DS18B20 ડિજિટલ તાપમાન સેન્સર માટે અંતિમ માર્ગદર્શિકા
2024-04-19 3987

DS18B20 એ સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા ડિજિટલ તાપમાન સેન્સર છે.તે ડિજિટલ સિગ્નલ આઉટપુટ કરે છે અને તેમાં નાના કદ, ઓછા હાર્ડવેર ઓવરહેડ, મજબૂત એન્ટિ-દખલ ક્ષમતા અને ઉચ્ચ ચોકસાઇની લાક્ષણિકતાઓ છે.આ લેખમાં, અમે માળખું, લાક્ષણિકતાઓ, કાર્યકારી સિદ્ધાંત, પિન ગોઠવણી વગેરેના પાસાઓમાંથી એક પછી એક DS18B20 સેન્સર રજૂ કરીશું.

DS18B20 "સિંગલ બસ" ઇન્ટરફેસને ટેકો આપવા માટે યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં ડલ્લાસ સેમિકન્ડક્ટર દ્વારા ઉત્પાદિત પ્રથમ તાપમાન સેન્સર છે.તેમાં ઓછો વીજ વપરાશ, મજબૂત દખલ કરવાની ક્ષમતા, પ્રોસેસરના ફાયદાઓ સાથે મેળ ખાવા માટે સરળ છે, તાપમાન સીધા લાઇન દ્વારા ડિજિટલ સિગ્નલમાં ફેરવી શકાય છે.ડીએસ 18 બી 20 1-વાયર કમ્યુનિકેશનનો ઉપયોગ કરીને જે ફક્ત ડેટા લાઇન (અને ગ્રાઉન્ડ) અને માઇક્રોકન્ટ્રોલર કમ્યુનિકેશન છે.સેન્સરમાં તાપમાન શોધવાની શ્રેણી -55 ° સે થી 125 ° સે હોય છે અને જ્યારે તાપમાનની શ્રેણી -10 ° સે થી 85 ° સે કરતા વધારે હોય ત્યારે +-0.5 ° સે ની ચોકસાઈ પણ હોય છે.વધુમાં, DS18B20 બાહ્ય વીજ પુરવઠાની જરૂરિયાત વિના સીધા ડેટા લાઇનથી સંચાલિત થઈ શકે છે.

પરંપરાગત થર્મિસ્ટર્સથી વિપરીત, તે બાહ્ય દખલને અસરકારક રીતે ઘટાડવા અને માપનની ચોકસાઈ સુધારવા માટે એક બસ તકનીકનો ઉપયોગ કરે છે.તે જ સમયે, તે સીધા માપેલા તાપમાનને માઇક્રોકોમ્પ્યુટર પ્રોસેસિંગ માટે સીરીયલ ડિજિટલ સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે, ડેટા ટ્રાન્સમિશનને સરળ ઇન્ટરફેસ દ્વારા સરળ બનાવે છે.

- DS18B20+

- DS18B20+ટી એન્ડ આર

- DS1821C+

સેન્સર મુખ્યત્વે 4 વખત બનેલું છે, જે 64-બીટ રોમ, તાપમાન સેન્સર, નોન-વોલેટાઇલ તાપમાન એલાર્મ ટ્રિગર ટીએમ અને રૂપરેખાંકન રજિસ્ટર છે.આરઓમાં 64-બીટ સીરીયલ નંબર ફેક્ટરી છોડતા પહેલા ફોટો-કોતરવામાં આવે છે.તેને DS18E20 ના સરનામાં સીરીયલ નંબર તરીકે ગણી શકાય.દરેક DS18E20 ની 64-બીટ સીરીયલ સંખ્યા અલગ છે.64-બીટ રોમનો ચક્રીય રીડન્ડન્સી ચેક કોડ (સીઆરસી = કે ~ 8+x ~ 5+x ~ 4+1).રોમનું કાર્ય દરેક DS18B20 ને અલગ બનાવવાનું છે, જેથી બહુવિધ DS18B20 એક બસ સાથે કનેક્ટ થઈ શકે.

