温度传感器(DS18B20)
前言
相信没有电子爱好者不知道DS18B20的,DS18B20是常用的数字温度传感器,其输出的是数字信号,具有体积小,硬件开销低,抗干扰能力强,精度高的特点。DS18B20数字温度传感器接线方便,封装成后可应用于多种场合,如管道式,螺纹式,磁铁吸附式,不锈钢封装式,型号多种多样。
主要根据应用场合的不同而改变其外观。封装后的DS18B20可用于电缆沟测温,高炉水循环测温,锅炉测温,机房测温,农业大棚测温,洁净室测温,弹药库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐碰,体积小,使用方便,封装形式多样,适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。

DS18B20温度传感器

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实验平台
麦哲伦开发套件。DS18B20温度传感器位于左下角。

实验目的
通过MicroPython编程采集温度数据,并在LCD上显示。
实验讲解
DS18B20是单总线驱动(onewire)传感器,也就是说只占用1个IO口。我们来看看原理图:

可以看到连接到DS18B20传感器是麦哲伦主控的PG6引脚。也就是说针对该引脚编写程序来驱动DS18B20。那么我们需要自己来编写驱动么?如果你有兴趣的可以自己尝试一下。这部分我们01Studio已经收集整理和编写好了,当然也包括DS18B20。单总线模块文件是:onewire.py,DS18B20模块的文件是DS18X20.py,将示例程序文件夹里面以上这两个文件拷贝到开发板件系统中。
onewire对象
构造函数
ow = onewire.OneWire(machine.Pin(id))
构建单总线对象
id:芯片引脚编号。如: 'B3'。
使用方法
ow.scan()
扫描总线上的设备。返回设备地址,支持多设备同时挂载。
ow.reset()
总线设备复位。
ow.readbyte()
读1个字节。
ow.readbyte()
读1个字节。
ow.writebyte(0x12)
写入1个字节。
ow.write('123')
写入多个字节。
ow.select_rom(b'12345678')
根据ROM编号选择总线上指定设备。
ds18x20对象
构造函数
ds = ds18x20.DS18X20(ow)
构建DS18B20传感器对象。
ow:定义好的单总线对象。
使用方法
ds.scan()
扫描总线上的DS18B20设备。返回设备地址,支持多设备同时挂载。
ds.convert_temp()
温度转换。
ds.read_temp(rom)
获取温度值。rom:表示对应的设备号。
大部分场景下温度的变化不会太频繁,我们可以每隔1秒采集一次,显示精度为小数点后2位,基本满足大部分应用需求。代码编写流程如下:
参考代码
'''
实验名称:温度传感器DS18B20
版本:v1.0
平台:麦哲伦开发套件
作者:01Studio
说明:通过编程采集温度数据,并在LCD上显示。
'''
#导入相关模块
import time
from machine import Pin
from tftlcd import LCD43R
from onewire import OneWire
from ds18x20 import DS18X20
#定义常用颜色
WHITE=(255,255,255)
BLACK = (0,0,0)
#初始化LCD
d=LCD43R(portrait=4) #竖屏
d.fill(WHITE)#填充白色
#初始化DS18B20
ow= OneWire(Pin('B3')) #使能单总线
ds = DS18X20(ow) #传感器是DS18B20
rom = ds.scan() #扫描单总线上的传感器地址,支持多个传感器同时连接
#显示标题
d.printStr('01Studio DS18B20', 40, 10, BLACK, size=4)
while True:
ds.convert_temp()#温度采集转换
temp = ds.read_temp(rom[0])#温度显示,rom[0]为第1个DS18B20
#实时显示温度值
d.printStr('Temp: '+str('%.2f'%temp)+' C ',10,100,BLACK,size=4)
time.sleep(1) #采集周期1秒
实验结果
本实验需要将示例程序文件夹的 ds18x20.py, onewire.py 库文件上传到开发板文件系统。

运行代码,可以看到LCD屏显示采集的温度数据:

MicroPython开发板预留了外界传感器接口,只要接线正确就可以进行更多的传感器实验。我们将带金属探头的DS18B20传感器接到中间的传感器母座,其连接的IO是“PB1”,所以要将原程序代码的:
ow=OneWire(Pin('B3'))
改成下面引脚代码,运行即可。
ow=OneWire(Pin('B1'))
金属探头有防水功能,可以测量水温。

DS18B20作为我们第一个实验传感器,使用MicroPython编程非常容易就用起来了,而且精度和稳定性丝毫没有影响。温度传感器只是一个敲门砖,接下来我们将会学习更多的传感器应用。