Installation d’un capteur de température 1-wire DS18B20 sur Raspberry – partie 1

La série d’articles :

• Partie 1 : Installation capteur DS18B20 et lecture en ligne de commande
• Partie 2 : Lecture des valeurs avec un script Python basique
• Partie 3 : Lecture des valeurs avec un script Python avancé et stockage dans une base MySQL

Le matériel nécessaire :

• 1 raspberry pi fonctionnel avec Raspbian installé
• 1 resistance 4700 ohms (jaune-violet-rouge)
• 1 capteur de température DS18B20

Compter 1 euro sur amazon/ebay/aliexpress ou 2 euros pour la version étanche

Le capteur DS18B20 de Dallas est un capteur numerique sur bus 1-wire, et ça tombe bien car Raspbian est déja configuré pour faire fonctionner le 1-wire (uniquement sur le GPIO 4). Du coup l’installation et l’utilisation de ce capteur est vraiment très simple.

De plus il est possible de mettre plusieurs capteurs 1-wire à la suite sur le même port . il suffit de les brancher en parallèle , une seule résistance suffit quelque soit le nombre de capteur.

Ce type de capteur peux se brancher de 2 manières :

• en mode alimenté : 3 fils à brancher : positif , masse et data
• en mode parasite : 2 fils à brancher : masse et data , le positif étant rélié à la masse

le mode parasite par contre demande plus de puissance pour réussir a convertir la temperature et le Raspberry n’est pas capable de la fournir. c’est pour ça que certaines personnes ont une sonde qui indique toujours 85°C

Il existe une version de cette sonde DSB18B20-P ou PAR qui se branche uniquement en mode parasite , faites attention lors de l’achat à bien prendre la version normale DS18B20

La résistance de pull up sert a maintenir un niveau haut sur la broche afin d’éviter les fausses mesures dues aux fluctuations du voltage

Pour brancher tout ce petit monde je vous conseille d’utiliser une nappe 26 fils

tuto pour en fabriquer une facilement avec une nappe IDE

le branchement est simple , 3 fils à brancher :

• 1-la masse (GND): sur le 0v du Raspberry (broche 9)
• 2-le data (DQ): sur le port GPIO 4 (broche 7) (il s’agit du port 1-wire du raspberry)
• 3-le plus (Vdd) : sur le 3.3v (broche 1)

et la resistance (pull-up) entre le 3.3v et le data
pour la version etanche ca depend de la couleur des fils mais en général on a le fil noir pour la masse , le rouge pour le 3.3v et le jaune ou bleu pour le data

Il faut par contre absolument faire attention au sens de branchement. sinon le capteur va très rapidement chauffer et claquer. Donc,  touchez le capteur juste après avoir mis votre circuit sous tension. Si il chauffe, coupez tout et recommencer votre branchement!

Voila le plus dur est fait , maintenant pour lire la température c’est vraiment ultra facile , il suffit juste de savoir lire un fichier sous linux

Test du capteur :

Connectez vous sur la console avec votre logiciel habituel, par exemple PuTTy puis tapez les commandes suivantes :

 

éditez le fichier
/boot/config.txt 

et ajoutez cette ligne à la fin

dtoverlay=w1-gpio

puis rebooter le raspberry:

sudo reboot

Une fois la machine rebootée passons a la suite :

Ces deux commandes vont permettre à linux de charger les modules et de communiquer avec la sonde. 

sudo modprobe w1-gpio
sudo modprobe w1-therm

Si vous voulez charger ces modules directement au boot, éditez le fichier
/etc/modules
et ajoutez ces 2 lignes à la fin

w1-gpio
w1-therm

sous linux tous les péripheriques sont gérés comme des fichiers, on se déplace donc dans le répertoire des péripheriques et on liste le contenu, chaque sonde possède un numéro de série , si vous avez mis plusieurs sondes vous verrez plusieurs répertoires commencant par 28 (en fait il s’agit de lien vers les répertoires) chez moi j’ai mis 3 sondes:

cd /sys/bus/w1/devices/
ls -l

déplacez vous dans le répertoire de votre sonde

cd 28-xxxxxxxx
ls -l

et affichez le contenu du fichier qui nous intéresse w1_slave qui contient la température :

more w1_slave

la température est indiquée en degrés celsius x1000 à la fin de la 2 eme ligne, il suffit donc de diviser par mille pour avoir la température exacte , ici 20.75 °C

Et voila votre maitrise du Raspberry viens d’augmenter un peu 🙂

Comprendre le fonctionnement du  fichier w1_slave:

En réalité ce fichier n’est pas mis a jour en permanence ,le capteur n’envoi la température que si on lui demande et pour lui demander …il suffit de lire le fichier 🙂 .

en effet au moment d’afficher le fichier ( que ce soit avec un cat , un more, un vi …) celui ci est vide mais linux va envoyer une requete au capteur , qui lui  renvoi la valeur qui au final est stocké dans le fichier et enfin le fichier s’affiche sous vos yeux emerveillés.

C’est ce qui explique la petite latence entre la demande d’affichage et la réponse .

Par defaut  la durée  du calcul (convertion time) est de 750 ms avec une résolution sur 12 bits

Cette latence n’est pas le fruit du hasard , les sondes DS18B20 ont une résolution modifiable.

Resolution	9 bit	10 bit	11 bit	12 bit
Conversion Time (ms)	93.75	187.5	375	750
LSB (°C)	0.5	0.25	0.125	0.0625

 Attention la différence entre les résolutions n’est pas synonyme de marge d’erreur ou de précision, simplement l’échelle est gradué  de 0.5° en 0.5° sur 9 bits ou de 0.0625° sur 12 bits mais la marge d’erreur reste de 0.5° tout le temps

De tout façon il me semble que sur le module w1-therm de Raspbian il n’est pas prévu de pouvoir modifier cette résolution donc on est sur 12 bits par défaut.

 le fichier contient 2 lignes avec des valeurs en hexa et en clair.

ce qui nous interesse c’est la fin en clair des 2 lignes.

la 1 ère contient soit YES soit NO

si c’est YES ça veut dire que la 2 ème ligne contient la température

si c’est NO ça veut dire que le capteur n’a pas réussi a lire la température , ce qui peut arriver de temps en temps a cause de parasite. il suffit de relire une 2 ème fois .

La température est indiquée  à la fin de la 2 eme ligne, il faut diviser par 1000 pour avoir la température exacte.

Voila , dans la partie 2 nous verrons comment lire cette sonde avec un script python