การวัดอุณหภูมิในสภาพแวดล้อมที่ยากลําบาก เช่น การกักเก็บสารเคมี ดินลึก และเหมืองไม่ใช่เรื่องง่าย และเซ็นเซอร์อุณหภูมิส่วนใหญ่ไม่สามารถทนต่อความร้อนและสภาพแวดล้อมที่รุนแรงได้ ดังนั้นจึงใช้เซ็นเซอร์อุณหภูมิกันน้ํา DS18B20 ซึ่งกันน้ําและกันความชื้น และเหมาะสําหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงและเป็นอันตราย

สามารถวัดอุณหภูมิได้หลากหลายตั้งแต่ -55 °C ถึง 125 °C บทความนี้ให้คําอธิบายสั้น ๆ เกี่ยวกับเซ็นเซอร์ DS18B20 ทางเลือกของเซ็นเซอร์อุณหภูมิกันน้ํา DS18B20 ได้แก่ เทอร์โมคัปเปิล, LM75, LM35DZ, TMP100, DHT11, TPA81, SHT15, D6T และ DS18S20 (เทียบเท่า)

เซ็นเซอร์อุณหภูมิกันน้ํา DS18B20 คืออะไร?

เซ็นเซอร์อุณหภูมิกันน้ํา DS18B20 เป็นโพรบเซ็นเซอร์อุณหภูมิแบบดิจิตอลแบบกันน้ําแบบมีสายยาวหนึ่งเมตรปิดผนึกและผลิตโดย Dallas semiconductor และ maxim integrated corporations ในรุ่นกันน้ํา ใช้งานง่ายออกแบบมาอย่างดีและสะดวกในการวัดอุณหภูมิในทุกสภาพแวดล้อม

เป็นเซ็นเซอร์อุณหภูมิดิจิตอล 1 สายที่มีความแม่นยํา 12 บิตจากตัวแปลงดิจิตอลเป็นอนาล็อกออนบอร์ด หลักการทํางานขึ้นอยู่กับการแปลงอุณหภูมิเป็นรูปแบบดิจิทัลโดยตรงและทํางานในโหมดพลังงานปรสิต การทํางานของเซ็นเซอร์นี้ใช้โปรโตคอลการสื่อสารแบบอนุกรม 1 สายและจัดเก็บรหัสซีเรียลที่ไม่ซ้ํากัน 64 บิต

เนื่องจากเป็นเซ็นเซอร์อุณหภูมิดิจิตอลแบบ 1 สาย จึงต้องการเพียงพินข้อมูลและพิน GND เพื่อเชื่อมต่อกับ Arduino หรือไมโครคอนโทรลเลอร์ การตรวจจับอุณหภูมิของเซ็นเซอร์มีตั้งแต่ -55°C ถึง +125°C ด้วยความแม่นยํา ±5°C เป็นเซ็นเซอร์อุณหภูมิที่ดีที่สุดในการวัดค่าอุณหภูมิที่หลายจุด และต้องใช้พินข้อมูล/ดิจิทัลเพียงพินเดียวของ Arduino หรือหน่วยไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อถ่ายโอนข้อมูล

ทํางานด้วยแหล่งจ่ายไฟบวก 3V ถึง 5.5V และใช้กระแสไฟสูงสุด 1mA ข้อได้เปรียบหลักของ DS18B20 คือฟังก์ชั่นปลุก สัญญาณเอาต์พุตสามารถกําหนดค่าได้เมื่อค่าของอุณหภูมิถึงค่าเกณฑ์สูงหรือต่ําที่กําหนดโดยผู้ใช้

การกําหนดค่าพิน/พินเอาต์:

DS18B20 เป็นเซ็นเซอร์อุณหภูมิดิจิตอลกันน้ํา 3 ขาหรือ 3 สาย การกําหนดค่าพินเซ็นเซอร์อุณหภูมิกันน้ํา DS18B20/ไดอะแกรมพินแสดงไว้ด้านล่าง

พิน 1: GND (กราวด์): พินหรือสายไฟนี้หมายถึงการเชื่อมต่อกราวด์ของการทํางานของโหมดปรสิตวงจร สายสีดําของ DS18B20 แสดงถึงหมุดกราวด์

พิน 2: VCC: พินนี้หมายถึงแหล่งจ่ายไฟบวก voltage ของ 3V ถึง 5.5V เพื่อเปิดเครื่องเซ็นเซอร์ สายสีแดงของ DS18B20 แสดงถึงพิน VCC

พิน 3: DQ หรือ DATA: พินนี้หมายถึงพินเอาต์พุตที่สามารถสร้างค่าอุณหภูมิดิจิตอลที่สามารถอ่านได้โดยใช้โปรโตคอลอินเทอร์เฟซแบบ 1 สาย เชื่อมต่อกับพินดิจิตอลของ Arduino หรือไมโครคอนโทรลเลอร์ขณะเชื่อมต่อ ให้พลังงานแก่เซ็นเซอร์เมื่อทํางานในโหมดพลังงานปรสิต สายสีเหลืองของ DS18B20 แสดงถึงพินข้อมูล

