A DS18B20 digitális hőmérséklet -érzékelő végső útmutatója
2024-04-19 3949

A DS18B20 egy általánosan használt digitális hőmérséklet -érzékelő.Digitális jelet ad ki, és kis méretű, alacsony hardveres fejjel, erős interferencia-képességgel és nagy pontossággal rendelkezik.Ebben a cikkben a DS18B20 érzékelőt egyenként mutatjuk be a szerkezet, a jellemzők, a munka elve, a PIN -elrendezés stb. Aspektusaiból.

DS18B20 az első hőmérséklet -érzékelő, amelyet a Dallas Semiconductor az Egyesült Államokban termel, hogy támogassa az "egyetlen busz" felületet.Alacsony energiafogyasztással, erős interferencia-képességgel rendelkezik, könnyen megfelelhető a processzor előnyeinek, a hőmérséklet közvetlenül a vonalon keresztül digitális jelzé alakítható.DS18B20 1 vezetékes kommunikációval, amely csak adatvonal (és föld) és mikrovezérlő kommunikáció.Az érzékelő hőmérsékleti kimutatási tartománya -55 ° C -125 ° C, és pontossága +-0,5 ° C, ha a hőmérsékleti tartomány meghaladja a -10 ° C -tól 85 ° C -ot.Ezenkívül a DS18B20 közvetlenül az adatsorból történő táplálékot lehet biztosítani, anélkül, hogy külső tápegységet igényelne.

A hagyományos termisztorokkal ellentétben az egy buszos technológiát használja a külső interferencia hatékony minimalizálására és a mérési pontosság javítására.Ugyanakkor közvetlenül képes a mért hőmérsékletet soros digitális jelekké konvertálni a mikrokomputer feldolgozása céljából, így az adatátvitel és a feldolgozás egyszerű felületen keresztül egyszerű.

- DS18B20+

- DS18B20+T & R

- DS1821C+

Az érzékelő elsősorban négyszer, 64 bites ROM-ból, hőmérséklet-érzékelőből, nem illékony hőmérsékleti riasztási triggerből és konfigurációs nyilvántartásból áll.A 64 bites sorozatszámot a RO-ban fotógravírozják, mielőtt elhagynák a gyárat.A DS18E20 címsorának sorszámának tekinthető.Az egyes DS18E20 64 bites sorozatszáma eltérő.A 64 bites ROM ciklikus redundancia-ellenőrzési kódja (CRC = K ~ 8+x ~ x ~ 4+1).A ROM funkciója az, hogy az egyes DS18B20 -t különböztesse, hogy több DS18B20 -os csatlakozhasson egy buszhoz.

A DS18B20 egy vezetékes átviteli protokollt (1 vezetékes) használ a kommunikációhoz.Ez a protokoll lehetővé teszi a DS18B20 számára, hogy csak egy adatkábelrel kommunikáljon az adatátvitelhez és a tápegységhez.

Az érzékelő -55 ° C és 125 ° C hőmérsékleti tartományon keresztül képes mérni, így alkalmassá teszi a hőmérséklet -megfigyelési igények széles tartományát.

Az 1 vezetékes busszal csatlakozhatunk több DS18B20 érzékelőt a többpontos hőmérséklet méréséhez.

Minden DS18B20 érzékelőnek egyedi 64 bites hardvercíme van, amelyet a gyártó automatikusan hozzárendel a gyártási folyamat során.Ez a 64 bites hardvercím az érzékelő modellszámához, a termelési dátumhoz és a sorszámhoz kapcsolódik, tehát minden érzékelőnek megvan a maga egyedi identitása.Ezzel a 64 bites hardvercímmel az érzékelő külön-külön azonosítható és kommunikálható.

A DS18B20 digitális hőmérsékleti értékeket ad ki, amelyek közvetlenül integrálhatók a digitális rendszerekbe anélkül, hogy analóg jelkonverzió lenne.

A DS18B20 érzékelő képes mérni a hőmérsékletet ± 0,5 ° C maximális pontossággal, ami alkalmassá teszi a nagy pontosságot igénylő alkalmazási forgatókönyvekre.

Az érzékelő 3 V és 5,5 V közötti tápfeszültségtartományból működik. Alacsony energiafogyasztása ideális olyan forgatókönyvekhez, amelyek folyamatos hőmérséklet -megfigyelést igényelnek hosszú ideig.Ennek az érzékelőnek az energiafogyasztása annyira alacsony, hogy hosszú ideig működhet, anélkül, hogy a teljesítmény romlik.

A DS18B20 olvasási és írási ütemezésének és hőmérséklet -mérési alapelve megegyezik a DS1820é, de a kapott hőmérsékleti érték számának száma eltérő a különböző felbontások miatt.A DS1820 -hoz képest a DS18B20 hőmérsékleti konverziós késleltetési ideje 2 másodpercről 750 milliszekundumra rövidebb.A kristály oszcillátor hőmérsékleti együtthatójának oszcillációs sebessége szignifikánsan megváltozik a hőmérsékleti változásokkal, és a generált jelet a 2. számláló impulzus bemeneteként használják, és a hőmérsékleti nyilvántartást -55 ° C -nak megfelelő alapértékre állítják be.Az 1. számláló az alacsony hőmérsékleti együttható kristály oszcillátor által generált impulzusjelet számolja le.Ha az 1. számláló előre beállított értéke 0 -ra csökken, a hőmérsékleti nyilvántartás értéke 1 -rel növekszik, az 1. számláló előre beállított értéke újratöltésre kerül, és az 1. számláló újraindítja az alacsony hőmérsékleti együttható kristály oszcillátor által generált impulzusjeleket.Ez a folyamat addig folytatódik, amíg a 2. számláló 0 -ra számít, és ahol a hőmérsékleti regisztrációs érték felhalmozódása leáll.Végül, a hőmérsékleti nyilvántartásban szereplő érték a mért hőmérséklet.

