DS18B20 তাপমাত্রা সেন্সর MCU এর সাথে সংযুক্ত

DS18B20 তাপমাত্রা সেন্সর জ্ঞান ভূমিকা
DS18B20 একটি সাধারণভাবে ব্যবহৃত ডিজিটাল তাপমাত্রা সেন্সর. এটি ডিজিটাল সংকেত আউটপুট, ছোট আকারের বৈশিষ্ট্য আছে, কম হার্ডওয়্যার ওভারহেড, শক্তিশালী বিরোধী হস্তক্ষেপ ক্ষমতা, উচ্চ নির্ভুলতা, এবং ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়.

DS18B20 ডিজিটাল টেম্পারেচার প্রোব প্রদান করে 9 থেকে 12 বিট

জলরোধী DS18B20 সেন্সর প্রোব

TPE ওভারমোল্ডিং IP68 ওয়াটারপ্রুফ DS18B20 সেন্সর

DS18B20 তাপমাত্রা সেন্সরের ভূমিকা
প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্য:
①. অনন্য একক তারের ইন্টারফেস মোড. যখন DS18B20 একটি মাইক্রোপ্রসেসরের সাথে সংযুক্ত থাকে, শুধুমাত্র 1 মাইক্রোপ্রসেসর এবং DS18B20 এর মধ্যে দ্বি-মুখী যোগাযোগ উপলব্ধি করতে তারের প্রয়োজন.
②. তাপমাত্রা পরিমাপ পরিসীমা -55℃～+125℃, সহজাত তাপমাত্রা পরিমাপ ত্রুটি 1℃.
③. মাল্টি-পয়েন্ট নেটওয়ার্কিং ফাংশন সমর্থন করে. একাধিক DS18B20 শুধুমাত্র তিনটি তারের সমান্তরালে সংযুক্ত হতে পারে, এবং সর্বোচ্চ 8 মাল্টি পয়েন্ট তাপমাত্রা পরিমাপ উপলব্ধি সমান্তরালভাবে সংযুক্ত করা যেতে পারে. সংখ্যাটি খুব বেশি হলে, পাওয়ার সাপ্লাই ভোল্টেজ খুব কম হবে, অস্থির সংকেত সংক্রমণ ফলে.
④. ওয়ার্কিং পাওয়ার সাপ্লাই: 3.0~5.5V/DC (ডেটা লাইন পরজীবী পাওয়ার সাপ্লাই ব্যবহার করা যেতে পারে).
⑤. ব্যবহারের সময় কোন পেরিফেরাল উপাদান প্রয়োজন হয় না.
⑥. পরিমাপের ফলাফলগুলি 9 ~ 12-বিট ডিজিটাল আকারে ধারাবাহিকভাবে প্রেরণ করা হয়.
⑦. স্টেইনলেস স্টিলের প্রতিরক্ষামূলক টিউবের ব্যাস Φ6.
⑧. এটি DN15~25 এর বিভিন্ন মাঝারি শিল্প পাইপলাইনের তাপমাত্রা পরিমাপের জন্য উপযুক্ত, DN40~DN250 এবং সরু জায়গায় সরঞ্জাম.
⑨. স্ট্যান্ডার্ড ইনস্টলেশন থ্রেড M10X1, M12X1.5, G1/2" ঐচ্ছিক.
⑩. পিভিসি কেবল সরাসরি সংযুক্ত বা জার্মান বল-টাইপ জংশন বক্স সংযুক্ত, যা অন্যান্য বৈদ্যুতিক সরঞ্জামের সাথে সংযোগের জন্য সুবিধাজনক.

