Nhiệt kế tăng độ chính xác với cảm biến DS18S20. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Bộ điều chỉnh điện, nhiệt kế, ổn nhiệt

 Bình luận bài viết

Một thiết bị đo nhiệt độ dựa trên bộ vi điều khiển ATmega8515 và cảm biến nhiệt độ DS18S20 được đề xuất, được đặc trưng bởi một mạch và thiết kế đơn giản với độ chính xác của phép đo tăng lên.

Ngày nay, nhiều cảm biến nhiệt độ khác nhau được sản xuất, cả analog và kỹ thuật số. Tuy nhiên, nhiều cảm biến analog có sự phụ thuộc phi tuyến tính đáng kể của tham số đầu ra vào nhiệt độ (điện trở nhiệt), tín hiệu của các cảm biến khác (cặp nhiệt điện) phải được khuếch đại đáng kể trước khi sử dụng.

Tất cả chúng thường yêu cầu đồng hồ đo nhiệt độ được sản xuất phải được hiệu chuẩn theo nhiệt kế tham chiếu để loại bỏ sai số hệ thống. Cảm biến kỹ thuật số thường được hiệu chuẩn tại nhà máy và có thang đo nhiệt độ tuyến tính.

Một cảm biến kỹ thuật số phổ biến DS18S20 đã được chọn để sử dụng trong thiết bị. Theo [1], nó có khả năng đo nhiệt độ trong khoảng từ -55 đến +125°C. Thật không may, hầu hết tất cả các nhiệt kế đã biết với cảm biến này (ví dụ: trong [2]) không sử dụng khả năng thu được các giá trị nhiệt độ từ nó với độ phân giải nhỏ hơn 0,5 °C. Điều này rõ ràng là do nhu cầu đọc thông tin bổ sung từ cảm biến và thực hiện các phép tính bằng cách sử dụng phép chia khó đối với một bộ vi điều khiển đơn giản. Trong nhiệt kế đề xuất, khả năng này được thực hiện. Nhiệt độ được đo với độ phân giải 0,1 ° C, cho phép bạn theo dõi chính xác hơn các xu hướng thay đổi của nó.

Nhờ sử dụng vi điều khiển ATmega40-8515PU 16 chân, mạch đo nhiệt độ được hiển thị trong hình. 1 hóa ra tương đối đơn giản. Cảm biến DS18S20 (VK1) được kết nối với vi điều khiển thông qua giao diện 1 dây. Để điều khiển cảm biến trong vi điều khiển, đầu ra PE1 được chọn và đầu vào PE0 nhận thông tin từ cảm biến. Việc sử dụng hai chân thay vì một chân đã đơn giản hóa rất nhiều chương trình vi điều khiển.

Cơm. 1. Sơ đồ của đồng hồ đo nhiệt độ

Hoạt động của giao diện 1-Wire dựa trên việc mã hóa các số 1 logic và số 0,25 được truyền qua nó trong các khoảng thời gian nhất định. Thời lượng của các khoảng thời gian này được đặt khá cứng nhắc, vì vậy bộ vi điều khiển được tạo xung nhịp từ một máy phát được ổn định bởi bộ cộng hưởng thạch anh bên ngoài ZQXNUMX và cung cấp thời lượng chu kỳ máy là XNUMX μs.

Sau khi ra lệnh cho cảm biến bắt đầu chu kỳ đo nhiệt độ, bộ vi điều khiển sẽ đợi quá trình hoàn thành. Sau đó, nó đọc từ các thanh ghi bên trong của cảm biến không chỉ giá trị đo nhiệt độ thường được sử dụng T_{chủ nghĩa} với giá của bit ít quan trọng nhất 0,5 ^оC, nhưng cũng có hai yếu tố hiệu chỉnh cho nó. hệ số K₁ (COUNT_PER_C) - số xung được tạo ra bên trong cảm biến trên một độ nhiệt độ. Hệ số K2 (COUNT_REMAIN) - phần còn lại trong bộ đếm bên trong sau khi đếm phần nguyên của giá trị nhiệt độ đo được. Bộ vi điều khiển thực hiện tính toán giá trị nhiệt độ đã điều chỉnh T theo công thức tương tự như công thức được đưa ra trong dữ liệu tham chiếu của cảm biến DS18S20:

T = int (T_{chủ nghĩa}) - 0,25 + (K₁ -K₂)/K₁

Giá trị nhiệt độ được xuất ra thông qua các cổng A, B và C của vi điều khiển, các đầu ra của chúng được kết nối thông qua các điện trở giới hạn dòng điện R2-R9, R12-R25 với cực âm của các phần tử của đèn LED bảy ​​phần tử HG1-HG3 có cực dương chung. Nhiệt độ được hiển thị từ -55 đến +99,9 °C. Các giá trị nhiệt độ âm nằm trong khoảng -55...-10°C được hiển thị dưới dạng số nguyên có dấu trừ (Hình 2, a). Trong phạm vi -9,9 ... -0,1 ° С, nhiệt độ được hiển thị bằng phần mười của độ và dấu trừ (Hình 2,6). Các giá trị dương trong phạm vi 0...+99,9°С được hiển thị mà không có dấu hiệu với phần mười của độ (Hình 2, c).

