Взаимодействие ds18b20, однопроводного (1-wire) цифрового датчика температуры, с arduino

Предметы мебели

Несколько примеров меблировки кухни, объединенной с гостиной:

  1. 1. Диван. Он становится предметом, который зонирует пространство. Диван ставят спинкой к тому месту, где готовят еду. В небольшие комнаты (менее 20 кв м) ставят уголок, который располагают у стены, установленной перпендикулярно или параллельно от кухни.
  2. 2. Гарнитур. По мнению дизайнеров, минималистичные модели без вычурных деталей смотрятся современно. Сервиз, вазы или бокалы ставят на открытой полке. Для них можно купить модную витрину. Мебель ставят возле стены. Если пространство большое (20 кв м, 25 кв м или 30 кв м), то в центральной части можно установить остров, в котором есть и отделы для кухонных приборов.
  3. 3. Комплект мебели. Стиль должен сочетаться с оформлением обеих комнат. В малогабаритных помещениях хорошо смотрится компактный столик и стулья, сделанные в из прозрачного материала или окрашенные в светлые цвета. В интерьер гостиной можно поставить стол с круглой столешницей. В просторных помещениях комплект устанавливают возле стенки или в центральной части. Здесь будет хорошо смотреться вытянутый обеденный стол прямоугольной формы.

С чем мы имеем дело?

Определения понятия «подделка» разнятся, но согласно документу AIR6273 подделка представляет собой умышленное несанкционированное копирование, имитацию, замену или модификацию подлинного предмета от авторизованного производителя . Начиная с 2019 года основной проблемой являются копии (клоны), имеющие определенную маркировку,  чтобы ввести в заблуждение ничего не подозревающего покупателя. К счастью, клоны DS18B20 почти легко идентифицировать: маркировка на чипе напечатана, а не нанесена лазером? Нет отметки на заднем отступе? Вероятно, подделка. Содержимое памяти (регистра «блокнота», Scratchpad) не соответствует спецификации? Вероятно, подделка. Систематически ведет себя не так, как подлинный датчик? Вероятно, подделка.

Термометр через последовательный монитор

Чтобы отобразить данные на последовательном мониторе, подключите датчик DS18B20 к Arduino, используя перемычки и макет, и не забудьте подключить или припаять резистор 4.7k между контактом 2 и 3 датчика.

Затем скачайте, откройте и загрузите файл .ino, который называется — DS18B20_Serial, ниже.

Если все в порядке, вы должны увидеть измеренную температуру на серийном мониторе Arduino IDE.

#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
 
// Провод данных подключен к контакту 2 на Arduino
#define ONE_WIRE_BUS 2
 
// Настройка oneWire для связи с любыми устройствами OneWire 
// (не только Maxim/Dallas температурные IC)
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
 
DallasTemperature sensors(&oneWire);
 
void setup(void)
{
  // Старт серийного порта
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Dallas Temperature IC демо");

  // Запуск библиотеки
  sensors.begin();
} 
 
void loop(void)
{
  // запрашиваем sensor.requestTemperatures() для получения глобальной температуры
  // запрос всех устройств на шине
  Serial.print(" Запрашиваем температуру...");
  sensors.requestTemperatures(); // Отправляем команды для получения температуры
  Serial.println("DONE");

  Serial.print("Температура: ");
  Serial.print(sensors.getTempCByIndex(0)); // Почему "byIndex"? 
    // У вас может быть несколько IC на одной шине. 
    // 0 относится к первой IC
    delay(1000);
}

Подключение датчика DS18B20

Подключение датчика DS18B20, как правило, происходит двумя-тремя простыми способами. Мы рассмотрим эти способы на примере подключений DS18B20 к плате Arduino и esp8266.

Подключение датчика DS18B20 к Arduino

Начнем с прямого подключения единичного датчика к Arduino:

Для начала необходимо прикрепить устройство непосредственно к плате Arduino: поэтому подаем «5V» к выводу «Vdd» устройства. Таким же способом связываем друг с другом выводной «GND». Затем срединный датчик DS18B20 фиксируем на каком-либо выходном регистре (по желанию). Допустим, это будет регистр «D2».

Подключение вывода данных «DQ» необходимо производить только после того, как вы записали номерной код Arduino на скетч. Кроме того, очень важным аспектом, о котором необходимо сказать, является присутствие номинального резистора «4,7k», который располагается между линиями устройства и блоками питания. Отметим, что данный резистор предназначен для обеспечения полного функционирования (то есть без сбоев) линий термодатчика.

