سنسور دما DS18B20 سه پایه دماسنج Dallas غیر اصل

سنسور دما DS18B20 سه پایه دماسنج Dallas

سنسور دما DS18B20، یک دماسنج دیجیتال سه پایه است که توسط شرکت Dallas Semiconductor (که در حال حاضر به‌نام Maxim Integrated شناخته می‌شود) تولید شده است. این سنسور با استفاده از رابط یکسان یک سیم داده و تغذیه، امکان اتصال و انتقال اطلاعات دما را فراهم می‌کند. برخلاف بسیاری از سنسورهای دما، DS18B20 از ارتباط یکپارچه بین سنسور و دستگاه کنترل کننده بهره می‌برد، به این معنی که برای اتصال بیشتر از یک سنسور به یک واسط، از شبکه یکسان استفاده می‌شود.

ویژگی‌های سنسور دما DS18B20

• رزولوشن دما: این سنسور قابلیت اندازه‌گیری دما را با رزولوشن 12 بیتی دارد، که به این معنی است که می‌تواند به دقت 0.0625 درجه سانتیگراد دما را اندازه‌گیری کند.
• ورودی تغذیه: سنسور DS18B20 به ولتاژ تغذیه بین 3 و 5.5 ولت نیاز دارد.
• رابط یکپارچه: سنسور از رابط یکپارچه OneWire برای ارتباط با دستگاه کنترل کننده استفاده می‌کند. این رابط اجازه اتصال تا یکصد سنسور DS18B20 را به یک خط ارتباطی واحد می‌دهد.
• دقت بالا: DS18B20 یک سنسور با دقت بالا است و تا 0.5 درجه سانتیگراد دقت دارد در بازه دمایی -10 تا +85 درجه سانتیگراد.
• حافظه داخلی: این سنسور یک حافظه کوچک داخلی دارد که اجازه ذخیره کردن تنظیمات و دماهای اندازه‌گیری شده را می‌دهد.
• قابلیت کالیبراسیون: این سنسور قابلیت کالیبراسیون دارد، به این معنی که می‌توانید تنظیمات دما را براساس نیازهای خود تنظیم کنید.
• حمایت از تبدیل دیجیتال به آنالوگ: DS18B20 قادر به تبدیل دیجیتال دما به سیگنال آنالوگ است، که می‌تواند در برخی از کاربردها مفید باشد.
• پشتیبانی از پروتکل های مختلف: این سنسور از پروتکل OneWire پشتیبانی می‌کند، اما همچنین می‌توانید از طریق تبدیل کننده‌های خاص، از طریق پروتکل‌های دیگر مانند I2C و SPI نیز با آن ارتباط برقرار کنید.
• مقاومت در برابر آب و گرد و غبار: DS18B20 دارای پوششی است که می‌تواند در برابر آب و گرد و غبار مقاومت کند. این ویژگی سبب می‌شود که سنسور در برخی از برنامه‌های بیرونی و صنعتی قابل استفاده باشد.
• سهولت استفاده: این سنسور بسیار آسان برای استفاده است. با استفاده از کتابخانه‌های موجود، می‌توانید به راحتی با آن در پروژه‌های خود ارتباط برقرار کنید و دما را اندازه‌گیری کنید.

بررسی پایه های سنسور دما DS18B20

• پایه VDD: این پایه برای تغذیه سنسور استفاده می‌شود. ولتاژ تغذیه مورد نیاز بین 3 و 5.5 ولت است. بهتر است از ولتاژ پایدار و مناسبی برای تغذیه سنسور استفاده کنید.
• پایه GND: این پایه به زمین (منفی) متصل می‌شود و برای اتصال به منبع تغذیه سنسور استفاده می‌شود.
• پایه DQ: این پایه به عنوان پایه داده (Data) عمل می‌کند و برای انتقال داده‌های دما به و از سنسور به دستگاه کنترل کننده استفاده می‌شود. پایه DQ سنسور به خط داده (Data Line) متصل می‌شود که از طریق آن ارتباط بین سنسور DS18B20 و دستگاه کنترل کننده برقرار می‌شود.
• نکته مهمی که باید در نظر داشته باشید این است که پایه DQ باید به طور مناسب تراشه دستگاه کنترل کننده متصل شود و در معماری سیستم، واسط تبدیل سطح سیگنال مربوطه (مانند تراشه تبدیل سطح سیگنال OneWire) باید استفاده شود تا سیگنال درست انتقال داده شود.از طریق پایه DQ و استفاده از پروتکل OneWire، می‌توانید دستورات خواندن و نوشتن دما را به سنسور DS18B20 ارسال کنید و داده‌های دما را دریافت کنید.

