A guía final para o sensor de temperatura dixital DS18B20
2024-04-19 3955

DS18B20 é un sensor de temperatura dixital de uso común.Sae un sinal dixital e ten as características de pequeno tamaño, baixo hardware, unha forte capacidade anti-interferencia e alta precisión.Neste artigo, introduciremos o sensor DS18B20 un por un dos aspectos da estrutura, características, principio de traballo, arranxo de pinos, etc.

DS18B20 é o primeiro sensor de temperatura producido por Dallas Semiconductor nos Estados Unidos para apoiar unha interface "autobús único".Ten un baixo consumo de enerxía, unha forte capacidade anti-interferencia, fácil de igualar as vantaxes do procesador, a temperatura pódese converter directamente nun sinal dixital a través da liña.DS18B20 empregando unha comunicación de 1 fío que é só unha liña de datos (e chan) e comunicación do microcontrolador.O sensor ten un rango de detección de temperatura de -55 ° C a 125 ° C e tamén ten unha precisión de +-0,5 ° C cando o rango de temperatura supera os -10 ° C a 85 ° C ademais.Ademais, o DS18B20 pódese alimentar directamente desde a liña de datos sen necesidade dunha fonte de alimentación externa.

A diferenza dos termistores convencionais, utiliza a tecnoloxía de autobús único para minimizar eficazmente as interferencias externas e mellorar a precisión da medición.Ao mesmo tempo, pode converter directamente a temperatura medida en sinais dixitais en serie para o procesamento de microordenadores, facendo que a transmisión de datos e o procesamento sexan sinxelos a través dunha interface sinxela.

- DS18B20+

- DS18B20+T&R

- DS1821C+

O sensor está composto principalmente por 4 veces, que son ROM de 64 bits, sensor de temperatura, disparador de alarma de temperatura non volátil e rexistro de configuración.O número de serie de 64 bits no RO é fotogravado antes de saír da fábrica.Pódese considerar como o número de serie de enderezos do DS18E20.O número de serie de 64 bits de cada DS18E20 é diferente.O código de verificación de redundancia cíclica (crc = k ~ 8+x ~ 5+x ~ 4+1) da ROM de 64 bits.A función da ROM é facer que cada DS18B20 sexa diferente, de xeito que se poidan conectar múltiples DS18B20s a un autobús.

DS18B20 usa un protocolo de transmisión dun só fío (1 fío) para a comunicación.Este protocolo permite que o DS18B20 se comunique con só un cable de datos para a transmisión de datos e a alimentación.

O sensor pode medir nun rango de temperatura de -55 ° C a 125 ° C, tornándoo adecuado para unha ampla gama de necesidades de control de temperatura.

Co autobús de 1 fío, podemos conectar varios sensores DS18B20 para a medición de temperatura de varios puntos.

Cada sensor DS18B20 ten un enderezo de hardware único de 64 bits, que o fabricante asigna automaticamente durante o proceso de produción.Este enderezo de hardware de 64 bits está asociado ao número de modelo do sensor, a data de produción e o número de serie, polo que cada sensor ten a súa propia identidade única.Con este enderezo de hardware de 64 bits, o sensor pódese identificar e comunicarse individualmente.

O DS18B20 produce valores de temperatura dixital, que se poden integrar directamente con sistemas dixitais sen necesidade de conversión de sinal analóxico.

O sensor DS18B20 ten a capacidade de medir as temperaturas cunha precisión máxima de ± 0,5 ° C, tornándoa adecuada para escenarios de aplicacións que requiren unha alta precisión.

O sensor funciona desde un rango de tensión de subministración de 3 V a 5,5 V. O seu baixo consumo de enerxía fai que sexa ideal para escenarios que requiran un control continuo da temperatura durante longos períodos de tempo.O consumo de enerxía deste sensor é tan baixo que pode funcionar durante longos períodos de tempo sen degradación do rendemento.

O principio de cronometraxe de lectura e escritura e medición da temperatura de DS18B20 son os mesmos que os de DS1820, pero o número de díxitos do valor de temperatura obtido é diferente debido a diferentes resolucións.En comparación co DS1820, o tempo de retraso de conversión de temperatura do DS18B20 acurtase de 2 segundos a 750 milisegundos.A taxa de oscilación do coeficiente de temperatura O oscilador de cristal cambia significativamente cos cambios na temperatura, e o sinal xerado úsase como entrada de pulso do contador 2. contador 1 e o rexistro de temperatura prepétase a un valor base correspondente a -55 ° C.O contador 1 conta o sinal de pulso xerado polo oscilador de cristal de coeficiente de baixa temperatura.Cando o valor preestablecido do contador 1 diminúe a 0, o valor do rexistro de temperatura aumentará en 1, o valor preestablecido do contador 1 recargarase e o contador 1 reiniciará contando os sinais de pulso xerados polo oscilador de cristal de coeficiente de baixa temperatura.Este proceso continuará ata que o contador de 2 contas a 0, momento no que a acumulación do valor do rexistro de temperatura parará.Finalmente, o valor no rexistro de temperatura é a temperatura medida.

