Шина датчиков на arduino

arduinoLab

Датчик температуры DS18B20, подключение к Arduino.

Подробно про датчики температуры DS18B20 и работу с библиотекой DallasTemperature.

Характеристики датчика:

  • Диапазон температур: –55 … 125°C ±2.0, –10 … 85°C ±0.5
  • Разрешение: от 9 до 12 Бит, до 0.0625 °C
  • Напряжение питания: от 3.0 В до 5.5 В. Возможно фантомное питание (питание по линии данных)
  • Связь по 1-Wire. Каждый датчик имеет уникальный 64 битный серийный номер, по которому происходит общение с датчиком на шине.
  • Тревожный сигнал, передает адрес датчика, если температуры вышла за заданные пределы.

Схема подключения датчиков:

Назначение выводов:

Также существует герметичная версия DS18B20, в таких датчиках смотрим на цвета проводов.

PIN Цвет TO-92 8-PIN SOIC ОПИСАНИЕ
GND Черный 1 5 Масса
DQ Желтый, Белый или Синий 2 4 Линия данных интерфейса 1-Wire.
VDD Красный 3 3 Вход внешнего питания.

Подключение одного датчика:

Датчик (ногу DQ) можно подключать на любой свободный выход arduino, в данном случаи датчик подключен к аналоговому А1 (он же 15 цифровой). В коде, при необходимости, можно задать любой другой, на котором будет сконфигурирована шина 1-Wire.

Также необходимо притянуть линию данных к питанию резистором на 4,7к. Питание у датчика 5 вольт.

Подключение нескольких датчиков:

Дополнительные датчики подключаются параллельно.

Подключение датчика с фантомным питанием:

Не рекомендуется, без крайней необходимости подключать датчик подобным образом, это плохо сказывается на быстродействии и стабильности работы датчика.

Для работы с датчиками необходима библиотека OneWire, скачать можно тут или тут, благодаря которой можно работать со всей линейкой устройств от Maxim/Dallas с однопроводной шиной (1-Wire), включая DS18B20.

Также, для удобства работы с датчиками DS18B20, рекомендуется использовать библиотеку DallasTemperature, особенно если датчиков на шине несколько, можно скачать тут или тут, она работает поверх библиотеки OneWire. Библиотека обширная, возможно будет тяжела для освоения начинающим, особенно по примерам из комплекта.

Пример работы с одним датчиком, без DallasTemperature:

Открываем пример DS18x20_Temperature.pde из библиотеки OneWire.

Далее в 10 строке указываем пин к которому подключен датчик, изначально там указан 10 пин, а в нашем случаи это A1, то есть, меняем «OneWire ds(10);» на «OneWire ds(A1);» и загружаем в arduino. Открываем «монитор порта» в мониторе каждую секунду приходят следующие данные.

ROM = 28 A8 3E F9 5 0 0 12 — Адрес датчика на шине в HEX формате.
Chip = DS18B20 — Тип датчика, вычисляется из адреса датчика.
Data = 1 C0 1 4B 46 3F FF 10 10 6F CRC=6F — Данные о температуре в HEX формате.
Temperature = 28.00 Celsius, 82.40 Fahrenheit — Температура в двух системах.

Алгоритм получения данных с датчика:

Получение температуры в примере DS18x20_Temperature.pde, происходит в три этапа.

Первым нужно узнать адрес датчика на шине и подключен ли он вообще,

за это отвечает код выше и функция ds.search(addr), которая, если найдет устройство, положит его адрес в массив addr. Можно эту процедуру опустить, если адрес датчика заранее известен.

Вторым отправляется команда на датчик, чтобы он прочитал температуру и положил данные в регистр.

на это датчику требуется относительно много времени, порядка 750мс.

Третьем даем команду на чтение данных из регистра и в цикле считываем ответ в массив

и попутно отправляем его в «монитор порта» для отладки, ниже конвертируем в привычные нам Цельсии или Фаренгейты.

Пример целиком, на всякий случай

Работа с библиотекой DallasTemperature:

Получать температуру с датчиков библиотекой DallasTemperature можно разными методами, у каждого метода есть свои особенности, но по порядку.

