Dallas датчик температуры

Датчик температуры Dallas Semiconductor DS18B20

Датчик DS18B20 работает совместно Fibaro Door/Window Sensor и Fibaro Universal Sensor и позволяет этим устройствам измерять температуру окружающей среды. DS18B20 обеспечивает измерение температуры в диапазоне от -55°C до +125°C. Точность в диапазоне от -10°C до +85°C составляет не более ±0.5°C. Для обмена данными термодатчик DS18B20 использует 1-Wire протокол (низкоскоростной двунаправленный полудуплексный последовательный протокол обмена данными, использующий всего один сигнальный провод). Длина кабеля от устройства Door/Window Sensor или Universal Sensor до датчика может достигать 30 метров. При правильно сделанной изоляции проводов датчик DS18B20 можно также использовать во влажных условиях, под водой или замуровать в бетон. К устройству Fibaro Universal Sensor можно подключить до 4х датчиков температуры DS18B20.

Технические характеристики:

• Точность в диапазоне -10°C до +85°C: ± 0.5°C
• Диапазон измеряемых температур: от -55°C до +125°C
• Разрешение: 12 бит
• Напряжение питания: от 3 до 5.5 В

Датчик DS18B20 не является Z-Wave устройством и требует подключения к Fibaro Door/Window Sensor или Fibaro Universal Sensor.

Датчик температуры Dallas Semiconductor DS18B20

Назначение

Датчик температуры DS18B20 работает совместно с датчиком открытия двери/окна Fibaro Door/Window Sensor или универсальным датчиком Fibaro Universal Sensor. Он добавляет к функциям этих устройств измерение температуры окружающей среды. Без этих устройств датчик DS18B20 не может быть включен в сеть Z-Wave, так как он не является Z-Wave устройством.

Датчик подключается напрямую к универсальному датчику Fibaro Universal Sensor (до 4 датчиков температуры к одному универсальному датчику) или устанавливается в корпус датчика открытия двери/окна Fibaro Door/Window Sensor. Кроме этого он может быть подключен к ним с помощью кабеля длиной до 30 метров. При установке в защитный кожух датчик может быть использован во влажных условиях, под водой или в бетоне.

Датчик температуры DS18B20 измеряет температуру в диапазоне от -55°C до +125°C. Точность измерений в диапазоне от -10°C до +85°C составляет не более ±0.5°C.

Технические характеристики

• Радио-протокол: Z-Wave
• Рабочая частота: 869 МГц (официально разрешенная частота в РФ)
• Диапазон измеряемых температур: от -55°C до +125°C
• Точность измерения температуры 0.5°C
• Размеры: 5 х 3 х 3 мм (без контактов)
• Степень защиты: IP20

Температурные датчики Dallas Semiconductor.

╚Температура в течение дня будет изменяться от 10 до 16 градусов┘╩ Эти слова мы часто слышим по радио, собираясь на работу И соответственно принимаем какие-то решения относительно обеспечения комфортных условий для нашей жизни. Для этого мы обладаем аналитическим аппаратом - мозгом. Устройства же автоматики таким аппаратом пока не обладают, да и прогноз погоды пока не для них┘ Но задача обеспечения тепловых режимов работы для автоматики стоит очень остро не один десяток лет И датчиков температуры разработано за это время несметное количество. Фирма Dallas Semiconductor не осталась в стороне от этого процесса и разработала собственную серию цифровых и аналоговых датчиков температуры. Как раз о них и пойдет речь в этой статье.

Цифровые температурные датчики позволяют избежать многих проблем, связанных с передачей аналогового сигнала от полупроводникового датчика к входу АЦП или компаратора. Эти проблемы связаны с тем, что выход термодатчика, как правило, маломощный и линия передачи аналогового сигнала сильно подвержена влиянию электромагнитных полей и помех, что может существенно исказить результаты измерений. Кроме того, в случае, если датчик удаленный, приходится учитывать и падение напряжения на ней, что еще более осложняет обработку результатов измерений. Таким образом, даже при наличии достаточно линейного и точного элемента преобразования, производители не могут гарантировать точность лучше 1,5. 2,0ºС.

