है कि एफपीजीए एड्रेस बस को नीचे खींचती है। 1-वायर इनपुट मापा गया एड्रेस बस सिग्नल है। इनपुट नमूना समय अधिक होने पर, एफपीजीए डिवाइस प्रतिक्रिया का पता लगाने और बिट्स प्राप्त करने के लिए इनपुट का नमूना लेता है।

विकास उपकरण

1-वायर एड्रेस बस का विकास और/या समस्या निवारण करते समय, हार्डवेयर संकेतों की जांच बहुत महत्वपूर्ण हो सकती है। तर्क विश्लेषक और एड्रेस बस विश्लेषक ऐसे उपकरण हैं जो हाई-स्पीड वेवफॉर्म को देखने को आसान बनाने के लिए संकेतों को इकट्ठा, विश्लेषण, डिकोड और स्टोर करते हैं।

यह भी देखें

• एसडीआई-12, सिंगल डाटा वायर कम्युनिकेशन स्कीम
• सिंगल-वायर ट्रांसमिशन लाइन, ग्राउंड रिटर्न वायर पथ के बिना केवल 1 तार के साथ इलेक्ट्रिक शक्ति ट्रांसमिशन के लिए एक तकनीक
• स्पर्श स्मृति

बाहरी संबंध

• 1-Wire Device
• Accessing, Reading, and Writing to 1-Wire devices using a UART
• Using a UART to Implement a 1-Wire Bus Master
• iButton, iButtonLink
• Guidelines for Reliable Long Line 1-Wire Networks
• Choosing the Right 1-Wire Master for Embedded Applications
• OWFS — 1-Wire file system for Linux
• Guides to working with 1-Wire, for programmers and engineers
• Getting 1-Wire sensors working in Linux using OWFS
• 1-wire Arduino tutorial
• Guide to writing software for 1-Wire/ MicroLan using Lazarus, "the free Delphi".