La mejor guía para el sensor de temperatura digital DS18B20
2024-04-19 3953

DS18B20 es un sensor de temperatura digital de uso común.Sale de una señal digital y tiene las características del tamaño pequeño, la sobrecarga de bajo hardware, la fuerte capacidad anti-interferencia y la alta precisión.En este artículo, presentaremos el sensor DS18B20 uno por uno de los aspectos de la estructura, las características, el principio de trabajo, la disposición de los pines, etc.

DS18B20 es el primer sensor de temperatura producido por Dallas Semiconductor en los Estados Unidos para apoyar una interfaz de "bus único".Tiene un bajo consumo de energía, una fuerte capacidad anti-interferencia, fácil de coincidir con las ventajas del procesador, la temperatura se puede convertir directamente en una señal digital a través de la línea.DS18B20 Uso de una comunicación de 1 cable que es solo una línea de datos (y tierra) y comunicación de microcontroladores.El sensor tiene un rango de detección de temperatura de -55 ° C a 125 ° C y también tiene una precisión de +-0.5 ° C cuando el rango de temperatura excede -10 ° C a 85 ° C además.Además, el DS18B20 se puede alimentar directamente desde la línea de datos sin requerir una fuente de alimentación externa.

A diferencia de los termistores convencionales, utiliza tecnología de bus único para minimizar efectivamente la interferencia externa y mejorar la precisión de la medición.Al mismo tiempo, puede convertir directamente la temperatura medida en señales digitales en serie para el procesamiento de microcomputadoras, lo que hace que la transmisión de datos y el procesamiento sean simples a través de una interfaz simple.

- DS18B20+

- DS18B20+T&R

- DS1821C+

El sensor se compone principalmente de 4 veces, que son ROM de 64 bits, sensor de temperatura, un registro de configuración de activación de alarma de temperatura no volátil y de configuración.El número de serie de 64 bits en el RO está grabado con foto antes de abandonar la fábrica.Se puede considerar como el número de serie de la dirección del DS18E20.El número de serie de 64 bits de cada DS18E20 es diferente.El código de verificación de redundancia cíclica (CRC = K ~ 8+x ~ 5+x ~ 4+1) de la ROM de 64 bits.La función de la ROM es hacer que cada DS18B20 sea diferente, de modo que se puedan conectar múltiples DS18B20 a un bus.

DS18B20 utiliza un protocolo de transmisión de un solo cable (1 cable) para la comunicación.Este protocolo permite que el DS18B20 se comunique con solo un cable de datos para la transmisión de datos y la fuente de alimentación.

El sensor puede medir en un rango de temperatura de -55 ° C a 125 ° C, por lo que es adecuado para una amplia gama de necesidades de monitoreo de temperatura.

Con el bus de 1 cable, podemos conectar múltiples sensores DS18B20 para la medición de temperatura de múltiples puntos.

Cada sensor DS18B20 tiene una dirección de hardware única de 64 bits, que el fabricante asigna automáticamente durante el proceso de producción.Esta dirección de hardware de 64 bits está asociada con el número de modelo del sensor, la fecha de producción y el número de serie, por lo que cada sensor tiene su propia identidad única.Con esta dirección de hardware de 64 bits, el sensor se puede identificar y comunicarse individualmente con.

El DS18B20 genera valores de temperatura digital, que pueden integrarse directamente con los sistemas digitales sin la necesidad de conversión de señal analógica.

El sensor DS18B20 tiene la capacidad de medir temperaturas con una precisión máxima de ± 0.5 ° C, lo que lo hace adecuado para escenarios de aplicación que requieren alta precisión.

El sensor opera desde un rango de voltaje de suministro de 3 V a 5.5 V. Su bajo consumo de energía lo hace ideal para escenarios que requieren monitoreo continuo de temperatura durante largos períodos de tiempo.El consumo de energía de este sensor es tan bajo que puede funcionar durante largos períodos de tiempo sin ninguna degradación en el rendimiento.

