آموزش ساخت دماسنج با سنسور دما DS18B20 ضد آب و برد آردوینو

اندازه‌گیری دمای محیط و کنترل آن در پروژه‌های اینترنت اشیاء IoT از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در گلخانه‌ها، پروژه‌های صنعتی و… کنترل دمای محیط و طراحی ترموستات بسیار مهم خواهد بود. سنجش دما توسط مدار دماسنج می‌تواند در موارد بسیار زیادی موثر باشد. از جمله مدیریت مصرف انرژی در یک ساختمان، یا کنترل فرآیند مانند دستگاه‌های جوجه کشی که بسیار به دما حساس هستند. تا به حال آموزش های متفاوتی با سنسورهای دما در دیجی اسپارک منتشر شده است. در این آموزش به معرفی سنسور دما DS18B20 و نحوه‌ی کار یا آن خواهیم پرداخت. در ادامه با مرجع تخصصی آردوینو به زبان فارسی ، دیجی اسپارک همراه باشید.

سنسور دما DS18B20 ضد آب با کابل

سنسور دما DS18B20 دارای کابل و کاملا ضد آب می‌باشد. زمانی که نیاز دارید، دمای محیط را به صورت تماسی اندازه‌گیری کنید، سنسور DS18B20 بسیار کاربردی خواهد بود. دمای مطلوب جهت اندازه گیری توسط سنسور DS18B20، با توجه به اینکه با کابل PVC پوشیده شده است، ۱۲۵ درجه سانتی گراد تخمین زده شده است. با این وجود پیشنهاد می‌شود آن را زیر ۱۰۰ درجه سانتی گراد نگهداری کنید. از آنجایی که انتقال سیگنال کاملا دیجیتالی است، حتی در فواصل طولانی هم خطا در دریافت دمای محیط نخواهید داشت. سنسور دما DS18B20 از ۹ تا ۱۲ بیت دمای قابل تنظیم را فراهم می‌کند. اتصال سنسور تنها توسط یک سیم با یک میکروپروسسور و ولتاژ ۳ تا ۵٫۵ ولت انجام می‌شود. همانطور که اشاره شد، ولتاژ کاری سنسور DS18B20 از ۳ تا ۵٫۵ ولت DC است. دقت اندازه‌گیری سنسور بین محدوده دمایی – ۱۰ تا + ۸۵ درجه سانتی گراد برابر ±۰٫۵ می‌باشد. محدوده اندازه‌گیری دمای سنسور بین – ۵۵ تا + ۱۲۵ درجه سانتی گراد و -۶۷ تا + ۲۵۷ درجه فارنهایت می‌باشد. سنسور دما DS18B20 دارای سه پایه سیگنال و VCC و GND می‌باشد. طول سیم سنسور ۹۰ سانتی متر است و پایه های ان با سه رنگ زرد، مشکی و قرمز مشخص شده است.

هدف آموزش دماسنج DS18B20

با استفاده از سنسور DS18B20 دمای محیط را توسط سنسور اندازه گیری کرده و سپس در ال سی دی LCD مقادیر اندازه گیری شده را نمایش می‌دهیم. در این آموزش از شیلد ال سی دی آردوینو استفاده خواهیم کرد. به عبارت کلی‌تر با استفاده از برد آردوینو  Arduino Mega2560 و سنسور دما DS18B20 یک دماسنج کاربردی می‌سازیم.

شیلد نمایشگر Arduino LCD Shield

شیلد ال سی دی آردوینو به دلیل در اختیار داشتن ۶ کلید بر روی آن در پروژه های DIY بسیار پرکاربرد است. با تعریف هر یک از کلیدها در برنامه می‌توانید یک منو برای تغییر وضعیت و نمایش پارامترهای مختلف استفاده کنید. قبلا در آموزش راه اندازی ۳ مدل ال سی دی کاراکتری با آردوینو، به توضیح کامل و نحوهی راه اندازی شیلد ال سی دی آردوینو پرداخته ایم. در صورت نداشتن اطلاعات کافی در خصوص راه اندازی شیلد ال سی دی و فراخوانی هر یک از کلیدها، به آموزش مربوطه مراجعه کنید. در صورت داشتن سوال جهت راه اندازی از همان طریق اقدام کنید.

فراخوانی کتابخانه آردوینو

در این آموزش برای راه اندازی سنسور DS18B20 و ال سی دی نیاز به فراخوانی کتابخانه آن ها خواهیم داشت:

• کتابخانه DallasTemperature

کتابخانه DallasTemperature جهت راه اندازی سنسور DS18B20 استفاده می‌شود. لینک دانلود کتابخانه در صفحه محصول سنسور DS18B20 با کابل ضد آب در فروشگاه دانشجوکیت قرار گرفته شده است. آن را دانلود و سپس فراخوانی کنید.

