راهنمای نهایی سنسور دمای دیجیتال DS18B20
2024-04-19 3974

DS18B20 یک سنسور درجه حرارت دیجیتال معمولاً استفاده می شود.این یک سیگنال دیجیتالی را به خود اختصاص می دهد و از ویژگی های اندازه کوچک ، بالای سربار سخت افزاری ، توانایی ضد مداخله قوی و دقت بالایی برخوردار است.در این مقاله ، سنسور DS18B20 را یکی یکی از جنبه های ساختار ، ویژگی ها ، اصل کار ، ترتیب پین و غیره معرفی خواهیم کرد.

DS18B20 اولین سنسور دما است که توسط نیمه هادی دالاس در ایالات متحده تولید می شود تا از یک رابط "اتوبوس تک" پشتیبانی کند.این میزان مصرف انرژی کم ، توانایی ضد مداخله قوی ، تطبیق آسان با مزایای پردازنده ، دما را می توان مستقیماً از طریق خط به یک سیگنال دیجیتال تبدیل کرد.DS18B20 با استفاده از ارتباطات 1 سیم که فقط یک خط داده (و زمین) و ارتباط میکروکنترلر است.این سنسور دارای دامنه تشخیص دما از -55 درجه سانتیگراد تا 125 درجه سانتیگراد است و همچنین دارای دقت +-0.5 درجه سانتیگراد است که محدوده دما از -10 درجه سانتیگراد تا 85 درجه سانتیگراد باشد.علاوه بر این ، DS18B20 می تواند مستقیماً از خط داده بدون نیاز به منبع تغذیه خارجی تغذیه شود.

بر خلاف ترمیستورهای معمولی ، از فناوری تک اتوبوس برای به حداقل رساندن تداخل خارجی و بهبود دقت اندازه گیری استفاده می کند.در عین حال ، می تواند به طور مستقیم دمای اندازه گیری شده را به سیگنال های دیجیتالی سریال برای پردازش میکرو رایانه تبدیل کند ، انتقال داده ها و پردازش ساده را از طریق یک رابط ساده انجام می دهد.

جدید ds18b20+

جدید DS18B20+T&R

جدید ds1821c+

این سنسور عمدتاً از 4 بار تشکیل شده است که ROM 64 بیتی ، سنسور دما ، زنگ هشدار دما غیر فرار TM و ثبت پیکربندی است.شماره سریال 64 بیتی در RO قبل از ترک کارخانه ، حکاکی شده است.می توان آن را به عنوان شماره سریال آدرس DS18E20 در نظر گرفت.شماره سریال 64 بیتی هر DS18E20 متفاوت است.کد بررسی افزونگی چرخه ای (CRC = K ~ 8+x ~ 5+x ~ 4+1) از رام 64 بیتی.عملکرد ROM این است که هر DS18B20 را متفاوت کند ، به طوری که می توان چندین DS18B20 را به یک اتوبوس وصل کرد.

DS18B20 از یک پروتکل انتقال تک سیم (1 سیم) برای برقراری ارتباط استفاده می کند.این پروتکل به DS18B20 اجازه می دهد تا فقط با یک کابل داده برای انتقال داده و منبع تغذیه ارتباط برقرار کند.

این سنسور می تواند بیش از حد دما -55 درجه سانتیگراد تا 125 درجه سانتیگراد اندازه گیری کند ، و آن را برای طیف گسترده ای از نیازهای نظارت بر دما مناسب می کند.

با اتوبوس 1 سیم ، می توانیم چندین سنسور DS18B20 را برای اندازه گیری دمای چند نقطه ای وصل کنیم.

هر سنسور DS18B20 دارای یک آدرس سخت افزاری 64 بیتی منحصر به فرد است که به طور خودکار توسط سازنده در طی فرآیند تولید اختصاص می یابد.این آدرس سخت افزار 64 بیتی با شماره مدل سنسور ، تاریخ تولید و شماره سریال همراه است ، بنابراین هر سنسور هویت منحصر به فرد خود را دارد.با استفاده از این آدرس سخت افزار 64 بیتی ، سنسور می تواند به صورت جداگانه شناسایی و با آن ارتباط برقرار کند.

DS18B20 مقادیر دمای دیجیتال را خروجی می کند ، که می تواند بدون نیاز به تبدیل سیگنال آنالوگ به طور مستقیم با سیستم های دیجیتال یکپارچه شود.

سنسور DS18B20 توانایی اندازه گیری درجه حرارت با حداکثر دقت 0.5 درجه سانتیگراد را دارد و این امر را برای سناریوهای کاربردی که نیاز به دقت بالایی دارند ، مناسب می کند.

این سنسور از محدوده ولتاژ عرضه 3 ولت تا 5.5 ولت کار می کند. مصرف کم مصرف آن باعث می شود تا سناریوهایی که نیاز به نظارت مداوم دما در مدت زمان طولانی دارند ، ایده آل شود.مصرف برق این سنسور به حدی کم است که می تواند برای مدت طولانی کار کند و بدون هیچ گونه تخریب در عملکرد.

