Le guide ultime du capteur de température numérique DS18B20
2024-04-19 3981

DS18B20 est un capteur de température numérique couramment utilisé.Il publie un signal numérique et a les caractéristiques de petite taille, de surcharge matérielle faible, d'une forte capacité anti-ingérence et d'une haute précision.Dans cet article, nous présenterons le capteur DS18B20 un par un des aspects de la structure, des caractéristiques, du principe de travail, de la disposition des broches, etc.

DS18B20 est le premier capteur de température produit par Dallas Semiconductor aux États-Unis pour soutenir une interface "bus unique".Il a une faible consommation d'énergie, une forte capacité anti-ingérence, facile à faire correspondre les avantages du processeur, la température peut être directement convertie en un signal numérique à travers la ligne.DS18B20 à l'aide d'une communication à 1 fil qui n'est qu'une ligne de données (et un terrain) et une communication de microcontrôleur.Le capteur a une plage de détection de température de -55 ° C à 125 ° C et a également une précision de + -0,5 ° C lorsque la plage de température dépasse -10 ° C à 85 ° C en plus.De plus, le DS18B20 peut être alimenté directement à partir de la ligne de données sans nécessiter d'alimentation externe.

Contrairement aux thermistances conventionnelles, il utilise une technologie de bus unique pour minimiser efficacement les interférences externes et améliorer la précision de la mesure.Dans le même temps, il peut convertir directement la température mesurée en signaux numériques en série pour le traitement des micro-ordinateurs, en rendant la transmission et le traitement des données simples via une interface simple.

- Ds18b20 +

- DS18B20 + T&R

- DS1821C +

Le capteur est principalement composé de 4 fois, qui sont des ROM à 64 bits, un capteur de température, un déclencheur d'alarme de température non volatile TM et le registre de configuration.Le numéro de série 64 bits dans le RO est photographié photo avant de quitter l'usine.Il peut être considéré comme le numéro de série d'adresse du DS18E20.Le numéro de série 64 bits de chaque DS18E20 est différent.Le code de vérification de la redondance cyclique (CRC = k ~ 8 + x ~ 5 + x ~ 4 + 1) de la ROM 64 bits.La fonction de la ROM est de rendre chaque DS18B20 différent, de sorte que plusieurs DS18B20 peuvent être connectés à un bus.

DS18B20 utilise un protocole de transmission à fil unique (1 fil) pour la communication.Ce protocole permet au DS18B20 de communiquer avec un seul câble de données pour la transmission et l'alimentation des données.

Le capteur peut mesurer sur une plage de température de -55 ° C à 125 ° C, ce qui le rend adapté à une large gamme de besoins de surveillance de la température.

Avec le bus à 1 fil, nous pouvons connecter plusieurs capteurs DS18B20 pour la mesure de la température multi-points.

Chaque capteur DS18B20 a une adresse matérielle 64 bits unique, qui est automatiquement attribuée par le fabricant pendant le processus de production.Cette adresse matérielle 64 bits est associée au numéro de modèle du capteur, à la date de production et au numéro de série, de sorte que chaque capteur a sa propre identité unique.Avec cette adresse matérielle 64 bits, le capteur peut être identifié individuellement et communiqué avec.

Le DS18B20 produit des valeurs de température numérique, qui peuvent être directement intégrées aux systèmes numériques sans avoir besoin de conversion de signal analogique.

Le capteur DS18B20 a la capacité de mesurer les températures avec une précision maximale de ± 0,5 ° C, ce qui le rend adapté à des scénarios d'application qui nécessitent une précision élevée.

Le capteur fonctionne à partir d'une plage de tension d'alimentation de 3 V à 5,5 V. Sa faible consommation d'énergie le rend idéal pour les scénarios qui nécessitent une surveillance continue de la température sur de longues périodes.La consommation d'énergie de ce capteur est si faible qu'elle peut fonctionner pendant de longues périodes sans aucune dégradation des performances.