Cơm. 2. hiển thị nhiệt độ

Nhiệt kế được lắp ráp trên bảng công nghệ bằng sợi thủy tinh với các lỗ kim loại được sắp xếp dọc theo lưới có bước 2,5 mm (Hình 3). Một bảng điều khiển được cài đặt trên bảng cho vi điều khiển. Tụ điện C1-C3 là gốm. Quá trình cài đặt được thực hiện bằng cách cài đặt ngược lại các bộ phận ở mặt bên của bảng bằng dây MGTF. Cảm biến nhiệt độ VK1 có thể được điều khiển từ xa bằng cách kết nối nó với bảng bằng một bộ ba dây xoắn dài không quá 5 m.

Cơm. 3. Nhiệt kế được lắp ráp trên bảng công nghệ sợi thủy tinh có lỗ kim loại

Dòng điện mà nhiệt kế tiêu thụ, tùy thuộc vào giá trị nhiệt độ hiển thị trên các chỉ báo, thay đổi từ 50 đến 110 mA. Khi sử dụng bộ vi điều khiển được chỉ định trên sơ đồ, nhiệt kế có thể được cấp nguồn từ bất kỳ nguồn nào có điện áp không đổi 4,5 ... 5,5 V. Khi được cấp nguồn bằng pin, nên thay thế bộ vi điều khiển bằng

ATmega8515L-8PU, hoạt động ở điện áp nguồn 2,7 ... 5,5 V, thực tế trùng với điện áp nguồn cho phép của cảm biến DS18S20 (3 ... 5,5 V).

Chương trình vi điều khiển có thể được tải xuống từ ftp://ftp.radio.ru/pub/2014/05/mega8515.zip.

Văn chương

1. Nhiệt kế kỹ thuật số 1 dây có độ chính xác cao - URL: robotstorehk. com/sensors/doc/DS18S20.pdf.
2. Samokhin I. Nhiệt kế kỹ thuật số có chức năng điều chỉnh nhiệt. - Đài phát thanh, 2007, số 7, tr. 35, 36.

Các tác giả: E. Lukyanenko, N. Nikitina, A. Starykh

Xem các bài viết khác razdela Bộ điều chỉnh điện, nhiệt kế, ổn nhiệt.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng 15.04.2024

Trong thế giới công nghệ hiện đại, nơi khoảng cách ngày càng trở nên phổ biến, việc duy trì sự kết nối và cảm giác gần gũi là điều quan trọng. Những phát triển gần đây về da nhân tạo của các nhà khoa học Đức từ Đại học Saarland đại diện cho một kỷ nguyên mới trong tương tác ảo. Các nhà nghiên cứu Đức từ Đại học Saarland đã phát triển những tấm màng siêu mỏng có thể truyền cảm giác chạm vào từ xa. Công nghệ tiên tiến này mang đến những cơ hội mới cho giao tiếp ảo, đặc biệt đối với những người đang ở xa người thân. Các màng siêu mỏng do các nhà nghiên cứu phát triển, chỉ dày 50 micromet, có thể được tích hợp vào vật liệu dệt và được mặc như lớp da thứ hai. Những tấm phim này hoạt động như những cảm biến nhận biết tín hiệu xúc giác từ bố hoặc mẹ và đóng vai trò là cơ cấu truyền động truyền những chuyển động này đến em bé. Việc cha mẹ chạm vào vải sẽ kích hoạt các cảm biến phản ứng với áp lực và làm biến dạng màng siêu mỏng. Cái này ... >>

Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global 15.04.2024

Chăm sóc thú cưng thường có thể là một thách thức, đặc biệt là khi bạn phải giữ nhà cửa sạch sẽ. Một giải pháp thú vị mới từ công ty khởi nghiệp Petgugu Global đã được trình bày, giải pháp này sẽ giúp cuộc sống của những người nuôi mèo trở nên dễ dàng hơn và giúp họ giữ cho ngôi nhà của mình hoàn toàn sạch sẽ và ngăn nắp. Startup Petgugu Global đã trình làng một loại bồn cầu độc đáo dành cho mèo có thể tự động xả phân, giữ cho ngôi nhà của bạn luôn sạch sẽ và trong lành. Thiết bị cải tiến này được trang bị nhiều cảm biến thông minh khác nhau để theo dõi hoạt động đi vệ sinh của thú cưng và kích hoạt để tự động làm sạch sau khi sử dụng. Thiết bị kết nối với hệ thống thoát nước và đảm bảo loại bỏ chất thải hiệu quả mà không cần sự can thiệp của chủ sở hữu. Ngoài ra, bồn cầu có dung lượng lưu trữ lớn có thể xả nước, lý tưởng cho các hộ gia đình có nhiều mèo. Bát vệ sinh cho mèo Petgugu được thiết kế để sử dụng với chất độn chuồng hòa tan trong nước và cung cấp nhiều lựa chọn bổ sung. ... >>

Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm 14.04.2024

Định kiến ​​phụ nữ thích “trai hư” đã phổ biến từ lâu. Tuy nhiên, nghiên cứu gần đây được thực hiện bởi các nhà khoa học Anh từ Đại học Monash đã đưa ra một góc nhìn mới về vấn đề này. Họ xem xét cách phụ nữ phản ứng trước trách nhiệm tinh thần và sự sẵn sàng giúp đỡ người khác của nam giới. Những phát hiện của nghiên cứu có thể thay đổi sự hiểu biết của chúng ta về điều gì khiến đàn ông hấp dẫn phụ nữ. Một nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khoa học từ Đại học Monash dẫn đến những phát hiện mới về sức hấp dẫn của đàn ông đối với phụ nữ. Trong thí nghiệm, phụ nữ được cho xem những bức ảnh của đàn ông với những câu chuyện ngắn gọn về hành vi của họ trong nhiều tình huống khác nhau, bao gồm cả phản ứng của họ khi gặp một người đàn ông vô gia cư. Một số người đàn ông phớt lờ người đàn ông vô gia cư, trong khi những người khác giúp đỡ anh ta, chẳng hạn như mua đồ ăn cho anh ta. Một nghiên cứu cho thấy những người đàn ông thể hiện sự đồng cảm và tử tế sẽ hấp dẫn phụ nữ hơn so với những người đàn ông thể hiện sự đồng cảm và tử tế. ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ Tảo sẽ giúp khai thác vàng từ suối nước nóng 12.12.2022 Các nhà nghiên cứu tại Cơ quan Khoa học và Công nghệ Nước và Trái đất Nhật Bản (JAMSTEC) và công ty kỹ thuật lớn IHI cho biết họ đã tìm ra cách tách vàng khỏi nước suối nóng. Vàng nóng chảy được tìm thấy trong magma ở độ sâu lớn bên dưới bề mặt Trái đất. Kim loại quý này được cho là thấm vào nước thủy nhiệt quá nóng, từ từ nổi lên trên bề mặt và đông đặc lại để tạo thành các mạch trong đá. Các nhà nghiên cứu cho rằng nước suối nóng có thể chứa vàng. Họ lưu ý rằng vi khuẩn lam, còn được gọi là tảo lam, có thể được sử dụng để cô lập kim loại. Theo họ, tảo hấp thụ vàng, tách nó ra khỏi clo và các nguyên tố khác. Nhóm đã xử lý rong biển thành các tấm, sau đó họ ngâm chúng trong bảy tháng trong suối nước nóng ở tỉnh Akita, miền bắc Nhật Bản. Theo các thành viên của nhóm, có thể thu được tới 30 g vàng từ một tấn những tấm như vậy. Các mỏ vàng lớn nhất trên thế giới được cho là sản xuất từ ​​3 đến 5 gram vàng từ một tấn quặng.

Tin tức thú vị khác:

▪ Tấm từ tính

▪ Phát hiện ra phương pháp mới bảo quản vitamin trong thực phẩm

▪ Chip điện tử da nấm

▪ Bộ não của ong sẽ được sao chép

▪ Taxi tự động

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần của trang web Sự thật thú vị. Lựa chọn các bài viết

▪ Số phận dẫn dắt những điều mong muốn, lôi kéo những điều không muốn. biểu hiện phổ biến

▪ bài viết Tòa nhà quân sự nổi tiếng nào được bảo vệ bởi dân thường? đáp án chi tiết

▪ Bài báo Thợ sửa khóa vận hành và sửa chữa đường ống dẫn khí đốt ngầm. Hướng dẫn tiêu chuẩn về bảo hộ lao động

▪ bài viết Thuyền có truyền động điện bằng pin mặt trời. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

▪ bài viết Kính chống hấp dẫn. tiêu điểm bí mật

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web

www.diagram.com.ua
2000-2024