คู่มือที่ดีที่สุดสำหรับเซ็นเซอร์อุณหภูมิดิจิตอล DS18B20
2024-04-19 3970

DS18B20 เป็นเซ็นเซอร์อุณหภูมิดิจิตอลที่ใช้กันทั่วไปมันส่งสัญญาณดิจิตอลและมีลักษณะที่มีขนาดเล็กค่าใช้จ่ายฮาร์ดแวร์ต่ำความสามารถในการต่อต้านการแทรกแซงที่แข็งแกร่งและความแม่นยำสูงในบทความนี้เราจะแนะนำเซ็นเซอร์ DS18B20 ทีละตัวจากแง่มุมของโครงสร้างลักษณะหลักการทำงานการจัดเรียงพิน ฯลฯ ..

DS18B20 เป็นเซ็นเซอร์อุณหภูมิแรกที่ผลิตโดย Dallas Semiconductor ในสหรัฐอเมริกาเพื่อรองรับอินเทอร์เฟซ "บัสเดี่ยว"มันมีการใช้พลังงานต่ำความสามารถในการต่อต้านการแทรกแซงที่แข็งแกร่งง่ายต่อการจับคู่ข้อดีของโปรเซสเซอร์อุณหภูมิสามารถแปลงโดยตรงเป็นสัญญาณดิจิตอลผ่านบรรทัดDS18B20 โดยใช้การสื่อสารแบบ 1 สายซึ่งเป็นเพียงสายข้อมูล (และพื้นดิน) และการสื่อสารไมโครคอนโทรลเลอร์เซ็นเซอร์มีช่วงการตรวจจับอุณหภูมิ -55 ° C ถึง 125 ° C และยังมีความแม่นยำ +-0.5 ° C เมื่อช่วงอุณหภูมิเกิน -10 ° C ถึง 85 ° C นอกจากนี้นอกจากนี้ DS18B20 สามารถขับเคลื่อนได้โดยตรงจากสายข้อมูลโดยไม่ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟภายนอก

ซึ่งแตกต่างจากเทอร์มิสเตอร์ทั่วไปมันใช้เทคโนโลยีบัสเดี่ยวเพื่อลดการรบกวนภายนอกอย่างมีประสิทธิภาพและปรับปรุงความแม่นยำในการวัดในขณะเดียวกันก็สามารถแปลงอุณหภูมิที่วัดได้โดยตรงเป็นสัญญาณดิจิตอลแบบอนุกรมสำหรับการประมวลผลไมโครคอมพิวเตอร์ทำให้การส่งข้อมูลและการประมวลผลง่ายๆผ่านอินเทอร์เฟซอย่างง่าย

- DS18B20+

- DS18B20+T&R

- ds1821c+

เซ็นเซอร์ส่วนใหญ่ประกอบด้วย 4 ครั้งซึ่งเป็น ROM 64 บิตเซ็นเซอร์อุณหภูมิเซ็นเซอร์อุณหภูมิที่ไม่ระเหยทริกเกอร์ TM และการลงทะเบียนการกำหนดค่าหมายเลขซีเรียล 64 บิตใน RO นั้นถูกรวมเข้าด้วยกันก่อนออกจากโรงงานมันถือได้ว่าเป็นหมายเลขซีเรียลที่อยู่ของ DS18E20หมายเลขซีเรียล 64 บิตของแต่ละ DS18E20 นั้นแตกต่างกันรหัสตรวจสอบความซ้ำซ้อนของวงจร (CRC = K ~ 8+X ~ 5+X ~ 4+1) ของ ROM 64 บิตฟังก์ชั่นของ ROM คือการทำให้แต่ละ DS18B20 แตกต่างกันเพื่อให้ DS18B20 หลายตัวสามารถเชื่อมต่อกับบัสหนึ่งคันได้

DS18B20 ใช้โปรโตคอลการส่งสัญญาณสายเดียว (1-wire) สำหรับการสื่อสารโปรโตคอลนี้ช่วยให้ DS18B20 สามารถสื่อสารกับสายเคเบิลข้อมูลเดียวสำหรับการส่งข้อมูลและแหล่งจ่ายไฟ

เซ็นเซอร์สามารถวัดได้ในช่วงอุณหภูมิ -55 ° C ถึง 125 ° C ทำให้เหมาะสำหรับความต้องการการตรวจสอบอุณหภูมิที่หลากหลาย

ด้วยบัส 1 สายเราสามารถเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ DS18B20 หลายตัวสำหรับการวัดอุณหภูมิแบบหลายจุด

