Galīgais ceļvedis DS18B20 digitālās temperatūras sensoram
2024-04-19 3999

DS18B20 ir parasti lietots digitālās temperatūras sensors.Tas izvada digitālo signālu, un tam ir maza izmēra, zemas aparatūras pieskaitāmās īpašības, spēcīga pretkomferences spēja un augsta precizitāte.Šajā rakstā mēs iepazīstināsim ar DS18B20 sensoru pa vienam no struktūras, īpašību, darba principa, PIN izkārtojuma aspektiem.

DS18B20 ir pirmais temperatūras sensors, ko Amerikas Savienotajās Valstīs ražo Dalasas pusvadītājs, lai atbalstītu "viena kopnes" interfeisu.Tam ir mazs enerģijas patēriņš, spēcīga pretraides spējas, viegli saskaņojot procesora priekšrocības, temperatūru var tieši pārveidot par digitālu signālu caur līniju.DS18B20, izmantojot 1 vadu komunikāciju, kas ir tikai datu līnija (un zeme) un mikrokontrolleru komunikācija.Sensora temperatūras noteikšanas diapazons ir no -55 ° C līdz 125 ° C, kā arī precizitāte ir +-0,5 ° C, ja temperatūras diapazons papildus pārsniedz -10 ° C līdz 85 ° C.Turklāt DS18B20 var darbināt tieši no datu līnijas, nepieprasot ārēju barošanas avotu.

Atšķirībā no parastajiem termistoriem, tas izmanto atsevišķu kopņu tehnoloģiju, lai efektīvi samazinātu ārējos traucējumus un uzlabotu mērījumu precizitāti.Tajā pašā laikā tas var tieši pārveidot izmērīto temperatūru sērijveida digitālajos signālos mikrodatoru apstrādei, padarot datu pārraidi un vienkāršu, izmantojot vienkāršu saskarni.

- DS18B20+

- DS18B20+T&R

- Ds1821c+

Sensors galvenokārt sastāv no 4 reizēm, kas ir 64 bitu ROM, temperatūras sensors, nemainīgs temperatūras trauksmes sprūda TM un konfigurācijas reģistrs.64 bitu sērijas numurs RO ir iegravēts pirms iziešanas no rūpnīcas.To var uzskatīt par DS18E20 adreses sērijas numuru.Katra DS18E20 64 bitu sērijas numurs ir atšķirīgs.Cikliskā atlaišanas pārbaudes kods (CRC = K ~ 8+x ~ 5+x ~ 4+1) 64 bitu rom.ROM funkcija ir padarīt katru DS18B20 atšķirīgu, lai vairākus DS18B20 varētu savienot ar vienu autobusu.

DS18B20 saziņai izmanto vienas vadības pārraides protokolu (1 vadu).Šis protokols ļauj DS18B20 sazināties tikai ar vienu datu kabeli datu pārraidei un barošanas avotam.

Sensors var izmērīt temperatūras diapazonā no -55 ° C līdz 125 ° C, padarot to piemērotu plaša temperatūras uzraudzības vajadzību diapazonam.

Izmantojot 1 vadu kopni, daudzpunktu temperatūras mērīšanai mēs varam savienot vairākus DS18B20 sensorus.

Katram DS18B20 sensoram ir unikāla 64 bitu aparatūras adrese, kuru ražotājs automātiski piešķir ražošanas procesa laikā.Šī 64 bitu aparatūras adrese ir saistīta ar sensora modeļa numuru, ražošanas datumu un sērijas numuru, tāpēc katram sensoram ir sava unikālā identitāte.Izmantojot šo 64 bitu aparatūras adresi, sensoru var individuāli identificēt un sazināties.

DS18B20 izvada digitālās temperatūras vērtības, kuras var tieši integrēt ar digitālajām sistēmām bez analogā signāla pārveidošanas.

DS18B20 sensoram ir spēja izmērīt temperatūru ar maksimālo precizitāti ± 0,5 ° C, padarot to piemērotu pielietojuma scenārijiem, kuriem nepieciešama augsta precizitāte.

Sensors darbojas no barošanas sprieguma diapazona no 3 V līdz 5,5 V. Tā mazais enerģijas patēriņš padara to ideālu scenārijiem, kuriem ilgstošā laika posmā nepieciešama nepārtraukta temperatūras uzraudzība.Šī sensora enerģijas patēriņš ir tik zems, ka tas var darboties ilgu laiku bez jebkādas veiktspējas pasliktināšanās.

DS18B20 lasīšanas un rakstīšanas laika un temperatūras mērīšanas princips ir tāds pats kā DS1820, bet iegūtās temperatūras vērtības ciparu skaits ir atšķirīgs atšķirīgu rezolūciju dēļ.Salīdzinot ar DS1820, DS18B20 temperatūras pārveidošanas kavēšanās laiks ir saīsināts no 2 sekundēm līdz 750 milisekundēm.Temperatūras koeficienta kristāla oscilatora svārstību ātrums ievērojami mainās ar temperatūras izmaiņām, un ģenerēto signālu izmanto kā skaitītāja impulsa ievadi. 1. Counter 1 un temperatūras reģistrs ir iestatīts uz bāzes vērtību, kas atbilst -55 ° C.1 skaitītājs skaita impulsa signālu, ko rada zemas temperatūras koeficienta kristāla oscilators.Kad 1. skaitītāja iepriekš iestatītā vērtība samazinās līdz 0, temperatūras reģistra vērtība palielināsies par 1, 1. skaitītāja vērtība tiks pārlādēta, un 1. skaitītājs atsāk, skaitot impulsa signālus, ko rada zemas temperatūras koeficienta kristāla oscilators.Šis process turpināsies līdz 2. skaitītājam skaitam līdz 0, kurā brīdī temperatūras reģistra vērtības uzkrāšanās tiks pārtraukta.Visbeidzot, vērtība temperatūras reģistrā ir izmērītā temperatūra.

