Sensor de temperatura impermeable DS18B20: funcionamiento y sus aplicaciones

Medir la temperatura en entornos hostiles, como almacenamiento de productos químicos, terrenos profundos y minería, no es una tarea fácil y la mayoría de los sensores de temperatura no pueden soportar condiciones ambientales y de calor extremo. Por lo tanto, los Sensor de temperatura a prueba de agua DS18B20 se utiliza, que es resistente al agua y a la humedad, y adecuado para entornos hostiles y peligrosos.

Puede medir un amplio rango de temperatura de -55 °C a 125 °C. Este artículo ofrece una breve descripción del sensor DS18B20. los alternativas a los sensores de temperatura impermeables DS18B20 son termopar, LM75, LM35DZ, TMP100, DHT11, TPA81, SHT15, D6T y DS18S20 (equivalente).

¿Qué es el sensor de temperatura a prueba de agua DS18B20?

El sensor de temperatura a prueba de agua DS18B20 es una sonda de sensor de temperatura digital precableada, de un metro de largo, sellada y a prueba de agua. Es fabricado por Dallas Semiconductor y Maxim Integrated Corporations en una versión sellada. Es fácil de usar, está bien diseñado y es conveniente para medir la temperatura en todas las condiciones ambientales.

Este es un sensor de temperatura digital de 1 cable con una precisión de 12 bits del convertidor de digital a analógico incorporado. Su principio de funcionamiento se basa en la conversión directa de temperatura a formato digital y opera en modo de potencia parásita. El funcionamiento de este sensor se basa en el protocolo de comunicación serial de 1 cable y almacena un código serial único de 64 bits.

Dado que es un sensor de temperatura digital de 1 cable, solo necesita el pin de datos y el pin GND para interactuar con el Arduino o el microcontrolador. La detección de temperatura del sensor oscila entre -55 °C y +125 °C con una precisión de ±5 °C. Es el mejor sensor de temperatura para medir el valor de la temperatura en múltiples puntos y solo requiere un pin de datos/digital del Arduino o microcontrolador para transferir los datos.

Funciona con alimentación positiva de 3V a 5,5V y consume una corriente máxima de 1mA. La principal ventaja de DS18B20 es su función de alarma. La señal de salida se puede configurar cuando los valores de temperatura alcanzan un valor de umbral alto o bajo definido por el usuario.

Configuración de pines/salida de pines:

El DS18B20 es un sensor de temperatura digital a prueba de agua de 3 pines o 3 hilos. los Configuración de clavijas del sensor de temperatura a prueba de agua DS18B20 / Diagrama de clavijas se muestra a continuación.

Pin 1: GND (tierra): Este pin o cable se refiere a la conexión a tierra de la operación en modo parásito del circuito. El cable negro del DS18B20 representa el pin de tierra.

Clavija 2: VCC: Este pin se refiere al voltaje de suministro positivo de 3 V a 5,5 V para alimentar el sensor. El cable rojo del DS18B20 representa el pin VCC.

Pin 3: DQ o DATOS: Este pin se refiere al pin de salida que puede generar el valor de temperatura digital que se puede leer usando el protocolo de interfaz de 1 cable. Se conecta al pin digital de un Arduino o microcontrolador cuando se interconecta. Alimenta el sensor cuando funciona en modo de energía parásita. El cable amarillo del DS18B20 representa el pin de datos.

Especificaciones técnicas y características:

los Especificaciones técnicas y características de la temperatura impermeable DS18B20se dan a continuación.

• Este es un exclusivo sensor de temperatura digital programable de 1 cable.
• El voltaje de funcionamiento es de 3,0 V a 5,5 V.
• Ofrece una precisión de ±5°C de -10°C a +85°C.
• El rango de temperatura de funcionamiento es de -67 °F a +257 °F o de -55 °C a +125 °C.
• La resolución seleccionable es de 9 a 12 bits.
• Utiliza un solo pin digital para la comunicación con una interfaz de 1 cable.
• Identificación única de 64 bits grabada en el chip.
• Múltiples sensores de temperatura pueden compartir un pin.
• Es un sistema de alarma de limitación de temperatura.
• Tiempo de consulta: <750ms.
• Es una interfaz de 3 cables: cable rojo para VCC, cable negro para GND y cable amarillo para DATOS.
• Está hecho de acero inoxidable con un diámetro de 6 mm y una longitud de 35 mm.
• Diámetro del cable: 4 mm o 0,16.
• Longitud del sensor: 95 cm o 37,4″.
• Sonda: 7 mm de diámetro, 26 mm de largo, 6 pies de longitud total.
• Para evitar cortocircuitos, pegamento de sellado interno y para proporcionar resistencia a la humedad y al agua, cada pasador utiliza un tubo termorretráctil.
• Utiliza un tubo encapsulado de acero inoxidable a prueba de humedad para evitar la oxidación.
• Utiliza un único bus único con un protocolo de comunicación serie de 1 hilo sin utilizar ningún otro componente externo.

