DS18B20: مستشعر درجة حرارة السوائل

تتوفر أجهزة استشعار مختلفة للرطوبة ودرجة الحرارة ، مثل LM35. بعضها مدمج في وحدات لاستخدام محدد مع Arduino. لكن بشكل عام ، يجب عليهم قياس درجة الحرارة الجافة ، أي درجة حرارة الهواء. ولكن هناك نموذج ملموس يعمل من أجله يقيس درجة الحرارة في السوائل ويسمى DS18B20. ميزة قد تكون مفيدة لبعض مشاريع DIY الأكثر غرابة الخاصة بك حيث تلعب أيضًا بنوع من السوائل التي تحتاج إلى معرفة هذه المعلمة من أجلها.

في الواقع ، لا يقيس DS18B20 درجة الحرارة داخل السوائل فحسب ، بل قد يكون من المفيد جدًا قياس درجة الحرارة فيها البيئات الرطبة وأيضًا تحت بعض السوائل. لذلك يمكنك أيضًا استخدامه لقياس درجة حرارة الهواء إذا كانت البيئة مليئة بالرطوبة. وكما قلت ، فإن ميزة القدرة على غمرها في سائل لقياس درجة حرارتها هي إحدى الميزات التي تجعلها عملية بشكل لا يصدق.

ما هو DS18B20؟

حسنًا ، أعتقد أنه بالفعل واضح تمامًا ، إنه مستشعر إلكتروني قادر على قياس درجة حرارة الوسائط الغازية أو السائلة. بالإضافة إلى ذلك ، هناك تغليف أو تغليف مختلف لـ DS18B20، مثل الصورة الأساسية التي تراها في الصورة الرئيسية ، أو يمكن أيضًا دمجها في بعض مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، والمجسات الغاطسة ، وما إلى ذلك. بالنسبة لمشروعك ، يجب عليك اختيار الشكل الأنسب وفقًا لما تريده.

على سبيل المثال ، بصرف النظر عن TO-92 النموذجي ، هناك أيضًا microSOP. من المحتمل أن يندمج مع Arduino الأنسب هو TO-92 ، لأنه من السهل جدًا إدخال دبابيسه الثلاثة في اللوح لتوصيله.

Pinout

El DS18B20 pinout من السهل التعرف عليها. على سبيل المثال ، مع الأخذ في الاعتبار حزمة Dallas TO-92 ، والتي تعد واحدة من أكثرها شيوعًا ، يمكنك أن ترى أنها تحتوي على ثلاثة دبابيس. إذا وضعته من الأمام ، أي مع الجزء المستدير للخلف والنظر إلى الوجه المسطح حيث تظهر النقوش ، فإن الدبوس الموجود على يسارك هو 1 والرمز الموجود على يمينك هو 3. لذلك ، سيكون 1 لـ GND أو الأرض ، 2 للبيانات و 3 لجهد الإمداد.

هنا علينا أن نقول ذلك ، القيم التي يجب أن تعرفها:

• الدبوس 1: يجب عليك توصيله بدبوس GND في Arduino ، أي بـ 0v.
• الدبوس 2: هذا الدبوس هو DQ أو البيانات ، وهو الذي سيرسل درجات الحرارة المقاسة بواسطة المستشعر إلى Arduino من خلال بروتوكول معين يعرف باسم 1-Wire وسيحتاج إلى مكتبة ووظائف خاصة لـ Arduino IDE. سيسمح ذلك باستخدام دبوس Arduino واحد فقط لتوصيل أجهزة استشعار متعددة بهذا البروتوكول ...
• دبوس 3: يمكن تشغيله من 3 إلى 5,5 فولت ، بحيث يمكنك توصيله بمخرج Arduino's 5v.

DS18B20 الخصائص التقنية وورقة البيانات

كما هو الحال دائما من المثير للاهتمام معرفة الخصائص التقنية من المستشعر لمعرفة كيفية عمله ، حتى لا يتلفه ، وقبل كل شيء حتى نعرف أين توجد حدود القياس الخاصة به ، لأنه إذا كانت القيم التي نريد قياسها ليست من بينها ، فلن تعمل معنا وعليك أن تبحث عن بديل آخر.

