Кінцевий посібник до цифрового датчика температури DS18B20
2024-04-19 3978

DS18B20 - це загально використовуваний цифровий датчик температури.Він виводить цифровий сигнал і має характеристики невеликого розміру, низьких апаратних витрат, сильної здатності до інтерференцій та високої точності.У цій статті ми представимо датчик DS18B20 по черзі з аспектів структури, характеристик, принципу роботи, розташування PIN -кола тощо.

DS18B20 - перший датчик температури, вироблений напівпровідником Далласа в США для підтримки інтерфейсу "єдиної шини".Він має низьке споживання електроенергії, сильну здатність до інтерференцій, легко відповідати перевагам процесора, температуру можна безпосередньо перетворити в цифровий сигнал через лінію.DS18B20 Використання 1-провідної комунікації, яка є лише лінією даних (і землею) та зв'язком мікроконтролера.Датчик має діапазон виявлення температури від -55 ° C до 125 ° C, а також має точність +-0,5 ° C, коли діапазон температури перевищує від -10 ° C до 85 ° C.Крім того, DS18B20 може живитися безпосередньо з лінії даних, не вимагаючи зовнішнього джерела живлення.

На відміну від звичайних термісторів, він використовує одиночну технологію шини для ефективного мінімізації зовнішніх перешкод та підвищення точності вимірювання.У той же час він може безпосередньо перетворити вимірювану температуру в послідовні цифрові сигнали для обробки мікрокомп'ютерів, що робить передачу даних та обробку простим за допомогою простого інтерфейсу.

- DS18B20+

- DS18B20+T&R

- DS1821C+

Датчик в основному складається з 4 разів, що є 64-бітним ПЗУ, датчиком температури, тривожним тривогом тривоги тривоги та реєстру конфігурації.64-бітний серійний номер у RO-це фотозавод, перш ніж залишити фабрику.Це можна розглядати як серійний номер адреси DS18E20.64-бітний серійний номер кожного DS18E20 відрізняється.Контрольний код циклічної надмірності (CRC = K ~ 8+x ~ 5+x ~ 4+1) 64-бітного ПЗУ.Функція ПЗУ полягає в тому, щоб зробити кожен DS18B20 різним, щоб кілька DS18B20S можна було підключити до однієї шини.

DS18B20 використовує однопровідний протокол передачі (1-провід) для зв'язку.Цей протокол дозволяє DS18B20 спілкуватися лише з одним кабелем даних для передачі даних та джерела живлення.

Датчик може вимірювати температурний діапазон від -55 ° C до 125 ° C, що робить його придатним для широкого діапазону потреб моніторингу температури.

За допомогою 1-провідної шини ми можемо підключити кілька датчиків DS18B20 для багатоточкового вимірювання температури.

Кожен датчик DS18B20 має унікальну 64-бітну апаратну адресу, яка автоматично призначається виробником під час виробничого процесу.Ця 64-бітна апаратна адреса пов'язана з номером моделі датчика, датою виробництва та серійним номером, тому кожен датчик має свою унікальну ідентичність.За допомогою цієї 64-бітної апаратної адреси датчик можна індивідуально ідентифікувати та спілкуватися.

DS18B20 виводить цифрові температурні значення, які можуть бути безпосередньо інтегровані з цифровими системами без необхідності перетворення аналогового сигналу.

Датчик DS18B20 має здатність вимірювати температуру з максимальною точністю ± 0,5 ° C, що робить його придатним для сценаріїв застосування, які потребують високої точності.

Датчик працює з діапазону напруги живлення від 3 до 5,5 В. Його низьке споживання електроенергії робить його ідеальним для сценаріїв, які потребують постійного моніторингу температури протягом тривалих періодів часу.Споживання електроенергії цього датчика настільки низьке, що він може працювати протягом тривалого періоду часу без деградації продуктивності.