Función de alarma DS18B20:

El DS18B20 contiene un circuito de alarma integrado con un zumbador y dos LED de diferentes colores (rojo y azul). Utiliza la garantía de doble sonido y un método de alarma de señalización luminosa. La temperatura detectada se compara constantemente con el umbral de temperatura establecido.

Cuando la temperatura excede el límite superior del umbral, el zumbador transmitirá una señal de alarma de alta frecuencia y el LED rojo se encenderá al mismo tiempo y dará una alarma de temperatura alta. Cuando la temperatura es inferior al límite inferior del umbral, el zumbador enviará una alarma de baja frecuencia y, al mismo tiempo, el LED azul se encenderá para dar una alarma de baja temperatura.

Diagrama de circuito/instrucciones:

La forma mejor y más fácil de detectar la temperatura es usar el sensor de temperatura a prueba de agua DS18B20. Porque no requiere ningún componente externo y funciona con el protocolo de comunicación serial de 1 hilo. Ahora veamos cómo conectar la temperatura a prueba de agua DS18B20 con Arduino para conocer el valor de la temperatura. El diagrama de circuito del sensor DS18B20 con Arduino se muestra en la siguiente figura. Los componentes requeridos son;

• La fuente de alimentación de 3,0 V a 5,5 V.
• Arduino UNO.
• Sensor de temperatura digital DS18B20 (impermeable).
• Resistencia pull-up de 4,7 kiloohmios.
• Cables de conexión.

Realice las conexiones como se muestra en el diagrama de circuito anterior. Los sensores DS18B20 pueden operar en dos modos. Ellas son,

Modo normal:

Requiere una conexión de 3 pines o 3 cables para operar el sensor en modo normal, y el pin VCC del DS18B20 está conectado a un suministro de 5V. El diagrama de circuito del sensor DS18B20 que interactúa con Arduino en modo normal se muestra en la siguiente figura.

Modo Parásito:

Requiere un pin de datos y el pin de tierra. El sensor DS18B20 recibe tensión a través de la línea de datos o el pin de datos.

Desde el circuito anterior, el pin GND del sensor está conectado al pin GND del Arduino UNO. El pin DQ/DATA del sensor está conectado al pin digital 2 del Arduino UNO para formar un bus de comunicación de un solo cable. Se conecta una resistencia pull-up de 4,7 kiloohmios desde la ruta DQ/DATA a la ruta VCC del sensor DS18B20 y el Arduino para permitir la transferencia de datos. Finalmente, para obtener energía, el pin VCC del sensor se conecta a tierra. Ya que funciona en modo de potencia parásita. Se alimenta de la línea de datos.

Para interconectar el DS18B20 con un microcontrolador, por ejemplo, tomemos Arduino, 1 cable y la temperatura de Dallas. Las funciones de la biblioteca h deben instalarse para obtener lecturas de temperatura de salida del sensor DS18B20 con comandos simples. Después de instalar la función de biblioteca, el código requerido debe cargarse en la placa Arduino UNO como se muestra a continuación.

codificado Arduino:

#comprender
#comprender

// El cable de datos se conecta al pin digital 2 del Arduino
#define ONE_WIRE_BUS 2

// Configure una instancia de un solo cable para comunicarse con cualquier dispositivo OneWire
Un cable, un cable (ONE_WIRE_BUS);

// Pasar la referencia oneWire a la biblioteca DallasTemperature
Sensores de temperatura Dallas (&oneWire);

cancelar configuración (cancelar)
{
sensores.begin(); // Inicie la biblioteca
Serie.begin(9600);
}

bucle vacío (vacío)
{
// Enviar el comando para obtener la temperatura
sensores.requestTemperatures();

//muestra la temperatura en grados Celsius
Serial.print("Temperatura: ");
Serial.print(sensores.getTempCByIndex(0));
Serial.print((char)176);//muestra los grados de los caracteres
Serial.print("C | ");

//muestra la temperatura en Fahrenheit
Serial.print((sensores.getTempCByIndex(0)*9.0)/5.0+32.0);
Serial.print((char)176);//muestra los grados de los caracteres
Serial.println("F");

retraso (500);
}

Dónde usar/Aplicaciones:

los Aplicaciones del sensor de temperatura a prueba de agua DS18B20 están enlistados debajo.

• Se utiliza para medir la temperatura en entornos hostiles como suelos, minas, soluciones químicas, etc.
• Se utiliza para medir la temperatura del líquido.
• Se utiliza en varias aplicaciones de medición de temperatura.
• Utilizado en sistemas industriales.
• Utilizado en productos de consumo.
• Controles termostáticos, termómetros y sistemas sensibles a la temperatura.

Por favor vea este enlace para Hoja de datos del sensor de temperatura a prueba de agua DS18B20.

Esta es una descripción general del sensor de temperatura a prueba de agua DS18B20. Varios sensores de temperatura digitales están disponibles en el mercado. Consulte la hoja de datos y elija el mejor sensor de temperatura que cumpla con los requisitos de su proyecto.