DALLAS Ds18b20 온도 센서 프로브

많은 유형의 센서가 있습니다, 달라스에서 생산 된 DS18B20 온도 센서는 고정밀 및 고 신뢰도 응용 분야에서 사용될 때 가장 좋습니다.. 초소형 크기, 매우 낮은 하드웨어 오버헤드, 강력한 간섭 방지 능력, 높은 정밀도, 강력한 추가 기능으로 DS18B20 센서가 더 인기가 있습니다. DS18B20 센서의 장점은 마이크로 컨트롤러 기술을 학습하고 온도 관련 소규모 제품 개발을위한 최선의 선택입니다.. 작동 원리와 애플리케이션을 이해하면 마이크로컨트롤러 개발에 대한 아이디어를 넓힐 수 있습니다..

DS18B20 센서의 기능
1. 통신은 1 와이어 인터페이스를 사용합니다
2. 각 DS18B20 센서에는 온보드 ROM에 저장된 고유 64 비트 직렬 코드가 있습니다..
3. 외부 구성 요소가 필요하지 않습니다
4. 데이터 라인에서 전원을 공급할 수 있습니다, 전원 공급 장치 범위는 3.0V ~ 5.5V입니다.
5. 측정 가능한 온도 범위는 -55 ℃ ~ +125 ℃이다
6. 정확도는 -10 ~+85 ℃의 범위에서 ± 0.5 ℃이다
7. 온도계 해상도는 9 ~ 12 비트로 설정할 수 있습니다. ~에 12 비트, 해상도는 0.0625 ℃에 해당합니다.

실제 응용 분야에서 DS18B20 센서의 일반적인 연결 방법
1. 기생충 전원 공급 장치에서 작업 할 때 일반적인 연결 방법
단일 버스 타이밍
DS18B20 센서는 1 와이어 버스를 사용하여 한 줄의 모든 데이터를 전송합니다., 따라서 단일 와이어 프로토콜은 데이터 무결성을 보장하기 위해 매우 엄격한 타이밍 요구 사항을 가지고 있습니다..
단일 버스 신호 유형: 펄스 재설정, 존재 맥박, 쓰다 0, 쓰다 1, 읽다 0, 읽다 1. DS18B20에 의해 전송 된 존재 펄스를 제외한이 모든 신호, 다른 신호는 버스 컨트롤러에 의해 전송됩니다.
데이터 전송은 항상 가장 중요한 비트로 시작합니다.

초기화 타이밍
초기화 시퀀스에는 DS18B20 센서 재설정 및 DS18B20에 의해 반환 된 존재 신호 수신이 포함됩니다..

DS18B20 센서와의 통신 전에 호스트는 초기화해야합니다.. 초기화 중, 버스 컨트롤러는 버스를 낮추고 480US 이상을 보유합니다.. 버스에 매달려있는 장치가 재설정됩니다, 그런 다음 버스를 석방하십시오, 15-60us까지 기다리십시오, 그때 18b20은 60-240US 사이의 저수준 존재 신호를 반환합니다..

펄스 및 존재 펄스 타이밍 다이어그램을 재설정합니다:
DS18B20 센서 애플리케이션 회로 DS18B20 온도 측정 시스템은 간단한 온도 측정 시스템의 장점이 있습니다., 고온 측정 정확도, 편리한 연결, 인터페이스 라인이 적습니다. 다음은 여러 다른 애플리케이션 모드에서 DS18B20 센서의 온도 측정 회로도입니다.:
5.1. DS18B20 센서 기생충 전원 공급 장치 모드의 회로도는 그림에 나와 있습니다. 4. 기생 전원 공급 모드에서, DS18B20은 단일 와이어 신호 라인에서 에너지를 끌어냅니다: 에너지는 내부 커패시터에 저장되고 신호 라인 DQ는 높은 수준입니다.. 신호 라인이 낮은 레벨에있을 때, 커패시터의 전원을 소비합니다, 그런 다음 기생 전원 공급 장치를 충전합니다 (콘덴서) 높은 수준이 도착할 때까지.
고유 한 기생 전원 공급 장치 방법에는 세 가지 이점이 있습니다:
1) 원격 온도 측정을 수행 할 때, 로컬 전원 공급 장치가 필요하지 않습니다
2) ROM은 일반 전원 공급 장치없이 읽을 수 있습니다
3) 회로가 더 간단합니다, 온도를 측정하기 위해 하나의 I/O 포트 만 사용합니다.
DS18B20 센서가 정확한 온도 변환을 수행하려면, I/O 라인은 온도 변환 중에 충분한 에너지가 제공되어야합니다.. 각 DS18B20 센서의 작동 전류는 온도 변환 중에 1MA에 도달하기 때문에, 다중 점 온도 측정을 위해 여러 센서가 동일한 I/O 라인에 매달려있을 때, 4.7k 풀업 저항 단독은 충분한 에너지를 제공 할 수 없습니다. 온도를 변환 할 수 없거나 온도 오차가 매우 커집니다..
그러므로, 그림의 회로 4 단일 온도 센서를 사용한 온도 측정에만 사용하기에만 적합하며 배터리 구동 시스템에 사용하기에 적합하지 않습니다.. 작업 전원 공급 장치 VCC는 5V 여야합니다.. 전원 공급 장치 전압이 떨어질 때, 기생 전원 공급 장치가 끌어들 수있는 에너지도 감소합니다., 온도 오차가 증가합니다.
5.2. DS18B20 기생충 전원 공급 강력한 풀업 전원 공급 모드 모드 회로 회로 다이어그램 개선 된 기생충 전원 공급 모드가 그림에 표시됩니다. 5. DS18B20 센서가 동적 변환주기 동안 충분한 전류 공급을 얻기 위해, 온도 변환을 수행하거나 E2 메모리 작업에 복사 할 때, MOSFET을 사용하여 I/O 라인을 VCC로 직접 가져 오면 충분한 전류를 제공 할 수 있습니다.. I/O 라인은 최대 내에 강한 풀업 상태로 전환되어야합니다. 10 E2 메모리에 사본과 관련된 명령을 발행 한 후 μs 또는 온도 변환의 시작. 강력한 풀업 모드는 현재 공급 고장 문제를 해결할 수 있습니다., 따라서 멀티 포인트 온도 측정 응용 프로그램에도 적합합니다.. 단점은 강력한 풀업 스위칭을 위해 하나 더 I/O 포트 라인을 차지한다는 것입니다..
메모: 기생 전원 공급 장치 모드에서 4 그리고 그림 5, DS18B20 센서의 VDD 핀은 접지에 연결해야합니다..

DALLAS 디지털 온도 센서 배선 하니스

DS18B20 센서 프로브 + 케이블

DS18B20 디지털 센서 커넥터 하네스

5.3. DS18B20 센서의 외부 전원 공급 모드

외부 전원 공급 모드에서, DS18B20 센서 작업 전원 공급 장치가 VDD 핀에 연결되어 있습니다.. 이때, I/O 라인에는 강력한 풀업이 필요하지 않습니다, 전원 공급 장치가 충분하지 않은 문제가 없습니다., 전환 정확도를 보장 할 수 있습니다. 동시에, 다수의 DS18B20 센서는 이론적으로 버스에 연결하여 멀티 포인트 온도 측정 시스템을 형성 할 수 있습니다.. 메모: 외부 전원 공급 모드에서, DS18B20의 GND 핀은 떠날 수 없습니다, 그렇지 않으면 온도를 변환 할 수없고 읽기 온도는 항상 85 ° C입니다..
외부 전원 공급 장치 방법은 DS18B20 센서의 최상의 작업 방법입니다.. 작업은 안정적이고 신뢰할 수 있습니다, 항 회의 능력은 강합니다, 그리고 회로는 비교적 간단합니다, 따라서 안정적이고 안정적인 멀티 포인트 온도 모니터링 시스템을 개발할 수 있습니다.. 웹 마스터는 개발 중에 외부 전원 공급 장치를 사용하는 것이 좋습니다.. 결국, 기생충 전원 공급 장치보다 VCC 리드가 하나만 있습니다.. 외부 전원 공급 모드에서, DS18B20의 광범위한 전원 공급 전압 범위의 장점을 완전히 활용할 수 있습니다.. 전원 공급 장치 전압 VCC가 3V로 떨어지더라도, 온도 측정 정확도는 여전히 보장 될 수 있습니다.
6. DS1820을 사용할 때의 예방 조치
DS1820은 간단한 온도 측정 시스템의 장점이 있지만, 고온 측정 정확도, 편리한 연결, 인터페이스 라인이 적습니다, 다음 문제는 실제 응용 프로그램에서도주의를 기울여야합니다.:
6.1. 소형 하드웨어 오버 헤드에는 보상하기 위해 비교적 복잡한 소프트웨어가 필요합니다. DS1820과 마이크로 프로세서 사이에 직렬 데이터 전송이 사용되므로, DS1820에 대한 프로그래밍을 읽고 쓸 때, 읽기 및 쓰기 타이밍은 엄격하게 보장되어야합니다, 그렇지 않으면 온도 측정 결과를 읽지 않습니다. 시스템 프로그래밍에 PL/M 및 C와 같은 고급 언어를 사용할 때, 어셈블리 언어를 사용하여 DS1820 작동 부분을 구현하는 것이 가장 좋습니다..
6.2. DS1820에 대한 관련 정보는 단일 버스에 연결된 DS1820의 수를 언급하지 않습니다., 사람들이 쉽게 DS1820을 연결할 수 있다고 실수로 믿게 할 수 있습니다.. 실제 적용에서는 그렇지 않습니다. 이상이있을 때 8 단일 버스의 DS1820, 마이크로 프로세서의 버스 운전사 문제를 해결해야합니다.. 이 지점은 멀티 포인트 온도 측정 시스템을 설계 할 때주의를 기울여야합니다..
6.3. DS1820에 연결된 버스 케이블의 길이 제한이 있습니다.. 시험 중, 전송 길이가 일반 신호 케이블을 사용하여 50m를 초과하는 경우, 온도 측정 데이터에서 오류가 발생합니다. 버스 케이블이 꼬인 쌍 차폐 케이블로 변경되면, 정상적인 통신 거리는 150m에 도달 할 수 있습니다. 미터당 더 많은 비틀기가있는 꼬인 쌍 쌍 차폐 케이블이 사용될 때, 정상적인 통신 거리가 더 길어집니다. 이 상황은 주로 버스 분포 커패시턴스로 인한 신호 파형의 왜곡으로 인해 발생합니다.. 그러므로, DS1820을 사용하여 장거리 온도 측정 시스템을 설계 할 때, 버스 분포 커패시턴스 및 임피던스 매칭 문제는 완전히 고려되어야합니다..
6.4. DS1820 온도 측정 프로그램의 설계에서, 온도 변환 명령을 DS1820으로 전송 한 후, 프로그램은 항상 DS1820의 반환 신호를 기다립니다.. DS1820이 접촉이 좋지 않거나 연결이 끊어지면, 프로그램이 DS1820을 읽을 때, 반환 신호가없고 프로그램이 무한 루프로 들어갑니다.. 이 시점은 DS1820 하드웨어 연결 및 소프트웨어 설계를 수행 할 때도주의를 기울여야합니다.. 온도 측정 케이블을 4 코어 트위스트 쌍으로 차폐하는 것이 좋습니다.. 한 쌍의 와이어 쌍이 접지선과 신호 와이어에 연결됩니다., 다른 그룹은 VCC 및지면 와이어에 연결되어 있습니다., 그리고 차폐 층은 소스 끝의 단일 지점에 접지됩니다..