Krajnji vodič za DS18B20 digitalni senzor temperature
2024-04-19 3971

DS18B20 je najčešće korišteni digitalni senzor temperature.Izvodi digitalni signal i ima karakteristike male veličine, niskog hardvera, snažne sposobnosti protiv interferencije i visoke preciznosti.U ovom ćemo članku uvesti senzor DS18B20 jedan po jedan iz aspekata strukture, karakteristika, principa rada, aranžmana itd.

DS18B20 je prvi senzor temperature koji je u Sjedinjenim Državama proizveo Dallas Semiconductor u Sjedinjenim Državama kako bi podržao sučelje "s jednim sabirnicom".Ima malu potrošnju energije, snažnu sposobnost protiv interferencije, lako se podudara s prednostima procesora, temperatura se može izravno pretvoriti u digitalni signal putem linije.DS18B20 Korištenje 1-žičane komunikacije koja je samo podatkovna linija (i zemlja) i komunikacija mikrokontrolera.Senzor ima raspon otkrivanja temperature od -55 ° C do 125 ° C, a također ima točnost od +-0,5 ° C kada temperaturni raspon prelazi -10 ° C do 85 ° C.Uz to, DS18B20 može se napajati izravno iz podatkovne linije bez potrebe za vanjskim napajanjem.

Za razliku od konvencionalnih termistora, koristi tehnologiju s jednim sabirnicom kako bi učinkovito minimizirao vanjske smetnje i poboljšao točnost mjerenja.Istodobno, može izravno pretvoriti izmjerenu temperaturu u serijske digitalne signale za obradu mikroračunala, čineći prijenos podataka i obradu jednostavnim putem jednostavnih sučelja.

- DS18B20+

- DS18B20+T&R

- DS1821C+

Senzor se uglavnom sastoji od 4 puta, koji su 64-bitni ROM, temperaturni senzor, nehlapljivi temperaturni alarmski okidač TM i registar konfiguracije.64-bitni serijski broj u RO-u je ugraviran fotoaparat prije napuštanja tvornice.Može se smatrati serijskim brojem adresa DS18E20.64-bitni serijski broj svakog DS18E20 je različit.Kôd za provjeru cikličke suvišnosti (Crc = k ~ 8+x ~ 5+x ~ 4+1) od 64-bitnog ROM-a.Funkcija ROM -a je da svaki DS18B20 razlikuje, tako da se više DS18B20 može povezati s jednom sabirnicom.

DS18B20 koristi jednožični protokol prijenosa (1-žica) za komunikaciju.Ovaj protokol omogućuje DS18B20 da komunicira sa samo jednim podatkovnim kabelom za prijenos podataka i napajanje.

Senzor može izmjeriti temperaturni raspon od -55 ° C do 125 ° C, što ga čini prikladnim za širok raspon potreba za praćenjem temperature.

Pomoću sabirnice od 1 žice možemo povezati više senzora DS18B20 za mjerenje temperature u više točaka.

Svaki DS18B20 senzor ima jedinstvenu 64-bitnu hardversku adresu, koju proizvođač automatski dodjeljuje tijekom proizvodnog procesa.Ova 64-bitna hardverska adresa povezana je s brojem modela senzora, datumom proizvodnje i serijskim brojem, tako da svaki senzor ima svoj jedinstveni identitet.S ovom 64-bitnom hardverskom adresom, senzor se može pojedinačno identificirati i komunicirati s.

DS18B20 izlazi digitalne temperaturne vrijednosti, koje se mogu izravno integrirati s digitalnim sustavima bez potrebe za analognim pretvorbom signala.

DS18B20 senzor ima mogućnost mjerenja temperatura s maksimalnom točnošću od ± 0,5 ° C, što ga čini prikladnim za scenarije primjene koji zahtijevaju visoku točnost.

Senzor djeluje iz raspona napona napajanja od 3 V do 5,5 V. Njegova mala potrošnja energije čini ga idealnim za scenarije koji zahtijevaju kontinuirano praćenje temperature tijekom dugog vremenskog razdoblja.Potrošnja energije ovog senzora toliko je niska da može raditi dugo vremena bez ikakve degradacije u izvedbi.

Princip vremena za čitanje i pisanje i mjerenja temperature DS18B20 isti su kao i DS1820, ali broj znamenki dobivene vrijednosti temperature razlikuje se zbog različitih rezolucija.U usporedbi s DS1820, vrijeme kašnjenja pretvorbe temperature DS18B20 skraćeno je s 2 sekunde na 750 milisekundi.Brzina oscilacije kristalnog oscilatora temperaturnog koeficijenta značajno se mijenja s promjenama temperature, a generirani signal koristi se kao ulaz impulsa brojača 2. Counter 1, a registar temperature se postavlja na osnovnu vrijednost koja odgovara -55 ° C.Strol 1 odbrojava impulsni signal generiran kristalnim oscilatorom koeficijenta niske temperature.Kad se unaprijed postavljena vrijednost brojača 1 smanjuje na 0, vrijednost temperaturnog registra povećavat će se za 1, unaprijed postavljena vrijednost brojača 1 bit će ponovno učitana, a brojač 1 će ponovno pokrenuti brojanje impulsnih signala generiranih kristalnim oscilatorom koeficijenta niske temperature.Taj će se postupak nastaviti sve dok se brojač 2 ne računa na 0, u kojem će se trenutku zaustaviti nakupljanje vrijednosti temperature.Konačno, vrijednost u registru temperature je izmjerena temperatura.