El principio de medición de tiempo y temperatura de lectura y escritura de DS18B20 es el mismo que los de DS1820, pero el número de dígitos del valor de temperatura obtenido es diferente debido a diferentes resoluciones.En comparación con el DS1820, el tiempo de retraso de conversión de temperatura del DS18B20 se acorta de 2 segundos a 750 milisegundos.La velocidad de oscilación del oscilador de cristal del coeficiente de temperatura cambia significativamente con los cambios en la temperatura, y la señal generada se usa como la entrada de pulso del contador 2. Contador 1 y el registro de temperatura están preestablecidos a un valor base correspondiente a -55 ° C.El contador 1 cuenta con la señal de pulso generada por el oscilador de cristal de coeficiente de baja temperatura.Cuando el valor preestablecido del contador 1 disminuye a 0, el valor del registro de temperatura aumentará en 1, el valor preestablecido del contador 1 se volverá a cargar, y el contador 1 reiniciará el recuento de las señales de pulso generadas por el oscilador de cristal de coeficiente de baja temperatura.Este proceso continuará hasta que el contador 2 cuenta a 0, momento en el cual la acumulación del valor de registro de temperatura se detendrá.Finalmente, el valor en el registro de temperatura es la temperatura medida.

Las imágenes de arriba son la configuración de símbolo, huella y pin de DS18B20.

El proceso de conducción de DS18B20 se basa principalmente en el sistema de autobuses de 1 hilado.Este sistema de bus permite que un maestro de bus controle uno o más dispositivos de esclavos.En este caso, nuestro MCU actúa como el Maestro y el DS18B20 siempre actúa como el esclavo.En el sistema de bus de 1 cable, todos los comandos y datos se envían de acuerdo con el principio de bit de bajo orden primero.

Los sistemas de bus de 1 alambre usan solo una línea de datos y requieren una resistencia de extracción externa de aproximadamente 5kΩ.Por lo tanto, en el estado no utilizado, el nivel en la línea de datos es alto.Cada dispositivo (ya sea maestro o esclavo) está conectado a la línea de datos a través de un pin de puerta de tracción abierta o de 3 estados.Este diseño permite que cada dispositivo "libere" la línea de datos para que cuando un dispositivo no transmita datos, otros dispositivos pueden usar efectivamente la línea de datos.La interfaz de bus de 1 cable (pin DQ) de DS18B20 está compuesta por un circuito de drenaje abierto de su circuito interno.Su configuración de hardware se muestra en la figura a continuación:

Hay tres pasos principales para implementar el controlador DS18B20:

Paso uno: Inicializar DS18B20;

Paso dos: comando ROM (seguido de cualquier solicitud de intercambio de datos);

Paso tres: comando de función DS18B20 (seguido de cualquier solicitud de intercambio de datos);

Cada acceso a DS18B20 debe seguir estos pasos.Si faltan o no se realizan alguno de estos pasos, el DS18B20 no responderá.

Debido a su precisión excepcional, el sensor se emplea con frecuencia en experimentos de investigación científica, particularmente aquellos que necesitan mediciones de temperatura precisas.

El sensor DS18B20 juega un papel clave en la logística de la cadena de frío.Se utiliza para monitorear la temperatura de los bienes durante todo el proceso de transporte, asegurando la calidad y seguridad de los bienes sensibles a la temperatura.

Al monitorear la temperatura en el proceso de producción, el sensor puede ayudar a las empresas a realizar un seguimiento del estado de operación del equipo en tiempo real para garantizar que los equipos y los procesos estén en las condiciones de temperatura adecuadas, lo que a su vez mejora la eficiencia y la calidad de la producción.

En los equipos electrónicos, los sensores DS18B20 se pueden usar para monitorear la temperatura de los componentes individuales, detectando anomalías de temperatura de manera oportuna, evitando así problemas como el daño del equipo y la pérdida de datos debido a las altas temperaturas.

Diseñado para sistemas integrados y dispositivos IoT, este sensor facilita el monitoreo de la temperatura remota y la recopilación de datos al conectarse a dispositivos como microcontroladores o Raspberry Pi.

Además de esto, el sensor se usa comúnmente para realizar sistemas de control de temperatura, como termostatos, sistemas de control de invernadero, sistemas de aire acondicionado, etc.Mediante el uso de sensores DS18B20, estos sistemas pueden proporcionar un control de temperatura preciso según sea necesario para garantizar el funcionamiento adecuado del sistema.

El DS18B20 es un sensor de temperatura pequeño con un ADC incorporado de 12 bits.Se puede conectar fácilmente a una entrada digital Arduino.El sensor se comunica sobre un autobús de un cable y requiere poco en la forma de componentes adicionales.

La funcionalidad central del DS18B20 es su sensor de temperatura directa a digital.

Un DS18B20 se calibra de fábrica para emitir la temperatura correcta.Un LM35 está calibrado de fábrica para voltaje (no temperatura), y el Arduino tiene que convertir esto a temperatura.

El sensor térmico digital DS18B20 es bastante preciso y no requiere componentes externos para operar.Puede medir temperaturas de -55 ° C a +125 ° C con una precisión de medición de ± 0,5 ° C.