DS18B20 পড়া এবং লেখার সময় এবং তাপমাত্রা পরিমাপের নীতি:
DS18B20 তাপমাত্রা পরিমাপের নীতি চিত্রে দেখানো হয়েছে 1. চিত্রে নিম্ন তাপমাত্রা সহগ ক্রিস্টাল অসিলেটরের দোলন ফ্রিকোয়েন্সি তাপমাত্রা দ্বারা সামান্য প্রভাবিত হয়, এবং কাউন্টারে পাঠানোর জন্য একটি নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সি পালস সংকেত তৈরি করতে ব্যবহৃত হয় 1. উচ্চ তাপমাত্রা সহগ ক্রিস্টাল অসিলেটরের দোলন ফ্রিকোয়েন্সি তাপমাত্রার সাথে উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়, এবং উৎপন্ন সংকেত কাউন্টারের পালস ইনপুট হিসাবে ব্যবহৃত হয় 2. কাউন্টার 1 এবং তাপমাত্রা রেজিস্টার -55℃ অনুরূপ একটি বেস মান প্রিসেট করা হয়. কাউন্টার 1 নিম্ন তাপমাত্রা সহগ ক্রিস্টাল অসিলেটর দ্বারা উত্পন্ন পালস সংকেত বিয়োগ করে. যখন কাউন্টারের প্রিসেট মান 1 পর্যন্ত হ্রাস করা হয় 0, তাপমাত্রা রেজিস্টার মান দ্বারা বৃদ্ধি করা হবে 1, এবং কাউন্টারের প্রিসেট 1 পুনরায় লোড করা হবে. কাউন্টার 1 নিম্ন তাপমাত্রা সহগ ক্রিস্টাল অসিলেটর দ্বারা উত্পন্ন পালস সংকেত গণনা করতে পুনরায় আরম্ভ করে, এবং চক্র পাল্টা পর্যন্ত চলতে থাকে 2 গণনা করে 0, তাপমাত্রা রেজিস্টার মান সঞ্চয় বন্ধ. এই সময়ে, তাপমাত্রা রেজিস্টারের মান হল পরিমাপ করা তাপমাত্রা. ঢাল সঞ্চয়কারী তাপমাত্রা পরিমাপ প্রক্রিয়ায় অরৈখিকতা ক্ষতিপূরণ এবং সংশোধন করতে ব্যবহৃত হয়, এবং এর আউটপুট কাউন্টারের প্রিসেট মান সংশোধন করতে ব্যবহৃত হয় 1.

চিত্র 1 নিম্নরূপ:

DS18B20 এবং MCU সংযোগ সার্কিট ডায়াগ্রাম

2. DS18B20 এবং MCU সংযোগ চিত্র

DS18B20 পিন প্যারামিটার সংজ্ঞা

3. DS18B20 পিন সংজ্ঞা:

ডিকিউ: ডেটা ইনপুট/আউটপুট. খোলা ড্রেন 1-তারের ইন্টারফেস. এটি পরজীবী শক্তি মোড VDD ব্যবহার করার সময় ডিভাইসে শক্তি প্রদান করতে পারে: ইতিবাচক পাওয়ার সাপ্লাই GND: শক্তি স্থল 4. DS18B20 অভ্যন্তরীণ বিশ্লেষণ ভূমিকা:

DS18B20 অভ্যন্তরীণ কাঠামোর বিশ্লেষণ এবং পরিচিতি

উপরের চিত্রটি DS18B20 এর ব্লক ডায়াগ্রাম দেখায়, এবং 64-বিট রম ডিভাইসের অনন্য সিরিয়াল কোড সংরক্ষণ করে. বাফার মেমরি ধারণ করে 2 তাপমাত্রা রেজিস্টারের বাইট যা তাপমাত্রা সেন্সরের ডিজিটাল আউটপুট সংরক্ষণ করে. উপরন্তু, বাফার মেমরি 1-বাইটের উপরের এবং নীচের অ্যালার্ম ট্রিগার রেজিস্টারগুলিতে অ্যাক্সেস সরবরাহ করে (TH এবং TL) এবং 1-বাইট কনফিগারেশন রেজিস্টার. কনফিগারেশন রেজিস্টার ব্যবহারকারীকে তাপমাত্রার রেজোলিউশন ডিজিটাল কনভার্সনে সেট করতে দেয় 9, 10, 11, বা 12 বিট. TH, টিএল, এবং কনফিগারেশন রেজিস্টারগুলি অ-উদ্বায়ী (EEPROM), তাই ডিভাইসটি বন্ধ হয়ে গেলে তারা ডেটা ধরে রাখবে. DS18B20 ম্যাক্সিমের অনন্য 1-তারের বাস প্রোটোকল ব্যবহার করে, যা একটি নিয়ন্ত্রণ সংকেত ব্যবহার করে. কন্ট্রোল লাইনের জন্য একটি দুর্বল পুল-আপ প্রতিরোধকের প্রয়োজন কারণ সমস্ত ডিভাইস 3-স্টেট বা ওপেন-ড্রেন পোর্টের মাধ্যমে বাসের সাথে সংযুক্ত থাকে। (DS18B20 এর ক্ষেত্রে DQ পিন). এই বাস সিস্টেমে মাইক্রোপ্রসেসর (মাস্টার) প্রতিটি ডিভাইসের জন্য একটি অনন্য 64-বিট কোড ব্যবহার করে. কারণ প্রতিটি ডিভাইসের একটি অনন্য কোড রয়েছে, একটি বাসে অ্যাড্রেস করা যেতে পারে এমন ডিভাইসের সংখ্যা কার্যত সীমাহীন.

