DS1820 to cyfrowy czujnik temperatury działający w protokole 1-Wire. Mierzy temperaturę w zakresie od -55°C do +125°C z dokładnością do ±0.5°C. Jego główną zaletą jest komunikacja przez pojedynczy przewód danych.
Czujnik oferuje dwa tryby zasilania: standardowy (3-5V) oraz "parasite" - pobierający energię z linii danych. Pozwala to na elastyczne zastosowanie w różnych projektach elektronicznych. Każdy DS1820 posiada unikalny 64-bitowy kod identyfikacyjny, umożliwiający podłączenie wielu czujników do jednego portu mikrokontrolera.
Najważniejsze informacje:- Wykorzystuje protokół 1-Wire do komunikacji
- Zakres pomiarowy: -55°C do +125°C
- Dokładność pomiaru: ±0.5°C
- Możliwość zasilania przez linię danych (tryb parasite)
- Kompatybilny z mikroprocesorami AVR
- Możliwość podłączenia wielu czujników do jednej linii
- Rozdzielczość do 12 bitów
- Wszechstronne zastosowanie w systemach pomiarowych
Specyfikacja techniczna czujnika DS1820
DS1820 AVR to precyzyjny czujnik temperatury z interfejsem cyfrowym. Termometr oferuje pomiar w szerokim zakresie od -55°C do +125°C. Ten czujnik temperatury AVR wykorzystuje protokół 1-Wire, co znacząco upraszcza jego implementację.
Dallas 1820 mikrokontroler zapewnia rozdzielczość do 12 bitów przy pomiarach. Dokładność pomiaru wynosi ±0.5°C w typowym zakresie temperatur. Wbudowany przetwornik analogowo-cyfrowy konwertuje temperaturę na format cyfrowy.
| Parametr | Wartość |
| Zakres temperatur | -55°C do +125°C |
| Rozdzielczość | 9-12 bitów |
| Zasilanie | 3.0V - 5.5V lub tryb parasite |
| Protokół | 1-Wire |
Tryby zasilania DS1820 - którą opcję wybrać?
DS1820 AVR może pracować w dwóch trybach zasilania. Pierwszy to klasyczne zasilanie zewnętrzne 3-5V, drugi to unikalny tryb parasite power.
W trybie parasite power czujnik pobiera energię z linii danych. Ta funkcja eliminuje konieczność prowadzenia dodatkowego przewodu zasilającego.
Tryb standardowy zapewnia najbardziej stabilną pracę czujnika. Jest szczególnie zalecany w systemach, gdzie dokładność i niezawodność są priorytetem.
- Zasilanie standardowe:
- Zalety: stabilna praca, szybszy czas konwersji
- Wady: wymaga dodatkowego przewodu
- Tryb parasite:
- Zalety: mniej przewodów, prostszy montaż
- Wady: możliwe zakłócenia przy wysokich temperaturach
Schemat podłączenia DS1820 do AVR
Do prawidłowego podłączenia DS1820 AVR potrzebujemy kilku podstawowych elementów. Najważniejsze to mikrokontroler z rodziny AVR, sam czujnik DS1820 oraz rezystor podciągający 4.7kΩ. W przypadku trybu standardowego wymagany jest również kondensator 100nF.
Pin DQ czujnika należy połączyć z dowolnym pinem mikrokontrolera. Rezystor podciągający łączymy między linią danych a zasilaniem.
Pin GND czujnika łączymy z masą układu. W trybie standardowym VDD podłączamy do zasilania, w trybie parasite do masy.
Podłączenie wielu czujników na jednej magistrali
Termometr cyfrowy ATmega może pracować w konfiguracji wielopunktowej. Każdy czujnik posiada unikalny 64-bitowy adres, co pozwala na ich identyfikację.
Wszystkie czujniki łączymy równolegle do tej samej linii danych. Jeden rezystor podciągający 4.7kΩ jest wystarczający dla całej magistrali.
Konfiguracja środowiska programistycznego
Do pracy z DS18B20 ATmega potrzebna jest biblioteka obsługująca protokół 1-Wire. Najpopularniejszym wyborem jest biblioteka OneWire oraz DallasTemperature.
Konfiguracja wymaga odpowiedniego IDE dla mikrokontrolerów AVR. Atmel Studio lub AVR-GCC to standardowe wybory dla tego typu projektów.
Biblioteki należy dołączyć do projektu i skonfigurować. W przypadku korzystania z Arduino IDE, biblioteki można zainstalować przez menedżer.