Iepriekš redzamie attēli ir DS18B20 simbols, pēdas un tapu konfigurācija.

DS18B20 braukšanas process galvenokārt balstās uz 1 vadu autobusu sistēmu.Šī autobusu sistēma ļauj vienam kopnes kapteinim kontrolēt vienu vai vairākas vergu ierīces.Šajā gadījumā mūsu MCU darbojas kā kapteinis, un DS18B20 vienmēr darbojas kā vergs.1 vadu autobusu sistēmā visas komandas un dati tiek nosūtīti saskaņā ar zemas kārtas bitu principu vispirms.

1 vadu kopņu sistēmas Izmantojiet tikai vienu datu līniju, un nepieciešams ārējs pull-up rezistors aptuveni 5 kΩ.Tāpēc neizmantotajā stāvoklī datu līnijas līmenis ir augsts.Katra ierīce (galvenā vai verga) ir savienota ar datu līniju caur atvērto draišu vai trīsstāvu vārtu tapu.Šis dizains ļauj katrai ierīcei "atbrīvot" datu līniju, lai, ja viena ierīce netiek pārsūtīta, citas ierīces varētu efektīvi izmantot datu līniju.DS18B20 1 vadu kopnes interfeiss (DQ PIN) sastāv no tās iekšējās ķēdes atvērtā draiša ķēdes.Tās aparatūras konfigurācija ir parādīta zemāk redzamajā attēlā:

DS18B20 draivera ieviešanai ir trīs galvenās darbības:

Pirmais solis: inicializējiet DS18B20;

Otrais solis: ROM komanda (seko jebkurš datu apmaiņas pieprasījums);

Trešais solis: DS18B20 funkcijas komanda (seko jebkurš datu apmaiņas pieprasījums);

Katrai piekļuvei DS18B20 jāievēro šīs darbības.Ja trūkst vai neveic kādu no šīm darbībām, DS18B20 neatbildēs.

Sakarā ar izcilo precizitāti sensoru bieži izmanto zinātnisko pētījumu eksperimentos, jo īpaši tiem, kuriem ir nepieciešami precīzi temperatūras mērījumi.

DS18B20 sensoram ir galvenā loma aukstās ķēdes loģistikā.To izmanto, lai uzraudzītu preču temperatūru visā transporta procesā, nodrošinot temperatūras jutīgu preču kvalitāti un drošību.

Pārraugot temperatūru ražošanas procesā, sensors var palīdzēt uzņēmumiem sekot līdzi aprīkojuma darbības statusam reālā laikā, lai nodrošinātu, ka aprīkojums un procesi ir pareizos temperatūras apstākļos, kas savukārt uzlabo ražošanas efektivitāti un kvalitāti.

Elektroniskajā aprīkojumā DS18B20 sensorus var izmantot, lai uzraudzītu atsevišķu komponentu temperatūru, savlaicīgi nosakot temperatūras anomālijas, tādējādi izvairoties no tādām problēmām kā aprīkojuma bojājumi un datu zudumi augstas temperatūras dēļ.

Šis sensors, kas paredzēts iegultām sistēmām un IoT ierīcēm, atvieglo attālās temperatūras uzraudzību un datu vākšanu, savienojot ar tādām ierīcēm kā mikrokontrolleri vai aveņu PI.

Papildus tam sensoru parasti izmanto, lai realizētu temperatūras kontroles sistēmas, piemēram, termostatus, siltumnīcu vadības sistēmas, gaisa kondicionēšanas sistēmas un tā tālāk.Izmantojot DS18B20 sensorus, šīs sistēmas var nodrošināt precīzu temperatūras kontroli pēc nepieciešamības, lai nodrošinātu pareizu sistēmas darbību.

DS18B20 ir mazs temperatūras sensors ar iebūvētu 12 bitu ADC.To var viegli savienot ar Arduino digitālo ievadi.Sensors komunicē pa vienas vadības autobusu un prasa maz papildu komponentu.

DS18B20 pamatfunkcija ir tā tiešā digitālās temperatūras sensors.

DS18B20 ir rūpnīcā kalibrēts, lai izvadītu pareizo temperatūru.LM35 ir rūpnīcā kalibrēts spriegumam (nevis temperatūrai), un Arduino tas ir jāpārvērš temperatūrā.

DS18B20 digitālais termiskais sensors ir diezgan precīzs, un tam nav nepieciešami ārēji komponenti.Tas var izmērīt temperatūru no -55 ° C līdz +125 ° C ar mērījumu precizitāti ± 0,5 ° C.