↑ Powrót do Systemy Wbudowane

Arduino: odczyt termometru cyfrowego

Układ DS18B20 jest cyfrowym czujnikiem temperatury produkowanym przez firmę Dallas Semiconductor. Umożliwiaja pomiar temperatury w zakresie -55 do +125 st. C z dokładnością do trzech miejsc po przecinku (12 bit). Termometr wyposażony jest przez producenta w interfejs 1-Wire, który charakteryzuje się prostą obsługą, małymi wymaganiami dotyczącymi linii transmisyjnej i możliwością równoległego łączenia urządzeń.

Z Arduino termometr DS18B20 obsłużyć można za pomocą dostarczanej standardowo biblioteki OneWire. Biblioteka ta dostarcza jednak tylko obsługę interfejsu, a nie konkretnych czujników. Można je oprogramować samodzielnie, lecz wygodniej skorzystać z biblioteki DallasTemperature, którą można pobrać ze strony autora lub stąd: DallasTemperature_372Beta. Archiwum należy rozpakować do katalogu programu w podkatalogu \libraries (np. C:/Program Files/Arduino-1.0.2/libraries/). Biblioteka musi znajdować się we własnym katalogu o nazwie bez spacji, podkreśleń, czy myślników.

Termometr podłączamy zgodnie ze schematem. Trzymając płaską powierzchnią do siebie i nóżkami w dół, lewa nóżka to masa, a prawa zasilanie. Środkowa nóżka jest sygnałowa, ale musi zostać podciągnieta do zasilania przez rezystor 4,7kΩ (lub podobnie, równie dobrze mogą to być 2 równolegle połączone 10kΩ).

Trzy przewody a 1-Wire? Otóż zwykło się nie liczyć masy jako przewodu (jak w rowerach z dynamem) a dostarczanie osobnego zasilania ze sterownika nie jest potrzebne – wystarczy kondensator przy czujniku (w niektórych jest wbudowany) i podciągnięcie zasilania do linii sygnałowej.

Arduino i termometr Dallas DS18B20

Arduino i termometr Dallas DS18B20 (rys. RJT)

Odczyt temperatury z jednego czujnika

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>

// Data wire is plugged into pin 7 on the Arduino
#define ONE_WIRE_BUS 7

// Setup a oneWire instance to communicate with ANY OneWire devices
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);

// Set oneWire reference to Dallas Temperature sensor.
DallasTemperature sensors(&oneWire);

void setup(void)
{
Serial.begin(9600);
sensors.begin();
}
void loop(void)
{
sensors.requestTemperatures();
Serial.println("");
delay(500);
Serial.print("Sensor 1: ");
Serial.println(sensors.getTempCByIndex(0)); \\ first founded sensor have Index 0
}

Odczyt z kilku czujników

Odczyt wartości z kilku czujników można zrealizować na kilka sposobów. Pierwszy z nich polega na odczycie wg indeksów nadawanych przy inicjalizacji magistrali, wykorzystując funkcję getTempCByIndex(m), gdzie m jest kolejnym numerem czujnika w zakresie od zero do (n-1).

1
2
3
4
5
6
7
// fragment kodu
// piece of code
Serial.println("Sensor 1: ");
Serial.println(sensors.getTempCByIndex(0));
delay(500);
Serial.println("Sensor 2: ");
Serial.println(sensors.getTempCByIndex(1));

Drugą metodą, bardziej sensowną z punktu eksploatacji projektowanych urządzeń jest wykorzystanie unikatowego adresu każdego z urządzeń magistrali 1-Wire, zapamiętanie ich w tablicy i odczytywanie wartości z kolejnych czujników poprzez wskazanie ich po adresie. Adresy urządzeń można uzyskać korzystając z polecenia ds.search(addr). Typ urządzenia można rozpoznać po najbardziej znaczących bajtach adresu (podobnież, sześć pierwszych bajtów adresu MAC kart sieciowych jest przypisanych do producenta) – dla czujnika Dallas DS18B20 jest to 0x28.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
#include <OneWire.h>

// DS18S20 Temperature chip i/o
OneWire ds(7); // on pin 7

void setup(void) {
// initialize inputs/outputs
// start serial port
Serial.begin(9600);
}

void loop(void) {
byte i;
byte present = 0;
byte data[12];
byte addr[8];

if ( !ds.search(addr)) {
Serial.print("No more addresses.\n");
ds.reset_search();
return;
}

Serial.print("R=");
for( i = 0; i &lt; 8; i++) {
Serial.print(addr[i], HEX);
Serial.print(" ");
}

if ( OneWire::crc8( addr, 7) != addr[7]) {
Serial.print("CRC is not valid!\n");
return;
}

if ( addr[0] == 0x10) {
Serial.print("Device is a DS18S20 family device.\n");
}
else if ( addr[0] == 0x28) {
Serial.print("Device is a DS18B20 family device.\n");
}
else {
Serial.print("Device family is not recognized: 0x");
Serial.println(addr[0],HEX);
return;
}

ds.reset();
ds.select(addr);
ds.write(0x44,1); // start conversion, with parasite power on at the end

delay(1000); // maybe 750ms is enough, maybe not
// we might do a ds.depower() here, but the reset will take care of it.

present = ds.reset();
ds.select(addr);
ds.write(0xBE); // Read Scratchpad

Serial.print("P=");
Serial.print(present,HEX);
Serial.print(" ");
for ( i = 0; i &lt; 9; i++) { // we need 9 bytes
data[i] = ds.read();
Serial.print(data[i], HEX);
Serial.print(" ");
}
Serial.print(" CRC=");
Serial.print( OneWire::crc8( data, 8), HEX);
Serial.println();
}

[important]Treść tego artykułu wraz z ilustracjami udostępniam na licencji Public Domain.[/important]