DALLAS Ds18b20 temperatuursensorsonde

Daar is baie soorte sensors, en die DS18B20 temperatuursensor wat deur DALLAS vervaardig word, is die beste wanneer dit gebruik word in hoë-presisie en hoë betroubaarheid toepassings. Ultra-klein grootte, ultra-lae hardeware bokoste, sterk anti-inmenging vermoë, hoë akkuraatheid, en sterk bykomende funksies maak DS18B20-sensor meer gewild. Die voordele van DS18B20-sensor is ons beste keuse vir die aanleer van mikrobeheerdertegnologie en die ontwikkeling van temperatuurverwante klein produkte. Om die werkbeginsels en toepassings te verstaan, kan jou idees vir mikrobeheerder-ontwikkeling verbreed.

Kenmerke van DS18B20 sensor
1. Kommunikasie gebruik 1-Draad-koppelvlak
2. Elke DS18B20-sensor het 'n unieke 64-bis-reekskode wat in die aanboord-ROM gestoor is.
3. Geen eksterne komponente benodig nie
4. Dit kan van die datalyn aangedryf word, en die kragtoevoerreeks is 3.0V ~ 5.5V.
5. Die meetbare temperatuurreeks is -55℃ ~ +125℃
6. Die akkuraatheid is ±0.5℃ in die reeks van -10~+85℃
7. Die termometerresolusie kan op 9 ~ 12 bis gestel word. By 12 stukkies, die resolusie stem ooreen met 0.0625 ℃.

Tipiese verbindingsmetodes van DS18B20-sensor in praktiese toepassings
1. Tipiese verbindingsmetode wanneer onder parasitiese kragtoevoer gewerk word
Enkel bus tydsberekening
DS18B20-sensor gebruik 1-draadbus om alle data op een lyn oor te dra, dus het die enkeldraadprotokol baie streng tydsberekeningsvereistes om data-integriteit te verseker.
Enkelbus sein tipes: herstel pols, teenwoordigheid pols, skryf 0, skryf 1, lees 0, lees 1. Al hierdie seine behalwe die teenwoordigheidspuls wat deur DS18B20 gestuur word, ander seine word deur die busbeheerder gestuur.
Data-oordrag begin altyd met die minste beduidende bietjie.

Inisialisering tydsberekening
Die inisialiseringsvolgorde sluit in die terugstel van DS18B20-sensor en die ontvangs van die teenwoordigheidsein wat deur DS18B20 teruggestuur word.

Die gasheer moet dit inisialiseer voor enige kommunikasie met DS18B20-sensor. Tydens inisialisering, die busbeheerder trek die bus laag en hou dit vir meer as 480 ons. Die toestel wat aan die bus hang, sal teruggestel word, los dan die bus, wag tot 15-60 ons, op watter tydstip 18B20 'n laevlak-teenwoordigheidsein tussen 60-240us sal terugstuur.

Stel pols- en teenwoordigheidspulstyddiagram terug:
DS18B20 sensor toepassing kring DS18B20 temperatuur meting stelsel het die voordele van 'n eenvoudige temperatuur meting stelsel, hoë temperatuur meting akkuraatheid, gerieflike verbinding, en neem minder koppelvlaklyne op. Die volgende is die temperatuurmetingkringdiagram van DS18B20-sensor in verskeie verskillende toepassingsmodusse:
5.1. Die stroombaandiagram van DS18B20 sensor parasitiese kragtoevoermodus word in Figuur getoon 4. In die parasitiese kragtoevoermodus, die DS18B20 trek energie vanaf die enkeldraad seinlyn: die energie word in die interne kapasitor gestoor terwyl die seinlyn DQ op 'n hoë vlak is. Wanneer die seinlyn op 'n lae vlak is, dit verbruik die krag op die kapasitor om te werk, en laai dan die parasitiese kragtoevoer (kapasitor) totdat die hoë vlak aankom.
Die unieke parasitiese kragtoevoermetode het drie voordele:
1) Wanneer afgeleë temperatuurmeting uitgevoer word, geen plaaslike kragtoevoer word benodig nie
2) ROM kan gelees word sonder gereelde kragtoevoer
3) Die stroombaan is eenvoudiger, gebruik slegs een I/O-poort om temperatuur te meet.
Vir die DS18B20-sensor om akkurate temperatuuromskakelings uit te voer, die I/O-lyne moet verseker dat voldoende energie tydens die temperatuuromskakeling verskaf word. Aangesien die bedryfsstroom van elke DS18B20-sensor 1mA bereik tydens temperatuuromskakeling, wanneer verskeie sensors aan dieselfde I/O-lyn gehang word vir meerpunttemperatuurmeting, die 4.7K-optrekweerstand alleen kan nie genoeg energie verskaf nie. Dit sal veroorsaak dat die temperatuur nie omgeskakel kan word nie of die temperatuurfout uiters groot sal wees.
Daarom, die stroombaan in figuur 4 is slegs geskik vir gebruik in temperatuurmeting met 'n enkele temperatuursensor en is nie geskik vir gebruik in battery-aangedrewe stelsels nie. En die werkende kragtoevoer VCC moet gewaarborg word om 5V te wees. Wanneer die kragtoevoerspanning daal, die energie wat die parasitiese kragbron kan trek, neem ook af, wat die temperatuurfout sal verhoog.
5.2. DS18B20 parasitiese kragtoevoer sterk optrek kragtoevoermodus stroombaandiagram Die verbeterde parasitiese kragtoevoermodus word in Figuur getoon 5. Sodat die DS18B20-sensor voldoende stroomtoevoer tydens die dinamiese omskakelingsiklus kan verkry, wanneer temperatuuromskakeling uitgevoer word of na die E2-geheuebewerking gekopieer word, die gebruik van 'n MOSFET om die I/O-lyn direk na VCC te trek, kan voldoende stroom verskaf. Die I/O-lyn moet oorgeskakel word na 'n sterk optrektoestand binne 'n maksimum van 10 μS na die uitreiking van enige opdrag wat 'n kopie na E2-geheue of die aanvang van 'n temperatuuromskakeling behels. Die sterk optrekmodus kan die probleem van stroomtoevoeronderbreking oplos, dus is dit ook geskik vir meerpunttemperatuurmetingstoepassings. Die nadeel is dat dit nog een I/O-poortlyn opneem vir sterk optrekskakeling.
Let wel: In die parasitiese kragtoevoermodus van Figuur 4 en Figuur 5, die VDD-pen van DS18B20-sensor moet aan grond gekoppel word.

