Raspberry PiでMaxim 1-WireセンサーとDS2482 I2Cブリッジを用いた温度測定

Maxim 1-WireセンサーとDS2482 I2CブリッジによるRaspberry Pi温度測定

正確な温度監視は、気候制御からデータロギングまで、多くのRaspberry Piプロジェクトで不可欠です。DS18B20などのMaxim Integrated 1-Wireファミリセンサーは、シンプルでピン数の少ないソリューションを提供します。DS2482 1-Wire-I2Cブリッジを使用すると、最大10個のセンサーを単一のI2Cバスに接続でき、PiのGPIOフットプリントを最小限に抑えられます。

ハードウェア概要

• Raspberry Pi – I2Cバス搭載モデル（Pi 2/3/4など）
• DS2482‑2 – I2C上の1-Wireマスター、アドレス0x18
• Maxim 1-Wire温度センサー – 最大10台、各々固有の1-Wireアドレスを持つ
• プルアップ抵抗 – 1-Wireデータライン用4.7kΩ（DS2482がプルアップを処理する場合は任意）

ソフトウェア前提条件

本手順は、カーネルソースが利用可能な標準的なRaspbianインストールを前提としています。以下の変更後にカーネルをリビルドする必要があります。

ステップ1 – I2Cバス上でDS2482を有効化

カーネルソース内のarch/arm/mach-bcm2708/bcm2708.cを修正し、DS2482をI2Cデバイスとして登録します。以下のプラットフォームデバイス定義とボード情報配列を追加：

static struct platform_device bcm2708_bsc1_device = {
    .name = "bcm2708_i2c",
    .id = 1,
    .num_resources = ARRAY_SIZE(bcm2708_bsc1_resources),
    .resource = bcm2708_bsc1_resources,
};
static struct i2c_board_info __initdata pi_i2c_devs[] = {
    { I2C_BOARD_INFO("ds1307", 0x68)},
    { I2C_BOARD_INFO("ds2482", 0x18)},
};
...
bcm_register_device(&bcm2835_thermal_device);
i2c_register_board_info(1, pi_i2c_devs, ARRAY_SIZE(pi_i2c_devs));

デバイス追加後、カーネルを再コンパイルしてインストールします。

ステップ2 – カーネルで1-Wireプルアップを処理

drivers/w1/w1_io.cを修正し、DS2482が変換中にプルアップ抵抗を制御できるようにします。w1_post_write関数を以下に置き換え：

static void w1_post_write(struct w1_master *dev) {
    if (dev->pullup_duration) {
        if (dev->enable_pullup && dev->bus_master->set_pullup) {
            dev->bus_master->set_pullup(dev->bus_master->data, 0);
            msleep(dev->pullup_duration);
        } else {
            msleep(dev->pullup_duration);
        }
        dev->pullup_duration = 0;
    }
}

ステップ3 – DS2482ドライバにプルアップ制御を追加

drivers/w1/masters/ds2842.cに、遅延要求時にDS2482の強力プルアップを有効化するヘルパーを追加：

static u8 ds2482_w1_set_pullup(void *data, int delay) {
    struct ds2482_w1_chan *pchan = data;
    struct ds2482_data *pdev = pchan->pdev;
    u8 retval = 1;
    u8 cfg;
    if (delay) {
        ds2482_wait_1wire_idle(pdev);
        retval = ds2482_send_cmd_data(pdev, DS2482_CMD_WRITE_CONFIG,
            ds2482_calculate_config(DS2482_REG_CFG_SPU | DS2482_REG_CFG_APU));
        ds2482_wait_1wire_idle(pdev);
    }
    return retval;
}

最終ステップ

• 新しいカーネルでリビルドし、Piを再起動。
• /sys/bus/i2c/devices/1-0018にDS2482が現れることを確認。
• Maxim 1-WireセンサーをDS2482データライン（ピン1）とグランドに接続。
• 各センサーが/sys/bus/w1/devices/に表示され、cat /sys/bus/w1/devices/28-xxxxxxxxxxxx/w1_slaveで温度値が返ることを確認。

これらのカーネル調整により、Raspberry Piは単一のDS2482ブリッジを通じて最大10個の1-Wire温度センサーを確実に読み取れるようになり、マルチセンサー監視プロジェクトに最適です。

追加リソース

• Maxim Integrated – DS2482データシート
• Raspberry Pi – I2Cチュートリアル
• eLinux – Raspberry Piカーネル設定