เซ็นเซอร์ DS18B20 แต่ละตัวมีที่อยู่ฮาร์ดแวร์ 64 บิตที่ไม่ซ้ำกันซึ่งผู้ผลิตได้รับมอบหมายโดยอัตโนมัติในระหว่างกระบวนการผลิตที่อยู่ฮาร์ดแวร์ 64 บิตนี้เชื่อมโยงกับหมายเลขรุ่นเซ็นเซอร์วันที่ผลิตและหมายเลขซีเรียลดังนั้นเซ็นเซอร์แต่ละตัวจึงมีตัวตนที่เป็นเอกลักษณ์ของตัวเองด้วยที่อยู่ฮาร์ดแวร์ 64 บิตนี้เซ็นเซอร์สามารถระบุและสื่อสารได้เป็นรายบุคคล

DS18B20 เอาต์พุตค่าอุณหภูมิดิจิตอลซึ่งสามารถรวมเข้ากับระบบดิจิตอลโดยตรงโดยไม่จำเป็นต้องมีการแปลงสัญญาณแบบอะนาล็อก

เซ็นเซอร์ DS18B20 มีความสามารถในการวัดอุณหภูมิที่มีความแม่นยำสูงสุด± 0.5 ° C ทำให้เหมาะสำหรับสถานการณ์การใช้งานที่ต้องการความแม่นยำสูง

เซ็นเซอร์ทำงานจากช่วงแรงดันไฟฟ้าของ 3 V ถึง 5.5 V การใช้พลังงานต่ำทำให้เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ต้องมีการตรวจสอบอุณหภูมิอย่างต่อเนื่องในระยะเวลานานการใช้พลังงานของเซ็นเซอร์นี้ต่ำมากจนสามารถทำงานได้เป็นเวลานานโดยไม่ต้องลดระดับประสิทธิภาพ

หลักการการอ่านและการเขียนเวลาและการวัดอุณหภูมิของ DS18B20 นั้นเหมือนกับ DS1820 แต่จำนวนตัวเลขของค่าอุณหภูมิที่ได้รับนั้นแตกต่างกันเนื่องจากความละเอียดที่แตกต่างกันเมื่อเทียบกับ DS1820 เวลาหน่วงการแปลงอุณหภูมิของ DS18B20 จะสั้นลงจาก 2 วินาทีเป็น 750 มิลลิวินาทีอัตราการแกว่งของค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิออสซิลเลเตอร์เปลี่ยนไปอย่างมีนัยสำคัญเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและสัญญาณที่สร้างขึ้นจะใช้เป็นอินพุตพัลส์ของเคาน์เตอร์ 2 เคาน์เตอร์ 1 และอุณหภูมิการลงทะเบียนล่วงหน้าเป็นค่าพื้นฐานที่สอดคล้องกับ -55 ° Cเคาน์เตอร์ 1 นับสัญญาณพัลส์ที่สร้างขึ้นโดยค่าสัมประสิทธิ์คริสตัลออสซิลเลเตอร์เมื่อค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าของเคาน์เตอร์ 1 ลดลงเป็น 0 ค่าของการลงทะเบียนอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้น 1 ค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าของตัวนับ 1 จะถูกโหลดซ้ำและเคาน์เตอร์ 1 จะเริ่มนับสัญญาณชีพจรที่สร้างขึ้นโดยออสซิลเลเตอร์คริสตัลค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิต่ำกระบวนการนี้จะดำเนินต่อไปจนกว่าจะนับ 2 นับเป็น 0 ณ จุดที่การสะสมของค่าการลงทะเบียนอุณหภูมิจะหยุดลงในที่สุดค่าในการลงทะเบียนอุณหภูมิคืออุณหภูมิที่วัดได้

รูปภาพด้านบนเป็นสัญลักษณ์การกำหนดค่ารอยเท้าและการกำหนดค่าพินของ DS18B20

กระบวนการขับขี่ของ DS18B20 ส่วนใหญ่อาศัยระบบรถบัส 1 สายระบบรถบัสนี้อนุญาตให้หนึ่งบัสมาสเตอร์หนึ่งสามารถควบคุมอุปกรณ์ทาสหนึ่งตัวขึ้นไปในกรณีนี้ MCU ของเราทำหน้าที่เป็นอาจารย์และ DS18B20 ทำหน้าที่เป็นทาสเสมอในระบบบัส 1 สายคำสั่งและข้อมูลทั้งหมดจะถูกส่งตามหลักการของบิตลำดับต่ำก่อน