Теперь перейдем к рассмотрению подключения несколькими датчиками DS18B20 к плате Arduino:

Мы возьмем в пример ситуацию с 5-ю датчиками DS18B20. Итак, как мы видим, все 5 датчиков в шине подсоединены параллельным образом, при этом, они стягиваются номинальным резистором «4,7k». Таким образом, действие платы Arduino будет определяться уникальным и точным кодом каждого из этих 5-ти датчиков.

Пришла очередь третьего способа подключения DS18B20 к плате Arduino при помощи паразитного питания:

В данном случае очевидно, что датчик/датчики принимает/принимают импульс линейных данных датчика, которые расположены между блоками «Vdd» и «GNG». А существенную роль и здесь играет все тот же номинальный резистор «4,7k», который не только стягивает линейные данные датчика, но и обеспечивает функционирование всей “буферной” системы и конструкции.

Подключение датчика DS18B20 к esp8266

Теперь перейдем к обсуждению подключения датчика DS18B20 к esp8266. Начнем, пожалуй, с прямого подключения:

Резистор 1 (R1) определяет сопротивление не более 2,2-х КОм. При наличии такого резистора, срединный вывод “DATA” прикрепляется к кабельному блоку, либо «GND», либо «VCC», а также соединяется с центральной трубкой, что и обеспечивает качественное: прочное, герметичное подключение.

Наконец, поговорим о последнем способе подключения датчика DS18B20 к esp8266:


Картинка выше почти идентичная, разница лишь в резисторе

Данный способ осуществляется с помощью номинального резистора «4,7k», который подтягивает всю систему к питанию, и с помощью трех контактов вывода датчика DS18B20, обеспечивающих, в свою очередь, подключение линий «DQ» к срединному «DATA».

Характеристики модуля KY-001.

Модуль датчика температуры KY-001 состоит из цифрового датчика температуры DS18B20, светодиода и резистора. Модуль совместим с популярными электронными платформами, такими как Arduino, Raspberry Pi и Esp8266.

  • Собран на цифровом сенсоре DS18B20, напряжение питания от 3.0 V до 5.5 V.
  • Измеряемая температура -55 ° C до +125 ° C, по Фаренгейту — 67 ° F до 257 ° F.
  • В диапазоне от -10 °C до +85 ° C точность измерения ± 0.5 ° C.
  • Время измерения не более 750 миллисекунд.

Каждый DS18B20 имеет уникальный номер, что позволяет подключить к одной шине большое количество датчиков.

Схема подключения модуля KY-001 (DS18B20) к Arduino.

Схема подключения модуля KY-001 (DS18B20) к Arduino NANO.

Схема подключения модуля KY-001 (DS18B20) к Arduino.

Подключите линию питания (посередине) c к +5 Arduino, землю (-) и GND соответственно. Подключите сигнал (S) к контакту 2 на Arduino.

Подключение (слева направо)

  • GND
  • +5V
  • S — Signal, в примере подключаем ко 2 выводу arduino

Скетч вывода температуры с модуля KY-001 (DS18B20) в монитор порта.

Код ниже будет выводить показания температуры с модуля KY-001 (DS18B20) в монитор последовательного порта каждую секунду.

#include <OneWire.h>
OneWire ds(2);
void setup() {
    Serial.begin(9600);
}
void loop() {
    byte i;
    byte data;
    byte addr;
    float celsius;
    // поиск датчика
    if ( !ds.search(addr)) {
        ds.reset_search();
        delay(250);
        return;
    }
    ds.reset();
    ds.select(addr);
    ds.write(0x44, 1); // измерение температуры
    delay(1000);
    ds.reset();
    ds.select(addr); 
    ds.write(0xBE); // начало чтения измеренной температуры
    //показания температуры из внутренней памяти датчика
    for ( i = 0; i < 9; i++) {
        data = ds.read();
    }
    int16_t raw = (data << 8) | data;
    // датчик может быть настроен на разную точность, выясняем её 
    byte cfg = (data & 0x60);
    if (cfg == 0x00) raw = raw & ~7; // точность 9-разрядов, 93,75 мс
    else if (cfg == 0x20) raw = raw & ~3; // точность 10-разрядов, 187,5 мс
    else if (cfg == 0x40) raw = raw & ~1; // точность 11-разрядов, 375 мс
    // преобразование показаний в градусы Цельсия 
    celsius = (float)raw / 16.0;
    Serial.print("t=");
    Serial.println(celsius);
}

Вот такой результат мы увидим в мониторе порта.

