Udhëzuesi përfundimtar për sensorin dixhital të temperaturës DS18B20
2024-04-19 4012

DS18B20 është një sensor i temperaturës dixhitale të përdorur zakonisht.Ai nxjerr një sinjal dixhital dhe ka karakteristikat e madhësisë së vogël, të ulët të pajisjeve të ulëta, aftësi të fortë kundër ndërhyrjes dhe saktësi të lartë.Në këtë artikull, ne do të prezantojmë sensorin DS18B20 një nga një nga aspektet e strukturës, karakteristikave, parimit të punës, rregullimit të pinit etj.

DS18B20 është sensori i parë i temperaturës i prodhuar nga gjysmëpërçuesi i Dallas në Shtetet e Bashkuara për të mbështetur një ndërfaqe "autobusi të vetëm".Ka konsum të ulët të energjisë, aftësi të fortë kundër ndërhyrjes, e lehtë për të përputhur avantazhet e procesorit, temperatura mund të shndërrohet drejtpërdrejt në një sinjal dixhital përmes linjës.DS18B20 duke përdorur komunikim me 1 tela që është vetëm një linjë e të dhënave (dhe terren) dhe komunikim mikrokontrollues.Sensori ka një gamë të zbulimit të temperaturës prej -55 ° C deri 125 ° C dhe gjithashtu ka një saktësi prej +-0.5 ° C kur diapazoni i temperaturës tejkalon -10 ° C deri 85 ° C përveç kësaj.Për më tepër, DS18B20 mund të mundësohet direkt nga linja e të dhënave pa kërkuar një furnizim të jashtëm të energjisë.

Për dallim nga termistorët konvencionale, ajo përdor teknologjinë e vetme të autobusëve për të minimizuar në mënyrë efektive ndërhyrjen e jashtme dhe për të përmirësuar saktësinë e matjes.Në të njëjtën kohë, ajo mund të shndërrojë drejtpërdrejt temperaturën e matur në sinjale serike dixhitale për përpunimin e mikrokompjuterit, duke e bërë transmetimin e të dhënave dhe përpunimin e thjeshtë përmes një ndërfaqe të thjeshtë.

- DS18B20+

- DS18B20+T&R

- DS1821C+

Sensori është kryesisht i përbërë nga 4 herë, të cilat janë ROM 64-bit, sensori i temperaturës, shkaktimi i alarmit të temperaturës jo të paqëndrueshme TM dhe regjistri i konfigurimit.Numri serial 64-bit në RO është i gdhendur me foto para se të dilte nga fabrika.Mund të vlerësohet si numri serial i adresës së DS18E20.Numri serial 64-bit i secilit DS18E20 është i ndryshëm.Kodi i kontrollit të tepricës ciklike (CRC = K ~ 8+x ~ 5+x ~ 4+1) e ROM 64-bit.Funksioni i ROM është që të bëjë secilën DS18B20 të ndryshme, në mënyrë që shumë DS18B20 të mund të lidhen me një autobus.

DS18B20 përdor një protokoll transmetimi me një tela me një tela (1 tela) për komunikim.Ky protokoll lejon DS18B20 të komunikojë vetëm me një kabllo të dhënash për transmetimin e të dhënave dhe furnizimin me energji elektrike.

Sensori mund të matë mbi një interval të temperaturës prej -55 ° C deri 125 ° C, duke e bërë atë të përshtatshëm për një gamë të gjerë të nevojave të monitorimit të temperaturës.

Me autobusin me 1 tela, ne mund të lidhim sensorë të shumëfishtë DS18B20 për matjen e temperaturës me shumë pika.

Sensdo sensor DS18B20 ka një adresë unike të pajisjeve 64-bit, e cila caktohet automatikisht nga prodhuesi gjatë procesit të prodhimit.Kjo adresë e harduerit 64-bit shoqërohet me numrin e modelit të sensorit, datën e prodhimit dhe numrin serik, kështu që secili sensor ka identitetin e vet unik.Me këtë adresë harduerësh 64-bit, sensori mund të identifikohet dhe komunikohet individualisht.

DS18B20 nxjerr vlerat e temperaturës dixhitale, të cilat mund të integrohen drejtpërdrejt me sistemet dixhitale pa pasur nevojë për konvertim të sinjalit analog.

Sensori DS18B20 ka aftësinë për të matur temperaturat me një saktësi maksimale prej 0,5 ° C, duke e bërë atë të përshtatshme për skenarët e aplikimit që kërkojnë saktësi të lartë.

Sensori funksionon nga një gamë e tensionit të furnizimit prej 3 V deri në 5.5 V. Konsumi i tij i ulët i energjisë e bën atë ideal për skenarët që kërkojnë monitorim të vazhdueshëm të temperaturës për periudha të gjata kohore.Konsumi i energjisë i këtij sensori është aq i ulët sa të mund të funksionojë për periudha të gjata kohore pa ndonjë degradim në performancë.

Koha e leximit dhe e shkrimit dhe parimi i matjes së temperaturës së DS18B20 janë të njëjta me ato të DS1820, por numri i shifrave të vlerës së temperaturës të marrë është i ndryshëm për shkak të rezolucioneve të ndryshme.Krahasuar me DS1820, koha e vonesës së konvertimit të temperaturës së DS18B20 është shkurtuar nga 2 sekonda në 750 milisekonda.Shkalla e lëkundjes së oshilatorit kristal të koeficientit të temperaturës ndryshon ndjeshëm me ndryshimet në temperaturë, dhe sinjali i gjeneruar përdoret si input i pulsit të banakut 2. Counter 1 dhe regjistri i temperaturës janë paraprakisht në një vlerë bazë që korrespondon me -55 ° C.Counter 1 numëron poshtë sinjalit të pulsit të gjeneruar nga oshilatori kristal i koeficientit të temperaturës së ulët.Kur vlera e paracaktuar e banakut 1 zvogëlohet në 0, vlera e regjistrit të temperaturës do të rritet me 1, vlera e paracaktuar e banakut 1 do të ngarkohet, dhe kundër 1 do të rindizet duke numëruar sinjalet e pulsit të krijuara nga oshilatori kristal i koeficientit të temperaturës së ulët.Ky proces do të vazhdojë derisa Counter 2 të numërojë në 0, në atë pikë akumulimi i vlerës së regjistrit të temperaturës do të ndalet.Më në fund, vlera në regjistrin e temperaturës është temperatura e matur.

