Датчик температуры DS18B20

Tехническая спецификация (Datasheet)

• Напряжение питания: 3V-5.5V

• Подключение к питанию прямое или с паразитным питанием

• Разрешение преобразования температуры: 9 бит – 12 бит;

• Период измерения температуры при максимальной точности 12 бит: 750 мС;

• Точность измерения: + /- 2 °C для диапазона от -55 до 125 °C

• Точность измерения +/- 0,5 °C в диапазоне от -10 до 85 °C

• Дрейф измерения +/- 0,2 °C

• Протокол обмена данными: 1-Wire;

• Тип индексации на линии 1-Wire: уникальный 64-битный адрес;

• Есть возможность программирования диапазона тревожного сигнала.

Особенности датчика температуры

Каждый датчик имеет уникальный 64-разрядный серийный номер, хранящийся во встроенном ROM

На одной шине множества датчиков температуры

Может запитываться от линии данных (паразитное питание)

Исполнение

8-Pin SO, 8-Pin µSOP, 3-Pin TO-92

Чаще всего встречается трех пиновое исполнение в форм-факторе TO-92

Обозначение выводов

• GND - Земля

• DQ - Данные (Вход/Выход)

• VDD - Напряжение питания

• NC - Не подключен

А есть ещё герметичные датчики в металлической капсуле от которой отходит три провода, распайка их следующая:

• Красный - Питание (VCC)

• Жёлтый - Данные (DATA)

• Черный - Земля (GND)

Разрешающая способность (до 12 бит)

Разрешающая способность задается пользователем и может составлять:

9 бит с приращением 0.5°C

10 бит с приращением 0.25°C

11 бит с приращением 0.125°C

12 бит с приращением в 0.0625°C

По умолчанию при включении питания разрешающая способность – 12 бит

Подключение датчика

Подключить датчик не просто, а очень просто.

Берем и подключаем, добавляя резистор 4,7 КОм между питанием +3,3 вольта и DATA (DQ) и все! А дальше настройка.

Теперь давайте подключим все это и посмотрим как все выглядит вживую, вот температурный датчик

а вот резистор SMD 4,7 КОм

Теперь все соединяем вместе

По цвету проводов можно догадаться о распайке. И все убираем в термоусадку

Настройка датчика в прошивке ESP Easy

Настраивать датчик очень просто, в данном примере я не буду отвлекаться на детали, а только общие принципы, итак

Идем в "Devices" и жмем "Add" , добавляем новое устройство

В раскрывшимся списке выбираем как не странно "Environment - DS18b20"

Теперь настраиваем.

Обязательно выбираем Имя (Name) - придумываем удобное нам, для примера: "Temperature_Sensor"

Включаем, ставим галочку "Enabled"

И в разделе "Sensor" выбираем на какое GPIO будут приходит данные (GPIO ← TX), у меня к примеру GPIO 1

И пока все, более подробно в отдельной статье, жмем "Submit"

После применения настроек появятся дополнительные окошки, которые необходимо настроить

В исходящих данных ("Output Configuration") выберите адрес вашего датчика ("Device Address") вместо "None" выбирайте код своего датчика, например "-28-ff-65-66-40-17-04-c0 [DS18B20]"

Выберите точность датчика ("Device Resolution") о ней было выше, я выбрал минимальную, 9 бит

В разделе Получение данных "Data Acquisition" выберите интервал опроса датчика (Interval), я выбрал 3 минуты, по умолчанию 1 минута

Все минимальная настройка завершилась! Датчик общается по протоколу 1-Wire и ниже чуть чуть об этом протоколе.

Пожалуй протоколом 1-Wire пользуется скорее всего каждый кто входи и выходит из подъезда дома прикладывая ключ таблетку к домофону.

Протокол 1-Wire

Что это такое 1-Wire?

1-Wire – протокол передачи данных в обе стороны по одному проводу.

Данный протокол разработан корпорацией Dallas Semiconductor (сейчас Maxim Integrated) давным давно в 90-х годах.

Плюсы

Передача идет по одному проводу - шине данных

Минусы

но скорость передачи маленькая 9600 Бод/с.

Чувствителен к помехам

Протокол 1-Wire уровни взаимодействия:

• физический

• канальный

• сетевой

• транспортный

А какие устройства работают на данном протоколе?

На 1-Wire работает большинство "таблеток" - домофонных чипов, карточек доступа, транзисторные ключи (DS2405, DS2406), программируемые порты ввода-вывода (DS2408), часы реального времени (DS2417) и многое другое.

Каждое устройство имеет 64-битный код который состоит из трёх частей

[8BIT CRC] - [48BIT серийный номер]- [8BIT код семейства]

8BIT CRC - служит для проверки правильности приёма всего кода.

48BIT Серийный номер - Уникальный номер для каждого устройства

8BIT код семейства - Коды семейства, представлены ниже

Коды семейств всех устройств.

Код семейства (HEX) 01. Устройства: DS1990A, DS1990R, DS2401, DS2411 (Уникальный серийный номер-ключ)

Код семейства (HEX) 02. Устройства: DS1991 (Мультиключ, 1152-битная защищённая EEPROM)

Код семейства (HEX) 04. Устройства: DS1994, DS2404 (4 КБ NV RAM + часы, таймер и будильник)

Код семейства (HEX) 05. Устройства: DS2405(Одиночный адресуемый ключ)

Код семейства (HEX) 06. Устройства: DS1993 (4 КБ NV RAM)

Код семейства (HEX) 08. Устройства: DS1992 (1 КБ NV RAM)

Код семейства (HEX) 09. Устройства: DS1982, DS2502. (1 КБ PROM)

Код семейства (HEX) 0A. Устройства: DS1995 (16 КБ NV RAM).

Код семейства (HEX) 0B. Устройства: DS1985, DS2505 (16 КБ EEPROM)

Код семейства (HEX) 0C. Устройства: DS1996 (64 КБ NV RAM)

Код семейства (HEX) 0F. Устройства: DS1986, DS2506 (64 КБ EEPROM)

Код семейства (HEX) 10. Устройства: DS1920, DS1820, DS18S20, DS18B20 (Датчик температуры)

Код семейства (HEX) 12. Устройства: DS2406, DS2407 (1 КБ EEPROM + двухканальный адресуемый ключ)

Код семейства (HEX) 14. Устройства: DS1971, DS2430A (256 бит EEPROM и 64 бита PROM)

Код семейства (HEX) 1A. Устройства: DS1963L (4 КБ NV RAM + счётчик циклов записи)

Код семейства (HEX) 1C. Устройства: DS28E04-100 (4 КБ EEPROM + двухканальный адресуемый ключ)

Код семейства (HEX) 1D. Устройства: DS2423 (4 КБ NV RAM + внешний счётчик)

Код семейства (HEX) 1F. Устройства: DS2409 (Двухканальный адресуемый ключ с возможностью коммутации на возвратную шину)

Код семейства (HEX) 20. Устройства: DS2450 (Четырёхканальный АЦП)

Код семейства (HEX) 21. Устройства: DS1921G, DS1921H, DS1921Z (Термохронный датчик с функцией сбора данных)

Код семейства (HEX) 23. Устройства: DS1973, DS2433 (4 КБ EEPROM)

Код семейства (HEX) 24.Устройства: DS1904, DS2415 (Часы реального времени)

Код семейства (HEX) 26. Устройства: DS2438 (Датчик температуры, АЦП)

Код семейства (HEX) 27. Устройства: DS2417 (Часы реального времени с прерыванием)

Код семейства (HEX) 29. Устройства: DS2408 (Двунаправленный 8-разрядный порт ввода/вывода)

Код семейства (HEX) 2C. Устройства: DS2890(Одноканальный цифровой потенциометр)

Код семейства (HEX) 2D. Устройства:DS1972, DS2431(1 КБ EEPROM)

Код семейства (HEX) 30. Устройства: DS2760 (Датчик температуры, датчик тока, АЦП)

Код семейства (HEX) 37.Устройства: DS1977 (32 КБ защищённой паролем EEPROM)

Код семейства (HEX) 3A.Устройства: DS2413 (Двухканальный адресуемый коммутатор)

Код семейства (HEX) 41.Устройства:DS1922L, DS1922T, DS1923, DS2422 (Термохронные и гигрохронные датчики высокого разрешения с функцией сбора данных)

Код семейства (HEX) 42. Устройства: DS28EA00 (Цифровой термометр с программируемым разрешением, возможностью работать в режиме подключения к последовательному каналу и программируемыми портами ввода/вывода)

Код семейства (HEX) 43. Устройства: DS28EC20 (20 КБ EEPROM)

Где обозначение памяти

NV RAM – Non-Volatile Random-Access Memory (энергонезависимое ОЗУ)

PROM – Programmable Read-Only Memory (однократно программируемое ПЗУ)

EEPROM – Electrically Erasable Programmable Random-Access Memory (электрически стираемое перепрограммируемое ПЗУ)

Самые распространённые это как раз датчик температуры DS18B20, но еще больше распространены микросхемы в корпусах-таблетках iButton - это ключи к домофонам

Контактная память (touch memory, iButton)

Ключи для домофонов или контактный ключ, контактная память, магнитный ключ, таблетка, кнопка и т. д.

Конечно термин "магнитный ключ" не правильный так как магнитов никаких нет.

Для питания чипа используется паразитное питание по той же линии что и линия данных (DATA), наружный ободок это земля. Точно так же может питаться и наш датчик температуры DS18B20

Схема подключения следующая

Резистор R1 от 1Kom до 3Kom, чаще всего в сети встречается 2,2Kom, но это правда для Ардуины.