A fenti képek a DS18B20 szimbóluma, lábnyoma és PIN -konfigurációja.

A DS18B20 vezetési folyamata elsősorban az 1 vezetékes buszrendszerre támaszkodik.Ez a buszrendszer lehetővé teszi az egyik buszmester számára, hogy egy vagy több rabszolga eszközt vezéreljen.Ebben az esetben az MCU mesterként működik, és a DS18B20 mindig rabszolgaként működik.Az 1 vezetékes buszrendszerben az összes parancsot és adatot először az alacsony sorrendű bit elvének megfelelően küldjük el.

Az 1 vezetékes buszrendszerek csak egy adatvonalat használnak, és körülbelül 5kΩ külső húzási ellenállást igényelnek.Ezért a fel nem használt állapotban az adatvonal szintje magas.Minden eszköz (akár mester, akár rabszolga) az adatsorhoz van csatlakoztatva egy nyitott vagy háromállapotú kapucsapon keresztül.Ez a kialakítás lehetővé teszi az egyes eszközök számára, hogy "felszabadítsák" az adatvonalat, hogy amikor egy eszköz nem továbbítja az adatokat, más eszközök hatékonyan használhatják az adatsort.A DS18B20 1 vezetékes busz interfésze (DQ PIN) belső áramkörének nyitott csatornájából áll.A hardverkonfigurációját az alábbi ábra mutatja:

Három fő lépés van a DS18B20 illesztőprogram megvalósításához:

Első lépés: A DS18B20 inicializálása;

Második lépés: ROM parancs (amelyet bármilyen adatcsere -kérés követ);

Harmadik lépés: DS18B20 FUNKCIÓ COMMÁN (követve bármilyen adatcsere -kérés);

A DS18B20 -hoz való minden hozzáférésnek be kell tartania ezeket a lépéseket.Ha ezeknek a lépéseknek hiányzik vagy nem hajtanak végre, akkor a DS18B20 nem válaszol.

Kivételes pontosságának köszönhetően az érzékelőt gyakran alkalmazzák a tudományos kutatási kísérletekben, különös tekintettel azokra, amelyek pontos hőmérsékleti méréseket igényelnek.

A DS18B20 érzékelő kulcsszerepet játszik a hideg lánc logisztikájában.Az áruk hőmérsékletének megfigyelésére használják a szállítási folyamat során, biztosítva a hőmérséklet-érzékeny áruk minőségét és biztonságát.

A termelési folyamat hőmérsékletének figyelemmel kísérésekor az érzékelő segíthet a vállalatoknak valós időben nyomon követni a berendezés működési állapotát annak biztosítása érdekében, hogy a berendezések és folyamatok megfelelő hőmérsékleti körülmények között legyenek, ami viszont javítja a termelés hatékonyságát és minőségét.

Az elektronikus berendezésekben a DS18B20 érzékelők felhasználhatók az egyes alkatrészek hőmérsékletének megfigyelésére, a hőmérsékleti rendellenességek időben történő észlelésére, elkerülve ezáltal a problémákat, például a berendezések károsodását és a magas hőmérséklet miatti adatok elvesztését.

A beágyazott rendszerekhez és az IoT eszközökhöz tervezték, ez az érzékelő megkönnyíti a távoli hőmérséklet -megfigyelést és az adatgyűjtést azáltal, hogy csatlakozik olyan eszközökhöz, mint a mikrovezérlők vagy a Raspberry PI.

Ezen túlmenően az érzékelőt általában a hőmérséklet -szabályozó rendszerek, például a termosztátok, az üvegházhatású vezérlőrendszerek, a légkondicionáló rendszerek stb. Felismerésére használják.A DS18B20 érzékelők használatával ezek a rendszerek pontos hőmérséklet -szabályozást biztosíthatnak a rendszer megfelelő működésének biztosítása érdekében.

A DS18B20 egy kicsi hőmérsékleti érzékelő, beépített 12 bites ADC -vel.Könnyen csatlakoztatható egy Arduino digitális bemenethez.Az érzékelő egy vezetékes buszon keresztül kommunikál, és keveset igényel a kiegészítő alkatrészek számára.

A DS18B20 alapvető funkcionalitása a közvetlen digitális hőmérséklet-érzékelő.

A DS18B20 gyárilag a megfelelő hőmérséklet kimenetelére van kalibrálva.Az LM35 -et gyárilag a feszültséghez (nem hőmérséklet) kalibrálják, és az Arduino -nak ezt hőmérsékletre kell konvertálni.

A DS18B20 digitális hőérzékelő meglehetősen pontos, és nem igényel semmilyen külső alkatrész működését.Meg tudja mérni -55 ° C és +125 ° C közötti hőmérsékletet ± 0,5 ° C mérési pontossággal.