• کتابخانه LiquidCrystal

کتابخانه LiquidCrystal برای راه اندازی ال سی دی کاراکتری فراخوانی می‌شود. لینک دانلود کتابخانه LiquidCrystal در صفحه محصول ال سی دی کاراکتری در فروشگاه دانشجوکیت قرار داده شده است. آن را دانلود و سپس فراخوانی کنید.

• کتابخانه onewire

کتابخانه onewire برای راه اندازی سنسور دما DS18B20 فراخوانی می‌شود. کتابخانه onewire به صورت پیش فرض در لیست کتابخانه های آردوینو قرار دارد. آن را فراخوانی کنید.

اتصالات آردوینو Mega2560

• سیم زرد رنگ ( دیجیتال) سنسور دما DS18B20 را توسط یک مقاومت ۴٫۷ کیلو اهم به پایه دیجیتال برد آردوینو اتصال دهید.
• سیم مشکی رنگ سنسور دما DS18B20 را به پایه GND آردوینو اتصال دهید.
• سیم قرمز رنگ سنسور دما DS18B20 را به پایه VCC آردوینو اتصال دهید.ز

وسایل مورد نیاز

برد آردوینو مگا Arduino Mega2560

سنسور دما DS18B20 ضد آب با کابل 

بردبورد 

۶۰ رشته کابل مخصوص بردبورد

شیلد ال سی دی آردوینو Arduino LCD Shield

کد برنامه سنسور دما DS18B20

تحلیل کد آردوینو DS18B20

کد را از طریق کلیدهای میانبری که برای انتقال کدها در نظر گرفته شده است، به نرم افزار آردوینو Arduino انتقال دهید. سپس کتابخانه های گفته شده را فراخوانی و کد را کامپایل کنید.

تعریف منو توسط شیلد LCD

همانطور که گفته شد، در این آموزش از شیلد ال سی دی آردوینو استفاده می‌کنیم. از دو کلید برای تعریف منو استفاده خواهیم کرد. در ابتدا پس از کامپایل برنامه عبارت Temperature در ال سی دی نمایش داده می‌شود:

lcd.print("TEMPERATURE");

کلید UP

نحوه ی فراخوانی کلید در برنامه در آموزش کار با ال سی دی کاراکتری کامل توضیح داده شده است. در صورت نداشتن اطلاعات کافی به آموزش مربوطه مراجعه کنید. با فشردن کلید UP عبارت Start در ال سی دی LCD لاین دوم نمایش داده خواهد شد:

case btnUP :    // با فشردن کلید up پیام start نمایش داده میشود
     {
     lcd.print("start "); // نمایش پیام در ال سی دی 
     break;
     }

کلید Select

با فشردن کلید Select دمای محیط توسط سنسور دما DS18B20 بر حسب درجه سیلسیوس و فارنهایت خوانده شده و سپس در ال سی دی نمایش داده می‌شود:

 case btnSELECT:{  // فشردن کلید select

تعریف دما بر حسب درجه سیلسیوس

tempC = sensors.getTempCByIndex(0); // تعریف درجه سیلسیوس

تعریف دما بر حسب درجه فارنهایت

tempF = sensors.toFahrenheit(tempC); // تعریف درجه فارنهایت

چنانچه در مراحل راه اندازی و انجام این پروژه با مشکل مواجه شدید، بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد. همچنین اگر ایرادی در کدها و یا مراحل اجرایی وجود دارند می‌توانید از همین طریق اطلاع رسانی کنید.

پروژه:

اخیرا تصمیم گرفته‌ایم برای تعامل بیشتر با شما کاربران و ایجاد موقعیتی در راستای رقابت دانش کاربران، در انتهای هر آموزش یک پروژه تعریف می‌کنیم. به اولین کاربری که به پروژه تعریف شده پاسخ صحیح بدهد، بن خرید به ارزش ۳۰ هزار تومان از فروشگاه دانشجو کیت ارایه خواهد شد. و اما پروژه این آموزش، همین کارها را برای ارسال فرمان به رله انجام دهید. به عبارتی ترموستات بسازید. با استفاده از کلیدهای روی شیلد منو بسازید. توسط منو وارد تنظیمات شده و حد بالا و حد پایین برای ترموستات تعریف شود. دقت کنید که این موضوع بایستی با کدهای این آموزش و تجهیزات به کار رفته در این آموزش صورت گیرد.

در پایان نظرات و پیشنهادات خود را با ما درمیان بگذارید و با اشتراک گذاری این آموزش در شبکه های اجتماعی , از وبسایت دیجی اسپارک حمایت کنید.