Данный пример достаточно сложный для понимания. Для упрощения работы с датчиком лучше использовать библиотеку DallasTemperature.h. Данная библиотека ставится поверх OneWire.h, т.е. для ее работы должна быть установлена библиотека OneWire.

С библиотекой DallasTemperature устанавливаются примеры. Вы можете воспользоваться любым из них.

Мы рассмотрим более простотой пример, который я взял из библиотеки, и немного его упростил.

#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
// контакт 2 на Arduino:
#define ONE_WIRE_BUS 2
// создаем экземпляр класса OneWire, чтобы с его помощью
// общаться с однопроводным устройством
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
// передаем объект oneWire объекту sensors:
DallasTemperature sensors(&oneWire);
void setup(void)
{
  Serial.begin(9600);
  // запускаем библиотеку:
  sensors.begin();
}
void loop(void){
  // вызываем функцию sensors.requestTemperatures(),
  // которая приказывает всем устройствам, подключенным к шине
  sensors.requestTemperatures();
  Serial.print("Celsius temperature: ");
  //  в Цельсиях:
  Serial.print(sensors.getTempCByIndex(0));
  Serial.print(" - Fahrenheit temperature: ");
  //  в Фаренгейтах:
  Serial.println(sensors.getTempFByIndex(0));
  delay(1000);
}

В данном примере температура выводится 1 раз в секунду, и при этом выводится температура в Цельсиях и Фаренгейтах в монитор последовательного порта.

Как видите, данный пример намного меньше и более понятен для новичка.

KY-001датчик температуры DS18B20 к ArduinoKY-001

Купить модуль KY-001 можно тут:

Описание всех датчиков из набора «37 in 1 Sensors Kit for Arduino» вы можете посмотреть на странице описания данного набора модулей для Arduino.

Понравился Урок KY-001 модуль температуры на базе DS18B20. Подключение Arduino? Не забудь поделиться с друзьями в соц. сетях.

А также подписаться на наш канал на YouTube, вступить в группу , в группу на .

Спасибо за внимание!

Технологии начинаются с простого!

Фотографии к статье

Файлы для скачивания

Скачивая материал, я соглашаюсь с
Правилами скачивания и использования материалов.

Модуль KY-001 датчика температуры DS18B20.pdf 82 Kb 72 Скачать
Скетч вывода температуры с модуля KY-001 .ino 1 Kb 73 Скачать
Код с использованием бмблиотеки DallasTemperature.h.ino 1 Kb 72 Скачать
Библиотека DallasTemperature .zip 31 Kb 81 Скачать

Исходный код программы (скетча)

Перед тем как загружать программу в плату Arduino необходимо скачать и извлечь из архива следующие библиотеки, необходимые для работы проекта:

  • 1-Wire bus;
  • Dallas Temperature (необходима для считывания и расчета температуры с датчика).

В скетче программы необходимо подключить заголовочные файлы этих библиотек.

Arduino

/********************************************************************/
// сначала необходимо подключить следующие библиотеки в проект
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
/********************************************************************/
// контакт данных датчика подключен к контакту 2 платы Arduino
#define ONE_WIRE_BUS 2
/********************************************************************/
//создаем объект класса oneWire для работы с датчиком и его взаимодействия
//с другими OneWire устройствами (не только температурными датчиками Maxim/Dallas temperature ICs)
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
/********************************************************************/
// связываем наш объект oneWire с библиотекой Dallas Temperature.
DallasTemperature sensors(&oneWire);
/********************************************************************/
void setup(void)
{
// инициализируем последовательную связь со скоростью 9600 бод
Serial.begin(9600);
Serial.println(«Dallas Temperature IC Control Library Demo»);
// инициализируем датчик
sensors.begin();
}
void loop(void)
{
// вызываем функцию sensors.requestTemperatures() для запроса значения
// температуры со всех устройств, подключенных к шине
/********************************************************************/
Serial.print(» Requesting temperatures…»);
sensors.requestTemperatures(); // передаем команду на запрос температуры
Serial.println(«DONE»);
/********************************************************************/
Serial.print(«Temperature is: «);
Serial.print(sensors.getTempCByIndex(0)); // почему вводится индекс «byIndex»?
// потому что к одной и той же шине может быть подключено несколько датчиков DS18B20.
// 0 относится к первому датчику (микросхеме) на шине (проводе)
delay(1000);
}

