Den ultimate guiden til DS18B20 Digital temperatursensor
2024-04-19 3993

DS18B20 er en ofte brukt digital temperatursensor.Det sender ut et digitalt signal og har egenskapene til liten størrelse, lav maskinvare overhead, sterk anti-interferensevne og høy presisjon.I denne artikkelen vil vi introdusere DS18B20 -sensoren en etter en fra aspektene ved struktur, egenskaper, arbeidsprinsipp, pinnearrangement osv.

DS18B20 er den første temperatursensoren produsert av Dallas Semiconductor i USA som støtter et "enkeltbuss" -grensesnitt.Den har lavt strømforbruk, sterk anti-interferensevne, lett å samsvare med fordelene med prosessoren, temperaturen kan konverteres direkte til et digitalt signal gjennom linjen.DS18B20 ved bruk av 1-tråds kommunikasjon som bare er en datalinje (og bakken) og mikrokontroller-kommunikasjon.Sensoren har et temperaturdeteksjonsområde fra -55 ° C til 125 ° C og har også en nøyaktighet på +-0,5 ° C når temperaturområdet overstiger -10 ° C til 85 ° C i tillegg.I tillegg kan DS18B20 drives direkte fra datalinjen uten å kreve en ekstern strømforsyning.

I motsetning til konvensjonelle termistorer, bruker den enkeltbussteknologi for effektivt å minimere ekstern interferens og forbedre målingens nøyaktighet.Samtidig kan den direkte konvertere den målte temperaturen til serielle digitale signaler for mikrodatamaskinbehandling, noe som gjør dataoverføring og prosessering enkelt gjennom et enkelt grensesnitt.

- Ds18b20+

- Ds18b20+t & r

- DS1821C+

Sensoren er hovedsakelig sammensatt av 4 ganger, som er 64-biters ROM, temperatursensor, ikke-flyktig temperaturalarmutløser TM og konfigurasjonsregister.Det 64-biters serienummeret i RO er fotografert før du forlater fabrikken.Det kan betraktes som adresse serienummeret til DS18E20.64-biters serienummer for hver DS18E20 er forskjellig.Den sykliske redundanssjekkskoden (CRC = k ~ 8+x ~ 5+x ~ 4+1) av 64-bit ROM.ROM -funksjonen er å gjøre hver DS18B20 annerledes, slik at flere DS18B20S kan kobles til en buss.

DS18B20 bruker en enkelttransmisjonsprotokoll (1-tråd) for kommunikasjon.Denne protokollen lar DS18B20 kommunisere med bare en datakabel for dataoverføring og strømforsyning.

Sensoren kan måle over et temperaturområde fra -55 ° C til 125 ° C, noe som gjør det egnet for et bredt spekter av temperaturovervåkningsbehov.

Med 1-Wire-bussen kan vi koble til flere DS18B20-sensorer for måling av flerpunktstemperatur.

Hver DS18B20-sensor har en unik 64-biters maskinvareadresse, som automatisk blir tildelt av produsenten under produksjonsprosessen.Denne 64-biters maskinvareadressen er tilknyttet sensorens modellnummer, produksjonsdato og serienummer, slik at hver sensor har sin egen unike identitet.Med denne 64-biters maskinvareadressen kan sensoren identifiseres og kommuniseres individuelt med.

DS18B20 gir digitale temperaturverdier, som kan integreres direkte med digitale systemer uten behov for analog signalkonvertering.

DS18B20 -sensoren har muligheten til å måle temperaturer med en maksimal nøyaktighet på ± 0,5 ° C, noe som gjør den egnet for applikasjonsscenarier som krever høy nøyaktighet.

Sensoren opererer fra et forsyningsspenningsområde fra 3 V til 5,5 V. Det lave strømforbruket gjør det ideelt for scenarier som krever kontinuerlig temperaturovervåking over lengre perioder.Strømforbruket til denne sensoren er så lavt at den kan fungere i lange perioder uten noen nedbrytning i ytelsen.

