Канчатковае кіраўніцтва да датчыка лічбавай тэмпературы DS18B20
2024-04-19 4015

DS18B20 - гэта агульнапрыняты лічбавы датчык тэмпературы.Ён выводзіць лічбавы сігнал і мае характарыстыкі невялікіх памераў, накладных выдаткаў на нізкім узроўні, моцнай здольнасці да ўмяшання і высокай дакладнасці.У гэтым артыкуле мы прадставім датчык DS18B20 адзін за адным з аспектаў структуры, характарыстык, прынцыпу працы, размяшчэння штыфта і г.д.

DS18B20 з'яўляецца першым датчыкам тэмпературы, атрыманым Dallas Semiconductor у ЗША, які падтрымлівае інтэрфейс "адзінкавай шыны".Ён мае нізкае спажыванне электраэнергіі, моцную здольнасць да ўмяшання, лёгка адпавядаць пераваг працэсара, тэмпература можа быць непасрэдна пераўтворана ў лічбавы сігнал праз лінію.DS18B20 з выкарыстаннем 1-прававой сувязі, якая з'яўляецца толькі лініяй дадзеных (і зямлёй) і мікракантролерам.Датчык мае дыяпазон выяўлення тэмпературы ад -55 ° С да 125 ° С, а таксама мае дакладнасць +-0,5 ° С, калі дыяпазон тэмпературы перавышае -10 ° С да 85 ° С, акрамя таго.Акрамя таго, DS18B20 можа працаваць непасрэдна з лініі дадзеных, не патрабуючы знешняга блока харчавання.

У адрозненне ад звычайных тэрмістараў, ён выкарыстоўвае аднабудаўнічую тэхналогію, каб эфектыўна мінімізаваць знешнія перашкоды і павысіць дакладнасць вымярэнняў.У той жа час ён можа непасрэдна пераўтварыць вымяраную тэмпературу ў паслядоўныя лічбавыя сігналы для апрацоўкі мікракампутараў, што робіць перадачу дадзеных і апрацоўка простым праз просты інтэрфейс.

- DS18B20+

- DS18B20+T&R

- DS1821C+

Датчык у асноўным складаецца з 4 разы, якія ўяўляюць сабой 64-бітны ROM, датчык тэмпературы, несталатычную тэмпературу трыгера сігналізацыі TM і рэестр канфігурацыі.64-бітны серыйны нумар у RO-гэта фотагравізаваны перад выхадам з завода.Гэта можна разглядаць як адрас серыйнага нумара DS18E20.64-бітны серыйны нумар кожнага DS18E20 адрозніваецца.Цыклічны код праверкі надмернасці (CRC = K ~ 8+x ~ 5+x ~ 4+1) 64-бітнага ПЗУ.Функцыя ПЗУ заключаецца ў тым, каб зрабіць кожны DS18B20 розным, так што некалькі DS18B20s можна падключыць да адной шыны.

DS18B20 выкарыстоўвае пратакол перадачы з аднаразовай перадачай (1-прававы) для сувязі.Гэты пратакол дазваляе DS18B20 мець зносіны толькі з адным кабелем дадзеных для перадачы дадзеных і харчавання.

Датчык можа вымераць у параўнанні з тэмпературным дыяпазонам ад -55 ° С да 125 ° С, што робіць яго прыдатным для шырокага дыяпазону патрэбаў у маніторынгу тэмпературы.

З дапамогай 1-прававой шыны мы можам падключыць некалькі датчыкаў DS18B20 для шматбаковага вымярэння тэмпературы.

Кожны датчык DS18B20 мае унікальны 64-бітны апаратны адрас, які аўтаматычна прызначаецца вытворцам падчас вытворчага працэсу.Гэты 64-бітны апаратны адрас звязаны з нумарам мадэлі датчыка, датай вытворчасці і паслядоўным нумарам, таму кожны датчык мае сваю унікальную ідэнтычнасць.З дапамогай гэтага 64-бітнага абсталявання датчык можна індывідуальна ідэнтыфікаваць і мець зносіны.

DS18B20 выводзіць лічбавыя тэмпературныя значэнні, якія могуць быць непасрэдна інтэграваны з лічбавымі сістэмамі без неабходнасці пераўтварэння аналагавага сігналу.

Датчык DS18B20 мае магчымасць вымяраць тэмпературы з максімальнай дакладнасцю ± 0,5 ° С, што робіць яго прыдатным для сцэнарыяў прыкладання, якія патрабуюць высокай дакладнасці.

Датчык працуе з дыяпазону напружання харчавання ад 3 V да 5,5 V. Яго нізкае спажыванне электраэнергіі робіць яго ідэальным для сцэнарыяў, якія патрабуюць пастаяннага маніторынгу тэмпературы на працягу доўгага перыяду часу.Спажыванне электраэнергіі гэтага датчыка настолькі нізкае, што можа працаваць на працягу доўгага перыяду часу без дэградацыі ў прадукцыйнасці.