للقيام بذلك ، من الأفضل تنزيل ملف ورقة بيانات الشركة المصنعة، مثل تلك الموجودة في دالاس يمكنك أن ترى هنا. هناك ستجد كل المعلومات الضرورية. وتذكر أنه على الرغم من أن جميع DS18B20 قد تكون متشابهة ، إلا أنه بناءً على الشركة المصنعة أو العبوة ، قد تجد بعض التغييرات ...

ولكن بغض النظر عن المراوغات ، إليك القليل منها البيانات الفنية الأساسية:

• نطاق درجة حرارة: -55 إلى 125 درجة مئوية ، لذلك يمكن قياس الغاز أو السائل عند درجات حرارة منخفضة جدًا وعالية أيضًا.
• أخطاء: DS18B20 حساس للضوضاء الخارجية أو الاضطرابات التي يمكن أن تعطي قيمًا خاطئة في القياسات. هامش الخطأ هو زائد ناقص 2 درجة مئوية ، على الرغم من أن درجات الحرارة بين -10 درجة مئوية و 85 درجة مئوية ، أي عندما لا نكون قريبين من الحدود ، يمكن أن تكون نصف درجة فقط.
• قرار: يمكنك العمل بالعديد من الدقة أو الحد الأدنى من الاختلافات التي يمكنك اكتشافها باستخدام دبابيس Arduino التناظرية. يدعم 9 بت و 10 بت و 11 بت و 12 بت (افتراضي). أي أنه يمكن أن يقيس من نصف إلى نصف درجة ، من ربع إلى ربع درجة ، من 0,125 إلى 0,125 درجة مئوية ، أو من 0,0625 درجة مئوية على التوالي. يمكنك تعديل هذه البرمجة من خلال كود البرمجة.
• مصدر التيار: من 3 إلى 5,5 فولت
• السعر: من 1 إلى 3 يورو

التكامل مع اردوينو

على الرغم من أن هناك طرق مختلفة لتوصيله، الأنسب هو الذي تراه في هذا الرسم التخطيطي. الأمر بسيط للغاية ، مع وجود دبوس GND في الاتصال المقابل للوحة Arduino ، فإن مصدر الطاقة هو نفسه ثم البيانات إلى نظير Arduino الذي اخترته في كود البرمجة الخاص بك في Arduino IDE. ولكن من الجيد أيضًا تعيين مقاوم سحب 4,7 كيلو (إذا كانت مسافة كابل مجس المستشعر أكبر ، يجب أن تكون المقاومة أقل ، على سبيل المثال ، لـ 5 أمتار من 3,3 كيلو ، لـ 10 من 2,2 ، XNUMX كيلو ، ...) بالنسبة إلى دبوس البيانات ، وبالتالي احتفظ به مرتفعًا دائمًا.

إلى البرمجة في Arduino IDE وتكامله الجيد مع DS18B20 وهذا البروتوكول المحدد ، يوصى بتنزيل المكتبات دالاس درجة الحرارة y OneWire من البيئة. والرمز الأساسي ، يمكن أن يكون شيئًا مثل هذا المثال الذي أعرضه:

#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>

// Pin donde se conecta el bus 1-Wire (DQ)
const int pinDatosDQ = 9;

// Instancia a las clases OneWire y DallasTemperature
OneWire oneWireObjeto(pinDatosDQ);
DallasTemperature sensorDS18B20(&oneWireObjeto);
 
void setup() {
    // Iniciamos la comunicación serie a 9600 baudios
    Serial.begin(9600);
    // Iniciamos el bus 1-Wire del sensor
    sensorDS18B20.begin(); 
}
 
void loop() {
    // Indicamos que tome la temperatura
    Serial.println("Midiendo temperatura");
    sensorDS18B20.requestTemperatures();
 
    // Lee y muestra la temperatura (recuerda que puedes conectar más de uno con 1-wire)
    Serial.print("La temperatura del sensor 0 es de: ");
    Serial.print(sensorDS18B20.getTempCByIndex(0));
    Serial.println(" C");
    Serial.print("La temperatura del sensor x es de: ");
    Serial.print(sensorDS18B20.getTempCByIndex(1));
    Serial.println(" ºC");
    
    delay(1000); 
}

مزيد من المعلومات - دليل برمجة Arduino (ملف PDF مجاني)