তাপমাত্রা নিবন্ধন বিন্যাস

DS18B20 তাপমাত্রা নিবন্ধন বিন্যাস চিত্র

তাপমাত্রা/ডেটা সম্পর্ক

DS18B20 তাপমাত্রা-ডেটা সম্পর্ক

অপারেশন অ্যালার্ম সংকেত

DS18B20 একটি তাপমাত্রা রূপান্তর সঞ্চালনের পরে, এটি 1-বাইট TH এবং TL রেজিস্টারে সংরক্ষিত ব্যবহারকারী-সংজ্ঞায়িত দুটি পরিপূরক অ্যালার্ম ট্রিগার মানের সাথে তাপমাত্রার মান তুলনা করে. সাইন বিট নির্দেশ করে যে মানটি ধনাত্মক না ঋণাত্মক: ধনাত্মক S=0, ঋণাত্মক S=1. TH এবং TL রেজিস্টারগুলি অ-উদ্বায়ী (EEPROM) এবং তাই যখন ডিভাইসটি বন্ধ থাকে তখন অস্থির হয় না. TH এবং TL বাইটের মাধ্যমে অ্যাক্সেস করা যেতে পারে 2 এবং 3 স্মৃতির.
TH এবং TL রেজিস্টার ফরম্যাট:

DS18B20 কনফিগারেশন রেজিস্টার

একটি বাহ্যিক পাওয়ার সাপ্লাই ব্যবহার করে DS18B20 কে পাওয়ার করার পরিকল্পিত চিত্র

DS18B20 পাওয়ারে বাহ্যিক পাওয়ার সাপ্লাই ব্যবহার করার পরিকল্পিত চিত্র

64-বিট লেজার রিড-অনলি মেমরি কোড:

DS18B20 64-বিট লেজার রিড-অনলি মেমরি কোড

প্রতিটি DS18B20 রমে সংরক্ষিত একটি অনন্য 64-বিট কোড রয়েছে. সবচেয়ে কম তাৎপর্যপূর্ণ 8 ROM কোডের বিটগুলিতে DS18B20-এর একক-তারের পারিবারিক কোড থাকে: 28জ. পরেরটি 48 বিটগুলিতে একটি অনন্য সিরিয়াল নম্বর থাকে. সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য 8 বিটগুলিতে একটি চক্রীয় রিডানডেন্সি চেক থাকে (সিআরসি) বাইট, যা প্রথম থেকে গণনা করা হয় 56 রম কোডের বিট.

DS18B20 মেমরি ম্যাপ

DS18B20 মেমরি মানচিত্র

কনফিগারেশন রেজিস্টার:

চিত্র 2

DS18B20 কনফিগারেশন রেজিস্টার

বাইট 4 মেমরির কনফিগারেশন রেজিস্টার রয়েছে, যা চিত্রে দেখানো হয়েছে 2. ব্যবহারকারী এখানে টেবিলে দেখানো বিট R0 এবং R1 ব্যবহার করে DS18B20 এর রূপান্তর রেজোলিউশন সেট করতে পারেন 2. এই বিটের পাওয়ার-অন ডিফল্ট হল R0 = 1 এবং R1 = 1 (12-বিট রেজল্যুশন). মনে রাখবেন যে রেজোলিউশন এবং রূপান্তর সময়ের মধ্যে একটি সরাসরি সম্পর্ক আছে. বিট 7 এবং বিট 0 থেকে 4 কনফিগারেশন রেজিস্টারে ডিভাইসের অভ্যন্তরীণ ব্যবহারের জন্য সংরক্ষিত এবং ওভাররাইট করা যাবে না.

