Panduan Terbaik untuk Sensor Suhu Digital DS18B20
2024-04-19 4017

DS18B20 adalah sensor suhu digital yang biasa digunakan.Ia mengeluarkan isyarat digital dan mempunyai ciri-ciri saiz kecil, overhead perkakasan rendah, keupayaan anti-interference yang kuat dan ketepatan yang tinggi.Dalam artikel ini, kami akan memperkenalkan sensor ds18b20 satu persatu dari aspek struktur, ciri -ciri, prinsip kerja, susunan pin dan lain -lain.

DS18B20 adalah sensor suhu pertama yang dihasilkan oleh Dallas Semiconductor di Amerika Syarikat untuk menyokong antara muka "bas tunggal".Ia mempunyai penggunaan kuasa yang rendah, keupayaan anti-interference yang kuat, mudah dipadankan dengan kelebihan pemproses, suhu boleh ditukar secara langsung menjadi isyarat digital melalui garis.DS18B20 menggunakan komunikasi 1-wayar yang hanya garis data (dan tanah) dan komunikasi mikrokontroler.Sensor mempunyai julat pengesanan suhu -55 ° C hingga 125 ° C dan juga mempunyai ketepatan +-0.5 ° C apabila julat suhu melebihi -10 ° C hingga 85 ° C.Di samping itu, DS18B20 boleh dikuasakan secara langsung dari garis data tanpa memerlukan bekalan kuasa luaran.

Tidak seperti termistor konvensional, ia menggunakan teknologi bas tunggal untuk meminimumkan gangguan luaran dengan berkesan dan meningkatkan ketepatan pengukuran.Pada masa yang sama, ia boleh secara langsung menukar suhu yang diukur ke dalam isyarat digital bersiri untuk pemprosesan mikrokomputer, menjadikan penghantaran data dan pemprosesan mudah melalui antara muka yang mudah.

- DS18B20+

- DS18B20+T & R

- DS1821C+

Sensor ini terdiri daripada 4 kali, iaitu 64-bit ROM, sensor suhu, penggera suhu tidak menentu TM dan daftar konfigurasi.Nombor siri 64-bit di RO adalah gambar-gambar sebelum meninggalkan kilang.Ia boleh dianggap sebagai nombor siri alamat DS18E20.Nombor siri 64-bit setiap DS18E20 adalah berbeza.Kod Semak Redundancy Cyclic (CRC = K ~ 8+X ~ 5+X ~ 4+1) daripada ROM 64-bit.Fungsi ROM adalah untuk menjadikan setiap DS18B20 berbeza, supaya pelbagai DS18B20S dapat disambungkan ke satu bas.

DS18B20 menggunakan protokol penghantaran dawai tunggal (1-wayar) untuk komunikasi.Protokol ini membolehkan DS18B20 untuk berkomunikasi dengan hanya satu kabel data untuk penghantaran data dan bekalan kuasa.

Sensor boleh mengukur jarak suhu -55 ° C hingga 125 ° C, menjadikannya sesuai untuk pelbagai keperluan pemantauan suhu.

Dengan bas 1-wire, kami boleh menyambungkan pelbagai sensor DS18B20 untuk pengukuran suhu pelbagai titik.

Setiap sensor DS18B20 mempunyai alamat perkakasan 64-bit yang unik, yang secara automatik diberikan oleh pengilang semasa proses pengeluaran.Alamat perkakasan 64-bit ini dikaitkan dengan nombor model sensor, tarikh pengeluaran dan nombor siri, jadi setiap sensor mempunyai identiti tersendiri.Dengan alamat perkakasan 64-bit ini, sensor boleh dikenal pasti dan disampaikan secara individu.

DS18B20 mengeluarkan nilai suhu digital, yang boleh disepadukan secara langsung dengan sistem digital tanpa memerlukan penukaran isyarat analog.

Sensor DS18B20 mempunyai keupayaan untuk mengukur suhu dengan ketepatan maksimum ± 0.5 ° C, menjadikannya sesuai untuk senario aplikasi yang memerlukan ketepatan yang tinggi.

Sensor beroperasi dari julat voltan bekalan 3 V hingga 5.5 V. Penggunaan kuasa yang rendah menjadikannya sesuai untuk senario yang memerlukan pemantauan suhu berterusan dalam jangka masa yang panjang.Penggunaan kuasa sensor ini sangat rendah sehingga ia dapat berfungsi untuk jangka waktu yang lama tanpa sebarang kemerosotan dalam prestasi.