Lese- og skrivemålings- og temperaturmålingsprinsippet til DS18B20 er de samme som for DS1820, men antallet sifre i den oppnådde temperaturverdien er forskjellig på grunn av forskjellige oppløsninger.Sammenlignet med DS1820, blir temperaturkonverteringens forsinkelsestid for DS18B20 forkortet fra 2 sekunder til 750 millisekunder.Oscillasjonshastigheten for temperaturkoeffisientkrystalloscillatoren endres betydelig med temperaturendringer, og det genererte signalet brukes som pulsinngangen til teller 2. Teller 1 og temperaturregisteret er forhåndsinnstilt til en basisverdi som tilsvarer -55 ° C.Teller 1 teller ned pulssignalet generert av den lave temperaturkoeffisientkrystalloscillatoren.Når den forhåndsinnstilte verdien av teller 1 avtar til 0, vil verdien av temperaturregisteret øke med 1, vil den forhåndsinnstilte verdien på teller 1 bli lastet inn på nytt, og teller 1 vil starte på nytt med å telle pulssignalene generert av lavtemperaturkoeffisientkrystalloscillatoren.Denne prosessen vil fortsette til mot 2 teller til 0, på hvilket tidspunkt akkumuleringen av temperaturregisterverdien vil stoppe.Endelig er verdien i temperaturregisteret den målte temperaturen.

Bildene over er symbolet, fotavtrykket og pin -konfigurasjonen av DS18B20.

Kjøreprosessen til DS18B20 er hovedsakelig avhengig av 1-Wire Bus System.Dette busssystemet lar en bussmester kontrollere en eller flere slaveenheter.I dette tilfellet fungerer vår MCU som mesteren og DS18B20 alltid som slaven.I 1-Wire Bus System blir alle kommandoer og data sendt i samsvar med prinsippet om lav ordre bit først.

1-Wire busssystemer bruker bare en datalinje og krever en ekstern opptrekksmotstand på omtrent 5KΩ.Derfor, i ubrukt tilstand, er nivået på datalinjen høyt.Hver enhet (enten master eller slave) er koblet til datalinjen gjennom en åpen drin eller 3-state portpinne.Denne designen lar hver enhet "frigjøre" datalinjen slik at når en enhet ikke overfører data, kan andre enheter effektivt bruke datalinjen.1-Wire Bus-grensesnittet (DQ-pinnen) til DS18B20 er sammensatt av en åpen-drenskrets for dens indre krets.Dens maskinvarekonfigurasjon er vist på figuren nedenfor:

Det er tre hovedtrinn for å implementere DS18B20 -driveren:

Trinn en: Initialiser DS18B20;

Trinn to: ROM -kommando (etterfulgt av enhver datautvekslingsforespørsel);

Trinn tre: DS18B20 Funksjonskommando (etterfulgt av en hvilken som helst forespørsel om datautveksling);

Hver tilgang til DS18B20 må følge disse trinnene.Hvis noen av disse trinnene mangler eller ikke utføres, vil ikke DS18B20 svare.

På grunn av den eksepsjonelle presisjonen, brukes sensoren ofte i vitenskapelige forskningseksperimenter, spesielt de som krever presise temperaturmålinger.

DS18B20 -sensoren spiller en nøkkelrolle i kaldkjedelogistikk.Den brukes til å overvåke temperaturen på varer gjennom transportprosessen, og sikre kvaliteten og sikkerheten til temperaturfølsomme varer.

Når du overvåker temperaturen i produksjonsprosessen, kan sensoren hjelpe selskaper med å holde rede på utstyrets driftsstatus i sanntid for å sikre at utstyret og prosessene er under de riktige temperaturforholdene, noe som igjen forbedrer produksjonseffektiviteten og kvaliteten.

I elektronisk utstyr kan DS18B20 -sensorer brukes til å overvåke temperaturen på individuelle komponenter, og oppdage temperaturanomalier på en riktig måte, og dermed unngå problemer som utstyrsskader og tap av data på grunn av høye temperaturer.

Denne sensoren er designet for innebygde systemer og IoT -enheter, og letter fjernovervåking av ekstern temperatur og datainnsamling ved å koble til enheter som mikrokontrollere eller Raspberry Pi.

I tillegg til dette blir sensoren ofte brukt til å realisere temperaturkontrollsystemer, for eksempel termostater, drivhuskontrollsystemer, klimaanlegg og så videre.Ved å bruke DS18B20 -sensorer, kan disse systemene gi presis temperaturkontroll etter behov for å sikre riktig drift av systemet.

DS18B20 er en liten temperatursensor med en innebygd 12bit ADC.Det kan enkelt kobles til en Arduino digital inngang.Sensoren kommuniserer over en buss med en tråd og krever lite i veien for flere komponenter.

Kjernefunksjonaliteten til DS18B20 er dens direkte-til-digitale temperatursensor.

En DS18B20 er fabrikkkalibrert for å sende ut riktig temperatur.En LM35 er fabrikk kalibrert for spenning (ikke temperatur), og Arduino må konvertere dette til temperatur.

DS18B20 Digital termisk sensor er ganske nøyaktig og krever ingen eksterne komponenter for å fungere.Det kan måle temperaturer fra -55 ° C til +125 ° C med en måle nøyaktighet på ± 0,5 ° C.