Работа с датчиками по индексу:

Родными примерами из библиотеки пользоваться не будем, разберем упрощенную версию, что ниже. Датчик температуры все также подключен ко входу А1.

Пример крайне упрощен и по сути не отличается от кода из примера «DS18x20_Temperature.pde» библиотеки OneWire.

При инициализации просиходит поиск устройств на шине и каждому устройству назначается свой «индекс» по номеру которого, функцией getTempCByIndex(0), можно достать температуру из датчика. Перед считыванием нужно вызвать функцию requestTemperatures() которая дает команды на подключенные датчики считать температуру и положить её в регистр для считвания.

Метод не стабилен при работе с несколькими датчиками, ибо если будут проблемы с обнаружением одного из нескольких датчиков на шине, индексы перестроятся и будем получать ошибочные показания. Также такой метод, не всегда имеет смысл использовать при работе с одним датчиком, зачем использовать тяжелую библиотеку, если достаточно одной функции в коде?

Еще один пример работы с датчиками по индексу, этот пример использоватся в видео. Он отправляет в «монитор порта» температуру со всех подключенных датчиков. Для получения количества подключенных датчиков, вызывается функция getDeviceCount(), которая возвращает значение в переменную qty. В loop, также даем команду датчикам, вызывая функцию requestTemperatures(), а ниже, в цикле for, используя количество подключенных датчиков, отпраляем в монитор порта температуру со всех подключенных датчиков.

Работа с датчиками по ID:

В данном случаи обращаемся к датчику не по назначенному библиотекой «индексу», а по серийному номеру датчика, заданного в коде,

и в данном случаи мы исключаем возможность считать температуру с неправельного датчика, но нужно зарание задать серийный номер. Если задавать его в коде, то устройство будет привязано к конкретному датчику, что осложнит замену датчика при его неисправности.

В коде объяевленны два массива sensor1 и sensor2 в которых хранятся 8 битный серийный номер датчика. В loop после вызова функции requestTemperatures() считываем температуру функцией getTempC(sensor1) передавая ей массив с серийным номером датчика, функция возвращает значение температуры с датчика, которую отправляем в «монитор порта», в случаи если датчика с таким серийным номером на шине не окажится, функция вернет -127.0

Еще один пример из видео, работающий по такому принципу ниже. Он отображает полученную температуру с датчика на LCD сшилде.

Работа с ID:

И заключительный простой пример, в данном случаи, при включении микроконтроллера и всего прочего, вызываем функцию getDeviceCount() которая возвращает количество найденых датчиков на шине, это количество отправляем в «монитор порта» но правельее сделать проверку на наличие датчиков и остановку устройства если датчики не найдены.

Следом вызываем функцию getAddress(sensor0, 0), в функцию передаем массив sensor0 который в нашем случаи объявлен в 7 строке кода и индекс датчика, адрес которого функция присвоит в sensor0.

Следом, в цикле for отправляем в монитор порта содержимое массива sensor0, в котором должен содержатся серийный номер датчика, если все прошло успешно

В функции setResolution(sensor0, 11) устанавливаем разрешение получаемой с датчика sensor0 температуры по его серийному номеру, может быть 9, 10, 11, 12 бит, данный параметр не влияет на точность датчика.

в loop, как и в примере выше, отправляем значение температуры с датчика в «монитор порта» по серийному номеру

Зачем нужен этот пример? если с таким же успехом, можно написать ds.getTempCByIndex(0), с одним датчиком так и нужно, а если их много? серийный номер датчика можно записать в EEPROM с привязкой к конкретной задачи, отслеживать получение верных данных с конкретного датчика, все это повышает надежность устройства.

Купить DS18B20:

можно на али, тут, в герметичном исполнении тут.

Видео:

Источник

Взаимодействие нескольких DS18B20, цифровых датчиков температуры, с Arduino

Одним из самых больших преимуществ датчиков температуры DS18B20 является то, что на одной шине 1-Wire могут сосуществовать несколько таких датчиков. Поскольку каждый DS18B20 имеет уникальный 64-битный последовательный код, зашитый на заводе, их легко отличать друг от друга.

