Den ultimata guiden till DS18B20 digital temperatursensor
2024-04-19 3988

DS18B20 är en vanligt använt digital temperatursensor.Den matar ut en digital signal och har egenskaperna hos liten storlek, låg hårdvaruöversikt, stark anti-interferensförmåga och hög precision.I den här artikeln kommer vi att introducera DS18B20 -sensorn en efter en från aspekterna av struktur, egenskaper, arbetsprincip, stiftarrangemang osv.

DS18B20 är den första temperatursensorn som produceras av Dallas Semiconductor i USA för att stödja ett "enda buss" -gränssnitt.Den har låg effektförbrukning, stark anti-interferensförmåga, lätt att matcha fördelarna med processorn, temperaturen kan direkt omvandlas till en digital signal genom linjen.DS18B20 med hjälp av 1-trådskommunikation som bara är en datalinje (och mark) och mikrokontrollerkommunikation.Sensorn har ett temperaturdetekteringsområde från -55 ° C till 125 ° C och har också en noggrannhet på +-0,5 ° C när temperaturområdet överstiger -10 ° C till 85 ° C dessutom.Dessutom kan DS18B20 drivas direkt från datalinjen utan att kräva en extern strömförsörjning.

Till skillnad från konventionella termistorer använder den enstaka bussteknologi för att effektivt minimera extern störning och förbättra mätnoggrannheten.Samtidigt kan den direkt konvertera den uppmätta temperaturen till seriella digitala signaler för mikrodatorbehandling, göra dataöverföring och bearbetning enkel genom ett enkelt gränssnitt.

- DS18B20+

- DS18B20+T&R

- DS1821C+

Sensorn består huvudsakligen av fyra gånger, som är 64-bitars ROM, temperatursensor, icke-flyktig temperaturlarmutlösare TM och konfigurationsregister.Det 64-bitars serienumret i RO är fotogravat innan du lämnar fabriken.Det kan betraktas som adressens serienummer för DS18E20.Det 64-bitars serienumret för varje DS18E20 är annorlunda.Kontrollkoden för cyklisk redundanskontroll (CRC = K ~ 8+x ~ 5+x ~ 4+1) av 64-bitars ROM.ROM: s funktion är att göra varje DS18B20 annorlunda, så att flera DS18B20 kan anslutas till en buss.

DS18B20 använder ett transmissionsprotokoll (1-tråd) för kommunikation.Detta protokoll gör det möjligt för DS18B20 att kommunicera med endast en datakabel för dataöverföring och strömförsörjning.

Sensorn kan mäta över ett temperaturintervall från -55 ° C till 125 ° C, vilket gör den lämplig för ett brett spektrum av temperaturövervakningsbehov.

Med 1-trådbussen kan vi ansluta flera DS18B20-sensorer för multitemperaturmätning.

Varje DS18B20-sensor har en unik 64-bitars hårdvarusadress, som automatiskt tilldelas av tillverkaren under produktionsprocessen.Denna 64-bitars hårdvaruadress är associerad med sensorns modellnummer, produktionsdatum och serienummer, så varje sensor har sin egen unika identitet.Med denna 64-bitars hårdvaruadress kan sensorn identifieras och kommuniceras individuellt med.

DS18B20 matar ut digitala temperaturvärden, som kan integreras direkt med digitala system utan behov av analog signalomvandling.

DS18B20 -sensorn har förmågan att mäta temperaturer med en maximal noggrannhet på ± 0,5 ° C, vilket gör den lämplig för applikationsscenarier som kräver hög noggrannhet.

Sensorn arbetar från ett matningsspänningsområde 3 V till 5,5 V. Dess låga effektförbrukning gör den idealisk för scenarier som kräver kontinuerlig temperaturövervakning under långa tidsperioder.Kraftförbrukningen för denna sensor är så låg att den kan fungera under långa perioder utan någon nedbrytning i prestanda.

