питание датчика ds18b20 и резистор подключать к 5В или всё же к 3.3В.
Подключайте к 3.3 вольтам. При работе от 3.3 вольт, если работает ненадежно, то надо подобрать (уменьшить) сопротивление резистора( меньше 1 ком не стоит ставить).
Резистор, чем ближе к выводу есп, тем лучше.
Работает надежно даже на длинных проводах > 10 m., даже при подключении звездой.
Программную обработку ошибок датчиков никто не отменял, если хоть один датчик пропал или выдал ошибку, переинициализация по новой всех датчиков, в библиотеке обычно это легко сделать.
Т. е. толерантны ли входы к 5В как например на STM32?
На STM32 некоторые выводы толерантны к 5 в, на есп нет.