Ang panghuli gabay sa DS18B20 digital temperatura sensor
2024-04-19 4008

Ang DS18B20 ay isang karaniwang ginagamit na sensor ng digital na temperatura.Nag-output ito ng isang digital signal at may mga katangian ng maliit na sukat, mababang hardware overhead, malakas na kakayahan ng anti-panghihimasok at mataas na katumpakan.Sa artikulong ito, ipakikilala namin ang sensor ng DS18B20 nang paisa -isa mula sa mga aspeto ng istraktura, katangian, prinsipyo ng pagtatrabaho, pag -aayos ng pin atbp.

DS18B20 ay ang unang sensor ng temperatura na ginawa ng Dallas Semiconductor sa Estados Unidos upang suportahan ang isang "solong bus" interface.Mayroon itong mababang pagkonsumo ng kuryente, malakas na kakayahan ng anti-panghihimasok, madaling tumugma sa mga pakinabang ng processor, ang temperatura ay maaaring direktang ma-convert sa isang digital signal sa pamamagitan ng linya.DS18B20 Paggamit ng komunikasyon ng 1-wire na isang linya ng data (at lupa) at komunikasyon ng microcontroller.Ang sensor ay may saklaw ng pagtuklas ng temperatura na -55 ° C hanggang 125 ° C at mayroon ding katumpakan ng +-0.5 ° C kapag ang saklaw ng temperatura ay lumampas -10 ° C hanggang 85 ° C bilang karagdagan.Bilang karagdagan, ang DS18B20 ay maaaring pinalakas nang direkta mula sa linya ng data nang hindi nangangailangan ng isang panlabas na supply ng kuryente.

Hindi tulad ng maginoo na mga thermistors, gumagamit ito ng solong teknolohiya ng bus upang epektibong mabawasan ang panlabas na panghihimasok at pagbutihin ang kawastuhan ng pagsukat.Kasabay nito, maaari itong direktang mai -convert ang sinusukat na temperatura sa mga serial digital signal para sa pagproseso ng microcomputer, paggawa ng paghahatid ng data at pagproseso ng simple sa pamamagitan ng isang simpleng interface.

- DS18B20+

- DS18B20+T&R

- DS1821C+

Ang sensor ay pangunahing binubuo ng 4 na beses, na kung saan ay 64-bit ROM, sensor ng temperatura, hindi pabagu-bago na temperatura ng alarma na nag-trigger ng TM at rehistro ng pagsasaayos.Ang 64-bit na serial number sa RO ay nakaukit ng larawan bago umalis sa pabrika.Maaari itong ituring bilang serial number ng address ng DS18E20.Ang 64-bit serial number ng bawat DS18E20 ay naiiba.Ang cyclic redundancy check code (CRC = k ~ 8+x ~ 5+x ~ 4+1) ng 64-bit ROM.Ang pag -andar ng ROM ay upang gawin ang bawat DS18B20 na magkakaiba, upang ang maraming DS18B20s ay maaaring konektado sa isang bus.

Gumagamit ang DS18B20 ng isang solong-wire na paghahatid ng protocol (1-wire) para sa komunikasyon.Pinapayagan ng protocol na ito ang DS18B20 na makipag -usap sa isang data cable lamang para sa paghahatid ng data at supply ng kuryente.

Ang sensor ay maaaring masukat sa isang saklaw ng temperatura na -55 ° C hanggang 125 ° C, na ginagawang angkop para sa isang malawak na hanay ng mga pangangailangan sa pagsubaybay sa temperatura.

Gamit ang 1-wire bus, maaari naming ikonekta ang maraming mga sensor ng DS18B20 para sa pagsukat ng temperatura ng multi-point.

Ang bawat sensor ng DS18B20 ay may natatanging 64-bit na hardware address, na awtomatikong itinalaga ng tagagawa sa panahon ng proseso ng paggawa.Ang 64-bit na hardware address na ito ay nauugnay sa numero ng modelo ng sensor, petsa ng paggawa at serial number, kaya ang bawat sensor ay may sariling natatanging pagkakakilanlan.Gamit ang 64-bit na hardware address na ito, ang sensor ay maaaring isa-isa na makilala at makipag-usap sa.