Взаимодействие с несколькими DS18B20, цифровыми датчиками температуры, с Arduino

В следующем руководстве показано, как подключить несколько датчиков DS18B20 к одной шине и получать показания температуры от каждого из них. Эта функция может быть огромным преимуществом, если вы хотите управлять несколькими датчиками DS18B20, распределенными по большой площади.

Это может показаться пугающим, но, прежде чем углубляться в это руководство, вы должны быть знакомы с основами работы с однопроводными датчиками температуры DS18B20. Если вы не знакомы с ними, посмотрите следующую статью:

А теперь, без дальнейших задержек, давайте подключим датчики DS18B20 к нашей плате Arduino.

Подключение нескольких датчиков DS18B20 к Arduino

Подключение довольно простое.

Начните с подключения всех датчиков DS18B20 параллельно, то есть объединения всех выводов VDD, выводов GND и сигнальных выводов. Затем подключите шину VDD к выходу 5V на Arduino, GND к выводу земли Arduino, и подключите сигнальные выводы к цифровому выводу 2 на Arduino.

Затем, чтобы обеспечить стабильную передачу данных, вам нужно добавить один подтягивающий резистор 4,7 кОм для всей шины между сигнальными выводами и выводами питания (внутренние подтягивающие резисторы на ардуино не работают).

Рисунок 1 – Подключение нескольких датчиков температуры DS18B20 с Arduino

Установка библиотеки для DS18B20

Протокол Dallas 1-Wire несколько сложен и требует много кода для парсинга связи. Чтобы скрыть эту ненужную сложность, мы установим библиотеку DallasTemperature.h, чтобы мы могли выполнять простые команды для получения показаний температуры от датчика.

Чтобы установить библиотеку, перейдите в раздел «Скетч»→ «Подключить библиотеку» → «Управление библиотеками…». Подождите, пока менеджер библиотеки загрузит индекс библиотек и обновит список установленных библиотек.

Рисунок 2 – Установка библиотеки Arduino – выбор управления библиотеками в Arduino IDE

Чтобы отфильтровать результаты поиска, введите « ds18b20 ». Там должна быть пара записей. Ищите DallasTemperature от Miles Burton. Нажмите на эту запись, а затем выберите Установка.

Рисунок 3 – Установка библиотеки DallasTemperature в Arduino IDE

Эта библиотека DallasTemperature является аппаратно-зависимой библиотекой, которая обрабатывает функции более низкого уровня. Она должна быть связана с библиотекой OneWire для связи с любым устройством 1-Wire, а не только с DS18B20. Установите и эту библиотеку.

Рисунок 4 – Установка библиотеки OneWire в Arduino IDE

Способ 1: чтение показаний DS18B20 по индексу

В этом методе библиотека Dallas Temperature при инициализации обнаруживает все датчики, использующие одну шину. Она рассматривает всю шину как массив датчиков и присваивает им индексы. Поэтому мы можем точно выбрать каждый датчик по его индексу и прочитать показания температуры.

Вывод вышеприведенного скетча выглядит так:

Рисунок 5 – Вывод показаний нескольких датчиков DS18B20 индексным методом

Объяснение кода

Скетч начинается с включения библиотек, объявления вывода, к которому подключена шина датчиков, и создания объекта библиотеки DallasTemperature .

В настроечной части кода мы сначала вызываем функцию begin() . Она инициализирует шину и обнаруживает все DS18B20, присутствующие на ней. Затем каждому датчику присваивается индекс и устанавливается разрешение в 12 бит.

Затем мы вызываем функцию getDeviceCount() , чтобы получить количество устройств, найденных на шине.

В циклической части кода мы используем функцию requestTemperatures() , чтобы отправить команду всем датчикам для преобразования температуры.

Теперь, используя простой цикл for(int i = 0; i , мы можем перебирать массив датчиков и считывать температуру DS18B20 по индексу i , просто вызывая getTempCByIndex(i) .

