DS18B20 तापमान सेंसर MCU से जुड़ा है

DS18B20 तापमान सेंसर ज्ञान परिचय
DS18B20 आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला डिजिटल तापमान सेंसर है. यह डिजिटल सिग्नल आउटपुट करता है, छोटे आकार की विशेषताएँ हैं, कम हार्डवेयर ओवरहेड, मजबूत हस्तक्षेप-विरोधी क्षमता, उच्चा परिशुद्धि, और व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है.

DS18B20 डिजिटल तापमान जांच प्रदान करता है 9 को 12 अंश

वाटरप्रूफ DS18B20 सेंसर जांच

TPE ओवरमोल्डिंग IP68 वॉटरप्रूफ DS18B20 सेंसर

DS18B20 तापमान सेंसर का परिचय
तकनीकी सुविधाओं:
①. अनोखा सिंगल-वायर इंटरफ़ेस मोड. जब DS18B20 एक माइक्रोप्रोसेसर से जुड़ा होता है, केवल 1 माइक्रोप्रोसेसर और DS18B20 के बीच दो-तरफा संचार का एहसास करने के लिए तार की आवश्यकता होती है.
②. तापमान माप सीमा -55℃～+125℃, अंतर्निहित तापमान माप त्रुटि 1℃.
③. मल्टी-पॉइंट नेटवर्किंग फ़ंक्शन का समर्थन करें. एकाधिक DS18B20 को केवल तीन तारों पर समानांतर में जोड़ा जा सकता है, और अधिकतम 8 बहु-बिंदु तापमान माप का एहसास करने के लिए समानांतर में जोड़ा जा सकता है. यदि संख्या बहुत बड़ी है, बिजली आपूर्ति वोल्टेज बहुत कम होगा, जिसके परिणामस्वरूप अस्थिर सिग्नल ट्रांसमिशन होता है.
④. कार्यशील विद्युत आपूर्ति: 3.0~5.5V/DC (डेटा लाइन परजीवी बिजली आपूर्ति का उपयोग किया जा सकता है).
⑤. उपयोग के दौरान किसी परिधीय घटक की आवश्यकता नहीं होती है.
⑥. माप परिणाम 9~12-बिट डिजिटल रूप में क्रमिक रूप से प्रसारित होते हैं.
⑦. स्टेनलेस स्टील सुरक्षात्मक ट्यूब का व्यास Φ6 है.
⑧. यह DN15~25 की विभिन्न मध्यम औद्योगिक पाइपलाइनों के तापमान माप के लिए उपयुक्त है, DN40~DN250 और संकीर्ण स्थानों में उपकरण.
⑨. मानक स्थापना धागे M10X1, एम12एक्स1.5, G1/2” वैकल्पिक हैं.
⑩. पीवीसी केबल सीधे जुड़ा हुआ है या जर्मन बॉल-प्रकार जंक्शन बॉक्स जुड़ा हुआ है, जो अन्य विद्युत उपकरणों के साथ कनेक्शन के लिए सुविधाजनक है.

DS18B20 समय और तापमान माप सिद्धांत को पढ़ें और लिखें:
DS18B20 तापमान माप सिद्धांत चित्र में दिखाया गया है 1. चित्र में निम्न तापमान गुणांक क्रिस्टल ऑसिलेटर की दोलन आवृत्ति तापमान से बहुत कम प्रभावित होती है, और काउंटर पर भेजे जाने वाले एक निश्चित आवृत्ति पल्स सिग्नल उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जाता है 1. उच्च तापमान गुणांक क्रिस्टल थरथरानवाला की दोलन आवृत्ति तापमान के साथ महत्वपूर्ण रूप से बदलती है, और उत्पन्न सिग्नल का उपयोग काउंटर के पल्स इनपुट के रूप में किया जाता है 2. विरोध करना 1 और तापमान रजिस्टर -55℃ के अनुरूप आधार मान पर पूर्व निर्धारित है. विरोध करना 1 निम्न तापमान गुणांक क्रिस्टल ऑसिलेटर द्वारा उत्पन्न पल्स सिग्नल को घटा देता है. जब काउंटर का पूर्व निर्धारित मान 1 को कम कर दिया गया है 0, तापमान रजिस्टर का मूल्य बढ़ जाएगा 1, और काउंटर का प्रीसेट 1 पुनः लोड किया जाएगा. विरोध करना 1 निम्न तापमान गुणांक क्रिस्टल ऑसिलेटर द्वारा उत्पन्न पल्स सिग्नल की गिनती करने के लिए पुनरारंभ होता है, और यह सिलसिला काउंटर तक चलता रहता है 2 मायने रखता है 0, तापमान रजिस्टर मान के संचय को रोकना. इस समय, तापमान रजिस्टर में मान मापा गया तापमान है. ढलान संचायक का उपयोग तापमान माप प्रक्रिया में गैर-रैखिकता की भरपाई और सही करने के लिए किया जाता है, और इसके आउटपुट का उपयोग काउंटर के पूर्व निर्धारित मान को सही करने के लिए किया जाता है 1.

