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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

DS18B20温度传感器

ds18b20

DS18B20金属探头封装

实验目的

通过MicroPython编程采集DS18B20传感器温度数据。

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。下图是一款常用的DS18B20模块,本例程使用GPIO1来连接,接线图如下:

ds18b20

也就是说我们需要针对核桃派PicoW引脚1编写程序来驱动DS18B20。那么我们需要自己来编写驱动么?答案是不需要的,人生苦短,核桃派PicoW的MicroPython固件已经集成了单总线模块和ds18b20对象,我们直接python编程使用即可:

单总线模块onewire和ds18x20模块说明如下:

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:1、2。

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
作者:WalnutPi
说明:通过编程采集温度数据,并在终端打印。
'''

#引用相关模块
from machine import Pin,Timer
import onewire,ds18x20,time

#初始化DS18B20
ow= onewire.OneWire(Pin(1)) #使能单总线
ds = ds18x20.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

def temp_get(tim):
ds.convert_temp()
temp = ds.read_temp(rom[0]) #温度显示,rom[0]为第1个DS18B20

print(str('%.2f'%temp)+' C') #终端打印温度信息

#开启RTOS定时器1
tim = Timer(1)
tim.init(period=1000, mode=Timer.PERIODIC,callback=temp_get) #周期为1000ms

实验结果

将DS18B20模块按下图连接到核桃派PicoW的引脚1。

ds18b20

运行代码,可以看到终端打印传感器采集到的温度信息:

ds18b20

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。