Ang DS18B20 outputs digital na mga halaga ng temperatura, na maaaring direktang isama sa mga digital system nang hindi nangangailangan ng pag -convert ng signal ng analog.

Ang sensor ng DS18B20 ay may kakayahang masukat ang mga temperatura na may maximum na katumpakan ng ± 0.5 ° C, na ginagawang angkop para sa mga senaryo ng aplikasyon na nangangailangan ng mataas na katumpakan.

Ang sensor ay nagpapatakbo mula sa isang hanay ng boltahe ng supply ng 3 V hanggang 5.5 V. Ang mababang pagkonsumo ng kuryente ay ginagawang perpekto para sa mga senaryo na nangangailangan ng patuloy na pagsubaybay sa temperatura sa mahabang panahon.Ang pagkonsumo ng kuryente ng sensor na ito ay napakababa na maaari itong gumana sa mahabang panahon nang walang pagkasira sa pagganap.

Ang prinsipyo ng pagbabasa at pagsulat at prinsipyo ng pagsukat ng temperatura ng DS18B20 ay pareho sa mga DS1820, ngunit ang bilang ng mga numero ng halaga ng temperatura na nakuha ay naiiba dahil sa iba't ibang mga resolusyon.Kung ikukumpara sa DS1820, ang oras ng pagkaantala ng pag -convert ng temperatura ng DS18B20 ay pinaikling mula sa 2 segundo hanggang 750 millisecond.Ang rate ng pag -oscillation ng temperatura ng koepisyentong kristal na oscillator ay nagbabago nang malaki sa mga pagbabago sa temperatura, at ang nabuo na signal ay ginagamit bilang ang pag -input ng pulso ng counter 2. counter 1 at ang rehistro ng temperatura ay na -preset sa isang halaga ng base na naaayon sa -55 ° C.Ang counter 1 ay binibilang ang signal ng pulso na nabuo ng mababang temperatura ng koepisyenteng kristal na oscillator.Kapag ang preset na halaga ng counter 1 ay bumababa sa 0, ang halaga ng rehistro ng temperatura ay tataas ng 1, ang preset na halaga ng counter 1 ay mai -reload, at ang Counter 1 ay muling magbibilang ng mga signal ng pulso na nabuo ng mababang temperatura ng koepisyentong kristal na oscillator.Ang prosesong ito ay magpapatuloy hanggang sa mabibilang ang counter 2 sa 0, kung saan ang akumulasyon ng halaga ng rehistro ng temperatura ay titigil.Sa wakas, ang halaga sa rehistro ng temperatura ay ang sinusukat na temperatura.

Ang mga larawan sa itaas ay ang simbolo, bakas ng paa at pagsasaayos ng PIN ng DS18B20.

Ang proseso ng pagmamaneho ng DS18B20 higit sa lahat ay nakasalalay sa 1-wire bus system.Pinapayagan ng sistemang bus na ito ang isang master ng bus na kontrolin ang isa o higit pang mga aparato ng alipin.Sa kasong ito, ang aming MCU ay kumikilos bilang master at ang DS18B20 ay palaging kumikilos bilang alipin.Sa sistema ng bus ng 1-wire, ang lahat ng mga utos at data ay ipinadala alinsunod sa prinsipyo ng mababang-order na bit.

Ang mga sistema ng bus ng 1-wire ay gumagamit lamang ng isang linya ng data at nangangailangan ng isang panlabas na pull-up risistor na humigit-kumulang na 5kΩ.Samakatuwid, sa hindi nagamit na estado, ang antas sa linya ng data ay mataas.Ang bawat aparato (maging master o alipin) ay konektado sa linya ng data sa pamamagitan ng isang open-drain o 3-state gate pin.Pinapayagan ng disenyo na ito ang bawat aparato na "libre" ang linya ng data upang kapag ang isang aparato ay hindi nagpapadala ng data, ang iba pang mga aparato ay maaaring epektibong magamit ang linya ng data.Ang 1-wire bus interface (DQ PIN) ng DS18B20 ay binubuo ng isang open-drain circuit ng panloob na circuit nito.Ang pagsasaayos ng hardware nito ay ipinapakita sa figure sa ibaba:

Mayroong tatlong pangunahing hakbang upang maipatupad ang driver ng DS18B20:

Hakbang Isa: Initialize ang DS18B20;

Hakbang Dalawang: ROM Command (kasunod ng anumang kahilingan sa Data Exchange);

Hakbang Tatlong: DS18B20 Function Command (sinusundan ng anumang kahilingan sa Data Exchange);

Ang bawat pag -access sa DS18B20 ay dapat sundin ang mga hakbang na ito.Kung ang alinman sa mga hakbang na ito ay nawawala o hindi ginanap, ang DS18B20 ay hindi tutugon.

Dahil sa pambihirang katumpakan nito, ang sensor ay madalas na ginagamit sa mga eksperimento sa pananaliksik sa agham, lalo na ang mga nangangailangan ng tumpak na pagsukat ng temperatura.

Ang sensor ng DS18B20 ay gumaganap ng isang pangunahing papel sa malamig na logistik ng chain.Ginagamit ito upang masubaybayan ang temperatura ng mga kalakal sa buong proseso ng transportasyon, tinitiyak ang kalidad at kaligtasan ng mga kalakal na sensitibo sa temperatura.

Kapag sinusubaybayan ang temperatura sa proseso ng paggawa, makakatulong ang sensor sa mga kumpanya na subaybayan ang katayuan ng operasyon ng kagamitan sa real time upang matiyak na ang mga kagamitan at proseso ay nasa tamang mga kondisyon ng temperatura, na kung saan ay nagpapabuti sa kahusayan at kalidad ng produksyon.

Sa mga elektronikong kagamitan, ang mga sensor ng DS18B20 ay maaaring magamit upang masubaybayan ang temperatura ng mga indibidwal na sangkap, na nakita ang mga anomalya ng temperatura sa isang napapanahong paraan, sa gayon pag -iwas sa mga problema tulad ng pagkasira ng kagamitan at pagkawala ng data dahil sa mataas na temperatura.

Dinisenyo para sa mga naka -embed na system at mga aparato ng IoT, pinadali ng sensor na ito ang remote na pagsubaybay sa temperatura at pagkolekta ng data sa pamamagitan ng pagkonekta sa mga aparato tulad ng mga microcontroller o Raspberry Pi.

Bilang karagdagan sa ito, ang sensor ay karaniwang ginagamit upang mapagtanto ang mga sistema ng kontrol sa temperatura, tulad ng mga thermostat, mga sistema ng control ng greenhouse, mga sistema ng air conditioning at iba pa.Sa pamamagitan ng paggamit ng mga sensor ng DS18B20, ang mga sistemang ito ay maaaring magbigay ng tumpak na kontrol sa temperatura kung kinakailangan upang matiyak ang wastong operasyon ng system.

Ang DS18B20 ay isang maliit na sensor ng temperatura na may built in 12bit ADC.Madali itong konektado sa isang Arduino digital input.Ang sensor ay nakikipag-usap sa isang bus na isang wire at nangangailangan ng kaunti sa paraan ng mga karagdagang sangkap.

Ang pangunahing pag-andar ng DS18B20 ay ang direktang-to-digital na sensor ng temperatura.

Ang isang DS18B20 ay pabrika na na -calibrate upang ma -output ang tamang temperatura.Ang isang LM35 ay pabrika na na -calibrate para sa boltahe (hindi temperatura), at ang Arduino ay kailangang i -convert ito sa temperatura.

Ang DS18B20 digital thermal sensor ay medyo tumpak at hindi nangangailangan ng anumang mga panlabas na sangkap upang mapatakbo.Masusukat nito ang mga temperatura mula -55 ° C hanggang +125 ° C na may katumpakan ng pagsukat ng ± 0,5 ° C.