आकृति 1 इस प्रकार है:

DS18B20 और MCU कनेक्शन सर्किट आरेख

2. DS18B20 और MCU कनेक्शन आरेख

DS18B20 पिन पैरामीटर परिभाषा

3. DS18B20 पिन परिभाषा:

डीक्यू: डेटा इनपुट/आउटपुट. ड्रेन 1-वायर इंटरफ़ेस खोलें. परजीवी पावर मोड वीडीडी में उपयोग किए जाने पर यह डिवाइस को पावर भी प्रदान कर सकता है: सकारात्मक बिजली आपूर्ति जीएनडी: बिजली का मैदान 4. DS18B20 आंतरिक विश्लेषण परिचय:

DS18B20 आंतरिक संरचना का विश्लेषण और परिचय

The above figure shows the block diagram of DS18B20, and the 64-bit ROM stores the unique serial code of the device. The buffer memory contains 2 bytes of temperature registers that store the digital output of the temperature sensor. इसके अलावा, the buffer memory provides access to 1-byte upper and lower alarm trigger registers (TH and TL) and 1-byte configuration registers. The configuration register allows the user to set the resolution of the temperature to digital conversion to 9, 10, 11, या 12 बिट्स. वां, टी एल, and configuration registers are non-volatile (EEPROM), so they will retain data when the device is powered off. DS18B20 uses Maxim’s unique 1-wire bus protocol, which uses a control signal. The control line requires a weak pull-up resistor because all devices are connected to the bus through a 3-state or open-drain port (DS18B20 के मामले में DQ पिन). इस बस प्रणाली में माइक्रोप्रोसेसर (मालिक) प्रत्येक डिवाइस के लिए एक अद्वितीय 64-बिट कोड का उपयोग करता है. क्योंकि प्रत्येक डिवाइस का एक यूनिक कोड होता है, एक बस में संबोधित किए जा सकने वाले उपकरणों की संख्या वस्तुतः असीमित है.

तापमान रजिस्टर प्रारूप

DS18B20 तापमान रजिस्टर प्रारूप आरेख

तापमान/डेटा संबंध

DS18B20 तापमान-डेटा संबंध

ऑपरेशन अलार्म सिग्नल

DS18B20 के बाद तापमान रूपांतरण होता है, यह तापमान मान की तुलना 1-बाइट टीएच और टीएल रजिस्टरों में संग्रहीत उपयोगकर्ता द्वारा परिभाषित दो के पूरक अलार्म ट्रिगर मान से करता है।. साइन बिट इंगित करता है कि मान सकारात्मक है या नकारात्मक: सकारात्मक S=0, नकारात्मक एस=1. TH और TL रजिस्टर गैर-वाष्पशील हैं (EEPROM) और इसलिए डिवाइस बंद होने पर अस्थिर नहीं होते हैं. TH और TL को बाइट्स के माध्यम से एक्सेस किया जा सकता है 2 और 3 स्मृति का.
टीएच और टीएल रजिस्टर प्रारूप:

DS18B20 कॉन्फ़िगरेशन रजिस्टर

बाहरी बिजली आपूर्ति का उपयोग करके DS18B20 को बिजली देने का योजनाबद्ध आरेख

DS18B20 को बिजली देने के लिए बाहरी बिजली आपूर्ति का उपयोग करने का योजनाबद्ध आरेख

64-बिट लेजर रीड-ओनली मेमोरी कोड:

DS18B20 64-बिट लेजर रीड-ओनली मेमोरी कोड

प्रत्येक DS18B20 में ROM में संग्रहीत एक अद्वितीय 64-बिट कोड होता है. सबसे कम महत्वपूर्ण 8 ROM कोड के बिट्स में DS18B20 का सिंगल-वायर फैमिली कोड होता है: 28एच. अगला 48 बिट्स में एक अद्वितीय सीरियल नंबर होता है. सबसे महत्वपूर्ण 8 बिट्स में चक्रीय अतिरेक जांच होती है (सीआरसी) बाइट, जिसकी गणना पहले से की जाती है 56 ROM कोड के बिट्स.

DS18B20 मेमोरी मैप

DS18B20 मेमोरी मैप

कॉन्फ़िगरेशन रजिस्टर:

आकृति 2

DS18B20 कॉन्फ़िगरेशन रजिस्टर

बाइट 4 मेमोरी में कॉन्फ़िगरेशन रजिस्टर होता है, जिसे चित्र में दिखाए अनुसार व्यवस्थित किया गया है 2. उपयोगकर्ता यहां बिट्स R0 और R1 का उपयोग करके DS18B20 का रूपांतरण रिज़ॉल्यूशन सेट कर सकता है जैसा कि तालिका में दिखाया गया है 2. इन बिट्स के लिए पावर-ऑन डिफ़ॉल्ट R0 = हैं 1 और R1 = 1 (12-बिट रिज़ॉल्यूशन). ध्यान दें कि समाधान और रूपांतरण समय के बीच सीधा संबंध है. अंश 7 और बिट्स 0 को 4 कॉन्फ़िगरेशन रजिस्टर में डिवाइस के आंतरिक उपयोग के लिए आरक्षित हैं और इन्हें अधिलेखित नहीं किया जा सकता है.

मेज़ 2 थर्मामीटर रिज़ॉल्यूशन कॉन्फ़िगरेशन

DS18B20 थर्मामीटर रिज़ॉल्यूशन कॉन्फ़िगरेशन

सीआरसी जनरेशन

CRC बाइट DS18B20 64-बिट ROM कोड का हिस्सा है और स्क्रैचपैड के 9वें बाइट में प्रदान किया गया है. ROM कोड CRC की गणना पहले से की जाती है 56 ROM कोड के बिट्स और ROM के सबसे महत्वपूर्ण बाइट में समाहित होते हैं. स्क्रैचपैड सीआरसी की गणना स्क्रैचपैड में संग्रहीत डेटा के आधार पर की जाती है, इसलिए जब स्क्रैचपैड में डेटा बदलता है तो यह बदल जाता है. DS18B20 से डेटा पढ़ते समय CRC बस होस्ट को डेटा सत्यापन की एक विधि प्रदान करता है. यह सत्यापित करने के बाद कि डेटा सही ढंग से पढ़ा गया है, बस मास्टर को प्राप्त डेटा से सीआरसी की पुनर्गणना करनी होगी और फिर उस मान की तुलना ROM कोड CRC से करनी होगी (ROM पढ़ने के लिए) या स्क्रैचपैड सीआरसी (स्क्रैचपैड पढ़ने के लिए). यदि गणना की गई सीआरसी पढ़ी गई सीआरसी से मेल खाती है, डेटा सही ढंग से प्राप्त हुआ है. सीआरसी मूल्यों की तुलना करने और आगे बढ़ने का निर्णय पूरी तरह से बस मास्टर के विवेक पर है. DS18B20 के अंदर कोई सर्किटरी नहीं है जो कमांड अनुक्रम के निष्पादन को रोक सके:
DS18B20 सीआरसी (ROM या स्क्रैचपैड) बस मास्टर द्वारा उत्पन्न मूल्य से मेल नहीं खाता.
सीआरसी के लिए समतुल्य बहुपद फलन है:
सीआरसी = एक्स8 + X5 + एक्स4 + 1
बस मास्टर सीआरसी की पुनर्गणना कर सकता है और इसकी तुलना डीएस18बी20 के सीआरसी मूल्य से कर सकता है:
बहुपद जनरेटर चित्र में दिखाया गया है 3. सर्किट में एक शिफ्ट रजिस्टर और यिहुओ गेट शामिल हैं, और शिफ्ट रजिस्टर के बिट्स को इनिशियलाइज़ किया जाता है 0. ROM कोड का सबसे कम महत्वपूर्ण बिट या बाइट का सबसे कम महत्वपूर्ण बिट 0 स्क्रैचपैड को एक-एक करके शिफ्ट रजिस्टर में स्थानांतरित किया जाना चाहिए. बिट में शिफ्ट करने के बाद 56 ROM या बाइट के सबसे महत्वपूर्ण बिट से 7 स्क्रैचपैड से, बहुपद जनरेटर में पुनर्गणना की गई सीआरसी शामिल होगी. अगला, स्क्रैचपैड DS18B20 में 8-बिट ROM कोड या CRC सिग्नल को सर्किट में स्थानांतरित किया जाना चाहिए. इस समय, यदि पुनर्गणना की गई सीआरसी सही है, शिफ्ट रजिस्टर सभी 0 होगा.