به همراه سنسور DS18B20 چه اقلامی باید خریداری شود؟

• میکروکنترلر مانند Arduino, ESP
• مقاومت pull-up: برای ارتباط صحیح با سنسور DS18B20، باید یک مقاومت pull-up را بین پایه DQ (پایه داده) و ولتاژ تغذیه (VDD) قرار دهید. مقدار دقیق مقاومت می‌تواند متغیر باشد، اما مقدار 4.7 کیلواهم استفاده می‌شود.
• کابل ارتباطی: برای اتصال سنسور DS18B20 به میکروکنترلر یا برد توسعه، شما نیاز به یک کابل ارتباطی خواهید داشت. این کابل می‌تواند یک کابل رشته‌ای سه سیمه باشد که شامل سیم‌های تغذیه (VDD و GND) و سیم داده (DQ) است. همچنین می‌توانید از ماژول‌ها و بردهای آماده OneWire استفاده کنید که اتصال ساده‌تری را فراهم می‌کنند.

راه اندازی سنسور DS18B20 با آردوینو

برای راه اندازی سنسور DS18B20 با آردوینو، میتوانید طبق مراحل زیر عمل کنید:

• پایه VDD سنسور را به پایه 5V آردوینو متصل کنید.
• پایه GND سنسور را به پایه GND آردوینو متصل کنید.
• پایه DQ سنسور را به پایه دیجیتال (پایه 2) آردوینو متصل کنید.
• از مقاومت pull-up 4.7 کیلواهم بین پایه DQ و VDD سنسور استفاده کنید.

نصب کتابخانه OneWire:ابتدا کتابخانه OneWire را از مخزن کتابخانه‌های آردوینو دانلود و نصب کنید. برای این کار، به قسمت "Sketch" در نرم‌افزار آردوینو بروید، سپس از منوی "Include Library" گزینه "Manage Libraries" را انتخاب کنید و در جستجو "OneWire" را تایپ کنید و کتابخانه را نصب کنید.

#include <OneWire.h>

#define ONE_WIRE_BUS 2 // پایه دیجیتالی متصل به پایه DQ سنسور
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);

DallasTemperature sensors(&oneWire);

void setup() {
  Serial.begin(9600); // شروع ارتباط سریال برای نمایش داده‌ها در مانیتور سریال
  sensors.begin();
}

راه اندازی سنسور DS18B20 با میکروپایتون و ESP32

برای راه‌اندازی سنسور DS18B20 با میکروپایتون و ESP32، می‌توانید طبق مراحل زیر عمل کنید:

• پایه VDD سنسور را به پایه 3.3 ولت ESP32 متصل کنید.
• پایه GND سنسور را به پایه GND ESP32 متصل کنید.
• پایه DQ سنسور را به پایه GPIO (مثلاً پایه 4) ESP32 متصل کنید.
• از مقاومت pull-up 4.7 کیلواهم بین پایه DQ و VDD سنسور استفاده کنید.

نصب کتابخانه OneWire و DS18X20:ابتدا کتابخانه OneWire و کتابخانه DS18X20 را از مخزن کتابخانه‌های میکروپایتون دانلود و نصب کنید. برای این کار، از طریق مدیر بسته پایتون (pip) دستورات زیر را اجرا کنید.

pip install onewire ds18x20

نوشتن کد برنامه:برای استفاده از کتابخانه OneWire و DS18X20، دستورات زیر را به برنامه اضافه کنید:

import machine
import onewire
import ds18x20

تعریف پین مربوط به ارتباط با سنسور و ایجاد شیء از کلاس DS18X20:

ds_pin = machine.Pin(4)  # پایه GPIO متصل به پایه DQ سنسور
ds_sensor = ds18x20.DS18X20(onewire.OneWire(ds_pin))

در تابع اصلی، شروع کار با سنسور را مشخص کنید:

def main():
    ds_sensor.scan()  # اسکن سنسورها
    roms = ds_sensor.scan()  # دریافت آدرس سنسورها
    ds_sensor.convert_temp()  # درخواست خواندن دما
    machine.delay(750)  # تاخیر برای انتقال داده‌ها
    for rom in roms:
        temp = ds_sensor.read_temp(rom)  # خواندن دما
        print("Temperature:", temp)