В случае же цифрового термодатчика процесс преобразования ╚аналоговый сигнал-код╩ производится прямо на кристалле, и в дальнейшем данные на приемник информации поступают уже в цифровом виде.

Как правило, цифровые температурные датчики имеют последовательный интерфейс и строятся по схеме, приведенной на рис. 1 .

Dallas Semiconductor в своих термодатчиках применяет интерфейсы SPI, 3-проводный интерфейс (очень похожий по логике на SPI), I²C и 1-проводный (MicroLan). Цифровые датчики температуры Dallas Semiconductor часто содержат накристалле дополнительные блоки, позволяющие значительно расширить сферу их применения и облегчающую построение блоков автоматики, так как содержат готовые стандартные узлы. Среди таких узлов можно выделить термостат, статическая и энергонезависимая память, встроенные регистры критической температуры, программируемые пользователем.

Термостат в самом общем случае состоит из двух ячеек энергонезависимой памяти, в которых содержатся значения критических температур и логического блока, имеющего 3 вывода: TH, TL, и TCOM. Логика работы стандартного термостата ясна из рис. 2 .

Иногда, с целью экономии количества выводов, применяется только гистерезисный выход, а в датчиках, использующих 1-проводный интерфейс, их нет вообще. Признаком того, что температура вышла за указанные пределы, является установление флагов в регистрах самого термодатчика. Исключением является только DS1821 - у него цифровой вывод в нормальном режиме работы используется как гистерезисный выход термостата.

При производстве полупроводниковых датчиков температуры невероятно сложно достичь линейности преобразования во всем диапазоне измеряемых температур, который в большинстве датчиков составляет -55. +125ºС. Как видно из рис. 3. на краях этого диапазона наблюдается значительное ухудшение линейности и нарастание ошибки преобразования. Для подавляющего большинства датчиков разных производителей, сведения, приведенные в документации справедливы лишь для диапазона -30. +110ºС. Поэтому приходится применять либо неполупроводниковые температурные датчики, либо заниматься построением корректировочных таблиц. С этой точки зрения интересна микросхема DS1624. Она имеет 256 байт EEPROM и очень маленький шаг преобразования. Таким образом, у конструктора в зависимости от поставленной перед ним задачи, есть выбор, связанный с построением корректировочной таблицы - либо с ее помощью скомпенсировать нелинейность преобразования на краях диапазона, либо ограничиться узким диапазоном измерений, но построить систему с разрешающей способностью, предоставленной этой микросхемой, т.е. порядка нескольких сотых - одной десятой доли градуса Цельсия. При этом корректировочная таблица заносится непосредственно в саму микросхему.

В последнее время у Dallas Semiconductor появились и аналоговые датчики и температурные компараторы.

Далее приведены основные параметры датчиков температуры Dallas Semiconductor, сгруппированных по типу интерфейса.

Термодатчики с интерфейсом SPI/3-проводным:

• Полный термостат
• Шаг преобразования температуры 0,5ºС (9-бит преобразование)
• Корпусные исполнения DIP8, SOIC8 DS1722
• Точность измерения температуры +2ºС
• Шаг преобразования температуры от 1,0 до 0,0625оС (программируемая разрядность преобразования от 8 до 12 бит)
• Имеет раздельное питание аналоговой (2,65. 5,5 В) и цифровой (1,8. 5,5 В) части
• Корпусные исполнения SOIC8, uSOP8

Термодатчики с интерфейсом I²C:

• 3-разрядная адресная шина
• Гистерезисный вывод термостата
• Шаг преобразования температуры 0,5оС (9-бит преобразование)
• Корпусные исполнения DIP8, SOIC8