आकृति 3: सीआरसी जेनरेटर

DS18B20 CRC जनरेटर प्रक्रिया आरेख

वी. DS18B20 तक पहुँचना:
DS18B20 तक पहुँचने का क्रम इस प्रकार है:
कदम 1. प्रारंभ;

कदम 2. ROM कमांड (किसी भी आवश्यक डेटा विनिमय के बाद);

कदम 3. DS18B20 फ़ंक्शन कमांड (किसी भी आवश्यक डेटा विनिमय के बाद);

टिप्पणी: हर बार DS18B20 तक पहुंचने पर इस क्रम का पालन किया जाता है, क्योंकि यदि अनुक्रम में कोई चरण गायब है या क्रम से बाहर है तो DS18B20 प्रतिक्रिया नहीं देगा. इस नियम का अपवाद खोज ROM है [एफ0एच] और अलार्म खोज [इच] आदेश. इन दो ROM कमांड को जारी करने के बाद, मेज़बान को चरण पर वापस लौटना होगा 1 अनुक्रम में.
(उपरोक्त परिचय आधिकारिक मैनुअल से अनुवादित है)

रॉम कमांड
1, रॉम पढ़ें [33एच]
2, ROM का मिलान करें [55एच]
3, ROM छोड़ें [सीसीएच]
4, अलार्म खोज [इच]

DS18B20 फ़ंक्शन कमांड
1, तापमान परिवर्तित करें [44एच]
2, स्क्रैचपैड लिखें (याद) [4एह]
3, स्क्रैचपैड पढ़ें (याद) [बीएच]
4, स्क्रैचपैड कॉपी करें (याद [48एच]
5, E2 को पुनः जगाएँ [बी8एच]
6, पावर पढ़ें [बी4एच]

(उपरोक्त आदेशों के विस्तृत विवरण के लिए, आधिकारिक मैनुअल देखें)

छठी. DS18B20 टाइमिंग तक पहुंचें
आरंभीकरण प्रक्रिया के दौरान, बस मास्टर एक रीसेट पल्स भेजता है (टेक्सास) 1-तार वाली बस को खींचकर कम से कम 480μs तक निम्न स्तर. तब, बस मास्टर बस को छोड़ देता है और रिसीविंग मोड में प्रवेश करता है (आरएक्स). बस को रिहा करने के बाद, 5kΩ पुल-अप अवरोधक 1-वायर बस को ऊंचा खींचता है. जब DS18B20 इस उभरते किनारे का पता लगाता है, यह 15µs से 60µs तक प्रतीक्षा करता है और फिर 1-तार बस को 60µs से 240µs तक नीचे खींचकर एक उपस्थिति पल्स भेजता है।.

