DALLAS Ds18b20 温度センサープローブ

センサーには多くの種類があります, ダラスが生成するDS18b20温度センサーは、高精度および高解放性アプリケーションで使用する場合に最適です. 超小型サイズ, 超低ハードウェアオーバーヘッド, 強力な抗干渉能力, 高精度, また、強力な追加機能により、DS18b20センサーがより人気があります. DS18B20センサーの利点は、マイクロコントローラーテクノロジーと温度関連の小型製品の開発に最適です. 動作原理とアプリケーションを理解すると、マイクロコントローラー開発のアイデアが広がります。.

DS18B20センサーの特徴
1. 通信は1線インターフェイスを使用します
2. 各DS18B20センサーには、オンボードROMに保存されている一意の64ビットシリアルコードがあります.
3. 外部コンポーネントは必要ありません
4. データラインから電源を入れることができます, 電源範囲は3.0V〜5.5Vです.
5. 測定可能な温度範囲は-55℃〜 +125°です
6. 精度は、-10〜+85°の範囲で±0.5°です
7. 温度計の解像度は9〜12ビットに設定できます. で 12 ビット, 解像度は0.0625℃に対応します.

実際のアプリケーションにおけるDS18B20センサーの典型的な接続方法
1. 寄生電源の下で作業する場合の典型的な接続方法
シングルバスのタイミング
DS18B20センサーは1線バスを使用して1つのラインにすべてのデータを送信します, したがって、シングルワイヤープロトコルには、データの整合性を確保するための非常に厳しいタイミング要件があります.
単一のバス信号タイプ: パルスをリセットします, 存在パルス, 書く 0, 書く 1, 読む 0, 読む 1. DS18B20によって送信された存在パルスを除くこれらのすべての信号, その他の信号はバスコントローラーによって送信されます.
データ転送は常に最小のビットから始まります.

初期化のタイミング
初期化シーケンスには、DS18B20センサーのリセットとDS18b20によって返される存在信号の受信が含まれます.

The host needs to initialize it before any communication with DS18B20 sensor. During initialization, the bus controller pulls the bus low and holds it for more than 480us. The device hanging on the bus will be reset, then release the bus, wait until 15-60us, at which time 18B20 will return a low-level presence signal between 60-240us.

Reset pulse and presence pulse timing diagram:
DS18B20 sensor application circuit DS18B20 temperature measurement system has the advantages of simple temperature measurement system, 高温測定精度, convenient connection, and takes up less interface lines. The following is the temperature measurement circuit diagram of DS18B20 sensor in several different application modes:
5.1. The circuit diagram of DS18B20 sensor parasitic power supply mode is shown in Figure 4. 寄生電源モードで, the DS18B20 draws energy from the single-wire signal line: the energy is stored in the internal capacitor while the signal line DQ is at a high level. 信号線が低いレベルの場合, it consumes the power on the capacitor to work, and then charges the parasitic power supply (capacitor) until the high level arrives.
The unique parasitic power supply method has three benefits:
1) When performing remote temperature measurement, no local power supply is required
2) ROM can be read without regular power supply
3) The circuit is simpler, using only one I/O port to measure temperature.
For the DS18B20 sensor to perform accurate temperature conversions, the I/O lines must ensure sufficient energy is provided during the temperature conversion. 各DS18b20センサーの動作電流は温度変換中に1MAに達するため, 複数のセンサーが同じI/Oラインに掛けられている場合、マルチポイント温度測定のために, 4.7kのプルアップ抵抗器だけでは、十分なエネルギーを提供できません. 温度を変換できなくなるか、温度エラーが非常に大きくなります.
したがって, 図の回路 4 単一の温度センサーでの温度測定での使用にのみ適しており、バッテリー駆動システムでの使用には適していません. そして、動作電源VCCは5Vであることを保証する必要があります. 電源電圧が低下するとき, 寄生電源が引き出すことができるエネルギーも減少します, これにより、温度誤差が増加します.
5.2. DS18B20寄生電源強いプルアップ電源モード回路図改善された寄生電源モードを図に示します 5. DS18B20センサーが動的変換サイクル中に十分な電流供給を得るために, 温度変換を実行したり、E2メモリ操作にコピーするとき, MOSFETを使用してI/OラインをVCCに直接引っ張ると、十分な電流を提供できます. I/Oラインは、最大で強力なプルアップ状態に移行する必要があります 10 E2メモリへのコピーを含むコマンドまたは温度変換の開始を発行した後のμs. 強力なプルアップモードは、現在の供給障害の問題を解決できます, したがって、マルチポイント温度測定アプリケーションにも適しています. The disadvantage is that it takes up one more I/O port line for strong pull-up switching.
注記: In the parasitic power supply mode of Figure 4 and Figure 5, the VDD pin of DS18B20 sensor must be connected to ground.