ડીએસ 18 બી 20 સંદેશાવ્યવહાર માટે સિંગલ-વાયર ટ્રાન્સમિશન પ્રોટોકોલ (1-વાયર) નો ઉપયોગ કરે છે.આ પ્રોટોકોલ DS18B20 ને ડેટા ટ્રાન્સમિશન અને પાવર સપ્લાય માટે ફક્ત એક ડેટા કેબલ સાથે વાતચીત કરવાની મંજૂરી આપે છે.

સેન્સર તાપમાન -55 ° સે થી 125 ° સે તાપમાનની શ્રેણીને માપી શકે છે, જે તેને તાપમાન મોનિટરિંગ આવશ્યકતાઓની વિશાળ શ્રેણી માટે યોગ્ય બનાવે છે.

1-વાયર બસ સાથે, અમે મલ્ટિ-પોઇન્ટ તાપમાનના માપન માટે બહુવિધ DS18B20 સેન્સરને કનેક્ટ કરી શકીએ છીએ.

દરેક ડીએસ 18 બી 20 સેન્સરમાં એક અનન્ય 64-બીટ હાર્ડવેર સરનામું હોય છે, જે ઉત્પાદન પ્રક્રિયા દરમિયાન ઉત્પાદક દ્વારા આપમેળે સોંપવામાં આવે છે.આ 64-બીટ હાર્ડવેર સરનામું સેન્સરના મોડેલ નંબર, ઉત્પાદન તારીખ અને સીરીયલ નંબર સાથે સંકળાયેલું છે, તેથી દરેક સેન્સરની પોતાની અનન્ય ઓળખ હોય છે.આ 64-બીટ હાર્ડવેર સરનામાં સાથે, સેન્સરને વ્યક્તિગત રૂપે ઓળખી અને તેની સાથે વાતચીત કરી શકાય છે.

DS18B20 ડિજિટલ તાપમાન મૂલ્યોને આઉટપુટ કરે છે, જે એનાલોગ સિગ્નલ રૂપાંતરની જરૂરિયાત વિના સીધા ડિજિટલ સિસ્ટમો સાથે એકીકૃત થઈ શકે છે.

ડીએસ 18 બી 20 સેન્સરમાં મહત્તમ ± 0.5 ° સે તાપમાનને માપવાની ક્ષમતા છે, જે તેને ઉચ્ચ ચોકસાઈની જરૂર હોય તેવા એપ્લિકેશન દૃશ્યો માટે યોગ્ય બનાવે છે.

સેન્સર 3 વી થી 5.5 વીની સપ્લાય વોલ્ટેજ રેન્જથી કાર્ય કરે છે. તેનો ઓછો વીજ વપરાશ તેને દૃશ્યો માટે આદર્શ બનાવે છે જેને લાંબા સમય સુધી સતત તાપમાનની દેખરેખની જરૂર હોય છે.આ સેન્સરનો વીજ વપરાશ એટલો ઓછો છે કે તે પ્રભાવમાં કોઈ અધોગતિ વિના લાંબા સમય સુધી કામ કરી શકે છે.

DS18B20 ના વાંચન અને લેખન સમય અને તાપમાન માપન સિદ્ધાંત DS1820 ની જેમ જ છે, પરંતુ પ્રાપ્ત તાપમાન મૂલ્યના અંકોની સંખ્યા વિવિધ ઠરાવોને કારણે અલગ છે.DS1820 ની તુલનામાં, DS18B20 નો તાપમાન રૂપાંતર વિલંબનો સમય 2 સેકંડથી 750 મિલિસેકન્ડ સુધી ટૂંકાવી દેવામાં આવે છે.તાપમાનના ગુણાંક સ્ફટિક ઓસિલેટરનો ઓસિલેશન રેટ તાપમાનમાં ફેરફાર સાથે નોંધપાત્ર રીતે બદલાય છે, અને જનરેટેડ સિગ્નલનો ઉપયોગ કાઉન્ટર 1 ના પલ્સ ઇનપુટ તરીકે થાય છે અને તાપમાન રજિસ્ટર -55 ° સે સંબંધિત બેઝ વેલ્યુની પ્રીસેટ છે.કાઉન્ટર 1 નીચા તાપમાને ગુણાંકના સ્ફટિક ઓસિલેટર દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ પલ્સ સિગ્નલની ગણતરી કરે છે.જ્યારે કાઉન્ટર 1 નું પ્રીસેટ મૂલ્ય 0 થઈ જાય છે, ત્યારે તાપમાન રજિસ્ટરનું મૂલ્ય 1 દ્વારા વધશે, કાઉન્ટર 1 નું પ્રીસેટ મૂલ્ય ફરીથી લોડ કરવામાં આવશે, અને કાઉન્ટર 1 નીચા તાપમાનના ગુણાંક સ્ફટિક ઓસિલેટર દ્વારા પેદા થતી પલ્સ સંકેતોની ગણતરીને ફરીથી પ્રારંભ કરશે.કાઉન્ટર 2 ની ગણતરી સુધી આ પ્રક્રિયા ચાલુ રહેશે, તે સમયે તાપમાન રજિસ્ટર મૂલ્યનું સંચય બંધ થશે.અંતે, તાપમાન રજિસ્ટરમાં મૂલ્ય એ માપેલ તાપમાન છે.