- Kroki instalacji:
- Pobranie bibliotek OneWire i DallasTemperature
- Dodanie plików do projektu
- Konfiguracja pinów w kodzie
- Ustawienie częstotliwości próbkowania
Implementacja protokołu 1-Wire
1-Wire AVR wymaga precyzyjnego timingu przy komunikacji. Protokół używa pojedynczej linii do transmisji danych w obu kierunkach.
Komunikacja rozpoczyna się od zresetowania magistrali. Master generuje impuls resetujący, a następnie czeka na odpowiedź od czujnika.
Transmisja danych odbywa się w czasowych oknach. Każdy bit wymaga odpowiedniego timingu dla zapisu i odczytu.
Implementacja wymaga obsługi przerwań lub precyzyjnych opóźnień. Biblioteka OneWire zajmuje się tymi szczegółami automatycznie.
Program do obsługi DS1820
Podstawowy program dla DS1820 AVR rozpoczyna się od inicjalizacji magistrali. Komunikacja z czujnikiem wymaga zdefiniowania pinów oraz utworzenia obiektów biblioteki. Główna pętla programu zawiera odczyt temperatury i jej przetwarzanie.
Kod wykorzystuje bibliotekę OneWire do komunikacji niskopoziomowej. Funkcja setup() konfiguruje magistralę i inicjalizuje pierwszy pomiar. Pętla loop() cyklicznie odczytuje i przetwarza dane z czujnika.
```c #includeFunkcje konwersji temperatury
Termometr cyfrowy ATmega zwraca surowe dane w formacie 12-bitowym. Konwersja na stopnie Celsjusza wymaga odpowiedniego przeliczenia wartości.
Dokładność pomiaru zależy od rozdzielczości. Przy 12 bitach uzyskujemy dokładność 0.0625°C.
```c float convertTemp(uint16_t rawTemp) { float celsius = (float)rawTemp / 16.0; // Konwersja wartości surowej return celsius; } ```Wyświetlanie odczytów
Dane z czujnika temperatury AVR można wyświetlać na różne sposoby. Najprostszą metodą jest wysłanie ich przez UART do komputera.
Format wyświetlania powinien uwzględniać precyzję pomiaru. Standardowo używamy jednego lub dwóch miejsc po przecinku.
Testowanie i kalibracja
DS1820 AVR wymaga weryfikacji poprawności działania po instalacji. Test polega na porównaniu wskazań z innym, skalibrowanym termometrem. Warto sprawdzić kilka punktów w całym zakresie pomiarowym.
Kalibracja nie jest zwykle konieczna, gdyż czujnik jest fabrycznie skalibrowany. Jeśli zauważymy odchylenia, możemy wprowadzić programową korektę. Dokładność można poprawić przez uśrednianie kilku pomiarów.
Najczęstsze problemy wynikają z nieprawidłowego podłączenia lub zakłóceń. Dobrą praktyką jest sprawdzenie połączeń i ekranowanie przewodów. W przypadku długich linii warto rozważyć terminację magistrali.
| Problem | Rozwiązanie |
| Brak odczytu | Sprawdź połączenia i rezystor podciągający |
| Niestabilne pomiary | Dodaj kondensator filtrujący, sprawdź zasilanie |
| Błędne odczyty | Zweryfikuj adresację, sprawdź jakość połączeń |
Skuteczne wykorzystanie DS1820 w projektach AVR
DS1820 AVR to wszechstronny czujnik temperatury, który dzięki protokołowi 1-Wire oferuje prostą implementację w systemach pomiarowych. Jego główne zalety to szeroki zakres pomiarowy od -55°C do +125°C oraz możliwość pracy w trybie parasite, co znacząco upraszcza instalację.
Prawidłowe podłączenie termometru cyfrowego ATmega wymaga jedynie trzech elementów: czujnika, rezystora podciągającego oraz mikrokontrolera. W połączeniu z biblioteką OneWire, programowanie staje się intuicyjne i nie wymaga szczegółowej znajomości protokołu komunikacyjnego. Dodatkową zaletą jest możliwość podłączenia wielu czujników do jednej linii danych.
Kluczem do sukcesu jest właściwy dobór trybu zasilania oraz staranne wykonanie połączeń elektrycznych. W przypadku problemów z działaniem, warto skorzystać z tabeli typowych usterek i ich rozwiązań, co pozwoli szybko przywrócić system do prawidłowej pracy.
Tagi
Udostępnij artykuł
