سنسور دما DS18B20

سنجش دما جنبه مهمی از کاربردهای بی‌شماری از سیستم‌های کنترل آب و هوا گرفته تا فرآیندهای صنعتی است. در میان طیف متنوعی از سنسورهای دما، DS18B20 به دلیل دقت، تطبیق پذیری و سهولت استفاده متمایز است و در پروژه های اینترنت اشیا کاربرد زیادی دارد . در این مقاله، ویژگی ها، عملکرد و کاربردهای سنسور دمای DS18B20 را بررسی خواهیم کرد.

آشنایی با سنسور دما DS18B20:

DS18B20 یک سنسور دما دیجیتال است که توسط Maxim Integrated ساخته شده است. این پروتکل از پروتکل ارتباطی 1-Wire استفاده می کند و به چندین سنسور اجازه می دهد تا به یک خط داده واحد متصل شوند. DS18B20 با دقت بالا، محدوده دمایی وسیع و ضریب فرم فشرده، به یک انتخاب محبوب برای کاربردهای سنجش دما در صنایع مختلف تبدیل شده است.

ویژگی های سنسور دما DS18B20:

دقت بالا:

سنسور دما DS18B20 دقت اندازه گیری دمای بالا 0.5± درجه سانتی گراد را در محدوده -10 درجه سانتی گراد تا +85 درجه سانتی گراد ارائه می دهد.

محدوده دمای گسترده:

سنسور دما DS18B20 می تواند دماهای بین -55 درجه سانتیگراد تا +125 درجه سانتیگراد را اندازه گیری کند که آن را برای هر دو محیط گرم و سرد مناسب می کند.

خروجی دیجیتال:

DS18B20 خوانش دما را در فرمت دیجیتال ارائه می دهد و رابط با میکروکنترلرها و مدارهای دیجیتال را ساده می کند.

رزولوشن قابل برنامه ریزی:

به کاربران امکان می دهد وضوح خوانش دما را از 9 تا 12 بیت انتخاب کنند، که انعطاف پذیری در تعادل دقت و زمان پاسخ را ارائه می دهد.

رابط Single-Wire:

سنسور دما DS18B20 از پروتکل ارتباطی 1-Wire استفاده می کند که امکان اتصال چندین سنسور را به یک خط داده واحد می دهد و پیچیدگی سیم کشی را کاهش می دهد.

مصرف برق کم:

با جریان آماده به کار تنها 1 µA و جریان عملیاتی 1.5 میلی آمپر در طول تبدیل دما، DS18B20 از نظر انرژی کارآمد و مناسب برای کاربردهای باطری است.

بسته فشرده:

سنسور دما DS18B20 در بسته بندی فشرده TO-92، SOIC یا فولاد ضد زنگ ضد آب موجود است که امکان ادغام آسان در دستگاه ها و محیط های مختلف را فراهم می کند.

عملکرد سنسور دما DS18B20:

DS18B20 بر اساس اصل خروجی ولتاژ وابسته به دما از یک سنسور دمای مبتنی بر سیلیکون عمل می کند. در اینجا نحوه کار آن آمده است:

اندازه گیری دما:

DS18B20 حاوی یک تراشه سنسور دما است که با استفاده از اصل تغییر ولتاژ نیمه هادی با دما، دما را اندازه گیری می کند.

تبدیل دیجیتال:

سیگنال دمای آنالوگ از سنسور با استفاده از مبدل داخلی آنالوگ به دیجیتال (ADC) به فرمت دیجیتال تبدیل می شود.

استفاده از پروتکل ONE WIRE:

DS18B20 با دستگاه میزبان (به عنوان مثال، میکروکنترلر) با استفاده از پروتکل ONE WIRE  ارتباط برقرار می کند که تنها به یک خط داده نیاز دارد.

شماره سریال منحصر به فرد:

هر سنسور DS18B20 دارای یک شماره سریال منحصر به فرد 64 بیتی است که در ROM خود نوشته شده است، که به چندین سنسور اجازه می دهد به صورت جداگانه در یک خط داده آدرس دهی شوند.

خوانش دما:

دستگاه میزبان دستوری را برای شروع تبدیل دما ارسال می کند و سنسور DS18B20 با خواندن دما در قالب دیجیتال، از جمله بیت علامت، عدد صحیح و بخش های کسری از مقدار دما پاسخ می دهد.

کاربردهای سنسور دما DS18B20:

نظارت بر محیط زیست:

DS18B20 معمولاً در ایستگاه های هواشناسی، سیستم های HVAC و سیستم های کنترل آب و هوا برای نظارت بر دمای محیط استفاده می شود.

اتوماسیون صنعتی:

در کاربردهای صنعتی، DS18B20 برای نظارت بر دما در ماشین‌آلات، کنترل فرآیند و سیستم‌های ایمنی تجهیزات استفاده می‌شود.

صنایع غذایی و آشامیدنی:

در نگهداری مواد غذایی، تبرید و وسایل پخت و پز برای تنظیم و کنترل دما کاربرد دارد.

دستگاه های پزشکی:

DS18B20 در دستگاه های پزشکی مانند دماسنج و انکوباتور برای اندازه گیری دقیق دما مورد استفاده قرار می گیرد.

خودرو:

در کاربردهای خودرو، DS18B20 برای نظارت بر دمای موتور، کنترل آب و هوای کابین و مدیریت دمای باتری استفاده می شود.

سنسور دما DS18B20 راه حلی مطمئن و دقیق برای کاربردهای سنجش دما در صنایع و حوزه های مختلف ارائه می دهد. DS18B20 با خروجی دیجیتال، محدوده دمایی وسیع و بسته جمع و جور، برای ادغام در پروژه‌ها و دستگاه‌های مختلف، از پروژه‌های سرگرمی DIY گرفته تا محصولات تجاری، مناسب است. DS18B20 چه در مانیتورینگ محیطی، چه در اتوماسیون صنعتی و چه در لوازم الکترونیکی مصرفی، همچنان انتخابی ارجح برای اندازه گیری دقیق و کارآمد دما است.