Galutinis DS18B20 skaitmeninio temperatūros jutiklio vadovas
2024-04-19 4000

DS18B20 yra dažniausiai naudojamas skaitmeninės temperatūros jutiklis.Jis išveda skaitmeninį signalą ir pasižymi mažo dydžio, mažos aparatūros pridėtinėmis savybėmis, stipriu anti-sąveikos galimybėmis ir aukštu tikslumu.Šiame straipsnyje mes pristatysime DS18B20 jutiklį po vieną iš struktūros, charakteristikų, darbo principo, PIN išdėstymo ir tt aspektų ..

DS18B20 yra pirmasis temperatūros jutiklis, kurį sukuria Dalaso puslaidininkis JAV, kad palaikytų „vieno magistralės“ sąsają.Jis turi mažą energijos suvartojimą, stiprią gebėjimą prieš sąveiką, lengvai suderintą su procesoriaus pranašumais, temperatūra gali būti tiesiogiai paverčiama skaitmeniniu signalu per liniją.DS18B20 Naudojant 1 laido ryšį, kuris yra tik duomenų linija (ir žemės) ir mikrokontrolerio ryšys.Jutiklio temperatūros aptikimo diapazonas yra nuo -55 ° C iki 125 ° C, taip pat jo tikslumas yra +-0,5 ° C, kai temperatūros diapazonas viršija nuo –10 ° C iki 85 ° C.Be to, DS18B20 gali būti maitinamas tiesiai iš duomenų linijos, nereikalaujant išorinio maitinimo šaltinio.

Skirtingai nuo įprastų termistorių, jis naudoja vienos magistralės technologiją, kad efektyviai sumažintų išorinius trukdžius ir pagerintų matavimo tikslumą.Tuo pačiu metu jis gali tiesiogiai konvertuoti išmatuotą temperatūrą į serijinius skaitmeninius signalus, skirtus mikrokompiuterių apdorojimui, todėl duomenų perdavimas ir apdorojimas yra paprastas per paprastą sąsają.

- DS18B20+

- DS18B20+T&R

- DS1821C+

Jutiklį daugiausia sudaro 4 kartus, tai yra 64 bitų ROM, temperatūros jutiklis, nestabilios temperatūros aliarmo trigeris TM ir konfigūracijos registras.Prieš išeinant iš gamyklos, 64 bitų serijos numeris RO yra užfiksuotas.Tai gali būti laikoma DS18E20 adreso serijos numeriu.Kiekvieno DS18E20 64 bitų serijos numeris yra skirtingas.64 bitų ROM ciklinio atleidimo patikrinimo kodas (CRC = k ~ 8+x ~ 5+x ~ 4+1).ROM funkcija yra padaryti kiekvieną DS18B20 skirtingą, kad būtų galima sujungti kelis DS18B20s.

DS18B20 ryšiui naudoja vieno laido perdavimo protokolą (1 laidą).Šis protokolas leidžia „DS18B20“ susisiekti tik su vienu duomenų kabeliu duomenų perdavimui ir maitinimo šaltiniui.

Jutiklis gali išmatuoti temperatūros diapazoną nuo -55 ° C iki 125 ° C, todėl jis yra tinkamas įvairiems temperatūros stebėjimo poreikiams.

Naudodami 1 laido magistralę, mes galime sujungti kelis DS18B20 jutiklius, skirtus daugialypės temperatūros matavimui.

Kiekvienas DS18B20 jutiklis turi unikalų 64 bitų aparatūros adresą, kurį gamintojas automatiškai priskiria gamybos proceso metu.Šis 64 bitų aparatūros adresas yra susijęs su jutiklio modelio numeriu, gamybos data ir serijos numeriu, todėl kiekvienas jutiklis turi savo unikalų tapatybę.Naudodamas šį 64 bitų aparatūros adresą, jutiklį galima atskirai identifikuoti ir su jais pranešti.

DS18B20 išveda skaitmeninės temperatūros vertes, kurias galima tiesiogiai integruoti su skaitmeninėmis sistemomis, nereikia analoginio signalo konvertavimo.

DS18B20 jutiklis turi galimybę išmatuoti temperatūrą, kurio maksimalus tikslumas yra ± 0,5 ° C, todėl jis tinka naudoti naudojimo scenarijams, kuriems reikalingas didelis tikslumas.

Jutiklis veikia nuo 3 V iki 5,5 V maitinimo įtampos diapazono. Dėl mažos energijos suvartojimo jis idealiai tinka scenarijams, kuriems reikalingas nuolatinis temperatūros stebėjimas per ilgą laiką.Šio jutiklio energijos suvartojimas yra toks mažas, kad jis gali veikti ilgą laiką be jokio blogėjimo.

DS18B20 skaitymo ir rašymo laiko ir temperatūros matavimo principas yra toks pat kaip DS1820, tačiau gautos temperatūros skaitmenų skaičius skiriasi dėl skirtingų skiriamųjų gebos.Palyginti su DS1820, DS18B20 temperatūros konversijos vėlavimo laikas sutrumpėja nuo 2 sekundžių iki 750 milisekundžių.Temperatūros koeficiento virpesių virpesių greitis krištolo osciliatorius labai keičiasi keičiant temperatūrą, o sugeneruotas signalas naudojamas kaip 2 skaitiklio impulsų įvestis. 1 skaitiklis ir temperatūros registras yra nustatytas į bazinę vertę, atitinkančią -55 ° C.1 skaitiklis suskaičiuoja impulsų signalą, kurį sukuria žemos temperatūros koeficiento kristalų osciliatorius.Kai iš anksto nustatyta 1 skaitiklio vertė sumažės iki 0, temperatūros registro vertė padidės 1, iš anksto nustatyta skaitiklio vertė 1 bus perkrauta, o 1 skaitiklis iš naujo suskaičiuos impulsų signalus, kuriuos sukuria žemos temperatūros koeficiento kristalų generatorius.Šis procesas tęsis tol, kol 2 skaitiklis bus suskaičiuotas iki 0, tada sustos temperatūros registro vertės kaupimasis.Galiausiai temperatūros registro vertė yra išmatuota temperatūra.