ข้อมูลจําเพาะและคุณสมบัติทางเทคนิค:

ข้อมูลจําเพาะทางเทคนิคและคุณสมบัติอุณหภูมิกันน้ํา DS18B20แสดงไว้ด้านล่าง

• เป็นเซ็นเซอร์อุณหภูมิดิจิตอลที่ตั้งโปรแกรมได้ 1 สายที่ไม่เหมือนใคร
• ปริมาณการดําเนินงาน tage คือ 3.0V ถึง 5.5V
• ให้ความแม่นยํา ±5°C ตั้งแต่ -10°C ถึง +85°C
• ช่วงอุณหภูมิในการทํางานคือ -67°F ถึง +257°F หรือ -55°C ถึง +125°C
• ความละเอียดที่เลือกได้คือ 9 ถึง 12 บิต
• ใช้พินดิจิทัลเพียงพินเดียวสําหรับการสื่อสารกับอินเทอร์เฟซแบบ 1 สาย
• รหัส 64 บิตที่ไม่ซ้ํากันถูกเบิร์นลงในชิป
• เซ็นเซอร์อุณหภูมิหลายตัวสามารถใช้พินเดียวร่วมกันได้
• เป็นระบบเตือนภัยจํากัดอุณหภูมิ
• เวลาสืบค้น: <750ms
• เป็นอินเทอร์เฟซแบบ 3 สาย: สายสีแดงสําหรับ VCC, สายสีดําสําหรับ GND และสายสีเหลืองสําหรับ DATA
• เป็นสแตนเลสที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 6 มม. และยาว 35 มม.
• เส้นผ่านศูนย์กลางของสายเคเบิล: 4 มม. หรือ 0.16
• ความยาวของเซ็นเซอร์: 95 ซม. หรือ 37.4 นิ้ว
• โพรบ: เส้นผ่านศูนย์กลาง 7 มม. ยาว 26 มม. ความยาวโดยรวม 6 ฟุต
• เพื่อป้องกันการลัดวงจรกาวปิดผนึกภายในและเพื่อป้องกันความชื้นและกันน้ําแต่ละขาจะใช้ท่อหดด้วยความร้อน
• ใช้ท่อห่อหุ้มสแตนเลสกันน้ํากันความชื้นเพื่อป้องกันสนิม
• ใช้บัสเดี่ยวที่ไม่เหมือนใครพร้อมโปรโตคอลการสื่อสารแบบอนุกรม 1 สายโดยไม่ต้องใช้ส่วนประกอบภายนอกอื่นๆ

คุณสมบัติการเตือนภัยของ DS18B20:

DS18B20 มีวงจรเตือนภัยในตัวพร้อมเสียงกริ่งและไฟ LED สองสีที่แตกต่างกัน (สีแดงและสีน้ําเงิน) ใช้เสียงที่รับประกันสองครั้งและวิธีการเตือนสัญญาณไฟ อุณหภูมิที่ตรวจพบจะถูกเปรียบเทียบกับอุณหภูมิเกณฑ์ที่ตั้งไว้อย่างต่อเนื่อง

เมื่ออุณหภูมิเกินขีดจํากัดบนของเกณฑ์ เสียงกริ่งจะส่งสัญญาณเตือนด้วยความถี่สูง และไฟ LED สีแดงจะสว่างขึ้นพร้อมกันและส่งสัญญาณเตือนอุณหภูมิสูง เมื่ออุณหภูมิต่ํากว่าขีดจํากัดล่างของเกณฑ์ เสียงกริ่งจะส่งสัญญาณเตือนความถี่ต่ํา และในขณะเดียวกัน ไฟ LED สีน้ําเงินจะสว่างขึ้นเพื่อส่งสัญญาณเตือนอุณหภูมิต่ํา

แผนภาพวงจร/วิธีใช้:

วิธีที่ดีที่สุดและง่ายที่สุดในการตรวจจับอุณหภูมิคือการใช้เซ็นเซอร์อุณหภูมิกันน้ํา DS18B20 เนื่องจากไม่ต้องใช้ส่วนประกอบภายนอกใด ๆ และทํางานด้วยโปรโตคอลการสื่อสารแบบอนุกรม 1 สาย ตอนนี้เรามารู้วิธีเชื่อมต่ออุณหภูมิกันน้ํา DS18B20 กับ Arduino เพื่อทราบค่าของอุณหภูมิ แผนภาพวงจรของเซ็นเซอร์ DS18B20 พร้อม Arduino แสดงในรูปด้านล่าง ส่วนประกอบที่จําเป็นคือ;

