Technologia czujników temperatury

Co to jest czujnik temperatury DS18B20?

Co to jest czujnik temperatury DS18B20?

DS18B20 to cyfrowy czujnik temperatury oparty na protokole pojedynczej magistrali. Charakteryzuje się dużą precyzją, niskie zużycie energii i elastyczne właściwości instalacyjne, i jest szeroko stosowany w różnych systemach monitorowania temperatury. Jego podstawowe właściwości techniczne, scenariusze zastosowań i punkty wyboru są następujące:
I. Podstawowe cechy
„Pojedyncza komunikacja autobusowa”.
Do realizacji dwukierunkowej komunikacji potrzebna jest tylko jedna linia danych, obsługuje wiele urządzeń równolegle (aż do 128 można podłączyć urządzenia), a urządzenia można rozróżnić po 64-bitowym unikalnym identyfikatorze ROM.
„Wysokoprecyzyjny pomiar temperatury”.
Zakres pomiaru temperatury wynosi ‌-55°C ~ +125°C‌, a dokładność wynosi ‌±0,5°C‌ w zakresie ‌-10°C ~ +85°C‌;
Rozdzielczość można skonfigurować na ‌9–12 bitów‌ (domyślny 12 bity), a najwyższa rozdzielczość to ‌0,0625°C‌.
„Zintegrowany projekt”.
Wbudowana pamięć EEPROM przechowuje konfigurację progu alarmowego i rozdzielczości, które nie zostaną utracone po wyłączeniu zasilania; obsługuje pasożytniczy tryb zasilania (nie wymaga zewnętrznego zasilania).
„Różne opakowania”.
Dostarcz opakowanie TO-92, opakowania gwintowane ze stali nierdzewnej, opakowanie magnetyczne, itp., nadaje się do montażu w wąskich przestrzeniach, takich jak rurociągi, zbiorniki na olej, płytki drukowane, itp.

Co to jest czujnik temperatury DS18B20?

Co to jest czujnik temperatury DS18B20?

Wodoodporna sonda czujnika temperatury DS18B20 + Moduł adaptera terminala z zestawem przewodów

Wodoodporna sonda czujnika temperatury DS18B20 + Moduł adaptera terminala z zestawem przewodów

Zespół modułu funkcyjnego wodoodpornego czujnika temperatury DS18B20

Zespół modułu funkcyjnego wodoodpornego czujnika temperatury DS18B20

II. Typowe scenariusze zastosowań

Pole Przykłady zastosowań
Kontrola przemysłowa Pomiar temperatury obiegu wody w wielkim piecu, monitorowanie temperatury kotła, monitorowanie temperatury rowu kablowego.
„Elektronika użytkowa”. Inteligentny termostat domowy, monitorowanie rolniczego środowiska szklarniowego, komputerowy system ostrzegania o temperaturze w pomieszczeniu.
„Elektronika samochodowa”. Zarządzanie temperaturą pakietu akumulatorów, zabezpieczenie silnika przed przegrzaniem (trzeba współpracować z opakowaniami metalowymi).
Sprzęt medyczny Przenośny termometr, wykrywanie temperatury przepływu powietrza w respiratorze.
„Scenariusze specjalne”. Monitorowanie temperatury składu amunicji, system stałej temperatury w pomieszczeniu czystym (silne przeciwdziałanie zakłóceniom).

Iii. Wybór i wykorzystanie punktów‌
„Projekt interfejsu”.
Pojedynczą magistralę należy podłączyć do rezystora podciągającego 4,7 kΩ, a linia danych musi zapewniać silny prąd podciągający, gdy dostarczane jest zasilanie pasożytnicze.
„Optymalizacja dokładności”.
Czas konwersji przy rozdzielczości 12-bitowej wynosi 750 ms, a rozdzielczość można zmniejszyć w zamian za prędkość w scenariuszach próbkowania z dużą szybkością.
‌ Environmental Adaptability‌
Do środowisk wilgotnych/korozyjnych, Zamknięte opakowanie ze stali nierdzewnej (takich jak seria LTM8877) jest wybrany;
Dla scenariuszy o wysokiej temperaturze (>100°C), unikaj używania modeli TO-92 uszczelnionych plastikiem.
„Mechanizm antykolizyjny”.
Gdy wiele urządzeń jest podłączonych równolegle, identyfikator musi przejść przez algorytm wyszukiwania ROM, aby uniknąć konfliktów magistrali.

Wyjście cyfrowe:
DS18B20 zapewnia cyfrowe odczyty temperatury, co oznacza, że ​​nie wymaga ADC (przetwornik analogowo-cyfrowy) po stronie mikrokontrolera.

1-Interfejs przewodowy:
Komunikuje się za pomocą pojedynczej linii danych, wraz z przewodem uziemiającym, co upraszcza okablowanie i zmniejsza liczbę potrzebnych połączeń.

Moc pasożyta:
Czujnik może pracować w “moc pasożyta” tryb, pobieranie energii bezpośrednio z linii danych, eliminując w niektórych przypadkach potrzebę zewnętrznego źródła zasilania.

Dokładność:
Charakteryzuje się dokładnością ±0,5°C w typowym zakresie od -10°C do +85°C.

Zakres temperatur:
DS18B20 może mierzyć temperatury od -55°C do +125°C.

Unikalny identyfikator:
Każdy czujnik DS18B20 ma unikalny 64-bitowy numer seryjny, umożliwiając podłączenie wielu czujników do tej samej magistrali 1-Wire.

Rezolucja:
Można zaprogramować rozdzielczość temperatury 9, 10, 11, Lub 12 bity, wpływa na dokładność odczytów.

IV. Porównanie z innymi czujnikami

Cechy DS18B20 PT100
„Typ sygnału”. Sygnał cyfrowy (pojedynczy autobus) Sygnał analogowy (zmiana oporu)
dokładność ±0,5°C(-10~85°C) ±0,1°C (wymagana skomplikowana kalibracja)
Złożoność interfejsu Niezwykle proste (1 linia danych) Wymaga źródła prądu stałego + precyzyjny przetwornik ADC
koszt Niski (<$1) Wysoki (koszt systemu >$10)

Notatka: DS18B20 nadaje się do scenariuszy o niskiej i średniej temperaturze od -55°C do 125°C. Termopary są zalecane do bardzo wysokich temperatur (>200°C) i rezystory platynowe są zalecane w przypadku bardzo niskich temperatur (<-55°C).