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38

/********************************************************************/
// сначала необходимо подключить следующие библиотеки в проект
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
/********************************************************************/
// контакт данных датчика подключен к контакту 2 платы Arduino
#define ONE_WIRE_BUS 2
/********************************************************************/
//создаем объект класса oneWire для работы с датчиком и его взаимодействия
//с другими OneWire устройствами (не только температурными датчиками Maxim/Dallas temperature ICs)

OneWireoneWire(ONE_WIRE_BUS);

/********************************************************************/
// связываем наш объект oneWire с библиотекой Dallas Temperature.

DallasTemperaturesensors(&oneWire);

/********************************************************************/

voidsetup(void)

{

// инициализируем последовательную связь со скоростью 9600 бод

Serial.begin(9600);

Serial.println(«Dallas Temperature IC Control Library Demo»);

// инициализируем датчик

sensors.begin();

}

voidloop(void)

{

// вызываем функцию sensors.requestTemperatures() для запроса значения

// температуры со всех устройств, подключенных к шине

/********************************************************************/

Serial.print(» Requesting temperatures…»);

sensors.requestTemperatures();// передаем команду на запрос температуры

Serial.println(«DONE»);

/********************************************************************/

Serial.print(«Temperature is: «);

Serial.print(sensors.getTempCByIndex());// почему вводится индекс «byIndex»?  

// потому что к одной и той же шине может быть подключено несколько датчиков DS18B20.  

// 0 относится к первому датчику (микросхеме) на шине (проводе)

delay(1000);

}

На следующем рисунке показано тестирование работы проекта.

Тестирование работы термометра на Arduino и датчике температуры DS18B20

Подключение DS18B20 к Arduino

DS18B20 является цифровым датчиком. Цифровые датчики передают значение измеряемой температуры в виде определенного двоичного кода, который поступает на цифровые или аналоговые пины ардуино и затем декодируется. Коды могут быть самыми разными, ds18b20 работает по протоколу данных 1-Wire. Мы не будем вдаваться в подробности этого цифрового протокола, укажем лишь необходимый минимум для понимания принципов взаимодействия.

Обмен информацией в 1-Wire происходит благодаря следующим операциям:

  • Инициализация – определение последовательности сигналов, с которых начинается измерение и другие операции. Ведущее устройство подает импульс сброса, после этого датчик должен подать импульс присутствия, сообщающий о готовности к выполнению операции.
  • Запись данных – происходит передача байта данных в датчик.
  • Чтение данных – происходит прием байта из датчика.

Для работы с датчиком нам понадобится программное обеспечение:

  • Arduino IDE;
  • Библиотека OneWire, если используется несколько датчиков на шине, можно использовать библиотеку DallasTemperature. Она будет работать поверх OneWire.

Из оборудования понадобятся:

  • Один или несколько датчиков DS18B20;
  • Микроконтроллер Ардуино;
  • Коннекторы;
  • Резистор на 4,7 кОм (в случае подключения одного датчика пойдет резистор номиналом от 4 до 10K);
  • Монтажная плата;
  • USB-кабель для подключения к компьютеру.

К плате Ардуино UNO датчик подключается просто: GND с термодатчика присоединяется к GND Ардуино, Vdd подключается к 5V, Data – к любому цифровому пину.

Простейшая схема подключения цифрового датчика DS18B20 представлена на рисунке.

Алгоритм получения информации о температуре в скетче состоит из следующих этапов:

  • Определение адреса датчика, проверка его подключения.
  • На датчик подается команда с требованием прочитать температуру и выложить измеренное значение в регистр. Процедура происходит дольше остальных, на нее необходимо примерно 750 мс.
  • Подается команда на чтение информации из регистра и отправка полученного значения в «монитор порта»,
  • Если требуется, то производится конвертация в градусы Цельсия/Фаренгейта.

Пример простого скетча для DS18B20

Самый простой скетч для работы с цифровым датчиком выглядит следующим образом. (в скетче мы используем библиотеку OneWire, о которой поговорим подробнее чуть позже).

Схема подключения DS18B20

Что такое разрешение?

В технических характеристиках сообщается, что датчик DS18B20 может измерять температуру с различным разрешением. Разрешение — это как у линейки: миллиметры между сантиметрами. Так же и c разрешением у DS18B20 — это шаг между последовательными ступенями градусов Цельсия.