ઉપરનાં ચિત્રો DS18B20 નું પ્રતીક, ફૂટપ્રિન્ટ અને પિન ગોઠવણી છે.

DS18B20 ની ડ્રાઇવિંગ પ્રક્રિયા મુખ્યત્વે 1-વાયર બસ સિસ્ટમ પર આધાર રાખે છે.આ બસ સિસ્ટમ એક બસ માસ્ટરને એક અથવા વધુ ગુલામ ઉપકરણોને નિયંત્રિત કરવાની મંજૂરી આપે છે.આ કિસ્સામાં, અમારું એમસીયુ માસ્ટર તરીકે કાર્ય કરે છે અને DS18B20 હંમેશાં ગુલામ તરીકે કાર્ય કરે છે.1-વાયર બસ સિસ્ટમમાં, બધા આદેશો અને ડેટા પ્રથમ લો-ઓર્ડર બીટના સિદ્ધાંત અનુસાર મોકલવામાં આવે છે.

1-વાયર બસ સિસ્ટમ્સ ફક્ત એક ડેટા લાઇનનો ઉપયોગ કરે છે અને લગભગ 5KΩ ના બાહ્ય પુલ-અપ રેઝિસ્ટરની જરૂર છે.તેથી, ન વપરાયેલ સ્થિતિમાં, ડેટા લાઇન પરનું સ્તર વધારે છે.દરેક ઉપકરણ (ભલે માસ્ટર અથવા ગુલામ) ઓપન-ડ્રેઇન અથવા 3-સ્ટેટ ગેટ પિન દ્વારા ડેટા લાઇનથી જોડાયેલ હોય છે.આ ડિઝાઇન દરેક ઉપકરણને ડેટા લાઇનને "ફ્રી અપ" કરવાની મંજૂરી આપે છે જેથી જ્યારે કોઈ ઉપકરણ ડેટા ટ્રાન્સમિટ કરતું નથી, ત્યારે અન્ય ઉપકરણો ડેટા લાઇનનો અસરકારક રીતે ઉપયોગ કરી શકે છે.ડીએસ 18 બી 20 નો 1-વાયર બસ ઇન્ટરફેસ (ડીક્યુ પિન) તેના આંતરિક સર્કિટના ખુલ્લા ડ્રેઇન સર્કિટથી બનેલો છે.તેનું હાર્ડવેર ગોઠવણી નીચેની આકૃતિમાં બતાવવામાં આવ્યું છે:

DS18B20 ડ્રાઇવરને લાગુ કરવા માટે ત્રણ મુખ્ય પગલાં છે:

એક પગલું: DS18B20 પ્રારંભ કરો;

પગલું બે: રોમ આદેશ (કોઈપણ ડેટા વિનિમય વિનંતી દ્વારા અનુસરવામાં);

પગલું ત્રણ: DS18B20 ફંક્શન આદેશ (કોઈપણ ડેટા વિનિમય વિનંતી દ્વારા અનુસરવામાં);

DS18B20 ની દરેક access ક્સેસએ આ પગલાંને અનુસરવું આવશ્યક છે.જો આમાંથી કોઈ પણ પગલા ગુમ થયેલ છે અથવા કરવામાં આવ્યું નથી, તો DS18B20 જવાબ આપશે નહીં.