Прынцып чытання і напісання часу вымярэння тэмпературы DS18B20 такі ж, як і DS1820, але колькасць лічбаў атрыманага тэмпературнага значэння адрозніваецца з -за розных дазволаў.У параўнанні з DS1820, час затрымкі пераўтварэння тэмпературы DS18B20 скарачаецца з 2 секунд да 750 мілісекунд.Хуткасць ваганняў крыштальнага асцылятара тэмпературы істотна змяняецца са зменамі тэмпературы, а згенераваны сігнал выкарыстоўваецца ў якасці імпульснага ўваходу лічыльніка 2. Рэестр тэмпературы прадугледжаны да базавага значэння, які адпавядае -55 ° С.Лічыльнік 1 налічвае імпульсны сігнал, які ўтвараецца крыштальным асцылятарам каэфіцыента нізкай тэмпературы.Калі зададзенае значэнне лічыльніка 1 памяншаецца да 0, значэнне рэестра тэмпературы павялічыцца на 1, зададзенае значэнне лічыльніка 1 будзе перазагружана, а лічыльнік 1 перазапусціць падлік сігналаў імпульсу, згенераваных крыштальным асцылятарам каэфіцыента нізкай тэмпературы.Гэты працэс будзе працягвацца, пакуль лічыльнік 2 не ўлічваецца да 0, і ў гэты момант назапашванне значэння рэестра тэмпературы спыніцца.Нарэшце, значэнне ў рэестры тэмпературы - гэта вымяраная тэмпература.

На малюнках вышэй з'яўляюцца сімвал, сляды і канфігурацыя PIN DS18B20.

Працэс кіравання DS18B20 у асноўным абапіраецца на 1-прававую аўтобусную сістэму.Гэтая аўтобусная сістэма дазваляе аднаму майстрам аўтобусаў кантраляваць адзін або некалькі прылад раба.У гэтым выпадку наш MCU выступае ў ролі майстра, а DS18B20 заўсёды дзейнічае як раб.У 1-прававой аўтобуснай сістэме ўсе каманды і дадзеныя адпраўляюцца ў адпаведнасці з прынцыпам біта нізкага парадку.

1-правадныя аўтобусныя сістэмы выкарыстоўваюць толькі адну лінію дадзеных і патрабуюць знешняга падцягнутага рэзістара прыблізна 5 кОм.Такім чынам, у нявыкарыстаным стане ўзровень на лініі дадзеных высокі.Кожная прылада (няхай гэта будзе майстар ці раб) падключана да лініі дадзеных праз штыфт адкрытага або 3-га стану.Гэтая канструкцыя дазваляе кожнай прыладцы "вызваліць" радок дадзеных, каб калі адна прылада не перадавала дадзеныя, іншыя прылады могуць эфектыўна выкарыстоўваць радок дадзеных.1-правадны інтэрфейс шыны (DQ PIN) DS18B20 складаецца з ланцуга адкрытага барацьбы яго ўнутранай схемы.Яго канфігурацыя абсталявання паказана на малюнку ніжэй:

Ёсць тры асноўныя этапы для рэалізацыі драйвера DS18B20:

Крок першы: ініцыялізаваць DS18B20;

Крок другі: каманда ROM (затым любы запыт на абмену дадзенымі);

Крок трэці: каманда функцый DS18B20 (затым любы запыт на абмену дадзенымі);

Кожны доступ да DS18B20 павінен выконваць гэтыя дзеянні.Калі які -небудзь з гэтых этапаў адсутнічае альбо не выконваецца, DS18B20 не адкажа.

Дзякуючы выключнай дакладнасці, датчык часта выкарыстоўваецца ў навуковых даследаваннях, асабліва тых, што патрабуе дакладных вымярэнняў тэмпературы.

Датчык DS18B20 гуляе ключавую ролю ў лагістыцы халоднай ланцуга.Ён выкарыстоўваецца для кантролю за тэмпературай тавараў на працягу ўсяго транспарту, забяспечваючы якасць і бяспеку тавараў, якія адчуваюць тэмпературу.

Пры маніторынгу тэмпературы ў вытворчым працэсе, датчык можа дапамагчы кампаніям адсочваць статус эксплуатацыі абсталявання ў рэжыме рэальнага часу, каб забяспечыць абсталяванне і працэсы ў належных тэмпературных умовах, што, у сваю чаргу, павышае эфектыўнасць вытворчасці і якасць.

У электронным абсталяванні датчыкі DS18B20 могуць быць выкарыстаны для кантролю за тэмпературай асобных кампанентаў, своечасова выяўляючы анамаліі тэмпературы, пазбягаючы такіх праблем, як пашкоджанне абсталявання і страта дадзеных з -за высокіх тэмператур.

Прызначаны для ўбудаваных сістэм і прылад IoT, гэты датчык палягчае маніторынг дыстанцыйнага тэмпературы і збор дадзеных, падключаючыся да такіх прылад, як мікракантролеры або Raspberry Pi.

У дадатак да гэтага, датчык звычайна выкарыстоўваецца для рэалізацыі сістэм кантролю тэмпературы, такіх як тэрмарэгулятар, сістэмы цяпліцы, сістэмы кандыцыянавання і гэтак далей.Выкарыстоўваючы датчыкі DS18B20, гэтыя сістэмы могуць забяспечыць дакладны кантроль тэмпературы па меры неабходнасці для забеспячэння правільнай працы сістэмы.

DS18B20 - гэта невялікі тэмпературны датчык з убудаваным у 12 -бітным АЦП.Яго можна лёгка падключыць да лічбавага ўваходу Arduino.Датчык паведамляе праз аднаправодную шыну і патрабуе мала дадатковых кампанентаў.

Асноўнай функцыянальнасцю DS18B20 з'яўляецца яго непасрэдны датчык тэмпературы.

DS18B20 - гэта фабрыка, калібруецца для выхаду патрэбнай тэмпературы.LM35 з'яўляецца заводам, калібруецца для напружання (не тэмпература), і Arduino павінен пераўтварыць гэта ў тэмпературу.

Лічбавы цеплавы датчык DS18B20 даволі дакладны і не патрабуе працы знешніх кампанентаў.Ён можа вымераць тэмпературу ад -55 ° С да +125 ° С з дакладнасці вымярэння ± 0,5 ° С.