Prinsip pengukuran masa dan penulisan masa dan penulisan DS18B20 adalah sama dengan DS1820, tetapi bilangan digit nilai suhu yang diperoleh adalah berbeza kerana resolusi yang berbeza.Berbanding dengan DS1820, masa kelewatan penukaran suhu DS18B20 dipendekkan dari 2 saat hingga 750 milisaat.Kadar ayunan pengayun kristal pekali suhu berubah dengan ketara dengan perubahan suhu, dan isyarat yang dihasilkan digunakan sebagai input nadi kaunter 2. kaunter 1 dan daftar suhu pratetap ke nilai asas yang sepadan dengan -55 ° C.Kaunter 1 mengira isyarat nadi yang dihasilkan oleh pengayun kristal pekali suhu rendah.Apabila nilai pratetap kaunter 1 berkurangan kepada 0, nilai daftar suhu akan meningkat sebanyak 1, nilai pratetap kaunter 1 akan dimuat semula, dan kaunter 1 akan memulakan semula penghitungan isyarat nadi yang dihasilkan oleh pengayun kristal pekali suhu rendah.Proses ini akan berterusan sehingga kaunter 2 dikira kepada 0, di mana pengumpulan nilai daftar suhu akan berhenti.Akhirnya, nilai dalam daftar suhu adalah suhu yang diukur.

Gambar -gambar di atas adalah simbol, jejak dan konfigurasi pin DS18B20.

Proses memandu DS18B20 terutamanya bergantung pada sistem bas 1-wire.Sistem bas ini membolehkan satu tuan bas untuk mengawal satu atau lebih peranti hamba.Dalam kes ini, MCU kami bertindak sebagai tuan dan DS18B20 selalu bertindak sebagai hamba.Dalam sistem bas 1-wire, semua arahan dan data dihantar mengikut prinsip sedikit pesanan rendah terlebih dahulu.

Sistem bas 1-wire hanya menggunakan satu garisan data dan memerlukan perintang pull-up luaran kira-kira 5kΩ.Oleh itu, dalam keadaan yang tidak digunakan, tahap pada garis data adalah tinggi.Setiap peranti (sama ada tuan atau hamba) disambungkan ke garisan data melalui pin pintu terbuka atau 3-keadaan.Reka bentuk ini membolehkan setiap peranti untuk "membebaskan" garisan data supaya apabila satu peranti tidak menghantar data, peranti lain dapat menggunakan garis data dengan berkesan.Antara muka bas 1-wire (pin DQ) DS18B20 terdiri daripada litar terbuka litar dalamannya.Konfigurasi perkakasannya ditunjukkan dalam gambar di bawah:

Terdapat tiga langkah utama untuk melaksanakan pemandu DS18B20:

Langkah Satu: Inisialisasi DS18B20;

Langkah Dua: Perintah ROM (diikuti dengan sebarang permintaan pertukaran data);

Langkah Tiga: Perintah fungsi DS18B20 (diikuti dengan sebarang permintaan pertukaran data);

Setiap akses ke DS18B20 mesti mengikuti langkah -langkah ini.Jika mana -mana langkah ini hilang atau tidak dilakukan, DS18B20 tidak akan bertindak balas.

Oleh kerana ketepatannya yang luar biasa, sensor sering digunakan dalam eksperimen penyelidikan saintifik, terutamanya yang memerlukan pengukuran suhu yang tepat.

Sensor DS18B20 memainkan peranan penting dalam logistik rantaian sejuk.Ia digunakan untuk memantau suhu barang sepanjang proses pengangkutan, memastikan kualiti dan keselamatan barang sensitif suhu.

Apabila memantau suhu dalam proses pengeluaran, sensor dapat membantu syarikat menjejaki status operasi peralatan dalam masa nyata untuk memastikan peralatan dan proses berada pada keadaan suhu yang tepat, yang seterusnya meningkatkan kecekapan dan kualiti pengeluaran.

Dalam peralatan elektronik, sensor DS18B20 boleh digunakan untuk memantau suhu komponen individu, mengesan anomali suhu tepat pada masanya, dengan itu mengelakkan masalah seperti kerosakan peralatan dan kehilangan data akibat suhu tinggi.

Direka untuk sistem tertanam dan peranti IoT, sensor ini memudahkan pemantauan suhu jauh dan pengumpulan data dengan menyambung ke peranti seperti mikrokontroler atau Raspberry Pi.

Di samping itu, sensor biasanya digunakan untuk merealisasikan sistem kawalan suhu, seperti termostat, sistem kawalan rumah hijau, sistem penghawa dingin dan sebagainya.Dengan menggunakan sensor DS18B20, sistem ini dapat memberikan kawalan suhu yang tepat seperti yang diperlukan untuk memastikan operasi sistem yang betul.

DS18B20 adalah sensor suhu kecil dengan ADC 12bit yang dibina.Ia boleh dihubungkan dengan mudah ke input digital Arduino.Sensor berkomunikasi di atas bas satu dawai dan memerlukan sedikit cara komponen tambahan.

Fungsi teras DS18B20 adalah sensor suhu langsung ke digital.

A DS18B20 adalah kilang yang dikalibrasi untuk mengeluarkan suhu yang betul.LM35 adalah kilang yang dikalibrasi untuk voltan (bukan suhu), dan Arduino perlu menukarnya ke suhu.

Sensor terma digital DS18B20 agak tepat dan tidak memerlukan sebarang komponen luaran untuk beroperasi.Ia boleh mengukur suhu dari -55 ° C hingga +125 ° C dengan ketepatan pengukuran ± 0,5 ° C.