તેની અપવાદરૂપ ચોકસાઇને કારણે, સેન્સર વારંવાર વૈજ્ .ાનિક સંશોધન પ્રયોગોમાં કાર્યરત છે, ખાસ કરીને તાપમાનના ચોક્કસ માપનની આવશ્યકતા.

ડીએસ 18 બી 20 સેન્સર કોલ્ડ ચેઇન લોજિસ્ટિક્સમાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે.તેનો ઉપયોગ પરિવહન પ્રક્રિયા દરમ્યાન માલના તાપમાનને મોનિટર કરવા માટે થાય છે, તાપમાન-સંવેદનશીલ માલની ગુણવત્તા અને સલામતીની ખાતરી કરે છે.

ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં તાપમાનનું નિરીક્ષણ કરતી વખતે, સેન્સર કંપનીઓને સાધનો અને પ્રક્રિયાઓ યોગ્ય તાપમાનની સ્થિતિમાં છે તેની ખાતરી કરવા માટે સાધનોની કામગીરીની સ્થિતિને વાસ્તવિક સમયમાં રાખવામાં મદદ કરી શકે છે, જે બદલામાં ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતા અને ગુણવત્તામાં સુધારો કરે છે.

ઇલેક્ટ્રોનિક સાધનોમાં, ડીએસ 18 બી 20 સેન્સરનો ઉપયોગ વ્યક્તિગત ઘટકોના તાપમાનને મોનિટર કરવા માટે કરી શકાય છે, સમયસર રીતે તાપમાનની વિસંગતતાઓને શોધી કા, ે છે, આમ ઉચ્ચ તાપમાનને કારણે ઉપકરણોને નુકસાન અને ડેટાની ખોટ જેવી સમસ્યાઓ ટાળે છે.

એમ્બેડેડ સિસ્ટમ્સ અને આઇઓટી ડિવાઇસેસ માટે રચાયેલ, આ સેન્સર માઇક્રોકોન્ટ્રોલર્સ અથવા રાસ્પબેરી પી જેવા ઉપકરણોથી કનેક્ટ કરીને રિમોટ તાપમાન મોનિટરિંગ અને ડેટા સંગ્રહને સરળ બનાવે છે.

આ ઉપરાંત, સેન્સરનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે તાપમાન નિયંત્રણ સિસ્ટમ્સ, જેમ કે થર્મોસ્ટેટ્સ, ગ્રીનહાઉસ નિયંત્રણ સિસ્ટમ્સ, એર કન્ડીશનીંગ સિસ્ટમ્સ અને તેથી વધુની અનુભૂતિ માટે થાય છે.DS18B20 સેન્સરનો ઉપયોગ કરીને, આ સિસ્ટમો સિસ્ટમના યોગ્ય કામગીરીને સુનિશ્ચિત કરવા માટે જરૂરી તાપમાન નિયંત્રણ પ્રદાન કરી શકે છે.

DS18B20 એ 12 બીટ એડીસીમાં બિલ્ટ સાથેનો એક નાનો તાપમાન સેન્સર છે.તે સરળતાથી અરડિનો ડિજિટલ ઇનપુટ સાથે કનેક્ટ થઈ શકે છે.સેન્સર એક-વાયર બસ ઉપર વાતચીત કરે છે અને વધારાના ઘટકોની રીતે થોડી જરૂર પડે છે.

DS18B20 ની મુખ્ય કાર્યક્ષમતા એ તેનું સીધું-ડિજિટલ તાપમાન સેન્સર છે.

DS18B20 એ યોગ્ય તાપમાનને આઉટપુટ કરવા માટે ફેક્ટરી કેલિબ્રેટ કરવામાં આવે છે.એલએમ 35 એ વોલ્ટેજ (તાપમાન નહીં) માટે ફેક્ટરી કેલિબ્રેટેડ છે, અને આર્ડિનોએ આને તાપમાનમાં રૂપાંતરિત કરવું પડશે.

DS18B20 ડિજિટલ થર્મલ સેન્સર એકદમ સચોટ છે અને તેને ચલાવવા માટે કોઈપણ બાહ્ય ઘટકોની જરૂર નથી.તે -55 ° સે થી +125 ° સે થી તાપમાનને ± 0,5 ° સે માપનની ચોકસાઈ સાથે માપી શકે છે.