• แหล่งจ่ายไฟ 3.0V ถึง 5.5V
• อาร์ดูโน ยูโนะ
• DS18B20 เซ็นเซอร์อุณหภูมิดิจิตอล (กันน้ํา)
• ตัวต้านทานแบบดึงขึ้น 4.7 กิโลโอห์ม
• สายเชื่อมต่อ

ทําการเชื่อมต่อตามที่แสดงในแผนภาพวงจรด้านบน เซ็นเซอร์ DS18B20 สามารถทํางานได้สองโหมด พวกเขาคือ

โหมดปกติ:

ต้องใช้การเชื่อมต่อแบบ 3 พินหรือ 3 สายเพื่อใช้งานเซ็นเซอร์ในโหมดปกติ และพิน VCC ของ DS18B20 เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ 5V แผนภาพวงจรของเซ็นเซอร์ DS18B20 ที่เชื่อมต่อกับ Arduino ในโหมดปกติแสดงในรูปด้านล่าง

โหมดปรสิต:

ต้องใช้พินข้อมูลและพินกราวด์ เซ็นเซอร์ DS18B20 ได้รับแรงดันไฟฟ้าจากสายข้อมูลหรือพินข้อมูล

จากวงจรด้านบนพิน GND ของเซ็นเซอร์จะเชื่อมต่อกับพิน GND ของ Arduino UNO พิน DQ/DATA ของเซ็นเซอร์เชื่อมต่อกับพินดิจิตอล 2 ของ Arduino UNO เพื่อสร้างบัสสื่อสารแบบสายเดียว ตัวต้านทานแบบดึงขึ้นขนาด 4.7 กิโลโอห์มเชื่อมต่อจากเส้นทาง DQ/DATA ไปยังเส้นทาง VCC ของเซ็นเซอร์ DS18B20 และ Arduino เพื่อให้สามารถถ่ายโอนข้อมูลได้ สุดท้ายในการรับแหล่งจ่ายไฟพิน VCC ของเซ็นเซอร์จะเชื่อมต่อกับกราวด์ เนื่องจากทํางานในโหมดพลังงานปรสิต มันใช้อุปทานจากบรรทัดข้อมูล

สําหรับ DS18B20 เชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์ตัวอย่างเช่นช่วยให้เราใช้อุณหภูมิ Arduino, 1-wire และดัลลัส ต้องติดตั้งฟังก์ชันไลบรารี H เพื่อรับการอ่านค่าอุณหภูมิเอาต์พุตจากเซ็นเซอร์ DS18B20 ด้วยคําสั่งง่ายๆ หลังจากติดตั้งฟังก์ชันไลบรารีแล้ว จะต้องอัปโหลดรหัสที่จําเป็นไปยังบอร์ด Arduino UNO ดังที่แสดงด้านล่าง

รหัส Arduino:

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

// Data wire is plugged into digital pin 2 on the Arduino
#define ONE_WIRE_BUS 2

// Setup a one-wire instance to communicate with any OneWire device
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);

// Pass oneWire reference to DallasTemperature library
DallasTemperature sensors(&oneWire);

void setup(void)
{
sensors.begin(); // Start up the library
Serial.begin(9600);
}

void loop(void)
{
// Send the command to get temperature
sensors.requestTemperatures();

//print the temperature in Celsius
Serial.print(“Temperature: “);
Serial.print(sensors.getTempCByIndex(0));
Serial.print((char)176);//shows degrees of character
Serial.print(“C | “);

//print the temperature in Fahrenheit
Serial.print((sensors.getTempCByIndex(0) * 9.0) / 5.0 + 32.0);
Serial.print((char)176);//shows degrees of character
Serial.println(“F”);

delay(500);
}

ใช้ที่ไหน/การใช้งาน:

การใช้งานเซ็นเซอร์อุณหภูมิกันน้ํา DS18B20 แสดงไว้ด้านล่าง

• ·ใช้สําหรับวัดอุณหภูมิในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเช่นดินเหมืองสารเคมี ฯลฯ
• ใช้สําหรับวัดอุณหภูมิของเหลว
• ใช้ในงานวัดอุณหภูมิหลายแบบ
• ใช้ในระบบอุตสาหกรรม
• ใช้ในสินค้าอุปโภคบริโภค
• การควบคุมอุณหภูมิเทอร์โมมิเตอร์และระบบที่ไวต่อความร้อน

โปรดดูลิงค์นี้สําหรับเอกสารข้อมูลเซ็นเซอร์อุณหภูมิกันน้ํา DS18B20

ดังนั้นนี่คือทั้งหมดที่เกี่ยวกับภาพรวมของเซ็นเซอร์อุณหภูมิกันน้ํา DS18B20 มีเซ็นเซอร์อุณหภูมิดิจิตอลหลายตัวในท้องตลาด ตรวจสอบเอกสารข้อมูลและเลือกเซ็นเซอร์อุณหภูมิที่ดีที่สุดที่ตรงกับความต้องการของโครงการของคุณ