DS18B20 dijital sıcaklık sensörü için nihai kılavuz
2024-04-19 4010

DS18B20, yaygın olarak kullanılan bir dijital sıcaklık sensörüdür.Dijital bir sinyal çıkarır ve küçük boyut, düşük donanım yükü, güçlü müdahale önleme yeteneği ve yüksek hassasiyet özelliklerine sahiptir.Bu makalede, DS18B20 sensörünü yapı, özellikler, çalışma prensibi, pim düzenlemesi vb.

DS18B20 ABD'de Dallas Semiconductor tarafından üretilen ilk sıcaklık sensörüdür.Düşük güç tüketimi, güçlü anti-müdahale yeteneği, işlemcinin avantajlarıyla eşleşmesi kolaydır, sıcaklık doğrudan dijital sinyale dönüştürülebilir.DS18B20 Yalnızca bir veri hattı (ve toprak) ve mikrodenetleyici iletişimi olan 1 telli iletişim kullanarak.Sensör -55 ° C ila 125 ° C sıcaklık algılama aralığına sahiptir ve ayrıca sıcaklık aralığı -10 ° C ila 85 ° C'yi aştığında +-0.5 ° C doğruluğa sahiptir.Ek olarak, DS18B20, harici bir güç kaynağı gerektirmeden doğrudan veri hattından güçlendirilebilir.

Geleneksel termistörlerden farklı olarak, dış paraziti etkili bir şekilde en aza indirmek ve ölçüm doğruluğunu artırmak için tek bus teknolojisini kullanır.Aynı zamanda, ölçülen sıcaklığı mikrobilgisayar işlemesi için doğrudan seri dijital sinyallere dönüştürebilir, bu da veri iletimini ve işlemeyi basit bir arayüz aracılığıyla basit hale getirebilir.

- DS18B20+

- DS18B20+T&R

- DS1821C+

Sensör esas olarak 64 bit ROM, sıcaklık sensörü, uçucu olmayan sıcaklık alarmı tetikleyici TM ve yapılandırma kaydı olan 4 kez oluşur.RO'daki 64 bit seri numarası, fabrikadan ayrılmadan önce foto açılır.DS18E20'nin adres seri numarası olarak kabul edilebilir.Her DS18E20'nin 64 bit seri numarası farklıdır.64 bit ROM'un döngüsel fazlalık kontrol kodu (CRC = K ~ 8+x ~ 5+x ~ 4+1).ROM'un işlevi, her DS18B20'yi farklı hale getirmektir, böylece birden fazla DS18B20S bir veri yoluna bağlanabilir.

DS18B20, iletişim için tek telli bir iletim protokolü (1 tel) kullanır.Bu protokol, DS18B20'nin veri iletimi ve güç kaynağı için yalnızca bir veri kablosu ile iletişim kurmasını sağlar.

Sensör, -55 ° C ila 125 ° C sıcaklık aralığını ölçerek çok çeşitli sıcaklık izleme ihtiyaçları için uygun hale getirebilir.

1 telli veri yolu ile çok noktalı sıcaklık ölçümü için birden fazla DS18B20 sensörünü bağlayabiliriz.

Her DS18B20 sensörü, üretici tarafından üretim sürecinde otomatik olarak atanan benzersiz bir 64 bit donanım adresine sahiptir.Bu 64 bit donanım adresi, sensörün model numarası, üretim tarihi ve seri numarası ile ilişkilidir, bu nedenle her sensörün kendine özgü kimliği vardır.Bu 64 bit donanım adresi ile sensör ayrı ayrı tanımlanabilir ve iletilebilir.

DS18B20, analog sinyal dönüşümüne ihtiyaç duymadan doğrudan dijital sistemlerle entegre edilebilen dijital sıcaklık değerlerini çıkarır.

DS18B20 sensörü, sıcaklıkları maksimum ± 0.5 ° C'lik bir doğrulukla ölçme yeteneğine sahiptir, bu da yüksek doğruluk gerektiren uygulama senaryoları için uygun hale getirir.

Sensör, 3 V ila 5.5 V arasında bir besleme voltajı aralığından çalışır. Düşük güç tüketimi, uzun süre sürekli sıcaklık izleme gerektiren senaryolar için idealdir.Bu sensörün güç tüketimi o kadar düşüktür ki, performansta herhangi bir bozulma olmadan uzun süre çalışabilir.

DS18B20'nin okuma ve yazma zamanlaması ve sıcaklık ölçüm prensibi DS1820 ile aynıdır, ancak elde edilen sıcaklık değerinin basamak sayısı farklı çözünürlükler nedeniyle farklıdır.DS1820 ile karşılaştırıldığında, DS18B20'nin sıcaklık dönüşüm gecikmesi süresi 2 saniyeden 750 milisaniyeye kısalır.Sıcaklık katsayısı kristal osilatörün salınım oranı sıcaklıktaki değişikliklerle önemli ölçüde değişir ve üretilen sinyal, karşı 2'nin darbe girişi olarak kullanılır ve sıcaklık kaydı -55 ° C'ye karşılık gelen bir baz değerine önceden ayarlanır.Sayaç 1, düşük sıcaklık katsayısı kristal osilatör tarafından üretilen darbe sinyalini sayar.Sayaç 1'in önceden ayarlanmış değeri 0'a düştüğünde, sıcaklık kaydının değeri 1 artacaktır, sayaç 1'in ön ayar değeri yeniden yüklenir ve sayaç 1, düşük sıcaklık katsayısı kristal osilatör tarafından üretilen nabız sinyallerini sayarak yeniden başlatır.Bu işlem sayaç 2 0'a kadar devam edecek, bu noktada sıcaklık kaydı değerinin birikimi duracaktır.Son olarak, sıcaklık kaydındaki değer ölçülen sıcaklıktır.

