Sonde de capteur de température DALLAS Ds18b20

Il existe de nombreux types de capteurs, et le capteur de température DS18B20 produit par DALLAS est le meilleur lorsqu'il est utilisé dans des applications de haute précision et de haute fiabilité. Taille ultra petite, surcharge matérielle ultra-faible, forte capacité anti-interférence, haute précision, et de puissantes fonctions supplémentaires rendent le capteur DS18B20 plus populaire. Les avantages du capteur DS18B20 constituent notre meilleur choix pour apprendre la technologie des microcontrôleurs et développer de petits produits liés à la température.. Comprendre les principes de fonctionnement et les applications peut élargir vos idées pour le développement de microcontrôleurs.

Caractéristiques du capteur DS18B20
1. La communication utilise une interface à 1 fil
2. Chaque capteur DS18B20 possède un code série unique de 64 bits stocké dans la ROM intégrée.
3. Aucun composant externe requis
4. Il peut être alimenté à partir de la ligne de données, et la plage d'alimentation est de 3,0 V ~ 5,5 V.
5. La plage de température mesurable est de -55 ℃ ~ +125 ℃
6. La précision est de ±0,5℃ dans la plage de -10~+85℃
7. La résolution du thermomètre peut être réglée sur 9 à 12 bits. À 12 morceaux, la résolution correspond à 0,0625℃.

3. Méthodes de connexion typiques du capteur DS18B20 dans les applications pratiques
   1. Méthode de connexion typique lors de travaux sous alimentation parasite
4. Horaires de bus uniques
   Le capteur DS18B20 utilise un bus à 1 fil pour transmettre toutes les données sur une seule ligne, le protocole monofilaire a donc des exigences de synchronisation très strictes pour garantir l'intégrité des données.
   Types de signaux à bus unique: réinitialiser le pouls, impulsion de présence, écrire 0, écrire 1, lire 0, lire 1. Tous ces signaux sauf l'impulsion de présence envoyée par DS18B20, d'autres signaux sont envoyés par le contrôleur de bus.
   Le transfert de données commence toujours par le bit le moins significatif.

Calendrier d'initialisation
La séquence d'initialisation comprend la réinitialisation du capteur DS18B20 et la réception du signal de présence renvoyé par DS18B20..

L'hôte doit l'initialiser avant toute communication avec le capteur DS18B20. Pendant l'initialisation, le contrôleur de bus tire le bus vers le bas et le maintient pendant plus de 480 us. L'appareil accroché au bus sera réinitialisé, puis relâche le bus, attends jusqu'à 15h-60h, à ce moment-là, 18B20 renverra un signal de présence de faible niveau entre 60 et 240 us..

Chronogramme des impulsions de réinitialisation et des impulsions de présence:
Circuit d'application du capteur DS18B20 Le système de mesure de température DS18B20 présente les avantages d'un système de mesure de température simple, précision de mesure à haute température, connexion pratique, et prend moins de lignes d'interface. Ce qui suit est le schéma du circuit de mesure de température du capteur DS18B20 dans plusieurs modes d'application différents.:
5.1. Le schéma de circuit du mode d'alimentation parasite du capteur DS18B20 est présenté dans la figure 4. En mode alimentation parasite, le DS18B20 tire l'énergie de la ligne de signal monofilaire: l'énergie est stockée dans le condensateur interne tandis que la ligne de signal DQ est à un niveau haut. Lorsque la ligne de signal est à un niveau bas, il consomme l'énergie du condensateur pour fonctionner, puis charge l'alimentation parasite (condensateur) jusqu'à ce que le haut niveau arrive.
La méthode unique d’alimentation parasite présente trois avantages:
1) Lors de la mesure de température à distance, aucune alimentation locale n'est requise
2) La ROM peut être lue sans alimentation électrique régulière
3) Le circuit est plus simple, en utilisant un seul port d'E/S pour mesurer la température.
Pour que le capteur DS18B20 effectue des conversions de température précises, les lignes d'E/S doivent garantir qu'une énergie suffisante est fournie pendant la conversion de température. Étant donné que le courant de fonctionnement de chaque capteur DS18B20 atteint 1 mA lors de la conversion de température, lorsque plusieurs capteurs sont accrochés sur la même ligne E/S pour une mesure de température multipoint, la résistance pull-up 4,7K à elle seule ne peut pas fournir suffisamment d'énergie. Cela empêchera la conversion de la température ou l'erreur de température sera extrêmement importante..
Donc, le circuit de la figure 4 ne convient que pour une utilisation dans la mesure de la température avec un seul capteur de température et ne convient pas pour une utilisation dans des systèmes alimentés par batterie. Et l'alimentation électrique de travail VCC doit être garantie à 5 V. Lorsque la tension d'alimentation chute, l'énergie que peut puiser l'alimentation parasite diminue également, ce qui augmentera l'erreur de température.
5.2. Schéma de circuit du mode d'alimentation parasite DS18B20, mode d'alimentation à forte traction, le mode d'alimentation parasite amélioré est illustré dans la figure 5. Pour que le capteur DS18B20 obtienne une alimentation en courant suffisante pendant le cycle de conversion dynamique, lors de l'exécution d'une conversion de température ou d'une copie vers l'opération de mémoire E2, l'utilisation d'un MOSFET pour tirer directement la ligne d'E/S vers VCC peut fournir un courant suffisant. La ligne d'E/S doit passer à un état de pull-up fort dans un délai maximum de 10 μS après l'émission de toute commande impliquant une copie dans la mémoire E2 ou le lancement d'une conversion de température. Le mode pull-up puissant peut résoudre le problème de panne d'alimentation actuelle., il convient donc également aux applications de mesure de température multipoints. L'inconvénient est qu'il nécessite une ligne de port E/S supplémentaire pour une commutation pull-up puissante..
Note: Dans le mode d'alimentation parasite de la figure 4 et le chiffre 5, la broche VDD du capteur DS18B20 doit être connectée à la terre.