زمان خواندن و نوشتن و نوشتن و نوشتن و نوشتن و نوشتن دما از DS18B20 همانند DS1820 است ، اما تعداد رقم های مقدار دما به دست آمده به دلیل وضوح مختلف متفاوت است.در مقایسه با DS1820 ، زمان تأخیر تبدیل دما DS18B20 از 2 ثانیه به 750 میلی ثانیه کوتاه می شود.میزان نوسان نوسان ساز کریستال ضریب دما با تغییر در دما به طور قابل توجهی تغییر می کند و از سیگنال تولید شده به عنوان ورودی پالس پیشخوان استفاده می شود.شمارنده 1 سیگنال پالس تولید شده توسط نوسان ساز کریستال ضریب کم را در خود جای می دهد.هنگامی که مقدار از پیش تعیین شده پیشخوان 1 به 0 کاهش یابد ، مقدار ثبت دما 1 افزایش می یابد ، مقدار از پیش تعیین شده پیشخوان 1 بارگذاری می شود و پیشخوان 1 شمارش سیگنال های پالس تولید شده توسط نوسان ساز کریستال ضریب کم را مجدداً راه اندازی می کند.این فرآیند ادامه خواهد یافت تا پیشخوان 2 به 0 برسد ، در این مرحله انباشت مقدار ثبت دما متوقف می شود.سرانجام ، مقدار در ثبت دما دمای اندازه گیری شده است.

تصاویر بالا نماد ، ردپای و پیکربندی PIN DS18B20 است.

روند رانندگی DS18B20 عمدتاً به سیستم اتوبوس 1 سیم متکی است.این سیستم اتوبوس به یک استاد اتوبوس اجازه می دهد تا یک یا چند دستگاه برده را کنترل کند.در این حالت ، MCU ما به عنوان استاد عمل می کند و DS18B20 همیشه به عنوان برده عمل می کند.در سیستم اتوبوس 1 سیم ، کلیه دستورات و داده ها مطابق با اصل بیت کم نظیر ارسال می شوند.

سیستم های اتوبوس 1 سیم فقط از یک خط داده استفاده می کنند و به یک مقاومت کشش خارجی تقریباً 5kΩ نیاز دارند.بنابراین ، در حالت بلااستفاده ، سطح موجود در خط داده زیاد است.هر دستگاه (اعم از استاد یا برده) از طریق پین دروازه باز یا 3 حالته به خط داده وصل می شود.این طرح به هر دستگاه اجازه می دهد تا خط داده را "آزاد" کند تا وقتی یک دستگاه داده را انتقال نمی دهد ، سایر دستگاه ها می توانند به طور موثری از خط داده استفاده کنند.رابط اتوبوس 1 سیم (PIN DQ) DS18B20 از یک مدار تخلیه باز از مدار داخلی آن تشکیل شده است.پیکربندی سخت افزار آن در شکل زیر نشان داده شده است:

سه مرحله اصلی برای اجرای درایور DS18B20 وجود دارد:

مرحله اول: اولیه سازی DS18B20 ؛

مرحله دوم: فرمان ROM (به دنبال هر درخواست تبادل داده) ؛

مرحله سوم: فرمان عملکرد DS18B20 (به دنبال هر درخواست تبادل داده) ؛

هر دسترسی به DS18B20 باید این مراحل را دنبال کند.اگر هر یک از این مراحل از دست رفته یا انجام نشده باشد ، DS18B20 پاسخ نمی دهد.

با توجه به دقت استثنایی ، این سنسور اغلب در آزمایش های تحقیقاتی علمی ، به ویژه مواردی که نیاز به اندازه گیری دمای دقیق دارند ، استفاده می شود.

سنسور DS18B20 نقش مهمی در تدارکات زنجیره ای سرد دارد.از آن برای نظارت بر دمای کالاها در طول فرآیند حمل و نقل ، اطمینان از کیفیت و ایمنی کالاهای حساس به دما استفاده می شود.

هنگام نظارت بر دما در فرآیند تولید ، سنسور می تواند به شرکتها کمک کند تا وضعیت عملکرد تجهیزات را در زمان واقعی پیگیری کنند تا اطمینان حاصل شود که تجهیزات و فرآیندها در شرایط دمای مناسب قرار دارند که به نوبه خود باعث افزایش کارایی و کیفیت تولید می شود.

در تجهیزات الکترونیکی ، می توان از سنسورهای DS18B20 برای نظارت بر دمای اجزای جداگانه استفاده کرد و ناهنجاری های دما را به موقع تشخیص داد ، بنابراین از مشکلاتی مانند آسیب تجهیزات و از دست دادن داده ها به دلیل درجه حرارت بالا جلوگیری می شود.

این سنسور که برای سیستم های تعبیه شده و دستگاه های IoT طراحی شده است ، با اتصال به دستگاه هایی مانند میکروکنترلرها یا تمشک Pi ، نظارت بر دمای از راه دور و جمع آوری داده ها را تسهیل می کند.

علاوه بر این ، از این سنسور معمولاً برای تحقق سیستم های کنترل دما ، مانند ترموستات ، سیستم های کنترل گلخانه ، سیستم های تهویه مطبوع و غیره استفاده می شود.این سیستم ها با استفاده از سنسورهای DS18B20 می توانند کنترل دما دقیق را برای اطمینان از عملکرد مناسب سیستم فراهم کنند.

DS18B20 یک سنسور دمای کوچک با ساخته شده در 12bit ADC است.می توان آن را به راحتی به یک ورودی دیجیتال Arduino متصل کرد.این سنسور بیش از یک اتوبوس یک سیم ارتباط برقرار می کند و در راه اجزای اضافی به کمی نیاز دارد.

عملکرد اصلی DS18B20 سنسور دمای مستقیم به دیجیتال آن است.

DS18B20 کارخانه ای است که برای خروجی دمای مناسب کالیبره شده است.یک کارخانه LM35 برای ولتاژ (نه دما) کالیبره شده است ، و آردوینو باید این کار را به دما تبدیل کند.

سنسور حرارتی دیجیتال DS18B20 کاملاً دقیق است و نیازی به اجزای خارجی برای کار ندارد.این می تواند درجه حرارت را از -55 درجه سانتیگراد تا +125 درجه سانتیگراد با دقت اندازه گیری 0،5 درجه سانتیگراد اندازه گیری کند.