DALLAS デジタル温度センサーワイヤーハーネス

DS18B20センサープローブ + ケーブル

DS18B20デジタルセンサーコネクタハーネス

5.3. External power supply mode of DS18B20 sensor

外部電源モードで, the DS18B20 sensor working power supply is connected to the VDD pin. 現時点では, the I/O line does not need a strong pull-up, and there is no problem of insufficient power supply current, which can ensure the conversion accuracy. 同時に, any number of DS18B20 sensors can theoretically be connected to the bus to form a multi-point temperature measurement system. 注記: In external power supply mode, the GND pin of DS18B20 cannot be left floating, otherwise the temperature cannot be converted and the read temperature is always 85°C.
The external power supply method is the best working method of DS18B20 sensor. The work is stable and reliable, the anti-interference ability is strong, そして、回路は比較的単純です, so a stable and reliable multi-point temperature monitoring system can be developed. The webmaster recommends that you use an external power supply during development. After all, there is only one more VCC lead than the parasitic power supply. 外部電源モードで, the advantages of the wide power supply voltage range of the DS18B20 can be fully utilized. Even if the power supply voltage VCC drops to 3V, the temperature measurement accuracy can still be guaranteed.
6. Precautions when using DS1820
Although DS1820 has the advantages of simple temperature measurement system, 高温測定精度, convenient connection, and takes up less interface lines, 以下の問題は、実際のアプリケーションでも注意を払う必要があります:
6.1. 小さなハードウェアオーバーヘッドには、補償するために比較的複雑なソフトウェアが必要です. シリアルデータ送信はDS1820とマイクロプロセッサの間で使用されるため, DS1820にプログラミングを読んで執筆するとき, 読み取りと書き込みのタイミングは厳密に保証する必要があります, それ以外の場合、温度測定の結果は読み取られません. システムプログラミングにPL/MやCなどの高レベル言語を使用する場合, アセンブリ言語を使用してDS1820操作パーツを実装するのが最善です.
6.2. DS1820の関連情報は、単一のバスに接続されたDS1820の数については言及していません, これは、DS1820の数を接続できると誤って人々を誤って信じることができるかもしれません. 実際のアプリケーションでは、そうではありません. それ以上があるとき 8 単一のバスでのDS1820, マイクロプロセッサのバスドライバーの問題を解決する必要があります. このポイントは、マルチポイント温度測定システムを設計する際に注意する必要があります.
6.3. DS1820に接続されたバスケーブルには長さの制限があります. テスト中, 通常の信号ケーブルを使用して、伝送長が50mを超える場合, 温度測定データの読み取りでエラーが発生します. バスケーブルがねじれたペアシールドケーブルに変更されたとき, 通常の通信距離は150mに達する可能性があります. 1メートルあたりのひねりを加えたツイストペアシールドケーブルを使用すると, 通常の通信距離はさらに延長されます. この状況は、主にバス分散容量によって引き起こされる信号波形の歪みによって引き起こされます. したがって, when designing a long-distance temperature measurement system using DS1820, the bus distributed capacitance and impedance matching issues must be fully considered.
6.4. In the design of the DS1820 temperature measurement program, after sending a temperature conversion command to the DS1820, the program always waits for the return signal from the DS1820. Once a DS1820 has poor contact or is disconnected, when the program reads the DS1820, there will be no return signal and the program will enter an infinite loop. This point should also be given certain attention when performing DS1820 hardware connection and software design. It is recommended that the temperature measurement cable be shielded 4-core twisted pair. One pair of wires is connected to the ground wire and signal wire, 他のグループはVCCとグランドワイヤーに接続されています, そして、シールド層はソースエンドの単一のポイントに接地されています.