ระบบบัส 1 สายใช้เพียงหนึ่งบรรทัดข้อมูลและต้องการตัวต้านทานแบบดึงขึ้นภายนอกประมาณ5KΩดังนั้นในสถานะที่ไม่ได้ใช้ระดับของสายข้อมูลจึงสูงอุปกรณ์แต่ละตัว (ไม่ว่าจะเป็นหลักหรือทาส) เชื่อมต่อกับสายข้อมูลผ่านพินเกทแบบเปิดหรือ 3 สถานะการออกแบบนี้ช่วยให้อุปกรณ์แต่ละตัว "เพิ่มขึ้น" สายข้อมูลเพื่อให้เมื่ออุปกรณ์หนึ่งไม่ส่งข้อมูลอุปกรณ์อื่น ๆ สามารถใช้สายข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพอินเทอร์เฟซบัส 1 สาย (DQ PIN) ของ DS18B20 ประกอบด้วยวงจรเปิดท่อของวงจรภายในการกำหนดค่าฮาร์ดแวร์ของมันจะแสดงในรูปด้านล่าง:

มีสามขั้นตอนหลักในการใช้ไดรเวอร์ DS18B20:

ขั้นตอนที่หนึ่ง: เริ่มต้น DS18B20;

ขั้นตอนที่สอง: คำสั่ง ROM (ตามด้วยคำขอแลกเปลี่ยนข้อมูลใด ๆ );

ขั้นตอนที่สาม: คำสั่งฟังก์ชัน DS18B20 (ตามด้วยคำขอแลกเปลี่ยนข้อมูลใด ๆ );

การเข้าถึง DS18B20 แต่ละครั้งจะต้องทำตามขั้นตอนเหล่านี้หากขั้นตอนใด ๆ เหล่านี้หายไปหรือไม่ดำเนินการ DS18B20 จะไม่ตอบสนอง

เนื่องจากความแม่นยำที่ยอดเยี่ยมเซ็นเซอร์มักใช้ในการทดลองวิจัยทางวิทยาศาสตร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่จำเป็นต้องมีการวัดอุณหภูมิที่แม่นยำ

เซ็นเซอร์ DS18B20 มีบทบาทสำคัญในโลจิสติกส์โซ่เย็นมันถูกใช้เพื่อตรวจสอบอุณหภูมิของสินค้าตลอดกระบวนการขนส่งเพื่อให้มั่นใจถึงคุณภาพและความปลอดภัยของสินค้าที่ไวต่ออุณหภูมิ

เมื่อตรวจสอบอุณหภูมิในกระบวนการผลิตเซ็นเซอร์สามารถช่วยให้ บริษัท ต่างๆติดตามสถานะการทำงานของอุปกรณ์แบบเรียลไทม์เพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์และกระบวนการอยู่ในสภาพอุณหภูมิที่เหมาะสมซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและคุณภาพ

ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เซ็นเซอร์ DS18B20 สามารถใช้ในการตรวจสอบอุณหภูมิของแต่ละส่วนประกอบตรวจจับความผิดปกติของอุณหภูมิในเวลาที่เหมาะสมดังนั้นการหลีกเลี่ยงปัญหาเช่นความเสียหายของอุปกรณ์และการสูญเสียข้อมูลเนื่องจากอุณหภูมิสูง

ออกแบบมาสำหรับระบบฝังตัวและอุปกรณ์ IoT เซ็นเซอร์นี้อำนวยความสะดวกในการตรวจสอบอุณหภูมิระยะไกลและการรวบรวมข้อมูลโดยการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์เช่นไมโครคอนโทรลเลอร์หรือ Raspberry Pi

นอกจากนี้เซ็นเซอร์มักใช้เพื่อตระหนักถึงระบบควบคุมอุณหภูมิเช่นเทอร์โมสตัทระบบควบคุมเรือนกระจกระบบปรับอากาศและอื่น ๆด้วยการใช้เซ็นเซอร์ DS18B20 ระบบเหล่านี้สามารถให้การควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำตามที่ต้องการเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานของระบบที่เหมาะสม

DS18B20 เป็นเซ็นเซอร์อุณหภูมิขนาดเล็กที่มี ADC 12 บิตในตัวสามารถเชื่อมต่อกับอินพุตดิจิตอล Arduino ได้อย่างง่ายดายเซ็นเซอร์สื่อสารผ่านรถบัสสายเดียวและต้องการส่วนประกอบเพิ่มเติมเล็กน้อย

ฟังก์ชั่นหลักของ DS18B20 คือเซ็นเซอร์อุณหภูมิโดยตรงถึงดิจิตอล

DS18B20 คือการสอบเทียบโรงงานเพื่อส่งออกอุณหภูมิที่เหมาะสมLM35 คือการสอบเทียบโรงงานสำหรับแรงดันไฟฟ้า (ไม่ใช่อุณหภูมิ) และ Arduino ต้องแปลงสิ่งนี้เป็นอุณหภูมิ

เซ็นเซอร์ความร้อนดิจิตอล DS18B20 นั้นค่อนข้างแม่นยำและไม่ต้องการส่วนประกอบภายนอกใด ๆ ในการทำงานมันสามารถวัดอุณหภูมิจาก -55 ° C ถึง +125 ° C ด้วยความแม่นยำในการวัด± 0,5 ° C