Fotografitë e mësipërme janë konfigurimi i simbolit, gjurmës dhe pinit të DS18B20.

Procesi i drejtimit të DS18B20 kryesisht mbështetet në sistemin e autobusëve me 1 tela.Ky sistem i autobusëve lejon një mjeshtër autobusi të kontrollojë një ose më shumë pajisje skllevër.Në këtë rast, MCU -ja jonë vepron si Master dhe DS18B20 gjithmonë vepron si skllav.Në sistemin e autobusëve me 1 tela, të gjitha komandat dhe të dhënat dërgohen në përputhje me parimin e bit të rendit të ulët së pari.

Sistemet e autobusëve me 1 tela përdorin vetëm një linjë të dhënash dhe kërkojnë një rezistencë të jashtme tërheqëse prej afro 5kΩ.Prandaj, në gjendjen e papërdorur, niveli në linjën e të dhënave është i lartë.Eachdo pajisje (qoftë master ose skllav) është e lidhur me linjën e të dhënave përmes një pin porte të kulluar të hapur ose 3-shtet.Ky dizajn lejon që secila pajisje të "çlirojë" linjën e të dhënave në mënyrë që kur njëra pajisje të mos transmetojë të dhëna, pajisjet e tjera mund të përdorin në mënyrë efektive linjën e të dhënave.Ndërfaqja me autobus me 1 tela (PIN DQ) i DS18B20 është i përbërë nga një qark i drenës së hapur të qarkut të tij të brendshëm.Konfigurimi i tij i harduerit është treguar në figurën më poshtë:

Ekzistojnë tre hapa kryesorë për të zbatuar shoferin DS18B20:

Hapi i parë: Inicializoni DS18B20;

Hapi i dytë: Komanda ROM (e ndjekur nga çdo kërkesë për shkëmbimin e të dhënave);

Hapi i tretë: Komanda e funksionit DS18B20 (e ndjekur nga çdo kërkesë për shkëmbimin e të dhënave);

Eachdo qasje në DS18B20 duhet të ndjekë këto hapa.Nëse ndonjë prej këtyre hapave mungon ose nuk kryhet, DS18B20 nuk do të përgjigjet.

Për shkak të saktësisë së tij të jashtëzakonshme, sensori shpesh përdoret në eksperimentet e kërkimit shkencor, veçanërisht ato që kërkojnë matje të sakta të temperaturës.

Sensori DS18B20 luan një rol kryesor në logjistikën e zinxhirit të ftohtë.Përdoret për të monitoruar temperaturën e mallrave gjatë gjithë procesit të transportit, duke siguruar cilësinë dhe sigurinë e mallrave të ndjeshëm ndaj temperaturës.

Kur monitoroni temperaturën në procesin e prodhimit, sensori mund të ndihmojë kompanitë të mbajnë gjurmët e statusit të funksionimit të pajisjeve në kohë reale për të siguruar që pajisjet dhe proceset të jenë në kushtet e duhura të temperaturës, të cilat nga ana tjetër përmirësojnë efikasitetin dhe cilësinë e prodhimit.

Në pajisjet elektronike, sensorët DS18B20 mund të përdoren për të monitoruar temperaturën e përbërësve individualë, duke zbuluar anomalitë e temperaturës në kohën e duhur, duke shmangur kështu probleme të tilla si dëmtimi i pajisjeve dhe humbja e të dhënave për shkak të temperaturave të larta.

Projektuar për sistemet e ngulitura dhe pajisjet IoT, ky sensor lehtëson monitorimin e temperaturës në distancë dhe mbledhjen e të dhënave duke u lidhur me pajisjet si mikrokontrolluesit ose Raspberry Pi.

Përveç kësaj, sensori përdoret zakonisht për të realizuar sistemet e kontrollit të temperaturës, siç janë termostatet, sistemet e kontrollit të serrës, sistemet e kondicionimit të ajrit etj.Duke përdorur sensorë DS18B20, këto sisteme mund të sigurojnë kontroll të saktë të temperaturës siç kërkohet për të siguruar funksionimin e duhur të sistemit.

DS18B20 është një sensor i vogël i temperaturës me një ADC të ndërtuar në 12bit.Mund të lidhet lehtësisht me një input dixhital Arduino.Sensori komunikon mbi një autobus me një tela dhe kërkon pak në mënyrën e përbërësve shtesë.

Funksionaliteti thelbësor i DS18B20 është sensori i tij i drejtpërdrejtë në dixhital të temperaturës.

Një DS18B20 është i kalibruar në fabrikë për të prodhuar temperaturën e duhur.Një LM35 është i kalibruar në fabrikë për tension (jo temperaturë), dhe Arduino duhet ta shndërrojë këtë në temperaturë.

Sensori termik dixhital DS18B20 është mjaft i saktë dhe nuk kërkon ndonjë përbërës të jashtëm për të funksionuar.Mund të matë temperaturat nga -55 ° C deri +125 ° C me një saktësi matëse prej ± 0,5 ° C.