Dallas DS18b20 Probe Sensor Suhu

Terdapat banyak jenis sensor, dan sensor suhu DS18B20 yang dihasilkan oleh Dallas adalah yang terbaik apabila digunakan dalam aplikasi ketepatan tinggi dan kebolehpercayaan tinggi. Saiz ultra-kecil, overhead perkakasan ultra-rendah, Keupayaan anti-interferensi yang kuat, ketepatan tinggi, dan fungsi tambahan yang kuat menjadikan sensor ds18b20 lebih popular. Kelebihan sensor ds18b20 adalah pilihan terbaik kami untuk belajar teknologi mikrokontroler dan membangunkan produk kecil yang berkaitan dengan suhu. Memahami Prinsip dan Aplikasi Kerja dapat meluaskan idea anda untuk pembangunan mikrokontroler.

Ciri -ciri sensor DS18B20
1. Komunikasi menggunakan antara muka 1-wayar
2. Setiap sensor ds18b20 mempunyai kod siri 64-bit yang unik yang disimpan di ROM onboard.
3. Tiada komponen luaran yang diperlukan
4. Ia boleh dikuasakan dari talian data, dan julat bekalan kuasa ialah 3.0V ~ 5.5V.
5. Julat suhu yang boleh diukur ialah -55 ℃ ~ +125 ℃
6. Ketepatannya ialah ± 0.5 ℃ dalam julat -10 ~+85 ℃
7. Resolusi termometer boleh ditetapkan kepada 9 ~ 12 bit. Pada 12 bit, Resolusi sepadan dengan 0.0625 ℃.

Kaedah sambungan biasa sensor ds18b20 dalam aplikasi praktikal
1. Kaedah sambungan biasa semasa bekerja di bawah bekalan kuasa parasit
Masa bas tunggal
Sensor DS18B20 menggunakan bas 1-wayar untuk menghantar semua data pada satu baris, Oleh itu, protokol wayar tunggal mempunyai keperluan masa yang sangat ketat untuk memastikan integriti data.
Jenis isyarat bas tunggal: menetapkan semula nadi, Pulse kehadiran, tulis 0, tulis 1, Baca 0, Baca 1. Semua isyarat ini kecuali nadi kehadiran yang dihantar oleh DS18b20, Isyarat lain dihantar oleh pengawal bas.
Pemindahan data selalu bermula dengan sedikit yang paling ketara.

Masa permulaan
Urutan permulaan termasuk menetapkan semula sensor DS18B20 dan menerima isyarat kehadiran yang dikembalikan oleh DS18B20.

Tuan rumah perlu memulakannya sebelum komunikasi dengan sensor DS18B20. Semasa permulaan, pengawal bas menarik bas rendah dan memegangnya lebih dari 480US. Peranti yang tergantung di dalam bas akan ditetapkan semula, Kemudian lepaskan bas, Tunggu sehingga 15-60US, di mana 18B20 akan mengembalikan isyarat kehadiran peringkat rendah antara 60-240US.

