Datasensor DS18B20

Отличный выбор! DS18B20 — это один из самых популярных и надежных цифровых датчиков температуры. Вот подробное описание и вся необходимая информация.

Описание

DS18B20 — это цифровой термометр с интерфейсом 1-Wire, разработанный компанией Maxim Integrated (ныне часть Analog Devices). Его ключевая особенность — возможность подключения множества датчиков к одному микроконтроллеру по всего одному проводу (плюс питание и земля). Он преобразует измеренную температуру в цифровой код, который передается по последовательной шине, что обеспечивает высокую помехоустойчивость и простоту интеграции.

Основные преимущества:

• Цифровой вывод: Высокая точность и отсутствие потерь на линии.
• Интерфейс 1-Wire: Множество датчиков на одной шине (до 127 на один провод).
• Простое подключение: Минимальное количество проводов.
• Универсальное питание: Может работать от внешнего источника (3.0В - 5.5В) или в режиме "паразитного питания" (паразитный режим) непосредственно от линии данных.
• Водонепроницаемые исполнения: Доступны в герметичных корпусах для сложных условий.

Технические характеристики (Digital Thermometer DS18B20)

| Параметр | Значение / Диапазон | Комментарий | | :--- | :--- | :--- | | Тип вывода | Цифровой, по протоколу 1-Wire | | | Диапазон измерений | -55°C до +125°C | Рабочий диапазон: -10°C до +85°C (с повышенной точностью). | | Точность | ±0.5°C (в диапазоне -10°C до +85°C) | Заявленная точность без калибровки. | | Разрешение | Программируемое: 9, 10, 11, 12 бит | По умолчанию 12 бит. Соответствует шагу 0.5°C, 0.25°C, 0.125°C, 0.0625°C. | | Время преобразования | Зависит от разрешения:
• 9 бит: ~93.75 мс
• 12 бит: ~750 мс | Максимальное время при 12-битном режиме. | | Напряжение питания | 3.0В — 5.5В | | | Потребляемый ток | • Активный: ~1.5 мA
• В режиме ожидания: ~1 мкA | В режиме паразитного питания требуется мощный подтягивающий резистор. | | Интерфейс | 1-Wire | Скорость до 15.4 кбит/с (стандарт), до 111 кбит/с (овердрайв). | | Корпус | • TO-92 (пластиковый, 3-выводной)
• SO-8 (поверхностный монтаж)
• µSOP | | | Особенности | • Уникальный 64-битный серийный номер (ROM-код)
• Функция тревожного сигнала (Alarm Search)
• Возможность паразитного питания от линии данных | Позволяет адресовать каждый датчик индивидуально. |

Парт-номера (Part Numbers) и исполнения

Официальные номера деталей от Maxim Integrated/Analog Devices и распространенные варианты в продаже:

1. Базовые версии (в корпусе TO-92)

• DS18B20+ — Стандартный 3-выводной датчик в корпусе TO-92. Наиболее распространен.
• DS18B20U+ — Аналогичный, но в корпусе для поверхностного монтажа (µSOP).

2. Водонепроницаемые исполнения

Это те же чипы DS18B20, но запаянные в герметичный металлический корпус с кабелем.

• DS18B20-PAR — С выводами для пайки (обычно красный - питание, черный - земля, желтый/синий - данные).
• DS18B20-WAT — Аналогичный водонепроницаемый вариант.
• DS18B20-W — Распространенный маркетинговый индекс у китайских производителей (например, "DS18B20 Waterproof").

3. Альтернативные парт-номера (по функционалу)

• DS18S20 — Более старая модель. Меньший диапазон (-55°C..+100°C), фиксированное разрешение 0.5°C, но может быть дешевле.
• DS18B20Z / DS1822 — Упрощенные или модифицированные версии. Внимание: DS1822 имеет отличия в командах и может быть не полностью совместим по ПО.

Совместимые модели и аналоги

Полные аналоги (функционально и по выводам):

• MAX31820 — Прямой аналог от Maxim, иногда с улучшенными характеристиками.
• TS18B20 — Клоны от других производителей (например, Taiwan Semiconductor). Полностью совместимы по выводам и протоколу.

Совместимые по протоколу 1-Wire (но могут отличаться командами):

• DS1820, DS18S20 — Предшественники. Совместимы по шине, но алгоритм чтения температуры отличается.
• DS28EA00 — Цифровой термометр с 1-Wire и пинами для определения последовательности устройств на шине.
• DS2408, DS2413 — 1-Wire устройства с дискретными входами/выходами. Могут работать на одной шине с DS18B20.

Аналоги от других производителей (но с другим интерфейсом):

• DHT11, DHT22 (AM2302) — Цифровые датчики температуры и влажности с собственным однопроводным протоколом (не совместим с 1-Wire!).
• LM35 (Analog Devices) — Аналоговый датчик температуры (выдает напряжение). Требует АЦП микроконтроллера.
• SHT31, AHT20 — Цифровые датчики температуры и влажности с интерфейсом I2C.

Важные замечания для применения:

1. Подтягивающий резистор: На линии 1-Wire обязателен подтягивающий резистор (обычно 4.7 кОм) к питанию.
2. Паразитное питание: Режим удобен, но требует строгого соблюдения временных диаграмм и более мощной подтяжки (например, 1.5 кОм). Для начинающих рекомендуется использовать внешнее питание.
3. Длина линии: При использовании стандартного режима (не овердрайв) длина шины может достигать 100-300 метров при правильной топологии и экранировании.
4. Библиотеки: Для работы с Arduino существуют отличные библиотеки (OneWire, DallasTemperature), которые сильно упрощают программное взаимодействие.

Вывод: DS18B20 — это золотой стандарт для хобби-электроники и многих промышленных применений, где требуется недорогое, точное и надежное измерение температуры с возможностью создания распределенных сетей датчиков.