Aukščiau pateiktos nuotraukos yra DS18B20 simbolis, pėdsakas ir PIN konfigūracija.

DS18B20 vairavimo procesas daugiausia priklauso nuo 1 laido magistralės sistemos.Ši autobusų sistema leidžia vienam autobusų šeimininkui valdyti vieną ar daugiau vergų įrenginių.Šiuo atveju mūsų MCU veikia kaip meistras, o DS18B20 visada veikia kaip vergas.„1 Wire“ magistralės sistemoje visos komandos ir duomenys yra siunčiami pagal pirmiausia žemos eilės bitų principą.

1 laidų magistralės sistemos naudoja tik vieną duomenų liniją ir reikalauja išorinio ištraukimo rezistoriaus, kuris yra maždaug 5kΩ.Todėl nenaudojamoje būsenoje duomenų linijos lygis yra aukštas.Kiekvienas įrenginys (nesvarbu, ar pagrindinis, ar vergas) yra prijungtas prie duomenų linijos per atvirą nuvalymo ar 3 būsenų vartų kaištį.Šis dizainas leidžia kiekvienam įrenginiui „atlaisvinti“ duomenų liniją taip, kad, kai vienas įrenginys neperduoda duomenų, kiti įrenginiai galėtų efektyviai naudoti duomenų liniją.„DS18B20“ 1 laido magistralės sąsaja (DQ PIN) sudaro iš jos vidinės grandinės atviro nutekėjimo grandinės.Jo aparatinės įrangos konfigūracija parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje:

Yra trys pagrindiniai DS18B20 tvarkyklės įgyvendinimo veiksmai:

Pirmas žingsnis: inicijuokite DS18B20;

Antras žingsnis: ROM komanda (po to pateikiami bet kokio duomenų mainų užklausa);

Trečias veiksmas: DS18B20 funkcijos komanda (po to pateikiate bet kokią duomenų mainų užklausą);

Kiekviena prieiga prie DS18B20 turi atlikti šiuos veiksmus.Jei nė vieno iš šių veiksmų trūksta ar neatliekama, DS18B20 neatsakys.

Dėl išskirtinio tikslumo jutiklis dažnai naudojamas mokslinių tyrimų eksperimentuose, ypač tiems, kurie reikalauja tikslaus temperatūros matavimų.

DS18B20 jutiklis vaidina pagrindinį vaidmenį šaltos grandinės logistikoje.Jis naudojamas prekių temperatūrai stebėti per visą transportavimo procesą, užtikrinant temperatūrai jautrių prekių kokybę ir saugumą.

Stebint gamybos proceso temperatūrą, jutiklis gali padėti įmonėms realiu laiku sekti įrangos veikimo būseną, kad būtų užtikrinta, jog įranga ir procesai yra tinkamomis temperatūros sąlygomis, o tai savo ruožtu pagerina gamybos efektyvumą ir kokybę.

Elektroninėje įrangoje DS18B20 jutikliai gali būti naudojami norint stebėti atskirų komponentų temperatūrą, laiku aptikti temperatūros anomalijas, taip išvengiant tokių problemų kaip įrangos pažeidimas ir duomenų praradimas dėl aukštos temperatūros.

Šis jutiklis, skirtas įterptosioms sistemoms ir internetiniams įrenginiams, palengvina nuotolinio temperatūros stebėjimą ir duomenų rinkimą, jungiant su tokiais įrenginiais kaip mikrovaldikliai ar „Raspberry PI“.

Be to, jutiklis dažniausiai naudojamas temperatūros valdymo sistemoms, tokioms kaip termostatai, šiltnamio efektą sukeliančios sistemos, oro kondicionavimo sistemos ir pan.Naudojant DS18B20 jutiklius, šios sistemos gali užtikrinti tikslią temperatūros valdymą, reikalingą užtikrinti tinkamą sistemos veikimą.

DS18B20 yra mažas temperatūros jutiklis su įmontuotu 12 bitų ADC.Jį galima lengvai prijungti prie „Arduino“ skaitmeninio įvesties.Jutiklis praneša apie vieno laido autobusą ir reikalauja mažai papildomų komponentų.

Pagrindinė DS18B20 funkcionalumas yra tiesioginis skaitmeninio temperatūros jutiklis.

DS18B20 yra kalibruotas gamykloje, kad būtų galima išvesti tinkamą temperatūrą.LM35 yra kalibruotas dėl įtampos (ne temperatūros), o „Arduino“ turi tai konvertuoti į temperatūrą.

DS18B20 skaitmeninis šiluminis jutiklis yra gana tikslus ir, norint veikti, nereikalauja jokių išorinių komponentų.Tai gali išmatuoti temperatūrą nuo -55 ° C iki +125 ° C, matavimo tikslumu ± 0,5 ° C.