Tetapkan semula nadi dan kehadiran gambarajah masa nadi:
DS18B20 Sensor Aplikasi Litar DS18B20 Sistem Pengukuran Suhu Mempunyai Kelebihan Sistem Pengukuran Suhu Mudah, Ketepatan pengukuran suhu tinggi, Sambungan yang mudah, dan mengambil sedikit garis antara muka. Berikut adalah gambarajah litar pengukuran suhu sensor ds18b20 dalam beberapa mod aplikasi yang berbeza:
5.1. Gambar rajah litar mod bekalan kuasa parasit ds18b20 ditunjukkan dalam angka 4. Dalam mod bekalan kuasa parasit, DS18B20 menarik tenaga dari garis isyarat wayar tunggal: Tenaga disimpan dalam kapasitor dalaman manakala garis isyarat DQ berada pada tahap yang tinggi. Apabila garis isyarat berada pada tahap yang rendah, ia memakan kuasa pada kapasitor untuk berfungsi, dan kemudian mengenakan bekalan kuasa parasit (kapasitor) sehingga tahap tinggi tiba.
Kaedah bekalan kuasa parasit yang unik mempunyai tiga faedah:
1) Semasa melakukan pengukuran suhu jauh, Tiada bekalan kuasa tempatan diperlukan
2) ROM boleh dibaca tanpa bekalan kuasa biasa
3) Litar lebih mudah, hanya menggunakan satu port I/O untuk mengukur suhu.
Untuk sensor ds18b20 untuk melakukan penukaran suhu yang tepat, Garis I/O mesti memastikan tenaga yang mencukupi disediakan semasa penukaran suhu. Oleh kerana arus operasi setiap sensor ds18b20 mencapai 1mA semasa penukaran suhu, Apabila beberapa sensor digantung pada garis I/O yang sama untuk pengukuran suhu pelbagai titik, Perintang pull-up 4.7k sahaja tidak dapat memberikan tenaga yang mencukupi. Ia akan menyebabkan suhu tidak dapat ditukar atau ralat suhu menjadi sangat besar.
Oleh itu, litar dalam angka 4 hanya sesuai untuk digunakan dalam pengukuran suhu dengan sensor suhu tunggal dan tidak sesuai digunakan dalam sistem berkuasa bateri. Dan bekalan kuasa kerja VCC mesti dijamin menjadi 5V. Apabila voltan bekalan kuasa jatuh, Tenaga yang dapat ditarik oleh bekalan kuasa parasit juga berkurangan, yang akan meningkatkan ralat suhu.
5.2. DS18B20 Bekalan Kuasa Parasit Kukuh Mod Bekalan Kuasa Pull-Utama Litar Rajah Litar Parasit yang lebih baik ditunjukkan dalam Rajah 5. Agar sensor ds18b20 untuk mendapatkan bekalan semasa yang mencukupi semasa kitaran penukaran dinamik, Semasa melakukan penukaran suhu atau menyalin ke operasi memori E2, Menggunakan MOSFET untuk terus menarik garis I/O ke VCC dapat memberikan arus yang mencukupi. Garis I/O mesti dialihkan ke keadaan tarik yang kuat dalam maksimum 10 μs setelah mengeluarkan arahan yang melibatkan salinan ke memori E2 atau permulaan penukaran suhu. Mod pull-up yang kuat dapat menyelesaikan masalah kegagalan bekalan semasa, Oleh itu, ia juga sesuai untuk aplikasi pengukuran suhu pelbagai titik. Kelemahannya adalah bahawa ia mengambil satu lagi talian pelabuhan I/O untuk penukaran pull-up yang kuat.
Nota: Dalam mod bekalan kuasa parasit angka 4 dan angka 5, Pin VDD sensor DS18B20 mesti disambungkan ke tanah.