Slike iznad su simbol, otisak i PIN konfiguracija DS18B20.

Proces vožnje DS18B20 uglavnom se oslanja na sustav s 1 žicama.Ovaj sabirni sustav omogućuje jednom magisteru sabirnice da kontrolira jedan ili više robovskih uređaja.U ovom slučaju, naš MCU djeluje kao gospodar, a DS18B20 uvijek djeluje kao rob.U sustavu s 1 žicama, sve naredbe i podaci šalju se u skladu s principom bita niskog reda.

Sistemi s 1-žicom koriste samo jednu liniju podataka i zahtijevaju vanjski otpornik povlačenja od približno 5kΩ.Stoga je u neiskorištenom stanju razina na podatkovnoj liniji velika.Svaki je uređaj (bilo da je glavni ili rob) spojen na podatkovnu liniju putem otvorenog odljeva ili 3-države.Ovaj dizajn omogućuje svakom uređaju da "oslobodi" podatkovnu liniju tako da kada jedan uređaj ne prenosi podatke, drugi uređaji mogu učinkovito koristiti liniju podataka.1-žični sučelje sabirnice (DQ PIN) DS18B20 sastoji se od otvorenog kruga svog unutarnjeg kruga.Njegova hardverska konfiguracija prikazana je na donjoj slici:

Postoje tri glavna koraka za implementaciju DS18B20 upravljačkog programa:

Prvi korak: inicijalizirajte DS18B20;

Drugi korak: ROM naredba (nakon čega slijedi bilo koji zahtjev za razmjenu podataka);

Treći korak: naredba DS18B20 funkcija (nakon čega slijedi bilo koji zahtjev za razmjenu podataka);

Svaki pristup DS18B20 mora slijediti ove korake.Ako bilo koji od ovih koraka nedostaje ili se ne izvodi, DS18B20 neće odgovoriti.

Zbog svoje izuzetne preciznosti, senzor se često koristi u eksperimentima s znanstvenim istraživanjima, posebno onima koji zahtijevaju precizna mjerenja temperature.

DS18B20 senzor igra ključnu ulogu u logistici hladnog lanca.Koristi se za praćenje temperature robe tijekom cijelog procesa transporta, osiguravajući kvalitetu i sigurnost robe osjetljive na temperaturu.

Pri nadzoru temperature u proizvodnom procesu, senzor može pomoći tvrtkama da prate status rada opreme u stvarnom vremenu kako bi osigurali da su oprema i procesi u odgovarajućim temperaturnim uvjetima, što zauzvrat poboljšava učinkovitost i kvalitetu proizvodnje.

U elektroničkoj opremi senzori DS18B20 mogu se koristiti za praćenje temperature pojedinih komponenti, pravodobno otkrivajući temperaturne anomalije, izbjegavajući tako probleme poput oštećenja opreme i gubitka podataka zbog visokih temperatura.

Dizajniran za ugrađene sustave i IoT uređaje, ovaj senzor olakšava praćenje daljinske temperature i prikupljanje podataka povezivanjem na uređaje poput mikrokontrolera ili Raspberry Pi.

Uz sve to, senzor se obično koristi za realizaciju sustava za kontrolu temperature, poput termostata, sustava upravljanja staklenikom, klimatizacijskih sustava i tako dalje.Korištenjem senzora DS18B20, ovi sustavi mogu osigurati preciznu kontrolu temperature kako bi se osiguralo pravilan rad sustava.

DS18B20 je mali senzor temperature s ugrađenim 12 -bitnim ADC -om.Može se lako povezati s Arduino digitalnim unosom.Senzor komunicira preko jednožičnog autobusa i zahtijeva malo na putu dodatnih komponenti.

Osnovna funkcionalnost DS18B20 je njegov senzor izravnog do digitalnog temperature.

DS18B20 je tvornički kalibriran za iznošenje prave temperature.LM35 je tvornički kalibriran za napon (ne temperaturu), a Arduino to mora pretvoriti u temperaturu.

DS18B20 digitalni toplinski senzor prilično je precizan i ne zahtijeva nikakve vanjske komponente za rad.Može mjeriti temperature od -55 ° C do +125 ° C s točnošću mjerenja od ± 0,5 ° C.