টেবিল 2 থার্মোমিটার রেজোলিউশন কনফিগারেশন

DS18B20 থার্মোমিটার রেজোলিউশন কনফিগারেশন

সিআরসি প্রজন্ম

সিআরসি বাইটটি DS18B20 64-বিট রম কোডের অংশ এবং স্ক্র্যাচপ্যাডের 9ম বাইটে সরবরাহ করা হয়েছে. রম কোড সিআরসি প্রথম থেকে গণনা করা হয় 56 রম কোডের বিট এবং রমের সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য বাইটে থাকে. স্ক্র্যাচপ্যাড সিআরসি স্ক্র্যাচপ্যাডে সংরক্ষিত ডেটার উপর ভিত্তি করে গণনা করা হয়, তাই স্ক্র্যাচপ্যাডের ডেটা পরিবর্তিত হলে এটি পরিবর্তিত হয়. DS18B20 থেকে ডেটা পড়ার সময় সিআরসি বাস হোস্টকে ডেটা যাচাইকরণের একটি পদ্ধতি প্রদান করে. যাচাই করার পর ডেটা সঠিকভাবে পড়া হয়েছে, বাস মাস্টারকে প্রাপ্ত ডেটা থেকে সিআরসি পুনরায় গণনা করতে হবে এবং তারপর সেই মানটিকে রম কোড সিআরসির সাথে তুলনা করতে হবে (রম পড়ার জন্য) অথবা স্ক্র্যাচপ্যাড সিআরসি (স্ক্র্যাচপ্যাড পড়ার জন্য). গণনাকৃত সিআরসি পড়লে সিআরসি মেলে, তথ্য সঠিকভাবে গৃহীত হয়েছে. সিআরসি মানগুলি তুলনা করার এবং এগিয়ে যাওয়ার সিদ্ধান্তটি সম্পূর্ণভাবে বাস মাস্টারের বিবেচনার ভিত্তিতে. DS18B20 এর ভিতরে এমন কোন সার্কিটরি নেই যা একটি কমান্ড সিকোয়েন্স কার্যকর করতে বাধা দেবে যদি:
DS18B20 CRC (রম বা স্ক্র্যাচপ্যাড) বাস মাস্টার দ্বারা উত্পন্ন মানের সাথে মেলে না.
CRC-এর জন্য সমতুল্য বহুপদী ফাংশন:
CRC = X8 + X5 + X4 + 1
বাস মাস্টার সিআরসি পুনরায় গণনা করতে পারে এবং এটিকে DS18B20 এর CRC মানের সাথে তুলনা করতে পারে:
বহুপদী জেনারেটর চিত্রে দেখানো হয়েছে 3. সার্কিট একটি শিফট রেজিস্টার এবং yihuo গেট অন্তর্ভুক্ত, এবং শিফ্ট রেজিস্টারের বিটগুলি শুরু করা হয় 0. রম কোডের সর্বনিম্ন উল্লেখযোগ্য বিট বা বাইটের সর্বনিম্ন উল্লেখযোগ্য বিট 0 স্ক্র্যাচপ্যাডে একবারে একটি শিফট রেজিস্টারে স্থানান্তর করা উচিত. বিট নাড়াচাড়া করার পর 56 রম বা বাইটের সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য বিট থেকে 7 স্ক্র্যাচপ্যাড থেকে, বহুপদী জেনারেটরে পুনরায় গণনা করা CRC থাকবে. পরবর্তী, 8-বিট রম কোড বা স্ক্র্যাচপ্যাড DS18B20-এর সিআরসি সংকেত অবশ্যই সার্কিটে স্থানান্তর করতে হবে. এই সময়ে, যদি পুনঃগণনা করা CRC সঠিক হয়, শিফট রেজিস্টার সব 0s হবে.

