Wasserdichte Ds18b20-Sensor Sonde und Kabel
- PRODUCT DETAIL
Die wasserdichte digitale Temperatursensor Sonde DS18B20 und das Kabel lassen sich einfach anschließen und können nach dem Verpacken in einer Vielzahl von Situationen verwendet werden. Zum Beispiel der Typ mit geradem Edelstahlrohr, der Typ mit Gewinde, der Typ mit Magnet adsorption, verschiedene Modelle, einschließlich LTM8877, LTM8874 und so weiter.
DS18B20 ist ein häufig verwendeter digitaler Temperaturfühler. Er gibt ein digitales Signal aus und zeichnet sich durch geringe Größe, geringen Hardware-Overhead, starke Entstörung fähigkeit und hohe Genauigkeit aus. Sein Aussehen verändert sich hauptsächlich je nach Anwendung. Der gekapselte DS18B20 kann zur Kabel temperaturmessung, Messung der Hochofen wasserzirkulation temperatur, Kesseltemperatur messung, Maschinenraum temperaturmessung, Temperaturmessung in landwirtschaftlichen Gewächshäusern, Reinraum temperaturmessung, Munitionsdepot temperaturmessung und anderen nicht begrenzten Temperaturer eignissen verwendet werden. Verschleißfest und schlagfest, klein, einfach zu bedienen, mit verschiedenen Verpackungsformen geeignet, eignet es sich für die digitale Temperaturmessung und Steuerung verschiedener kleiner Raumgeräte.
Hauptmerkmale der DS18B20-Sensor Sonde
1. Hauptmerkmale von DS18B20
1.1. Der anpassbare Spannungsbereich ist breiter, Spannungsbereich: 3,0–5,5 V, und kann im parasitären Strommodus über die Datenleitung mit Strom versorgt werden
1.2. Einzigartige Eindraht-Schnittstellenmethode. Wenn DS18B20 an den Mikroprozessor angeschlossen ist, ist nur eine Portleitung erforderlich, um eine bidirektionale Kommunikation zwischen dem Mikroprozessor und DS18B20 zu erreichen.
1.3. DS18B20 unterstützt die Mehrpunkt-Netzwerkfunktion. Mehrere DS18B20 können auf den einzigen drei Leitungen parallel verbunden werden, um eine Mehrpunkt-Temperaturmessung zu erreichen.
1.4. DS18B20 benötigt während des Betriebs keine externen Komponenten. Alle Sensor komponenten und Umwandlung schaltungen sind in einem integrierten Schaltkreis in Form einer Triode integriert.
1.5. Temperaturbereich -55℃~+125℃, Genauigkeit beträgt ±0,5℃ bei -10~+85℃
1.6. Die programmierbare Auflösung beträgt 9 bis 12 Bit und die entsprechenden auflösbaren Temperaturen betragen 0,5℃, 0,25℃, 0,125℃ bzw. 0,0625℃, wodurch eine hochpräzise Temperaturmessung erreicht werden kann.
1.7. Bei einer 9-Bit-Auflösung kann die Temperatur in bis zu 93,75 ms in Zahlen umgewandelt werden. Bei einer 12-Bit-Auflösung kann der Temperaturwert in bis zu 750 ms in Zahlen umgewandelt werden, was schneller ist.
1.8. Die Messergebnisse geben direkt digitale Temperatursignale aus und werden seriell über den „One-Line-Bus“ an die CPU übertragen. Gleichzeitig kann der CRC-Prüfcode übertragen werden, der über starke Anti-Interferenz- und Fehlerkorrektur funktionen verfügt.
1.9. Negative Spannung eigenschaften: Wenn die Polarität der Stromversorgung umgekehrt wird, wird der Chip nicht durch Hitze verbrannt, aber er funktioniert nicht richtig.
2. Aussehen und interne Struktur des DS18B20-Sensors
Die interne Struktur des DS18B20-Sensors besteht hauptsächlich aus vier Teilen: 64-Bit-Fotolithografie-ROM, Temperatursensor, nichtflüchtige Temperatur alarmauslöser TH und TL sowie Konfiguration register.
Das Aussehen und die Pin-Anordnung von DS18B20 sind wie folgt:
DS18B20 Pin-Definition:
(1) DQ ist der digitale Signaleingangs-/-ausgangsanschluss;
(2) GND ist die Strommasse;
(3) VDD ist der Eingangsanschluss der externen Stromversorgung (geerdet im parasitären Stromverdrahtung modus).
3. Funktionsprinzip von DS18B20
Der Lese- und Schreibzeitpunkt sowie das Temperaturmessprinzip von DS18B20 sind die gleichen wie bei DS1820, außer dass die Anzahl der Stellen des erhaltenen Temperaturwerts aufgrund unterschiedlicher Auflösungen unterschiedlich ist und die Verzögerungszeit bei der Temperatur umwandlung von 2 s auf 750 ms reduziert wird . Die Schwingungsrate des Quarzoszillators mit hohem Temperaturkoeffizienten ändert sich erheblich mit Temperaturänderungen, und das erzeugte Signal wird als Impulseingang von Zähler 2 verwendet. Zähler 1 und das Temperatur register sind auf einen Basiswert entsprechend -55°C voreingestellt. Zähler 1 zählt das vom Quarzoszillator mit niedrigem Temperaturkoeffizienten erzeugte Impulssignal herunter. Wenn der voreingestellte Wert von Zähler 1 auf 0 sinkt, wird der Wert des Temperatur registers um 1 erhöht, der voreingestellte Wert von Zähler 1 wird neu geladen und Zähler 1 beginnt erneut mit der Zählung der vom Kristalloszillator mit niedrigem Temperaturkoeffizienten erzeugten Impulssignale . Dieser Zyklus wird fortgesetzt, bis Zähler 2 auf 0 zählt, und stoppt dann die Akkumulation des Temperatur register werts. Zu diesem Zeitpunkt ist der Wert im Temperatur register die gemessene Temperatur. Der Steigungsakkumulator in Abbildung 3 dient zur Kompensation und Korrektur der Nichtlinearität im Temperaturmessprozess und sein Ausgang wird zur Korrektur des voreingestellten Werts von Zähler 1 verwendet.
DS18B20 besteht aus 4 Hauptdaten komponenten:
(1) Die 64-Bit-Seriennummer im fotogeätzten ROM wird vor Verlassen des Werks fotogeätzt und kann als Adressseriencode des DS18B20 angesehen werden. Die Anordnung des 64-Bit-Fotolithographie-ROM ist: Die ersten 8 Bits (28H) sind die Produkttypnummer und die nächsten 48 Bits sind die Seriennummer des DS18B20 selbst. Die letzten 8 Bits sind der zyklische Redundanzprüfcode der vorherigen 56 Bits (CRC=X8+X5+X4+1). Die Funktion des Fotolithografie-ROM besteht darin, jeden DS18B20 unterschiedlich zu machen, sodass mehrere DS18B20 an einen Bus angeschlossen werden können.
(2) Der Temperatursensor im DS18B20 kann die Temperaturmessung abschließen. Nehmen wir als Beispiel die 12-Bit-Konvertierung: Sie erfolgt in Form einer vorzeichenerweiterten 16-Bit-Zweierkomplement-Lesung, ausgedrückt in der Form 0,0625 °C/LSB, wobei S das Vorzeichenbit ist.
Dies sind die 12-Bit-Daten, die nach der 12-Bit-Konvertierung erhalten werden und in zwei 8-Bit-RAMs von 18B20 gespeichert werden. Die ersten 5 Bits im Binärformat sind die Vorzeichenbits. Wenn die gemessene Temperatur größer als 0 ist, sind diese 5 Bits 0. Multiplizieren Sie einfach den gemessenen Wert mit 0,0625, um die tatsächliche Temperatur zu erhalten. Wenn die Temperatur kleiner als 0 ist, sind diese 5 Bits 1, und der gemessene Wert muss invertiert werden, plus 1 und dann mit 0,0625 multipliziert werden, um die tatsächliche Temperatur zu erhalten. Beispielsweise ist der digitale Ausgang von +125℃ 07D0H, der digitale Ausgang von +25,0625℃ ist 0191H, der digitale Ausgang von -25,0625℃ ist FE6FH und der digitale Ausgang von -55℃ ist FC90H.
(3) DS18B20 Temperatursensorspeicher DS18B20. Der interne Speicher des Temperatursensors umfasst ein Hochgeschwindigkeits-Scratchpad-RAM und ein nichtflüchtiges elektrisch löschbares EEPRAM, das die Hochtemperatur- und Niedertemperatur-Flip-Flops TH, TL und Struktur register speichert.
(4) Konfiguration register Die Bedeutung jedes Bits dieses Bytes ist wie folgt:
Tabelle 3: Konfiguration register struktur
Die unteren fünf Bits sind immer „1“ und TM ist das Testmodusbit, mit dem eingestellt wird, ob sich der DS18B20 im Arbeitsmodus oder im Testmodus befindet. Dieses Bit ist auf 0 gesetzt, wenn DS18B20 das Werk verlässt, und Benutzer sollten es nicht ändern. R1 und R0 werden zum Einstellen der Auflösung verwendet, wie in der folgenden Tabelle gezeigt: (DS18B20 ist bei Auslieferung ab Werk auf 12 Bit eingestellt)
Tabelle 4: Einstellungstabelle für die Temperaturauflösung
4. Hochgeschwindigkeits-Zwischenspeicher Der Hochgeschwindigkeits-Zwischenspeicher besteht aus 9 Bytes und seine Zuordnung ist in Tabelle 5 dargestellt. Wenn der Befehl zur Temperaturumrechnung ausgegeben wird, wird der umgewandelte Temperaturwert im 0. und 1. Byte des Cache-Speichers in Zwei-Byte-Komplementform gespeichert. Der Mikrocontroller kann diese Daten über die Single-Wire-Schnittstelle lesen. Beim Lesen liegt das Low-Bit vorne und das High-Bit hinten. Das Datenformat ist in Tabelle 1 dargestellt. Entsprechende Temperaturberechnung: Wenn das Vorzeichenbit S = 0 ist, wird das Binärbit direkt in eine Dezimalzahl umgewandelt. Wenn S = 1 ist, wird zuerst das Komplement in den Originalcode umgewandelt und dann der Dezimalwert berechnet. Tabelle 2 zeigt einige der entsprechenden Temperaturwerte. Das neunte Byte ist das Redundanzprüfbyte.
Tabelle 5: Temporäre DS18B20-Register verteilung
Gemäß dem Kommunikation protokoll von DS18B20 muss der Host (Einzelchip-Mikrocomputer) drei Schritte durchlaufen, um DS18B20 so zu steuern, dass die Temperatur umwandlung abgeschlossen wird: DS18B20 muss vor jedem Lese- und Schreibvorgang zurückgesetzt werden. Nach erfolgreichem Zurücksetzen wird ein ROM-Befehl und schließlich ein RAM-Befehl gesendet, damit der vorgegebene Vorgang auf dem DS18B20 ausgeführt werden kann. Beim Zurücksetzen muss die Haupt-CPU die Datenleitung 500 Mikrosekunden lang herunterziehen und dann freigeben. Wenn DS18B20 das Signal empfängt, wartet es etwa 16 bis 60 Mikrosekunden und sendet dann einen niedrigen Impuls von 60 bis 240 Mikrosekunden aus. Die Haupt-CPU empfängt dieses Signal, um einen erfolgreichen Reset anzuzeigen.
Tabelle 6: ROM-Befehlsliste
DS18B20 ist ein häufig verwendeter digitaler Temperaturfühler. Er gibt ein digitales Signal aus und zeichnet sich durch geringe Größe, geringen Hardware-Overhead, starke Entstörung fähigkeit und hohe Genauigkeit aus. Sein Aussehen verändert sich hauptsächlich je nach Anwendung. Der gekapselte DS18B20 kann zur Kabel temperaturmessung, Messung der Hochofen wasserzirkulation temperatur, Kesseltemperatur messung, Maschinenraum temperaturmessung, Temperaturmessung in landwirtschaftlichen Gewächshäusern, Reinraum temperaturmessung, Munitionsdepot temperaturmessung und anderen nicht begrenzten Temperaturer eignissen verwendet werden. Verschleißfest und schlagfest, klein, einfach zu bedienen, mit verschiedenen Verpackungsformen geeignet, eignet es sich für die digitale Temperaturmessung und Steuerung verschiedener kleiner Raumgeräte.
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| ds18b20 Temperaturfühler sonde | DS18B20-Sensor kabel |
Hauptmerkmale der DS18B20-Sensor Sonde
1. Hauptmerkmale von DS18B20
1.1. Der anpassbare Spannungsbereich ist breiter, Spannungsbereich: 3,0–5,5 V, und kann im parasitären Strommodus über die Datenleitung mit Strom versorgt werden
1.2. Einzigartige Eindraht-Schnittstellenmethode. Wenn DS18B20 an den Mikroprozessor angeschlossen ist, ist nur eine Portleitung erforderlich, um eine bidirektionale Kommunikation zwischen dem Mikroprozessor und DS18B20 zu erreichen.
1.3. DS18B20 unterstützt die Mehrpunkt-Netzwerkfunktion. Mehrere DS18B20 können auf den einzigen drei Leitungen parallel verbunden werden, um eine Mehrpunkt-Temperaturmessung zu erreichen.
1.4. DS18B20 benötigt während des Betriebs keine externen Komponenten. Alle Sensor komponenten und Umwandlung schaltungen sind in einem integrierten Schaltkreis in Form einer Triode integriert.
1.5. Temperaturbereich -55℃~+125℃, Genauigkeit beträgt ±0,5℃ bei -10~+85℃
1.6. Die programmierbare Auflösung beträgt 9 bis 12 Bit und die entsprechenden auflösbaren Temperaturen betragen 0,5℃, 0,25℃, 0,125℃ bzw. 0,0625℃, wodurch eine hochpräzise Temperaturmessung erreicht werden kann.
1.7. Bei einer 9-Bit-Auflösung kann die Temperatur in bis zu 93,75 ms in Zahlen umgewandelt werden. Bei einer 12-Bit-Auflösung kann der Temperaturwert in bis zu 750 ms in Zahlen umgewandelt werden, was schneller ist.
1.8. Die Messergebnisse geben direkt digitale Temperatursignale aus und werden seriell über den „One-Line-Bus“ an die CPU übertragen. Gleichzeitig kann der CRC-Prüfcode übertragen werden, der über starke Anti-Interferenz- und Fehlerkorrektur funktionen verfügt.
1.9. Negative Spannung eigenschaften: Wenn die Polarität der Stromversorgung umgekehrt wird, wird der Chip nicht durch Hitze verbrannt, aber er funktioniert nicht richtig.
2. Aussehen und interne Struktur des DS18B20-Sensors
Die interne Struktur des DS18B20-Sensors besteht hauptsächlich aus vier Teilen: 64-Bit-Fotolithografie-ROM, Temperatursensor, nichtflüchtige Temperatur alarmauslöser TH und TL sowie Konfiguration register.
Das Aussehen und die Pin-Anordnung von DS18B20 sind wie folgt:
DS18B20 Pin-Definition:
(1) DQ ist der digitale Signaleingangs-/-ausgangsanschluss;
(2) GND ist die Strommasse;
(3) VDD ist der Eingangsanschluss der externen Stromversorgung (geerdet im parasitären Stromverdrahtung modus).
3. Funktionsprinzip von DS18B20
Der Lese- und Schreibzeitpunkt sowie das Temperaturmessprinzip von DS18B20 sind die gleichen wie bei DS1820, außer dass die Anzahl der Stellen des erhaltenen Temperaturwerts aufgrund unterschiedlicher Auflösungen unterschiedlich ist und die Verzögerungszeit bei der Temperatur umwandlung von 2 s auf 750 ms reduziert wird . Die Schwingungsrate des Quarzoszillators mit hohem Temperaturkoeffizienten ändert sich erheblich mit Temperaturänderungen, und das erzeugte Signal wird als Impulseingang von Zähler 2 verwendet. Zähler 1 und das Temperatur register sind auf einen Basiswert entsprechend -55°C voreingestellt. Zähler 1 zählt das vom Quarzoszillator mit niedrigem Temperaturkoeffizienten erzeugte Impulssignal herunter. Wenn der voreingestellte Wert von Zähler 1 auf 0 sinkt, wird der Wert des Temperatur registers um 1 erhöht, der voreingestellte Wert von Zähler 1 wird neu geladen und Zähler 1 beginnt erneut mit der Zählung der vom Kristalloszillator mit niedrigem Temperaturkoeffizienten erzeugten Impulssignale . Dieser Zyklus wird fortgesetzt, bis Zähler 2 auf 0 zählt, und stoppt dann die Akkumulation des Temperatur register werts. Zu diesem Zeitpunkt ist der Wert im Temperatur register die gemessene Temperatur. Der Steigungsakkumulator in Abbildung 3 dient zur Kompensation und Korrektur der Nichtlinearität im Temperaturmessprozess und sein Ausgang wird zur Korrektur des voreingestellten Werts von Zähler 1 verwendet.
DS18B20 besteht aus 4 Hauptdaten komponenten:
(1) Die 64-Bit-Seriennummer im fotogeätzten ROM wird vor Verlassen des Werks fotogeätzt und kann als Adressseriencode des DS18B20 angesehen werden. Die Anordnung des 64-Bit-Fotolithographie-ROM ist: Die ersten 8 Bits (28H) sind die Produkttypnummer und die nächsten 48 Bits sind die Seriennummer des DS18B20 selbst. Die letzten 8 Bits sind der zyklische Redundanzprüfcode der vorherigen 56 Bits (CRC=X8+X5+X4+1). Die Funktion des Fotolithografie-ROM besteht darin, jeden DS18B20 unterschiedlich zu machen, sodass mehrere DS18B20 an einen Bus angeschlossen werden können.
(2) Der Temperatursensor im DS18B20 kann die Temperaturmessung abschließen. Nehmen wir als Beispiel die 12-Bit-Konvertierung: Sie erfolgt in Form einer vorzeichenerweiterten 16-Bit-Zweierkomplement-Lesung, ausgedrückt in der Form 0,0625 °C/LSB, wobei S das Vorzeichenbit ist.
Dies sind die 12-Bit-Daten, die nach der 12-Bit-Konvertierung erhalten werden und in zwei 8-Bit-RAMs von 18B20 gespeichert werden. Die ersten 5 Bits im Binärformat sind die Vorzeichenbits. Wenn die gemessene Temperatur größer als 0 ist, sind diese 5 Bits 0. Multiplizieren Sie einfach den gemessenen Wert mit 0,0625, um die tatsächliche Temperatur zu erhalten. Wenn die Temperatur kleiner als 0 ist, sind diese 5 Bits 1, und der gemessene Wert muss invertiert werden, plus 1 und dann mit 0,0625 multipliziert werden, um die tatsächliche Temperatur zu erhalten. Beispielsweise ist der digitale Ausgang von +125℃ 07D0H, der digitale Ausgang von +25,0625℃ ist 0191H, der digitale Ausgang von -25,0625℃ ist FE6FH und der digitale Ausgang von -55℃ ist FC90H.
(3) DS18B20 Temperatursensorspeicher DS18B20. Der interne Speicher des Temperatursensors umfasst ein Hochgeschwindigkeits-Scratchpad-RAM und ein nichtflüchtiges elektrisch löschbares EEPRAM, das die Hochtemperatur- und Niedertemperatur-Flip-Flops TH, TL und Struktur register speichert.
(4) Konfiguration register Die Bedeutung jedes Bits dieses Bytes ist wie folgt:
Tabelle 3: Konfiguration register struktur
Die unteren fünf Bits sind immer „1“ und TM ist das Testmodusbit, mit dem eingestellt wird, ob sich der DS18B20 im Arbeitsmodus oder im Testmodus befindet. Dieses Bit ist auf 0 gesetzt, wenn DS18B20 das Werk verlässt, und Benutzer sollten es nicht ändern. R1 und R0 werden zum Einstellen der Auflösung verwendet, wie in der folgenden Tabelle gezeigt: (DS18B20 ist bei Auslieferung ab Werk auf 12 Bit eingestellt)
Tabelle 4: Einstellungstabelle für die Temperaturauflösung
4. Hochgeschwindigkeits-Zwischenspeicher Der Hochgeschwindigkeits-Zwischenspeicher besteht aus 9 Bytes und seine Zuordnung ist in Tabelle 5 dargestellt. Wenn der Befehl zur Temperaturumrechnung ausgegeben wird, wird der umgewandelte Temperaturwert im 0. und 1. Byte des Cache-Speichers in Zwei-Byte-Komplementform gespeichert. Der Mikrocontroller kann diese Daten über die Single-Wire-Schnittstelle lesen. Beim Lesen liegt das Low-Bit vorne und das High-Bit hinten. Das Datenformat ist in Tabelle 1 dargestellt. Entsprechende Temperaturberechnung: Wenn das Vorzeichenbit S = 0 ist, wird das Binärbit direkt in eine Dezimalzahl umgewandelt. Wenn S = 1 ist, wird zuerst das Komplement in den Originalcode umgewandelt und dann der Dezimalwert berechnet. Tabelle 2 zeigt einige der entsprechenden Temperaturwerte. Das neunte Byte ist das Redundanzprüfbyte.
Tabelle 5: Temporäre DS18B20-Register verteilung
Gemäß dem Kommunikation protokoll von DS18B20 muss der Host (Einzelchip-Mikrocomputer) drei Schritte durchlaufen, um DS18B20 so zu steuern, dass die Temperatur umwandlung abgeschlossen wird: DS18B20 muss vor jedem Lese- und Schreibvorgang zurückgesetzt werden. Nach erfolgreichem Zurücksetzen wird ein ROM-Befehl und schließlich ein RAM-Befehl gesendet, damit der vorgegebene Vorgang auf dem DS18B20 ausgeführt werden kann. Beim Zurücksetzen muss die Haupt-CPU die Datenleitung 500 Mikrosekunden lang herunterziehen und dann freigeben. Wenn DS18B20 das Signal empfängt, wartet es etwa 16 bis 60 Mikrosekunden und sendet dann einen niedrigen Impuls von 60 bis 240 Mikrosekunden aus. Die Haupt-CPU empfängt dieses Signal, um einen erfolgreichen Reset anzuzeigen.
Tabelle 6: ROM-Befehlsliste