Разрешение выбирается с помощью количества бит. Диапазон выбора от 9 до 12 бит. Выбор разрешения влечет за собой определенные последствия. Чем выше разрешение, тем дольше придется ждать результат измерений.

Для 9 битного разрешения есть 2 шага между последовательными уровнями:

  • 0,0 °C
  • 0,5 °C

Для 10 битного разрешения есть 4 шага между последовательными уровнями:

  • 0,0 °C
  • 0,25 °C
  • 0,5 °C
  • 0,75 °C

В этом случае мы считываем температуру с разрешением 0,25 °C. Время измерения для 10 битного разрешения составляет 187,5 мс, что позволяет выполнить 5,3 измерений в секунду.

Для 11 битного разрешения есть 8 шагов между последовательными уровнями:

  • 0,0 °C
  • 0,125 °C
  • 0,25 °C
  • 0,375 °C
  • 0,5 °C
  • 0,625 °C
  • 0,75 °C
  • 0,875 °C

То есть разрешение составляет 0,125 °C. Время измерения для 11 битного разрешения составляет 375 мс. Это позволяет выполнить 2,6 измерения в секунду.

Для 12 битного разрешения есть 16 шагов между последовательными уровнями:

  • 0,0 °C
  • 0,0625 °C
  • 0,125 °C
  • 0,1875 °C
  • 0,25 °C
  • 0,3125 °C
  • 0,375 °C
  • 0,4375 °C
  • 0,5 °C
  • 0,5625 °C
  • 0,625 °C
  • 0,6875 °C
  • 0,75 °C
  • 0,8125 °C
  • 0,875 °C
  • 0,9375 °C

Следовательно, разрешение составляет 0,0625 °C. Время измерения для 12 битного разрешения в районе 750 мс. То есть вы можете сделать 1,3 измерений в секунду.

Что такое точность измерения?

Ничто в мире, и особенно в электронике, не является совершенным. Можно только приближаться к совершенству, тратя все больше и больше денег и сил. Так же и с этим датчиком. Он имеет некоторые неточности, о которых вы должны знать.

В технических характеристиках сказано, что в диапазоне измерения от -10 до 85 °C датчик DS18B20 имеет точность на уровне +/- 0,5 °C. Это значит, что, когда в комнате у нас температура 22,5 °C, то датчик может вернуть нам результат измерения от 22 до 23 °C. То есть, может показать на 0,5 °C больше или меньше. Все это зависит от индивидуальной характеристики датчика.

В диапазоне от -55 до 125 °C погрешность измерения может возрасти до +/- 2 °C. То есть, когда вы измеряете что-то с температурой 100 °C, то датчик может показать температуру от 98 до 102 °C.

Все эти отклонения могут несколько отличаться для каждой температуры, но при измерении одной и той же температуры, отклонение всегда будет одинаковым.

Что такое дрейф измерения?

Дрейф измерения — это наиболее худшая форма неточности. Суть дрейфа измерения заключается в том, что при измерении постоянной температуры — при одном измерении датчик может показывать одну температуру, а при последующем другую (на величину дрейфа).

Дрейф датчика температуры DS18B20 +/- 0.2 °C. Например, когда в комнате постоянная температура составляет 24 °C, датчик может выдавать результат в диапазоне от 23,8 °C до 24,2 °C.

(379,0 Kb, скачано: 913)

DS18B20 — это цифровой датчик температуры. Датчик очень прост в использовании.

Во-первых, он цифровой, а во вторых — у него всего лишь один контакт, с которого мы получаем полезный сигнал. То есть, вы можете подключить к одному Arduino одновременно огромное количество этих сенсоров. Пинов будет более чем достаточно. Мало того, вы даже можете подключить несколько сенсоров к одному пину на Arduino! Но обо всем по порядку.

DS18B20 имеет различные форм-факторы. Так что выбор, какой именно использовать, остается за вами. Доступно три варианта: 8-Pin SO (150 mils), 8-Pin µSOP, и 3-Pin TO-92. Серфинг по eBay или Aliexpress показывает, что китайцы предлагают версию TO-92 во влагозащищенном корпусе. То есть, вы можете смело окунать подобное чудо в воду, использовать под дождем и т.д. и т.п. Эти сенсоры изготавливаются с тремя выходными контактами (черный — GND, красный — Vdd и белый — Data).