Le principe de synchronisation de lecture et d'écriture et de mesure de la température de DS18B20 est le même que ceux de DS1820, mais le nombre de chiffres de la valeur de température obtenus est différent en raison de différentes résolutions.Par rapport au DS1820, le temps de retard de conversion de la température du DS18B20 est raccourci de 2 secondes à 750 millisecondes.Le taux d'oscillation du coefficient de température L'oscillateur cristallin change considérablement avec les changements de température, et le signal généré est utilisé comme entrée d'impulsion du compteur 2. Le compteur 1 et le registre de température sont prédéfinis à une valeur de base correspondant à -55 ° C.Le comptoir 1 compte le signal d'impulsion généré par l'oscillateur cristallin de coefficient à basse température.Lorsque la valeur prédéfinie du comptoir 1 diminue à 0, la valeur du registre de température augmentera de 1, la valeur préréglée du comptoir 1 sera rechargée et le compteur 1 redémarrera le comptage des signaux d'impulsion générés par l'oscillateur de cristal de coefficient de coefficient à basse température.Ce processus se poursuivra jusqu'à ce que le compteur 2 compte à 0, auquel point l'accumulation de la valeur du registre de température s'arrête.Enfin, la valeur du registre de température est la température mesurée.

Les images ci-dessus sont le symbole, l'empreinte et la configuration de la broche de DS18B20.

Le processus de conduite de DS18B20 repose principalement sur le système de bus à 1 fil.Ce système de bus permet à un maître de bus de contrôler un ou plusieurs appareils d'esclaves.Dans ce cas, notre MCU agit en tant que maître et le DS18B20 agit toujours comme esclave.Dans le système de bus à 1 fil, toutes les commandes et données sont envoyées conformément au principe du bit de faible ordre.

Les systèmes de bus à 1 fil utilisent une seule ligne de données et nécessitent une résistance de traction externe d'environ 5 kΩ.Par conséquent, dans l'état inutilisé, le niveau sur la ligne de données est élevé.Chaque appareil (qu'il soit maître ou esclave) est connecté à la ligne de données via une broche de porte à drain ouvert ou à 3 états.Cette conception permet à chaque appareil de "libérer" la ligne de données afin que lorsqu'un appareil ne transmet pas les données, d'autres périphériques peuvent utiliser efficacement la ligne de données.L'interface de bus à 1 fil (broche DQ) de DS18B20 est composée d'un circuit à drain ouvert de son circuit interne.Sa configuration matérielle est indiquée dans la figure ci-dessous:

Il existe trois étapes principales pour implémenter le pilote DS18B20:

Première étape: initialiser DS18B20;

Deuxième étape: commande ROM (suivie d'une demande d'échange de données);

Troisième étape: commande de fonction DS18B20 (suivi de toute demande d'échange de données);

Chaque accès à DS18B20 doit suivre ces étapes.Si l'une de ces étapes est manquante ou non effectuée, le DS18B20 ne répondra pas.

En raison de sa précision exceptionnelle, le capteur est fréquemment utilisé dans les expériences de recherche scientifique, en particulier celles nécessitant des mesures de température précises.

Le capteur DS18B20 joue un rôle clé dans la logistique de la chaîne du froid.Il est utilisé pour surveiller la température des marchandises tout au long du processus de transport, assurant la qualité et la sécurité des marchandises sensibles à la température.

Lors de la surveillance de la température dans le processus de production, le capteur peut aider les entreprises à garder une trace de l'état de fonctionnement de l'équipement en temps réel pour s'assurer que l'équipement et les processus sont dans les conditions de température appropriées, ce qui améliore l'efficacité et la qualité de la production.

Dans l'équipement électronique, les capteurs DS18B20 peuvent être utilisés pour surveiller la température des composants individuels, détectant les anomalies de température en temps opportun, évitant ainsi des problèmes tels que les dommages aux équipements et la perte de données en raison de températures élevées.

Conçu pour les systèmes intégrés et les appareils IoT, ce capteur facilite la surveillance de la température à distance et la collecte de données en se connectant à des appareils tels que les microcontrôleurs ou Raspberry Pi.

En plus de cela, le capteur est couramment utilisé pour réaliser des systèmes de contrôle de la température, tels que les thermostats, les systèmes de contrôle à effet de serre, les systèmes de climatisation, etc.En utilisant des capteurs DS18B20, ces systèmes peuvent fournir un contrôle de température précis, selon les besoins, pour garantir un bon fonctionnement du système.

Le DS18B20 est un petit capteur de température avec un ADC 12 bits intégré.Il peut être facilement connecté à une entrée numérique Arduino.Le capteur communique sur un bus à un fil et nécessite peu de composants supplémentaires.

La fonctionnalité principale du DS18B20 est son capteur de température directe à numérique.

Un DS18B20 est calibré en usine pour produire la bonne température.Un LM35 est calibré en usine pour la tension (pas la température), et l'Arduino doit convertir cela en température.

Le capteur thermique numérique DS18B20 est assez précis et ne nécessite aucun composant externe pour fonctionner.Il peut mesurer les températures de -55 ° C à + 125 ° C avec une précision de mesure de ± 0,5 ° C.