आरंभीकरण समय:

लिखने के समय स्लॉट दो प्रकार के होते हैं: “लिखें 1” समय स्लॉट और “0 लिखें” समय स्थान. बस एक राइट का उपयोग करती है 1 तर्क लिखने के लिए समय स्लॉट 1 DS18B20 और एक लिखें 0 तर्क लिखने के लिए समय स्लॉट 0 DS18B20 के लिए. सभी लिखने के समय स्लॉट की अवधि कम से कम 60µs होनी चाहिए और व्यक्तिगत लेखन समय स्लॉट के बीच पुनर्प्राप्ति समय कम से कम 1µs होना चाहिए।. दोनों प्रकार के राइट टाइम स्लॉट की शुरुआत मास्टर द्वारा 1-वायर बस को नीचे खींचकर की जाती है (चित्र देखें 14). एक लिखें उत्पन्न करने के लिए 1 टाइम स्लॉट, 1-तार वाली बस को नीचे खींचने के बाद, बस मास्टर को 15μs के भीतर 1-वायर बस को छोड़ना होगा. बस को रिहा करने के बाद, 5kΩ पुल-अप अवरोधक बस को ऊंचा खींचता है. एक उत्पन्न करें
लिखना 0 टाइम स्लॉट, 1-तार लाइन को नीचे खींचने के बाद, बस मास्टर को टाइम स्लॉट की अवधि के लिए बस को नीचे रखना जारी रखना चाहिए (कम से कम 60μs). मास्टर द्वारा राइट टाइम स्लॉट शुरू करने के बाद DS18B20 15µs से 60µs की विंडो के भीतर 1-वायर बस का नमूना लेता है।. यदि सैंपलिंग विंडो के दौरान बस ऊंची है, ए 1 DS18B20 को लिखा गया है. यदि लाइन नीची है, ए 0 DS18B20 को लिखा गया है.
टिप्पणी: टाइमस्लॉट एक चैनल को समर्पित टाइम स्लॉट जानकारी के सीरियल सेल्फ-मल्टीप्लेक्सिंग का एक हिस्सा है.
आकृति 14 इस प्रकार है:

DS18B20 लिखने के समय स्लॉट को 1-वायर बस को निचले स्तर पर खींचने के लिए होस्ट द्वारा संचालित किया जाता है

टाइम स्लॉट पढ़ें:
DS18B20 होस्ट को केवल तभी डेटा भेज सकता है जब होस्ट रीड टाइम स्लॉट जारी करता है. इसलिए, होस्ट को रीड मेमोरी कमांड जारी करने के तुरंत बाद एक रीड टाइम स्लॉट जेनरेट करना होगा [बीएच] या एक पढ़ें बिजली की आपूर्ति [बी4एच] DS18B20 को आवश्यक डेटा प्रदान करने के लिए आदेश. वैकल्पिक, कन्वर्ट टी जारी करने के बाद होस्ट एक रीड टाइम स्लॉट उत्पन्न कर सकता है [44एच] या E2 को याद करें [बी8एच] स्थिति जानने के लिए आदेश. सभी पढ़ने के समय स्लॉट की अवधि कम से कम 60µs होनी चाहिए और समय स्लॉट के बीच न्यूनतम पुनर्प्राप्ति समय 1µs होना चाहिए. रीड टाइम स्लॉट की शुरुआत मास्टर द्वारा 1-तार वाली बस को कम से कम 1μs तक नीचे रखने के लिए खींचकर की जाती है और फिर बस को छोड़ दिया जाता है। (चित्र देखें 14). मास्टर द्वारा पढ़ने का समय स्लॉट शुरू करने के बाद, DS18B20 बस में 1 या 0 भेजना शुरू कर देगा. DS18B20 एक भेजता है 1 बस को ऊंचा पकड़कर भेजता है 0 बस को नीचे खींचकर. जब ए 0 भेजा जाता है, DS18B20 बस को ऊंचा पकड़कर बस को छोड़ देता है. टाइम स्लॉट समाप्त हो जाता है और बस को पुल-अप अवरोधक द्वारा उच्च निष्क्रिय स्थिति में वापस खींच लिया जाता है.

DS18B20 विस्तृत होस्ट पढ़ें 1 टाइम स्लॉट

DS18B20 अनुशंसित होस्ट पढ़ें 1 टाइम स्लॉट