پروژه با سنسور دما DS18B20 دماسنج دیجیتال با برد Arduino آردوینو

معرفی سنسور دماسنج دیجیتال DS18B20

سنسور دما DS18B20 یک سنسور دما با خروجی دیجیتال است که  قادر به اندازه‌گیری دما در محدوده منفی ۵۵ الی ۱۲۵ درجه‌ ساتتی گراد با دقت ۰٫۰۶۲۵ اندازه‌گیری نمود. از ویژگی‌های دیگر سنسور دماسنج DS18B20 می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

• پروتکل ارتباطی تک سیمه یا  one wire
• تغذیه ۳ الی ۵٫۵ ولت
• رنج اندازه‌گیری دما منفی ۵۵ الی ۱۲۵  درجه سانتی گراد (منفی ۶۷ الی ۲۵۷ درجه فارنهایت)
• رزولوشن ۹ الی ۱۲ بیت
• زمان پاسخ گویی ۷۵۰ میلی‌ثانیه در حالت ۱۲ بیت
• قابلیت تغذیه شدن فقط از طریق پین DATA (توصیه نمی‌شود)

سخت افزار مورد نیاز

برد آردوینو Arduino UNO

سنسور دماسنج دیجیتال DS18B20

مقاومت ۴٫۷ کلیواهم

 اتصال سنور دماسنج دیجیتال DS18B20 به برد آردوینو

این سنسور یکی از ساده‌ترین سنسورهای دجیتال بوده است. گذشته از پین VCC و GND  ، این سنسور یک تک پین سیگنال دیجیتال دارد که همانطور که در تصویر مشاهده میکنید ما  آن را به پین دیجیتال شماره ۲ آردوینو متصل کرده ایم. همچنین این سنسور برای راه‌اندازی نیاز به یک مقاومت پول‌آپ ۴٫۷ کیلواهم بین پین سیگنال و پین پاور دارد.( بنده سعی کردم از پول‌آپ داخلی خود آردوینو استفاه کنم ولی متاسفانه نتیجه‌ای نگرفتم ، شما هم امتحان کنید و اگر نتیجه‌ای گرفتید ما را هم مطلع کنید 🙂 )

البته باید بگم که راهی هم وجود دارد که این سنسور را تنها به یک سیم به آردوینو وصل کرد ( بدون VCC و از پین دیتا  تغذیه شود) ولی به دیل اینکه کد را کند می‌کند ، تصمیم گرفتم روش فوق را آموزش بدم.

کد نویسی سنسور دما DS18B20 آردوینو

همانظور که در ابتدای مطلب گفته شد ، می‌توان تعداد زیادی از سنسور DS18B20 را به یک گذرگاه متصل نمود ولی ما برای این آموزش فقط از یکی از آن‌ها استفاده می‌کنیم و کدمان هم فقط یک سنسور را پشتیبانی می‌کند. بنابراین اگر نیاز داشتید که از تعداد بیشتری از این سنسور استفاده کنید ، برای ما  کامنت بزارین تا راهنماییتون کنیم. کتابخانه‌ای که در وبسایت رسمی قرار داره کمی پیچیدس و بعضی اوقات دارای مشکل میشه برای همین ما لایبرری برای شما آماده کردیم که راحت‌تر بتونین با این سنسور ارتباط برقرار کنید.کتابخانه  را از لینک زیر دانلود کنید و طبق آموزش زیر آن را به نرم افزار  آردوینو خود اضافه کنید. کتابخانه DS18B20 آردوینو  و  آموزش نصب کتابخانه در  نرم افزار  arduino حال کد‌های زیر را بر روی آردوینو خود آپلود کنین و نتیجه را بر روی سریال مانیتور نرم افزار آردوینو مشاهده کنید.

#include <OneWire.h>

int DS18S20_Pin = 2; //DS18S20 Signal pin on digital 2

//Temperature chip i/o
OneWire ds(DS18S20_Pin); // on digital pin 2

void setup(void) {
 Serial.begin(9600);
}

void loop(void) {
 float temperature = getTemp();
 Serial.println(temperature);

 delay(100); //just here to slow down the output so it is easier to read

}


float getTemp(){
 //returns the temperature from one DS18S20 in DEG Celsius

 byte data[12];
 byte addr[8];

 if ( !ds.search(addr)) {
   //no more sensors on chain, reset search
   ds.reset_search();
   return -1000;
 }

 if ( OneWire::crc8( addr, 7) != addr[7]) {
   Serial.println("CRC is not valid!");
   return -1000;
 }

 if ( addr[0] != 0x10 && addr[0] != 0x28) {
   Serial.print("Device is not recognized");
   return -1000;
 }

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

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


 for (int i = 0; i < 9; i++) { // we need 9 bytes
  data[i] = ds.read();
 }

 ds.reset_search();

 byte MSB = data[1];
 byte LSB = data[0];

 float tempRead = ((MSB << 8) | LSB); //using two's compliment
 float TemperatureSum = tempRead / 16;

 return TemperatureSum;

}

این کد یک برنامه ساده برای اندازه‌گیری دما با استفاده از سنسور DS18S20 (معمولاً نوعی از DS18B20) را نشان می‌دهد. سنسور DS18S20 از پروتکل ۱-Wire برای ارتباط با میکروکنترلر استفاده می‌کند. این کد با اتصال سنسور DS18S20 به پین دیجیتال ۲ میکروکنترلر، دمای محیط را اندازه‌گیری و در کنسول سریال نمایش می‌دهد.

این کد از کتابخانه‌ی OneWire استفاده می‌کند. در ابتدای کد، پین مربوط به سنسور (DS18S20_Pin) انتخاب شده و شیء ds از نوع OneWire با استفاده از این پین ایجاد می‌شود.

در تابع setup، ارتباط سریال با سرعت ۹۶۰۰ بیت در ثانیه شروع می‌شود.

تابع loop مقادیر دما را در انتهای هر بار اجرا به کنسول سریال می‌فرستد.

تابع getTemp مسئول اندازه‌گیری دما و محاسبه آن است.

در ابتدای تابع getTemp، آدرس دستگاه را مشخص می‌کند و از طریق پروتکل ۱-Wire با سنسور ارتباط برقرار می‌کند.

سپس، مقادیر دما را از حافظه‌ی داخلی سنسور خوانده و محاسبه می‌کند.

دمای محیط به صورت دوازده‌میانگین برگشت داده می‌شود.

در صورتی که هیچ سنسوری در شبکه ۱-Wire شناسایی نشود یا اعتبار CRC اطلاعات دریافتی مشکل داشته باشد، دما به مقدار -۱۰۰۰ تنظیم می‌شود.

اگر دستگاه تشخیص داده شده نوع ۰x10 یا ۰x28 نباشد، پیام “Device is not recognized” در کنسول سریال نمایش داده می‌شود.

در انتها، دمای محیط به صورت float واحد درجه سلسیوس برگشت داده می‌شود.

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.

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.