Различные форм-факторы датчиков DS18B20 приведены на рисунке ниже.

Модель DS18B20 во влагозащищенном корпусе:

DS18B20 удобен в использовании. Запитать его можно через контакт data (в таком случае вы используете всего два контакта из трех для подключения!). Сенсор работает в диапазоне напряжений от 3.0 В до 5.5 В и измеряет температуру в диапазоне от -55°C до +125°C (от -67°F до +257°F) с точностью ±0.5°C (от -10°C до +85°C).

Еще одна крутая фича: вы можете подключить параллельно вплоть до 127 датчиков! и считывать показания температуры с каждого отдельно. Не совсем понятно, в каком проекте подобное может понадобится, но подключить два сенсора и контролировать температуру в холодильнике и морозильной камере можно. При этом вы оставите свободными кучу пинов на Arduino… В общем, фича приятная.

↑ Общение с датчиком

  • 0x33h – считать ромкод (уникальное имя каждого устройства). Применение возможно только, если на шине всего одно устройство.
  • 0x55h – обратиться по ром коду к конкретному устройству. После необходимо также передать 64 битный ром код. Только устройство у которого переданный код совпадет с записанным в него на заводе останется на шине, остальные отключатся.
  • 0xCCh — После приема данной команды все устройства останутся активными на шине. Удобно использовать если устройство одно или есть однотипные.
  • 0x44h – Запуск преобразования температуры. Если датчик питает не от линии данных, то после можно прочитать состояние шины 0 – если преобразование не завершено и 1 – если преобразование завершено.
  • 0xBEh – Считать 8 байт данных. Первые два байта – вычисленная температура.
  • 0x4Eh – запись в память датчика. Необходимо передать три байта – верхнюю границу термостата, нижнюю границу термостата и значение контрольного регистра.
  • 0x1Fh — 9 бит (±0,5 градуса Цельсия), преобразование примерно 94 миллисекунды;
  • 0x3Fh — 10 бит (±0,25 градуса Цельсия), преобразование примерно 188 миллисекунд;
  • 0x5Fh — 11 бит (±0,125 градуса Цельсия), преобразование примерно 375 миллисекунд;
  • 0x7Fh — 12 бит (±0,0625 градуса Цельсия), преобразование примерно 750 миллисекунд;

Настройка датчика:

термостатСчитываем температуру.Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.

Функция выдачи ром кода на шину:

Описание датчика DS18B20 для Arduino

DS18B20 – это цифровой температурный датчик, обладающий множеством полезных функций. По сути, DS18B20 – это целый микроконтроллер, который может хранить значение измерений, сигнализировать о выходе температуры за установленные границы (сами границы мы можем устанавливать и менять), менять точность измерений, способ взаимодействия с контроллером и многое другое. Все это в очень небольшом корпусе, который, к тому же, доступен в водонепроницаемом исполнении.


Микросхема имеет три выхода, из которых для данных используется только один, два остальных – это земля и питание. Число проводов можно сократить до двух, если использовать схему с паразитным питанием и соединить Vdd с землей. К одному проводу с данными можно подключить сразу несколько датчиков DS18B20 и в плате Ардуино будет задействован всего один пин.

Где купить датчик

Влагозащищенный датчик температуры DS18B20 с длиной провода 1 м от надежного магазина Комплект из 10 микросхем DS18B20 TO92 Модуль DS18B20 для удобного подключения к Ардуино от Keyestudio
Беспроводной модуль DS18B20 на ESP8266 ESP-01 ESP-01S для проектов умного дома Шилд датчика DS18B20 для платы D1 MINI – беспроводная передача данных Датчик DS18B20 с модулем для подключения к Ардуино

Особенности цифрового датчика DS18B20

Погрешность измерения не больше 0,5 С (для температур от -10С до +85С), что позволяет точно определить значение температуры. Не требуется дополнительная калибровка.
Температурный диапазон измерений лежит в пределах от -55 С до +125 С.
Датчик питается напряжением от 3,3В до 5В.
Можно программно задать максимальную разрешающую способность до 0,0625С, наибольшее разрешение 12 бит.
Присутствует функция тревожного сигнала.
Каждое устройство обладает своим уникальным серийным кодом.
Не требуются дополнительные внешние элементы.
Можно подключить сразу до 127 датчиков к одной линии связи.
Информация передается по протоколу 1-Wire.
Для присоединения к микроконтроллеру нужны только 3 провода.
Существует так называемый режим паразитного питания – в нем происходит питание напрямую от линии связи. Для подключения в этом случае нужны только 2 провода

Важно, что в этом режиме не гарантируется корректная работа при температурах выше 100С. Режим паразитного питания удобно обычно применяется для приложений с удаленным температурным датчиком.