Yukarıdaki resimler DS18B20'nin sembolü, ayak izi ve pim yapılandırmasıdır.

DS18B20'nin sürüş işlemi esas olarak 1 telli veri yolu sistemine dayanır.Bu otobüs sistemi, bir otobüs masterının bir veya daha fazla köle cihazını kontrol etmesini sağlar.Bu durumda, MCU'mız Üstat olarak hareket eder ve DS18B20 her zaman köle gibi davranır.1 telli veri yolu sisteminde, tüm komutlar ve veriler önce düşük dereceli bit prensibine uygun olarak gönderilir.

1 telli veri yolu sistemleri yalnızca bir veri hattı kullanır ve yaklaşık 5kΩ harici bir çekme direnci gerektirir.Bu nedenle, kullanılmayan durumda, veri hattındaki seviye yüksektir.Her cihaz (ana veya slave olsun) açık drain veya 3 durumlu bir kapı pimi ile veri hattına bağlanır.Bu tasarım, her cihazın veri hattını "serbest bırakmasına" izin verir, böylece bir cihaz veri iletmediğinde, diğer cihazlar veri hattını etkili bir şekilde kullanabilir.DS18B20'nin 1 telli veri yolu arayüzü (DQ pimi), iç devresinin açık drensi devresinden oluşur.Donanım yapılandırması aşağıdaki şekilde gösterilmiştir:

DS18B20 sürücüsünü uygulamak için üç ana adım vardır:

Birinci Adım: DS18B20'yi başlatın;

İkinci Adım: ROM komutu (ardından herhangi bir veri alışverişi isteği);

Üçüncü Adım: DS18B20 İşlev Komutu (ardından herhangi bir veri alışverişi isteği);

DS18B20'ye her erişim bu adımları izlemelidir.Bu adımlardan herhangi biri eksikse veya gerçekleştirilmezse, DS18B20 yanıt vermez.

Olağanüstü hassasiyeti nedeniyle, sensör sıklıkla bilimsel araştırma deneylerinde, özellikle de hassas sıcaklık ölçümlerini gerektirenlerde kullanılır.

DS18B20 sensörü soğuk zincir lojistiğinde önemli bir rol oynar.Taşıma işlemi boyunca malların sıcaklığını izlemek için kullanılır ve sıcaklığa duyarlı malların kalitesini ve güvenliğini sağlar.

Üretim işlemindeki sıcaklığı izlerken, sensör, ekipman ve işlemlerin uygun sıcaklık koşullarında olmasını sağlamak için şirketlerin ekipman çalışma durumunu gerçek zamanlı olarak takip etmelerine yardımcı olabilir ve bu da üretim verimliliğini ve kalitesini artırır.

Elektronik ekipmanlarda, DS18B20 sensörleri, tek tek bileşenlerin sıcaklığını izlemek, sıcaklık anomalilerini zamanında tespit etmek için kullanılabilir, böylece yüksek sıcaklıklardan kaynaklanan ekipman hasarı ve veri kaybı gibi problemlerden kaçınır.

Gömülü sistemler ve IoT cihazları için tasarlanan bu sensör, mikro denetleyiciler veya ahududu PI gibi cihazlara bağlanarak uzaktan sıcaklık izleme ve veri toplamayı kolaylaştırır.

Buna ek olarak, sensör genellikle termostatlar, sera kontrol sistemleri, klima sistemleri vb. Gibi sıcaklık kontrol sistemlerini gerçekleştirmek için kullanılır.DS18B20 sensörleri kullanarak, bu sistemler sistemin doğru çalışmasını sağlamak için gerektiği gibi hassas sıcaklık kontrolü sağlayabilir.

DS18B20, yerleşik 12bit ADC'ye sahip küçük bir sıcaklık sensörüdür.Bir Arduino dijital girişine kolayca bağlanabilir.Sensör tek telli bir veri yolu üzerinden iletişim kurar ve ek bileşenler yolunda çok az şey gerektirir.

DS18B20'nin temel işlevselliği doğrudan dijital sıcaklık sensörüdür.

Bir DS18B20, doğru sıcaklığı çıktı için fabrika kalibre edilir.Bir LM35, voltaj için kalibre edilmiş (sıcaklık değil) fabrika kalibre edilir ve Arduino bunu sıcaklığa dönüştürmek zorundadır.

DS18B20 dijital termal sensörü oldukça doğrudur ve herhangi bir harici bileşenin çalışması gerekmez.± 0,5 ° C ölçüm doğruluğu ile -55 ° C ila +125 ° C arasındaki sıcaklıkları ölçebilir.