Cómo conectar un sensor de temperatura DS1820 One‑Wire a Raspberry Pi usando GPIO

Monitorizar temperatura interior o exterior con una Raspberry Pi puede hacerse con una configuración mínima. Esta guía muestra cómo cablear un sensor DS18S20 (DS1820) 1‑Wire directamente a un pin GPIO, leer temperaturas en software y registrar los datos con RRDtool.

Raspberry Pi y 1‑Wire

El DS18S20, DS18B20 y DS1822 son sensores de temperatura 1‑Wire que caben en encapsulado TO‑92 y combinan sensor, ADC e interfaz serie. Aunque comparten el mismo pinout e interfaz software, difieren en coste y precisión – el DS18S20 ofrece precisión ±0,5 °C, el DS18B20 ±0,5 °C y el DS1822 ±0,5 °C también, pero este último es más barato.

Cada dispositivo tiene tres pines: Tierra (GND, pin 1), Datos (DQ, pin 2) y Alimentación (V_DD, pin 3). Una alimentación parasitaria (3–5 V) permite alimentar el sensor únicamente desde la línea de datos usando una resistencia pull-up.

Solo una resistencia

Conecte el pin DQ del sensor al GPIO 4 de la Pi. Conecte GND a tierra de la Pi y V_DD a GND, habilitando alimentación parasitaria. Coloque una resistencia pull-up de 4,7 kΩ entre 3,3 V y GPIO 4. Un pequeño breadboard o un header de ángulo recto mantiene el cableado ordenado y cabe dentro de la carcasa oficial de la Pi.

Controladores software 1‑Wire

En Raspbian (o cualquier distro basada en Debian) cargue los módulos del kernel con:

sudo modprobe w1-gpio pullup=1
sudo modprobe w1-therm

La opción pullup=1 indica al controlador que el sensor se alimenta a través de la resistencia pull-up. Tras cargar, cada sensor aparece como subdirectorio bajo /sys/bus/w1/devices. El nombre del directorio consiste en el código de familia y el identificador único de 64 bits del sensor: DS18S20/DS1820 usan código de familia 10, DS18B20 usa 28 y DS1822 usa 22.

Dentro de cada directorio está w1_slave, que contiene dos líneas. La primera muestra el volcado de registros brutos y una comprobación CRC. La segunda termina con t=xxxx, la temperatura en miligrados Celsius. Ejemplo:

cd /sys/bus/w1/devices
cd 10-000801b5*
cat w1_slave
0f 00 4b 46 ff ff 06 10 0c : crc=0c YES
0f 00 4b 46 ff ff 06 10 0c t=7375

El valor 7375 corresponde a 7,375 °C. Tenga en cuenta que la hoja de datos especifica precisión de ±0,5 °C, por lo que la temperatura real está dentro de ±0,5 °C de la lectura.

Para asegurar que los módulos carguen al arranque, añádalos a /etc/modules:

# /etc/modules
w1-gpio pullup=1
w1-therm

Base de datos Round‑Robin (RRDtool)

Para almacenamiento a largo plazo y visualización, RRDtool es ideal. Instálelo con:

sudo apt-get install rrdtool python-rrdtool

Defina una base de datos que registre un valor cada 15 minutos y guarde agregados diarios durante diez años:

rrdtool create temperature.rrd --step 900 \
DS:temp0:GAUGE:1200:-40:80 \
DS:temp1:GAUGE:1200:-40:80 \
RRA:AVERAGE:0.5:1:960 \
RRA:MIN:0.5:96:3600 \
RRA:MAX:0.5:96:3600 \
RRA:AVERAGE:0.5:96:3600

Adquisición de datos con Python

A continuación se muestra un script mínimo en Python que lee w1_slave e inserta el valor en la base de datos RRDtool. Ajuste las rutas de sensores y nombre de archivo de base de datos según necesite.

import os
import rrdtool

W1_PATH = '/sys/bus/w1/devices'
DB_FILE = 'temperature.rrd'

def read_temp(sensor_id):
    with open(f'{W1_PATH}/{sensor_id}/w1_slave') as f:
        lines = f.readlines()
    if lines[1].strip().endswith('YES'):
        temp_milli = int(lines[1].strip().split('t=')[-1])
        return temp_milli / 1000.0
    return None

# Ejemplo para dos sensores
temps = {
    'temp0': read_temp('10-000801b5'),
    'temp1': read_temp('28-0000045e')
}
rrdtool.update(DB_FILE, ','.join(str(t) for t in temps.values()))

Ejecute el script periódicamente (p. ej., vía cron) para mantener la base de datos actualizada.