Принцип вимірювання та вимірювання температури DS18B20 є такими ж, як і у DS1820, але кількість цифр отриманого температурного значення відрізняється через різні роздільні рішення.Порівняно з DS1820, час затримки перетворення температури DS18B20 скорочується від 2 секунд до 750 мілісекунд.Швидкість коливань кристалічного осцилятора коефіцієнта температури суттєво змінюється зі змінами температури, а генерований сигнал використовується як імпульсний вхід лічильника 2. Лічильник 1 та регістр температури, передбачені базовим значенням, що відповідає -55 ° C.Лічильник 1 підраховує імпульсний сигнал, що генерується кристалічним осцилятором коефіцієнта низького температури.Коли попередньо встановлене значення лічильника 1 зменшується до 0, значення регістра температури збільшиться на 1, попередньо встановлене значення лічильника 1 буде перезавантажено, а лічильник 1 перезапустить підрахунок імпульсних сигналів, що утворюються за допомогою кристалічного осцилятора коефіцієнта низької температури.Цей процес триватиме до тих пір, поки лічильник 2 не підрахує до 0, і в цей момент накопичення значення регістра температури зупиниться.Нарешті, значення в реєстрі температури - вимірювана температура.

Зображення вище - це символ, конфігурація слідів та штифта DS18B20.

Процес водіння DS18B20 в основному покладається на 1-провідну автобусну систему.Ця система шини дозволяє одному майстерному керуванню керувати одним або декількома пристроями підлеглих.У цьому випадку наш MCU виступає Майстер, а DS18B20 завжди виступає рабом.У системі шини 1-провідної шини всі команди та дані надсилаються відповідно до принципу спочатку біта низького порядку.

Системи шини з 1-провідною силою використовують лише одну лінію даних і потребують зовнішнього резистора підтяжки приблизно 5 кОм.Тому в невикористаному стані рівень на лінії даних високий.Кожен пристрій (будь то головний чи раб) підключений до лінії даних через відкритий або 3-державний штифт воріт.Ця конструкція дозволяє кожному пристрою "звільнити" лінію даних, щоб коли один пристрій не передавав дані, інші пристрої могли ефективно використовувати лінію даних.1-провідний інтерфейс шини (штифт DQ) DS18B20 складається з відкритого ланцюга його внутрішнього ланцюга.Його апаратна конфігурація показана на малюнку нижче:

Існує три основні кроки для реалізації драйвера DS18B20:

Перший крок: ініціалізуйте DS18B20;

Крок другий: команда ROM (за ним - будь -який запит на обмін даними);

Крок третій: Команда функцій DS18B20 (за ним - будь -який запит обміну даними);

Кожен доступ до DS18B20 повинен виконувати ці кроки.Якщо будь -який з цих кроків відсутній чи не виконаний, DS18B20 не відповідатиме.

Через свою виняткову точність датчик часто використовується в наукових дослідницьких експериментах, особливо тих, що потребують точних вимірювань температури.

Датчик DS18B20 відіграє ключову роль у логістиці холодного ланцюга.Він використовується для моніторингу температури товарів протягом усього процесу транспорту, забезпечуючи якість та безпеку температурних товарів.

Під час моніторингу температури у виробничому процесі датчик може допомогти компаніям відстежувати стан роботи обладнання в режимі реального часу, щоб забезпечити, щоб обладнання та процеси були в належних температурних умовах, що, в свою чергу, підвищує ефективність та якість виробництва.

В електронному обладнанні датчики DS18B20 можуть бути використані для моніторингу температури окремих компонентів, вчасно виявляючи температурні аномалії, тим самим уникаючи таких проблем, як пошкодження обладнання та втрата даних через високі температури.

Розроблений для вбудованих систем та пристроїв IoT, цей датчик полегшує віддалений моніторинг температури та збір даних шляхом підключення до таких пристроїв, як мікроконтролерів або Raspberry Pi.

На додаток до цього, датчик зазвичай використовується для реалізації систем управління температурою, таких як термостати, системи управління парниками, системи кондиціонування тощо.Використовуючи датчики DS18B20, ці системи можуть забезпечити точне управління температурою, як це потрібно для забезпечення належної роботи системи.

DS18B20 - це невеликий датчик температури з вбудованим в 12 -бітному АЦП.Його можна легко підключити до цифрового входу Arduino.Датчик спілкується на одному провідному автобусі і вимагає мало на шляху додаткових компонентів.

Основна функціональність DS18B20- це його датчик прямого цифрового температури.

DS18B20 - заводський калібрований для виведення правильної температури.LM35 - заводський калібрований для напруги (не температури), і Arduino повинен перетворити це на температуру.

Цифровий тепловий датчик DS18B20 є досить точним і не вимагає роботи зовнішніх компонентів.Він може вимірювати температуру від -55 ° C до +125 ° C з точністю вимірювання ± 0,5 ° C.