As imaxes anteriores son o símbolo, a pegada e a configuración do pin de DS18B20.

O proceso de condución de DS18B20 depende principalmente do sistema de autobuses de 1 fío.Este sistema de autobuses permite que un mestre de autobús controle un ou varios dispositivos de escravos.Neste caso, o noso MCU actúa como mestre e o DS18B20 sempre actúa como o escravo.No sistema de autobuses de 1 fío, todos os comandos e datos envíanse de acordo co principio de bit de orde baixa primeiro.

Os sistemas de autobuses de 1 fío usan só unha liña de datos e requiren unha resistencia externa de aproximadamente 5kΩ.Polo tanto, no estado non utilizado, o nivel na liña de datos é elevado.Cada dispositivo (xa sexa mestre ou escravo) está conectado á liña de datos a través dun pin de drenaxe aberto ou un pasador de porta de 3 estados.Este deseño permite que cada dispositivo "libere" a liña de datos de xeito que cando un dispositivo non transmite datos, outros dispositivos poden usar eficazmente a liña de datos.A interface de bus de 1 fío (pin DQ) de DS18B20 está composta por un circuíto de drenaxe aberto do seu circuíto interno.A súa configuración de hardware móstrase na seguinte figura:

Hai tres pasos principais para implementar o controlador DS18B20:

Primeiro paso: Inicializar DS18B20;

Paso segundo: comando ROM (seguido de calquera solicitude de intercambio de datos);

Paso tres: Comando de función DS18B20 (seguido de calquera solicitude de intercambio de datos);

Cada acceso a DS18B20 debe seguir estes pasos.Se faltan ou non se realizan algún destes pasos, o DS18B20 non responderá.

Debido á súa precisión excepcional, o sensor é frecuentemente empregado en experimentos de investigación científica, especialmente aqueles que necesitan medicións de temperatura precisas.

O sensor DS18B20 xoga un papel clave na loxística da cadea fría.Úsase para controlar a temperatura das mercadorías durante todo o proceso de transporte, garantindo a calidade e seguridade dos produtos sensibles á temperatura.

Ao controlar a temperatura no proceso de produción, o sensor pode axudar ás empresas a facer un seguimento do estado de operación do equipo en tempo real para garantir que os equipos e os procesos estean nas condicións de temperatura adecuadas, o que á súa vez mellora a eficiencia e a calidade da produción.

En equipos electrónicos, pódense usar sensores DS18B20 para controlar a temperatura dos compoñentes individuais, detectando anomalías de temperatura en tempo e forma, evitando problemas como o dano do equipo e a perda de datos debido ás altas temperaturas.

Deseñado para sistemas incrustados e dispositivos IoT, este sensor facilita o control remoto da temperatura e a recollida de datos conectándose a dispositivos como microcontroladores ou Raspberry Pi.

Ademais disto, o sensor úsase comunmente para realizar sistemas de control de temperatura, como termostatos, sistemas de control de invernadoiro, sistemas de aire acondicionado, etc.Ao usar sensores DS18B20, estes sistemas poden proporcionar un control de temperatura preciso segundo o necesario para garantir o bo funcionamento do sistema.

O DS18B20 é un pequeno sensor de temperatura cun ADC incorporado en 12 bits.Pódese conectar facilmente a unha entrada dixital de Arduino.O sensor comunica a través dun autobús dun fío e require pouco no xeito de compoñentes adicionais.

A funcionalidade básica do DS18B20 é o seu sensor de temperatura dixital directa.

Un DS18B20 está calibrado en fábrica para producir a temperatura correcta.Un LM35 está calibrado en fábrica para a tensión (non a temperatura) e o Arduino ten que convertelo a temperatura.

O sensor térmico dixital DS18B20 é bastante preciso e non require ningún compoñente externo para operar.Pode medir temperaturas de -55 ° C a +125 ° C cunha precisión de medición de ± 0,5 ° C.