DALLAS digitale temperatuursensor bedradingsboom

Ds18b20 sensor sonde + kabel

Ds18b20 digitale sensor verbindingstuig

5.3. Eksterne kragtoevoermodus van DS18B20-sensor

In die eksterne kragtoevoermodus, die DS18B20 sensor werkende kragtoevoer is gekoppel aan die VDD pen. Op hierdie tydstip, die I/O-lyn het nie 'n sterk optrek nodig nie, en daar is geen probleem van onvoldoende kragtoevoerstroom nie, wat die omskakeling akkuraatheid kan verseker. Terselfdertyd, enige aantal DS18B20-sensors kan teoreties aan die bus gekoppel word om 'n meerpunttemperatuurmetingstelsel te vorm. Let wel: In eksterne kragtoevoermodus, die GND-pen van DS18B20 kan nie swaai gelaat word nie, anders kan die temperatuur nie omgeskakel word nie en is die leestemperatuur altyd 85°C.
Die eksterne kragtoevoermetode is die beste werkmetode van DS18B20-sensor. Die werk is stabiel en betroubaar, die anti-inmenging vermoë is sterk, en die stroombaan is relatief eenvoudig, dus kan 'n stabiele en betroubare meerpunt temperatuurmoniteringstelsel ontwikkel word. Die webmeester beveel aan dat jy 'n eksterne kragbron gebruik tydens ontwikkeling. Na alles, daar is net een meer VCC-lood as die parasitiese kragbron. In die eksterne kragtoevoermodus, die voordele van die wye kragtoevoerspanningreeks van die DS18B20 kan ten volle benut word. Selfs al daal die kragtoevoerspanning VCC tot 3V, die temperatuurmetingsakkuraatheid kan steeds gewaarborg word.
6. Voorsorgmaatreëls by die gebruik van DS1820
Alhoewel DS1820 die voordele van 'n eenvoudige temperatuurmetingstelsel het, hoë temperatuur meting akkuraatheid, gerieflike verbinding, en neem minder koppelvlaklyne op, die volgende kwessies moet ook in praktiese toepassings aandag gegee word:
6.1. Klein hardeware bokoste vereis relatief komplekse sagteware om te vergoed. Aangesien seriële data-oordrag tussen DS1820 en die mikroverwerker gebruik word, wanneer jy programmering na DS1820 lees en skryf, die lees- en skryftydsberekening moet streng gewaarborg word, anders sal die temperatuurmetingsresultate nie gelees word nie. Wanneer hoëvlaktale soos PL/M en C vir stelselprogrammering gebruik word, dit is die beste om samestellingstaal te gebruik om die DS1820-operasiedeel te implementeer.
6.2. Die relevante inligting oor DS1820 noem nie die aantal DS1820's wat aan 'n enkele bus gekoppel is nie, wat mense maklik kan laat glo dat enige aantal DS1820's gekoppel kan word. In praktiese toepassings is dit nie die geval nie. Wanneer daar meer as 8 DS1820's op 'n enkele bus, die busbestuurderprobleem van die mikroverwerker moet opgelos word. Aan hierdie punt moet aandag gegee word wanneer 'n meerpunttemperatuurmetingstelsel ontwerp word.
6.3. Die buskabel wat aan DS1820 gekoppel is, het 'n lengtelimiet. Tydens die toets, wanneer die transmissielengte 50m oorskry met gebruik van gewone seinkabels, foute sal voorkom in die temperatuurmetingsdata wat gelees word. Wanneer die buskabel na 'n gedraaide paar afgeskermde kabel verander word, die normale kommunikasieafstand kan 150m bereik. Wanneer 'n gedraaide-paar afgeskermde kabel met meer kinkels per meter gebruik word, die normale kommunikasieafstand word verder verleng. Hierdie situasie word hoofsaaklik veroorsaak deur die vervorming van die seingolfvorm wat veroorsaak word deur die busverspreide kapasitansie. Daarom, wanneer 'n langafstand temperatuurmetingstelsel met DS1820 ontwerp word, die busverspreide kapasitansie- en impedansie-aanpassingskwessies moet ten volle oorweeg word.
6.4. In die ontwerp van die DS1820 temperatuurmeetprogram, nadat 'n temperatuuromskakelingsopdrag na die DS1820 gestuur is, die program wag altyd vir die terugkeersein van die DS1820. Sodra 'n DS1820 swak kontak het of ontkoppel is, wanneer die program die DS1820 lees, daar sal geen terugkeersein wees nie en die program sal 'n oneindige lus binnegaan. Hierdie punt moet ook sekere aandag gegee word wanneer DS1820 hardeware verbinding en sagteware ontwerp uitgevoer word. Dit word aanbeveel dat die temperatuurmetingskabel met 4-kern gedraaide paar afgeskerm word. Een paar drade is aan die gronddraad en seindraad gekoppel, die ander groep is aan VCC en gronddraad gekoppel, en die afskermlaag is op 'n enkele punt by die bronpunt gegrond.