• 3-разрядная адресная шина
• Шаг преобразования температуры 0,03125ºС (13-бит преобразование)
• 256 байт встроенной EEPROM памяти
• Корпусные исполнения DIP8, SOIC8

• Встроенные часы реального времени
• Шаг преобразования температуры 0,5оС (9-бит преобразование)
• 32 байт SRAM общего назначения
• Корпусное исполнение SOIC8

• 3-разрядная адресная шина
• Гистерезисный вывод термостата
• Точность измерения температуры +1ºС
• Шаг преобразования температуры от 0,5 до 0,0625ºС (программируемая разрядность преобразования от 9 до 12 бит)
• Корпусные исполнения SOIC8, uSOP8

• Точность измерения температуры +2ºС
• Гистерезисный вывод термостата
• Шаг преобразования температуры от 0,5 до 0,0625ºС (программируемая разрядность преобразования от 9 до 12 бит)
• Корпусное исполнение SOT23-5

• Точность измерения температуры +0.5ºС
• Шаг преобразования температуры 0,5ºС (разрядность преобразования 9 бит)
• Контроль шести напряжений
• Встроенный генератор сигнала RESET
• 2-разрядная адресная шина
• 8-разрядный ЦАП для управления вентиляторами
• Контроль скорости вращения 2-х вентиляторов
• Корпусное исполнение TSSOP24

• 3-разрядная адресная шина
• Гистерезисный вывод термостата
• Точность измерения температуры +2ºС
• Шаг преобразования температуры от 0,5 до 0,0625ºС (программируемая разрядность преобразования от 9 до 12 бит)
• Корпусное исполнение SOIC8 Термодатчики с интерфейсом 1-Wire (MicroLan): DS18B20
• 64-битный уникальный серийный номер
• Два программируемых регистра критической температуры
• Точность измерения температуры +0.5ºС
• Шаг преобразования температуры от 0,5 до 0,0625ºС (программируемая разрядность преобразования от 9 до 12 бит)
• Нулевой ток покоя
• Корпусные исполнения TO-92, SOIC8

• 64-битный уникальный серийный номер
• Два программируемых регистра критической температуры
• Точность измерения температуры +0.5ºС
• Шаг преобразования температуры 0,5ºС (разрядность преобразования 9 бит)
• Нулевой ток покоя
• Программная совместимость с DS18B20
• Корпусные исполнения TO-92, SOIC8

• Гистерезисный вывод термостата
• 64-битный уникальный серийный номер
• Точность измерения температуры +1ºС
• Шаг преобразования температуры 1ºС (разрядность преобразования 8 бит)
• Корпусные исполнения PR-35, TO-220, SOIC8

• 64-битный уникальный серийный номер
• Два программируемых регистра критической температуры
• Точность измерения температуры +0.5ºС
• Шаг преобразования температуры от 0,5 до 0,0625ºС (программируемая разрядность преобразования от 9 до 12 бит)
• Нулевой ток покоя
• Программная совместимость с DS18B20
• Корпусные исполнения TO-92, SOIC8

Аналоговые термодатчики:

• Сдвоенный температурный компаратор
• Встроенный источник опорного напряжения
• Аналоговый вывод датчика температуры
• Выводы компараторов выполнены по схеме с ОК
• Чувствительность 6,20 мВ/оС
• Точность измерения температуры +2оС в диапазоне 0. 85ºС и +3ºС в диапазонах -40. 0ºС и +85. +125ºС
• Корпусное исполнение SOIC8

• Чувствительность 6,20 мВ/ºС
• Корпусное исполнение SOT-23

Кроме перечисленных выше термодатчиков, Dallas Semiconductor встраивает цепи измерения температуры даже в самых неожиданных устройствах, например, в приборах автоматической идентификации iButton, часах реального времени и т.д.

Как видно из этой статьи, спектр температурных датчиков Dallas Semiconductor достаточно широк для построения измерительных сетей любой сложности. И прогноз погоды для устройств автоматики совсем необязателен┘