Läsnings- och skrivtids- och temperaturmätningsprincipen för DS18B20 är desamma som för DS1820, men antalet siffror med det erhållna temperaturvärdet är olika på grund av olika upplösningar.Jämfört med DS1820 förkortas temperaturomvandlingsfördröjningstiden för DS18B20 från 2 sekunder till 750 millisekunder.Ovängningshastigheten för temperaturkoefficientkristalloscillatorn förändras signifikant med temperaturförändringar, och den genererade signalen används som pulsingång för räknaren 2. Mot 1 och temperaturregistret är förinställt till ett basvärde som motsvarar -55 ° C.Räknare 1 räknas ner pulssignalen som genereras av den låga temperaturkoefficientens kristalloscillator.När det förinställda värdet på räknare 1 minskar till 0 kommer värdet på temperaturregistret att öka med 1 kommer det förinställda värdet för Counter 1 att laddas om och Counter 1 kommer att starta om att räkna pulssignalerna som genereras av den låga temperaturkoefficientens kristalloscillator.Denna process kommer att fortsätta tills mot 2 räknas till 0, vid vilken tidpunkt ansamlingen av temperaturregistret kommer att stoppa.Slutligen är värdet i temperaturregistret den uppmätta temperaturen.

Bilderna ovan är symbol, fotavtryck och pin -konfiguration av DS18B20.

Körprocessen för DS18B20 förlitar sig huvudsakligen på 1-tråds bussystem.Detta bussystem gör det möjligt för en bussmästare att styra en eller flera slavenheter.I det här fallet fungerar vår MCU som befälhavaren och DS18B20 fungerar alltid som slaven.I bussystemet 1-tråd skickas alla kommandon och data i enlighet med principen om låg ordning Bit först.

1-tråds bussystem använder endast en datalinje och kräver ett externt pull-up-motstånd på cirka 5 kΩ.I det oanvända tillståndet är därför nivån på datalinjen hög.Varje enhet (vare sig master eller slav) är ansluten till datalinjen genom en öppen avlopp eller 3-statlig grindstift.Denna design gör det möjligt för varje enhet att "frigöra" datalinjen så att när en enhet inte överför data kan andra enheter effektivt använda datalinjen.1-tråds bussgränssnittet (DQ Pin) på DS18B20 består av en öppen dräneringskrets i dess inre krets.Dess hårdvarukonfiguration visas i figuren nedan:

Det finns tre huvudsteg för att implementera DS18B20 -föraren:

Steg ett: Initiera DS18B20;

Steg två: ROM -kommando (följt av eventuell begäran om datautbyte);

Steg tre: DS18B20 -funktionskommando (följt av eventuell begäran om datautbyte);

Varje åtkomst till DS18B20 måste följa dessa steg.Om något av dessa steg saknas eller inte utförs kommer DS18B20 inte att svara.

På grund av dess exceptionella precision används sensorn ofta i vetenskapliga forskningsexperiment, särskilt de som kräver exakta temperaturmätningar.

DS18B20 -sensorn spelar en nyckelroll i kallkedjelogistik.Det används för att övervaka temperaturen på varor under transportprocessen, vilket säkerställer kvaliteten och säkerheten för temperaturkänsliga varor.

Vid övervakning av temperaturen i produktionsprocessen kan sensorn hjälpa företag att hålla reda på utrustningens driftsstatus i realtid för att säkerställa att utrustningen och processerna är vid rätt temperaturförhållanden, vilket i sin tur förbättrar produktionseffektiviteten och kvaliteten.

I elektronisk utrustning kan DS18B20 -sensorer användas för att övervaka temperaturen för enskilda komponenter, vilket upptäcker temperaturavvikelser i tid, vilket undviker problem som utrustningsskador och dataförlust på grund av höga temperaturer.

Denna sensor är designad för inbäddade system och IoT -enheter och underlättar övervakning av fjärrtemperatur och datainsamling genom att ansluta till enheter som mikrokontroller eller Raspberry PI.

Utöver detta används sensorn ofta för att realisera temperaturkontrollsystem, såsom termostater, växthusstyrningssystem, luftkonditioneringssystem och så vidare.Genom att använda DS18B20 -sensorer kan dessa system tillhandahålla exakt temperaturkontroll efter behov för att säkerställa korrekt drift av systemet.

DS18B20 är en liten temperatursensor med en inbyggd 12bit ADC.Det kan enkelt anslutas till en Arduino digital ingång.Sensorn kommunicerar över en buss med en tråd och kräver lite i vägen för ytterligare komponenter.

Kärnfunktionen för DS18B20 är dess direkt-till-digitala temperatursensor.

En DS18B20 kalibreras fabrik för att mata ut rätt temperatur.En LM35 är fabrikskalibrerad för spänning (inte temperatur), och Arduino måste konvertera detta till temperatur.

DS18B20 digital termisk sensor är ganska exakt och kräver inga externa komponenter för att fungera.Den kan mäta temperaturer från -55 ° C till +125 ° C med en mätnoggrannhet på ± 0,5 ° C.