চিত্র 3: সিআরসি জেনারেটর

DS18B20 CRC জেনারেটর প্রক্রিয়া চিত্র

ভি. DS18B20 অ্যাক্সেস করা হচ্ছে:
DS18B20 অ্যাক্সেস করার ক্রমটি নিম্নরূপ:
ধাপ 1. সূচনা;

ধাপ 2. রম কমান্ড (কোন প্রয়োজনীয় তথ্য বিনিময় দ্বারা অনুসরণ);

ধাপ 3. DS18B20 ফাংশন কমান্ড (কোন প্রয়োজনীয় তথ্য বিনিময় দ্বারা অনুসরণ);

দ্রষ্টব্য: প্রতিবার DS18B20 অ্যাক্সেস করার সময় এই ক্রমটি অনুসরণ করা হয়, কারণ অনুক্রমের কোনো ধাপ অনুপস্থিত বা অর্ডারের বাইরে থাকলে DS18B20 সাড়া দেবে না. এই নিয়মের ব্যতিক্রম হল সার্চ রম [F0h] এবং অ্যালার্ম অনুসন্ধান [ইচ] আদেশ. এই দুটি রম কমান্ড ইস্যু করার পর, হোস্টকে অবশ্যই ধাপে ফিরে যেতে হবে 1 ক্রমানুসারে.
(উপরের ভূমিকাটি অফিসিয়াল ম্যানুয়াল থেকে অনুবাদ করা হয়েছে)

রম কমান্ড
1, ROM পড়ুন [33জ]
2, রম ম্যাচ করুন [55জ]
3, রম এড়িয়ে যান [সিএইচ]
4, অ্যালার্ম অনুসন্ধান [ইচ]

DS18B20 ফাংশন কমান্ড
1, তাপমাত্রা রূপান্তর করুন [44জ]
2, স্ক্র্যাচপ্যাড লিখুন (স্মৃতি) [4এহ]
3, স্ক্র্যাচপ্যাড পড়ুন (স্মৃতি) [বি.ই.এইচ]
4, স্ক্র্যাচপ্যাড কপি করুন (স্মৃতি [48জ]
5, রি-ওয়েক E2 [B8h]
6, পাওয়ার পড়ুন [B4h]

(উপরের কমান্ডের বিস্তারিত বর্ণনার জন্য, অফিসিয়াল ম্যানুয়াল দেখুন)

VI. DS18B20 টাইমিং অ্যাক্সেস করুন
প্রারম্ভিক প্রক্রিয়া চলাকালীন, বাস মাস্টার একটি রিসেট পালস পাঠায় (TX) 1-ওয়্যার বাস টেনে কমপক্ষে 480µs এর জন্য নিম্ন স্তর. তারপর, বাস মাস্টার বাস ছেড়ে দেয় এবং রিসিভিং মোডে প্রবেশ করে (আরএক্স). বাস ছাড়ার পর, 5kΩ পুল-আপ প্রতিরোধক 1-ওয়্যার বাসটিকে উঁচুতে টানে. যখন DS18B20 এই ক্রমবর্ধমান প্রান্ত সনাক্ত করে, এটি 15µs থেকে 60µs পর্যন্ত অপেক্ষা করে এবং তারপর 1-ওয়্যার বাসটিকে 60µs থেকে 240µs পর্যন্ত টেনে একটি উপস্থিতি পালস পাঠায়.

প্রারম্ভিক সময়:

দুই ধরনের লেখার সময় স্লট আছে: “লিখুন 1” সময় স্লট এবং “0 লিখুন” সময় স্লট. বাসটি একটি লিখন ব্যবহার করে 1 একটি যুক্তি লিখতে সময় স্লট 1 DS18B20 এবং একটি লিখুন 0 একটি যুক্তি লিখতে সময় স্লট 0 DS18B20 এর কাছে. সমস্ত লেখার সময় স্লট অবশ্যই কমপক্ষে 60µs সময়কালের হতে হবে এবং পৃথক লেখার সময় স্লটের মধ্যে কমপক্ষে 1µs পুনরুদ্ধারের সময় থাকতে হবে. 1-ওয়্যার বাসটিকে নিচু করে টেনে মাস্টার দ্বারা উভয় ধরনের লেখার সময় স্লট শুরু হয় (চিত্র দেখুন 14). একটি লেখা তৈরি করতে 1 সময় স্লট, 1-তারের বাসটি নিচু করার পর, বাস মাস্টারকে অবশ্যই 1-তারের বাসটি 15µs এর মধ্যে ছেড়ে দিতে হবে. বাস ছাড়ার পর, 5kΩ পুল-আপ প্রতিরোধক বাসটিকে উঁচুতে টানে. উৎপন্ন a
লিখুন 0 সময় স্লট, 1-ওয়্যার লাইন কম টানা পরে, বাস মাস্টারকে অবশ্যই টাইম স্লটের সময়কালের জন্য বাসটিকে কম ধরে রাখতে হবে (কমপক্ষে 60µs). মাস্টার লেখার সময় স্লট শুরু করার পরে DS18B20 15µs থেকে 60µs এর একটি উইন্ডোর মধ্যে 1-ওয়্যার বাসের নমুনা দেয়. স্যাম্পলিং উইন্ডোর সময় বাস বেশি হলে, ক 1 DS18B20 এ লেখা আছে. লাইন কম হলে, ক 0 DS18B20 এ লেখা আছে.
দ্রষ্টব্য: টাইমস্লট হল একটি একক চ্যানেলে উৎসর্গ করা টাইম স্লট তথ্যের সিরিয়াল স্ব-মাল্টিপ্লেক্সিংয়ের একটি অংশ.
চিত্র 14 নিম্নরূপ:

DS18B20 লেখার সময় স্লটগুলি হোস্ট দ্বারা চালিত হয় 1-ওয়্যার বাসটিকে নিম্ন স্তরে টানতে

টাইম স্লট পড়ুন:
DS18B20 শুধুমাত্র হোস্টে ডেটা পাঠাতে পারে যখন হোস্ট একটি পড়ার সময় স্লট ইস্যু করে. অতএব, একটি রিড মেমরি কমান্ড ইস্যু করার সাথে সাথে হোস্টকে অবশ্যই একটি পড়ার সময় স্লট তৈরি করতে হবে [বি.ই.এইচ] অথবা একটি রিড পাওয়ার সাপ্লাই [B4h] প্রয়োজনীয় তথ্য প্রদানের জন্য DS18B20-এর জন্য কমান্ড. বিকল্পভাবে, কনভার্ট টি ইস্যু করার পর হোস্ট একটি রিড টাইম স্লট তৈরি করতে পারে [44জ] অথবা E2 প্রত্যাহার করুন [B8h] অবস্থা খুঁজে বের করার জন্য কমান্ড. টাইম স্লটগুলির মধ্যে ন্যূনতম 1µs পুনরুদ্ধারের সময় সহ সমস্ত পড়ার সময় স্লট কমপক্ষে 60µs হতে হবে. একটি রিড টাইম স্লট শুরু করা হয় মাস্টার দ্বারা 1-ওয়্যার বাসটিকে নিচু করে টেনে কমপক্ষে 1µs ধরে রাখার জন্য এবং তারপর বাসটিকে ছেড়ে দেওয়া হয় (চিত্র দেখুন 14). মাস্টার একটি পড়ার সময় স্লট শুরু করার পরে, DS18B20 বাসে 1s বা 0s পাঠাতে শুরু করবে. DS18B20 একটি পাঠায় 1 বাসকে উঁচু করে ধরে পাঠিয়ে ক 0 বাস নিচু টেনে. যখন ক 0 পাঠানো হয়, DS18B20 বাসটিকে উঁচু করে ধরে বাসটিকে ছেড়ে দেয়. টাইম স্লট শেষ হয় এবং পুল-আপ প্রতিরোধক দ্বারা বাসটিকে উচ্চ নিষ্ক্রিয় অবস্থায় ফিরিয়ে আনা হয়.

DS18B20 বিস্তারিত হোস্ট পড়ুন 1 টাইম স্লট

DS18B20 প্রস্তাবিত হোস্ট রিড 1 সময় স্লট