我有一个为我侄女制作的盒子，可以让她和我交换语音信息。它由 Raspberry Pi 供电，具有两个按钮、一个 LED、一个麦克风和一个扬声器。
现在，在圣诞节，我希望我的侄女能够通过将硬件令牌插入设备，与不同的朋友（4 岁、8 岁或 16 岁）和亲戚交换这些语音消息，其中包含那个人的照片。
我现在正在寻找添加此功能的最简单方法。
因此，使用带有 3 个引脚的 3.5 毫米插头，我可以将电源添加到一个引脚，然后将另外两个与该引脚连接或断开，这将给我留下两个位，导致 4 个人（除了我作为默认值，如果插座在插入插头时提供开关）。
如果我有一个模数转换器，我可以在三个引脚上添加一个分压器并将电压用作指示器。但是，Raspberry Pi 没有内置的，所以我正在寻找一种智能方法来使用其中一个 GPIO 引脚来实现这一点。
使用 1-wire 总线和按钮内部的任何 1-wire 芯片。我写了“any”，因为每个 1-wire 芯片都有自己唯一的硬件地址，所以您在 RPi 端需要的只是检查芯片是否被检测到，例如使用 bash 命令：
ls /sys/bus/w1/devices/
并检查它的输出是否存在与此硬件地址完全相同的子目录。
在 RPi HW 端，您只需将额外的插孔插座连接到正确的 I/O 引脚（GND + DATA）。这里不需要使用任何电源连接，因此对于 RPi 来说，它看起来比使用 I2C 的类似解决方案最安全（I2C 需要有专用的电源线，这会导致短路时损坏 RPi 的风险）。
编辑：为了可靠的工作，您应该在 DATA 线和 Vcc (3.3V) 之间添加上拉电阻 4.7kOhm。
您可以使用最流行和最便宜的 DS18B20 芯片，它还提供了测量室温的可能性；)，或者 DS2401，它还提供了唯一的序列号。
我会让每个“令牌”成为 I2C 设备。使用尖-环-环-柄式插孔将为您提供 4 个导体——接地、电源、数据和时钟。每个令牌都需要有自己的 I2C 地址，并且您将编写一个函数来嗅探 I2C 总线上的设备。
这可以通过一组并联的电阻器和电容器来完成，每对具有不同的 RC 产品。您可以将 gpio 输出拉高足够长的时间，然后将其转换为输入并测量电容放电所需的时间。时间常数可能从微秒到毫秒不等，您可以区分任意数量的人。
要晶莹剔透。我不讨厌 1-wire 令牌的想法。我其实很喜欢。以这种方式使用 1-wire 正是 1-wire 总线的用途。我担心的是这个项目是玩具级的；低安全性/预算。然后，当您添加耐用性考虑因素时，很明显可能需要其他不涉及专用芯片的选项。这带来了以下内容。
为什么？因为 RC 代币...
对于 Pi 端电子设备，您只需要两个 GPIO 引脚；充电引脚和感应引脚。您还需要/需要一个快速充电电路，我将在图表后解释。
快速充电电路用一个小得多的电阻绕过定时电阻。这允许令牌中的电容器几乎立即充电（好吧，就用户将看到的任何方式而言）。它还使得感应引脚不会直接看到充电引脚。相反，它将严格查看电容器电压。值并不重要，但是，二极管确实需要是肖特基/小信号二极管，否则它将从 3.3v 的顶部切断很多。这也可以用一个 5v 的晶体管代替，但可能需要保护输入引脚。
在那之后，都是代码，这也很简单。
（注意：当场想出这个。它完全未经测试。标准免责声明适用；风险自负，调整口味等）
import RPi.GPIO as GPIO
import time
#Setup some pins
GPIO.setup(<charging_pin>, GPIO.OUT)
GPIO.setup(<sensing_pin>, GPIO.IN)
# Set "charging" pin to 3.3v
GPIO.output(<charging_pin>,TRUE)
# Wait some time for the capacitor to be fully charged
time.sleep(1.0)
# Set the charging pin to 0v
GPIO.output(<charging_pin>,FALSE)
#count how long the sense pin stays high
counter=0
while GPIO.input(<sensing_pin>) == GPIO.HIGH:
counter += 1
time.sleep(0.01)
# Finally our counter is going to have a value proportional to the RC
# time delay of our token. Window match it to bounds, and we're golden.
if (counter > a) and (counter < b):
print "Is person X"
if (counter > b) and (counter < c):
print "Is person Y"
[...]
最后（并且只是作为一个旁白/事后考虑）同样的事情不会太糟糕重新用作电容器测试仪/仪表，因为这基本上就是我们在这里所做的一切。
这比 1-wire 解决方案要困难得多。1-wire 解决方案即插即用。RC会有一堆接线和焊接等等。单独的 Pi 侧电路将非常复杂，以至于总成本将高于仅使用 1 线。
一点也不真实。
我想我已经在上面展示了 RC 解决方案是多么微不足道；约 13 行代码，3 个组件 Pi 侧，每人 1 个电容器。其实很简单。
不可否认，1-wire 的设置同样相当简单，但那是因为您正在购买自己的出路。每个 1-wire 代币增加了一个 0.5 美元的芯片，而每个 RC 代币添加的只是一个 0.01 美元的电容器。
你的想法很容易受到静电的影响。Raspberry Pi 容易受到静电的影响。这很容易受到静电的影响。那很容易受到静电的影响。你的狗容易受到静电的影响。等等等等等等
新闻快讯！从技术上讲，一切都容易受到静电/ESD的影响，即使是你！不相信我？拿着雨伞在空旷的地方脱颖而出，证明我是对的。（PS。不要这样做）
但是，如果我们不聪明@$$，那么我们会画出明显的线条。常识点是在 CMOS IC 上，因为从非常真实和实际的意义上说，这实际上很容易受到静电的影响。有趣的是，我们完全不用 IC 就可以完全解决这个问题！
无源器件对于所提出的任务几乎同样简单，并且对 ESD 更稳健。时期。这就是为什么人们可能要重新考虑其他方法的原因。
现在，当然，树莓派总是容易受到静电的影响，除非你移除树莓派，否则无法解决这个问题。当然，这也不实用。所以，我们能做的最好的就是做其他人用这些柠檬做的事情。首先，我们将带有适当保护环的 Pi 侧的插座接地。其次，我们可以疯狂使用 TVS 二极管等。底线在这里...
简单的无源是不安全的。它们很容易伪造/复制/破解/等。
(-_-) ...这是儿童玩具 FFS ...我们为什么要在其中引入信息安全？即便如此，您真的认为 1-wire 硬件地址（或者更糟的是 SPI/I2C 地址）是一种很好的安全机制吗？真的吗？你是认真的吗！？
好的，那么这个怎么样......把这个想法带到security.SE。看看他们怎么说。（提示：带上绷带，你会被撕破一个新的。）
不，唯一一次 1-wire 是安全的，是如果您使用的是实际的安全令牌/身份验证器[ 1 ]。然后它可以是国家安全的......除了攻击者肯定可以物理访问身份验证设备的事实......
编辑：将其余部分分解为自己的答案，因为它就是这样；一个不同的答案。