Память датчика состоит из двух видов: оперативной и энергонезависимой – SRAM и EEPROM. В последнюю записываются регистры конфигурации и регистры TH, TL, которые могут использоваться как регистры общего назначения, если не используются для указания диапазона допустимых значений температуры.

Основной задачей DS18B20 является определение температуры и преобразование полученного результата в цифровой вид. Мы можем самостоятельно задать необходимое разрешение, установив количество бит точности – 9, 10, 11 и 12. В этих случаях разрешающие способности будут соответственно равны 0,5С, 0,25С, 0,125С и 0,0625С.

Во время включения питания датчик находится в состоянии покоя. Для начала измерения контроллер Ардуино выполняет команду «преобразование температуры». Полученный результат сохранится в 2 байтах регистра температуры, после чего датчик вернется в первоначальное состояние покоя. Если схема подключена в режиме внешнего питания, микроконтроллер регулирует состояние конвертации. Во время выполнения команды линия находится в низком состоянии, после окончания программы линия переходит в высокое состояние. Такой метод не допустим при питании от паразитной емкости, так как на шине постоянно должен сохраняться высокий уровень сигнала.

Полученные температурные измерения сохраняются в SRAM датчика. 1 и 2 байты сохраняют полученное значение температуры, 3 и 4 сохраняют пределы измерения, 5 и 6 зарезервированы, 7 и 8 используются для высокоточного определения температуры, последний 9 байт хранит устойчивый к помехам CRC код.

Модуль датчика температуры KY-013

Модуль представляет собой делитель напряжения, в одно из плеч которого включен терморезистор. Сопротивление датчика меняется при изменении температуры, второе плечо делителя образует резистор сопротивлением 10 кОм . Подключение датчика аналогично фоторезистору .

Размер модуля 30 х 15 мм, масса 1 г. Для подключения служит трехконтактный разъем. Центральный контакт – питание +5В, контакт «-» — общий, контакт «S» — информационный.

При изменении температуры происходит изменение сопротивления терморезистора, что приводит к изменению уровня напряжения на сигнальном выводе модуля. Если загрузить в Arduino программу AnalogInput2, то в мониторе последовательного порта среды разработки Arduino IDE можно наблюдать, как меняются показания, снимаемые с аналогового входа платы Arduino. На иллюстрации изменение показаний обусловлено нагревом терморезистора подушечками пальцев.

В общем, это один из простейших аналоговых датчиков, наряду с фоторезистором и потенциометром это датчик с которого обычно начинается изучение работы со встроенным АЦП.

Полезное: Стерео усилитель 50 Вт в классе D на китайском модуле

Схема термометра на ATmega8 и датчике температуры DS18B20

Давайте посмотрим на схему термометра:

Как видите, схема очень проста, используется только необходимый минимум деталей.
В схеме, для индикации показаний, применен семисегментный трехразрядный светодиодный индикатор (описание и подключение семисегментных индикаторов к микроконтроллеру).

Напряжение питания конструкции — 5 вольт. Если вы примените микроконтроллер с низковольтным питанием (линейка микроконтроллеров ATmega), то можно и понизить питающее напряжение конструкции, но в этом случае, возможно придется уменьшить номинал гасящих сопротивлений в сегментах индикатора. Приблизительно номиналы сопротивлений можно брать:
— при питании 5 вольт — 200-300 Ом
— при питании 2,7 — 3 вольта — 100-150 Ом(здесь вы можете ознакомиться с расчетом гасящих сопротивлений для семисегментных индикаторов)(здесь вы можете ознакомиться с маркировкой микроконтроллеров)Транзисторы — любые, маломощные, структуры NPN.Датчик температуры — DS18B20 (ознакомиться с датчиком температуры DS18B20)Семисегментный индикатор — любой трехразрядный с общим катодом. Если вы захотите применить другие, с общим анодом, тогда придется заменить транзисторы на PNP и внести изменения в программу (заменить массив двоичных кодов для вывода цифр на индикатор). Я применил индикатор красного цвета свечения, и заодно, для следующей схемы, приготовил такой-же, но голубого цвета свечения.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Электрик в доме
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector