DS18B20 डिजिटल तापमान सेंसर के लिए अंतिम गाइड
2024-04-19 3976

DS18B20 आमतौर पर उपयोग किया जाने वाला डिजिटल तापमान सेंसर है।यह एक डिजिटल सिग्नल को आउटपुट करता है और इसमें छोटे आकार, कम हार्डवेयर ओवरहेड, मजबूत विरोधी हस्तक्षेप क्षमता और उच्च परिशुद्धता की विशेषताएं हैं।इस लेख में, हम संरचना, विशेषताओं, कार्य सिद्धांत, पिन व्यवस्था आदि के पहलुओं से एक -एक करके DS18B20 सेंसर को एक -एक करके पेश करेंगे।

DS18B20 एक "सिंगल बस" इंटरफ़ेस का समर्थन करने के लिए संयुक्त राज्य अमेरिका में डलास सेमीकंडक्टर द्वारा निर्मित पहला तापमान सेंसर है।इसमें कम बिजली की खपत, मजबूत विरोधी हस्तक्षेप क्षमता, प्रोसेसर के लाभों से मेल खाने के लिए आसान है, तापमान को सीधे लाइन के माध्यम से डिजिटल सिग्नल में परिवर्तित किया जा सकता है।DS18B20 1-वायर संचार का उपयोग करना जो केवल एक डेटा लाइन (और जमीन) और माइक्रोकंट्रोलर संचार है।सेंसर में तापमान का पता लगाने की सीमा -55 ° C से 125 ° C है और इसके अलावा +-0.5 ° C की सटीकता भी होती है जब तापमान सीमा -10 ° C से 85 ° C से अधिक होती है।इसके अतिरिक्त, DS18B20 को बाहरी बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता के बिना सीधे डेटा लाइन से संचालित किया जा सकता है।

पारंपरिक थर्मिस्टर्स के विपरीत, यह बाहरी हस्तक्षेप को प्रभावी ढंग से कम करने और माप सटीकता में सुधार करने के लिए एकल बस प्रौद्योगिकी का उपयोग करता है।इसी समय, यह सीधे मापा तापमान को माइक्रो कंप्यूटर प्रसंस्करण के लिए सीरियल डिजिटल सिग्नल में बदल सकता है, जिससे डेटा ट्रांसमिशन और प्रसंस्करण एक साधारण इंटरफ़ेस के माध्यम से सरल हो सकता है।

- DS18B20+

- DS18B20+T & R

- DS1821C+

सेंसर मुख्य रूप से 4 बार से बना होता है, जो 64-बिट रोम, तापमान सेंसर, गैर-वाष्पशील तापमान अलार्म ट्रिगर टीएम और कॉन्फ़िगरेशन रजिस्टर हैं।आरओ में 64-बिट सीरियल नंबर फैक्ट्री छोड़ने से पहले फोटो-उत्कीर्ण है।इसे DS18E20 का पता सीरियल नंबर माना जा सकता है।प्रत्येक DS18E20 की 64-बिट सीरियल नंबर अलग है।चक्रीय अतिरेक चेक कोड (CRC = K ~ 8+x ~ 5+x ~ 4+1) 64-बिट ROM का।ROM का कार्य प्रत्येक DS18B20 को अलग -अलग बनाना है, ताकि कई DS18B20S को एक बस से जोड़ा जा सके।

DS18B20 संचार के लिए एकल-तार ट्रांसमिशन प्रोटोकॉल (1-वायर) का उपयोग करता है।यह प्रोटोकॉल DS18B20 को डेटा ट्रांसमिशन और बिजली की आपूर्ति के लिए केवल एक डेटा केबल के साथ संवाद करने की अनुमति देता है।

सेंसर -55 डिग्री सेल्सियस से 125 डिग्री सेल्सियस के तापमान सीमा से अधिक माप सकता है, जिससे यह तापमान निगरानी की आवश्यकताओं की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपयुक्त हो सकता है।

1-वायर बस के साथ, हम मल्टी-पॉइंट तापमान माप के लिए कई DS18B20 सेंसर कनेक्ट कर सकते हैं।

प्रत्येक DS18B20 सेंसर में एक अद्वितीय 64-बिट हार्डवेयर पता होता है, जो उत्पादन प्रक्रिया के दौरान निर्माता द्वारा स्वचालित रूप से सौंपा जाता है।यह 64-बिट हार्डवेयर पता सेंसर के मॉडल नंबर, उत्पादन तिथि और सीरियल नंबर के साथ जुड़ा हुआ है, इसलिए प्रत्येक सेंसर की अपनी अनूठी पहचान है।इस 64-बिट हार्डवेयर पते के साथ, सेंसर को व्यक्तिगत रूप से पहचाना जा सकता है और उसके साथ संचार किया जा सकता है।

DS18B20 डिजिटल तापमान मानों को आउटपुट करता है, जिसे एनालॉग सिग्नल रूपांतरण की आवश्यकता के बिना सीधे डिजिटल सिस्टम के साथ एकीकृत किया जा सकता है।

DS18B20 सेंसर में ± 0.5 ° C की अधिकतम सटीकता के साथ तापमान को मापने की क्षमता है, जिससे यह आवेदन परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है जिसमें उच्च सटीकता की आवश्यकता होती है।

सेंसर 3 वी से 5.5 वी की आपूर्ति वोल्टेज रेंज से संचालित होता है। इसकी कम बिजली की खपत उन परिदृश्यों के लिए आदर्श बनाती है जिन्हें लंबे समय तक निरंतर तापमान की निगरानी की आवश्यकता होती है।इस सेंसर की बिजली की खपत इतनी कम है कि यह प्रदर्शन में किसी भी गिरावट के बिना लंबे समय तक काम कर सकती है।

DS18B20 के पढ़ने और लिखने के समय और तापमान माप सिद्धांत DS1820 के समान हैं, लेकिन प्राप्त तापमान मूल्य के अंकों की संख्या अलग -अलग संकल्पों के कारण अलग है।DS1820 की तुलना में, DS18B20 के तापमान रूपांतरण में देरी समय को 2 सेकंड से 750 मिलीसेकंड तक छोटा कर दिया जाता है।तापमान गुणांक क्रिस्टल थरथरानवाला की दोलन दर तापमान में परिवर्तन के साथ काफी बदल जाती है, और उत्पन्न सिग्नल का उपयोग काउंटर 2 के पल्स इनपुट के रूप में किया जाता है। काउंटर 1 और तापमान रजिस्टर -55 ° C के अनुरूप आधार मूल्य के लिए पूर्व निर्धारित हैं।काउंटर 1 कम तापमान गुणांक क्रिस्टल ऑसिलेटर द्वारा उत्पन्न पल्स सिग्नल को नीचे गिना जाता है।जब काउंटर 1 का प्रीसेट मान 0 तक घट जाता है, तो तापमान रजिस्टर का मान 1 से बढ़ जाएगा, काउंटर 1 का प्रीसेट मान फिर से लोड किया जाएगा, और काउंटर 1 कम तापमान गुणांक क्रिस्टल ऑसिलेटर द्वारा उत्पन्न पल्स सिग्नल की गिनती को फिर से शुरू करेगा।यह प्रक्रिया तब तक जारी रहेगी जब तक कि काउंटर 2 से 0 तक नहीं गिना जाता है, जिस बिंदु पर तापमान रजिस्टर मूल्य का संचय बंद हो जाएगा।अंत में, तापमान रजिस्टर में मान मापा तापमान है।

उपरोक्त चित्र DS18B20 का प्रतीक, पदचिह्न और पिन कॉन्फ़िगरेशन हैं।

DS18B20 की ड्राइविंग प्रक्रिया मुख्य रूप से 1-वायर बस प्रणाली पर निर्भर करती है।यह बस प्रणाली एक बस मास्टर को एक या अधिक दास उपकरणों को नियंत्रित करने की अनुमति देती है।इस मामले में, हमारा MCU मास्टर के रूप में कार्य करता है और DS18B20 हमेशा गुलाम के रूप में कार्य करता है।1-वायर बस प्रणाली में, सभी कमांड और डेटा को पहले कम-क्रम बिट के सिद्धांत के अनुसार भेजा जाता है।

1-वायर बस सिस्टम केवल एक डेटा लाइन का उपयोग करते हैं और लगभग 5k and के बाहरी पुल-अप रोकनेवाला की आवश्यकता होती है।इसलिए, अप्रयुक्त अवस्था में, डेटा लाइन पर स्तर अधिक है।प्रत्येक डिवाइस (चाहे मास्टर या दास) एक ओपन-ड्रेन या 3-स्टेट गेट पिन के माध्यम से डेटा लाइन से जुड़ा हुआ है।यह डिज़ाइन प्रत्येक डिवाइस को डेटा लाइन को "मुक्त" करने की अनुमति देता है ताकि जब कोई डिवाइस डेटा संचारित नहीं कर रहा हो, तो अन्य डिवाइस प्रभावी रूप से डेटा लाइन का उपयोग कर सकें।DS18B20 का 1-वायर बस इंटरफ़ेस (DQ पिन) अपने आंतरिक सर्किट के एक खुले-नाल सर्किट से बना है।इसका हार्डवेयर कॉन्फ़िगरेशन नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है:

DS18B20 ड्राइवर को लागू करने के लिए तीन मुख्य चरण हैं:

चरण एक: DS18B20 को इनिशियलाइज़ करें;

चरण दो: ROM कमांड (किसी भी डेटा एक्सचेंज अनुरोध के बाद);

चरण तीन: DS18B20 फ़ंक्शन कमांड (किसी भी डेटा एक्सचेंज अनुरोध के बाद);

DS18B20 तक प्रत्येक पहुंच को इन चरणों का पालन करना चाहिए।यदि इनमें से कोई भी कदम गायब है या नहीं किया गया है, तो DS18B20 जवाब नहीं देगा।

इसकी असाधारण सटीकता के कारण, सेंसर को अक्सर वैज्ञानिक अनुसंधान प्रयोगों में नियोजित किया जाता है, विशेष रूप से उन सटीक तापमान माप की आवश्यकता होती है।

DS18B20 सेंसर कोल्ड चेन लॉजिस्टिक्स में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।इसका उपयोग परिवहन प्रक्रिया में माल के तापमान की निगरानी के लिए किया जाता है, जिससे तापमान-संवेदनशील सामानों की गुणवत्ता और सुरक्षा सुनिश्चित होती है।

उत्पादन प्रक्रिया में तापमान की निगरानी करते समय, सेंसर कंपनियों को वास्तविक समय में उपकरण संचालन की स्थिति पर नज़र रखने में मदद कर सकता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि उपकरण और प्रक्रियाएं उचित तापमान की स्थिति में हैं, जो बदले में उत्पादन दक्षता और गुणवत्ता में सुधार करती है।

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में, DS18B20 सेंसर का उपयोग व्यक्तिगत घटकों के तापमान की निगरानी करने के लिए किया जा सकता है, समय पर तापमान विसंगतियों का पता लगाने के लिए, इस प्रकार उच्च तापमान के कारण उपकरण क्षति और डेटा हानि जैसी समस्याओं से बचते हैं।

एम्बेडेड सिस्टम और IoT उपकरणों के लिए डिज़ाइन किया गया, यह सेंसर माइक्रोकंट्रोलर या रास्पबेरी पाई जैसे उपकरणों से जुड़कर दूरस्थ तापमान निगरानी और डेटा संग्रह की सुविधा प्रदान करता है।

इसके अलावा, सेंसर का उपयोग आमतौर पर तापमान नियंत्रण प्रणालियों, जैसे कि थर्मोस्टैट्स, ग्रीनहाउस नियंत्रण प्रणाली, एयर कंडीशनिंग सिस्टम और इतने पर महसूस करने के लिए किया जाता है।DS18B20 सेंसर का उपयोग करके, ये सिस्टम सिस्टम के उचित संचालन को सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक सटीक तापमान नियंत्रण प्रदान कर सकते हैं।

DS18B20 एक छोटा तापमान सेंसर है जिसमें 12 बिट एडीसी में निर्मित है।यह आसानी से एक Arduino डिजिटल इनपुट से जुड़ा हो सकता है।सेंसर एक-तार बस में संचार करता है और अतिरिक्त घटकों के रास्ते में बहुत कम की आवश्यकता होती है।

DS18B20 की मुख्य कार्यक्षमता इसका प्रत्यक्ष-से-डिजिटल तापमान सेंसर है।

एक DS18B20 सही तापमान का उत्पादन करने के लिए कारखाना कैलिब्रेटेड है।एक LM35 वोल्टेज (तापमान नहीं) के लिए कारखाना कैलिब्रेटेड है, और Arduino को इसे तापमान में बदलना होगा।

DS18B20 डिजिटल थर्मल सेंसर काफी सटीक है और इसे संचालित करने के लिए किसी भी बाहरी घटकों की आवश्यकता नहीं है।यह -55 डिग्री सेल्सियस से +125 डिग्री सेल्सियस से तापमान को माप सकता है, जो ± 0,5 ° C की माप सटीकता के साथ है।