Способ 2: чтение датчика DS18B20 по адресу

Мы знаем, что каждому DS18B20 назначен уникальный 64-битный адрес, чтобы отличать их друг от друга. В этом методе мы найдем этот адрес для соответствующей маркировки каждого датчика. Затем этот адрес можно использовать для считывания каждого датчика в отдельности.

Поиск адресов датчиков DS18B20s на шине

Следующий скетч обнаруживает все DS18B20, присутствующие на шине, и печатает их адреса на 1-Wire в монитор последовательного порта.

Вы можете подключать только один датчик за раз, чтобы определить его адрес (или последовательно добавлять по одному новому датчику, чтобы вы могли идентифицировать каждый из них по его адресу). Затем вы можете пометить каждый датчик.

Теперь откройте монитор последовательного порта. Вы должны получить что-то подобное:

Рисунок 6 – Нахождение адресов 1-Wire всех датчиков DS18B20 на шине

Скопируйте все адреса, так как они нам понадобятся в следующем скетче.

Чтение показаний датчиков DS18B20 по адресу

Следующий скетч считывает температуру датчиков DS18B20 по их адресам. Прежде чем приступить к загрузке скетча, вам нужно изменить адреса датчиков DS18B20 на те, которые вы определили в предыдущем скетче.

Вывод вышеприведенного эскиза выглядит так

Рисунок 7 – Вывод показаний нескольких датчиков DS18B20 методом адреса

Объяснение кода

Как обычно, скетч начинается с включения библиотек, объявления вывода, к которому подключена шина датчиков, и создания объекта библиотеки DallasTemperature .

Далее мы вводим адреса, которые были найдены ранее для каждого датчика температуры. В нашем случае имеем следующее.

Во фрагменте настройки мы инициализируем библиотеку путем вызова функции begin() и инициализируем последовательную связь с ПК.

В цикле мы просто посылаем команду всем датчикам для преобразования температуры, используя функцию requestTemperatures() .

Затем, чтобы напечатать температуру датчика, мы вызываем пользовательскую функцию printTemperature(DeviceAddress deviceAddress) , для которой deviceAddress передается в качестве параметра.

Вышеприведенная функция просто вызывает библиотечные функции getTempC(deviceAddress) для отображения температуры в градусах Цельсия и DallasTemperature::toFahrenheit() для отображения температуры в градусах Фаренгейта.

На сайте работает сервис комментирования DISQUS, который позволяет вам оставлять комментарии на множестве сайтов, имея лишь один аккаунт на Disqus.com.

В случае комментирования в качестве гостя (без регистрации на disqus.com) для публикации комментария требуется время на премодерацию.

Ясен пень тоже самое, но без функций и лишних печатей. Вы этим уроком что хотели преподнести? Как функции работают или как датчики подключать. Уроки для начинающих? Надо думать как начинающий. Нахрена туда пихать лишнее. Кое как разобрался в вашей писанине. Проще надо быть и люди потянутся.

Что именно усложнено? Какие циклы?
Вы переписали всё то же самое, но без отдельной функции печати температуры в градусах Цельсия и Фаренгейта с символами градусов ‘°’.

Трындец всё как сложно запутываете нет чтобы тремя простыми словами нет надо циклы мутить запутанные.

#include
#include
#define ONE_WIRE_BUS 2

OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
DallasTemperature sensors(&oneWire);

void setup(void)
<
Serial.begin(115200);
sensors.begin();
>

void loop(void)
<
sensors.requestTemperatures();
Serial.print(«температура»);
Serial.print(sensors.getTempC(sensor1));
Serial.print(«температура»);
Serial.print(sensors.getTempC(sensor2));
Serial.print(«температура»);
Serial.print(sensors.getTempC(sensor3));
delay(1000);
>

И всё. Чё усложнять?

Здравствуйте. Подскажите, пожалуйста, в каком порядке датчикам присваиваются индексы? Могут ли одни и те же датчики получать разные индексы? Спасибо.

Источник

Adblock
detector