Dallas Digital Suhu Sensor Pendawaian

Probe sensor DS18B20 + kabel

DS18B20 Penyambung Sensor Digital

5.3. Mod bekalan kuasa luaran sensor ds18b20

Dalam mod bekalan kuasa luaran, Bekalan Kuasa Kerja Sensor DS18B20 disambungkan ke pin VDD. Pada masa ini, Talian I/O tidak memerlukan tarikan yang kuat, dan tidak ada masalah semasa bekalan kuasa yang tidak mencukupi, yang dapat memastikan ketepatan penukaran. Pada masa yang sama, Sebarang bilangan sensor ds18b20 boleh secara teorinya disambungkan ke bas untuk membentuk sistem pengukuran suhu pelbagai titik. Nota: Dalam mod bekalan kuasa luaran, Pin GND DS18B20 tidak dapat ditinggalkan, Jika tidak, suhu tidak dapat ditukar dan suhu baca selalu 85 ° C.
Kaedah bekalan kuasa luaran adalah kaedah kerja terbaik sensor ds18b20. Kerja stabil dan boleh dipercayai, Keupayaan anti-interferensi kuat, Dan litarnya agak mudah, Oleh itu, sistem pemantauan suhu pelbagai titik yang stabil dan boleh dipercayai dapat dibangunkan. Webmaster mengesyorkan bahawa anda menggunakan bekalan kuasa luaran semasa pembangunan. Lagipun, Hanya ada satu lagi memimpin VCC daripada bekalan kuasa parasit. Dalam mod bekalan kuasa luaran, Kelebihan julat voltan bekalan kuasa yang luas dari DS18b20 dapat digunakan sepenuhnya. Walaupun voltan bekalan kuasa VCC jatuh ke 3V, Ketepatan pengukuran suhu masih boleh dijamin.
6. Langkah berjaga -jaga semasa menggunakan ds1820
Walaupun DS1820 mempunyai kelebihan sistem pengukuran suhu mudah, Ketepatan pengukuran suhu tinggi, Sambungan yang mudah, dan mengambil sedikit garis antara muka, Isu -isu berikut juga harus diberi perhatian dalam aplikasi praktikal:
6.1. Overhead perkakasan kecil memerlukan perisian yang agak kompleks untuk mengimbangi. Oleh kerana penghantaran data bersiri digunakan antara DS1820 dan mikropemproses, Semasa membaca dan menulis pengaturcaraan ke DS1820, Masa bacaan dan penulisan mesti dijamin dengan ketat, Jika tidak, keputusan pengukuran suhu tidak akan dibaca. Semasa menggunakan bahasa peringkat tinggi seperti PL/M dan C untuk pengaturcaraan sistem, Lebih baik menggunakan bahasa pemasangan untuk melaksanakan bahagian operasi DS1820.
6.2. Maklumat yang berkaitan di DS1820 tidak menyebut bilangan DS1820 yang disambungkan ke satu bas, yang mungkin dengan mudah membawa orang untuk tersilap percaya bahawa sebilangan ds1820s dapat dihubungkan. Dalam aplikasi praktikal ini tidak berlaku. Apabila terdapat lebih daripada 8 DS1820s dalam satu bas, Masalah pemandu bas mikropemproses perlu diselesaikan. Titik ini harus diberi perhatian ketika merancang sistem pengukuran suhu berbilang titik.
6.3. Kabel bas yang disambungkan ke DS1820 mempunyai had panjang. Semasa ujian, Apabila panjang penghantaran melebihi 50m menggunakan kabel isyarat biasa, Kesalahan akan berlaku dalam data pengukuran suhu dibaca. Apabila kabel bas ditukar kepada kabel terlindung pasangan berpintal, Jarak komunikasi biasa dapat mencapai 150m. Apabila kabel terlindung pasangan berpintal dengan lebih banyak kelainan setiap meter digunakan, Jarak komunikasi normal semakin panjang. Keadaan ini disebabkan terutamanya oleh penyelewengan bentuk gelombang isyarat yang disebabkan oleh kapasitansi bas yang diedarkan. Oleh itu, Semasa merancang sistem pengukuran suhu jarak jauh menggunakan DS1820, masalah kapasitans dan impedans yang diedarkan bas mesti dipertimbangkan sepenuhnya.
6.4. Dalam reka bentuk program pengukuran suhu DS1820, Setelah menghantar arahan penukaran suhu ke DS1820, Program ini selalu menunggu isyarat kembali dari DS1820. Sekali DS1820 mempunyai hubungan yang lemah atau terputus, Apabila program membaca DS1820, tidak akan ada isyarat pulangan dan program akan memasuki gelung tak terhingga. Titik ini juga harus diberi perhatian tertentu apabila melakukan sambungan perkakasan dan reka bentuk perisian DS1820. Adalah disyorkan bahawa kabel pengukuran suhu dilindungi pasangan berpintal 4-teras. Sepasang wayar disambungkan ke dawai tanah dan dawai isyarat, Kumpulan lain disambungkan ke VCC dan dawai tanah, dan lapisan perisai didasarkan pada satu titik di hujung sumber.