DS18B20传感器故障检测系统

描述

介绍

在几个监控温度的系统中，在开始读取数据的操作之前检查温度传感器的操作是至关重要的。

这很重要，因为在传感器故障的情况下，温度监控设备将无法检测系统温度的变化。

因此，在系统温度故障的情况下，设备将无法检测到变化，并可能发生事故和故障。

因此，作为避免此类事故的一种方式，我们将开发一个系统，能够验证DS18B20 温度传感器的运行情况，并在系统中指示它何时处于正常运行状态，并通知LCD 16x2 。

系统开发

一些温度监测设备使用DS18B20 传感器，因为它是一种温度测量精度很高的数字传感器。

并且由于其适用性强，我们必须通过监控系统设备的运行来确保系统设备的安全。

通过这种方式，我们使用 Arduino 呈现电路的电子原理图，以呈现过程的温度并验证传感器的操作。

 

图 1 - 带有传感器 DS18B20 的电子电路图。

 

程序系统将负责读取温度并在16 x 2 LCD上显示数值。每次完成读数并在16 x 2 LCD上显示数值后，系统都会对传感器进行功能检查。

所有这些都是基于下面介绍的编程逻辑完成的。

系统编程逻辑

在进入 void setup 函数之前，我们声明了我们项目中使用的所有库，我们定义了用于连接DS18B20 Sensor的数字引脚，并告知了用于连接16 x 2 LCD的数字引脚。

#include  //OneWire Library for DS18B20 Sensor
#include  //Library with all function of DS18B20 Sensor
#include  //Library for LCD 16 x 2
  
#define ONE_WIRE_BUS 8 //Digital Pin to connect the DS18B20 Sensor
  
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
DallasTemperature sensors(&oneWire);
  
DeviceAddress sensor1;
  
const int rs = 2, en = 3, d4 = 4, d5 = 5, d6 = 6, d7 = 7;
LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);
  
bool ControlAccess = 0;

在此之后，我们将进入void setup函数。在这一步，为 9600 定义了波特率，并初始化了LCD和DS18B20 传感器。

配置完成后，设备进入传感器的测试过程。以下命令负责获取总线上连接了多少传感器。由于在我们的项目中只有一个传感器，因此预计系统会检测到一个传感器。

但是，如果传感器出现任何问题，则不会返回传感器地址的值。在这种情况下，系统会通知LCD中的传感器出现问题。

如果您的传感器正常工作，系统将进入无效循环功能并开始读取温度并显示在LCD 16 x 2中，如下所示。

void setup(void)
{
 Serial.begin(9600);
 sensors.begin();
 lcd.begin(16, 2);
 // Localiza e mostra enderecos dos sensores
 Serial.println("Localizing DS18B20 sensor...");
 Serial.print("Sensor Localization successfully!");
 Serial.print(sensors.getDeviceCount(), DEC);
 Serial.println(" Sensor");
  
     do
     {
       if (!sensors.getAddress(sensor1, 0))
       {               
           if(ControlAccess == 0)
           {
             lcd.clear();
             lcd.setCursor(1,0);
             lcd.print("Sensor do not");
             lcd.setCursor(5,1);
             lcd.print("find!");
             ControlAccess = 1;
           }
         Serial.println("Sensor not found!");
       }
     }while(!sensors.getAddress(sensor1, 0));
         ControlAccess = 0;
}

在此过程之后，系统将验证传感器是否正常工作。案例出现任何问题，都会出现“未找到传感器！” 信息。

并且它将一直处于循环中，直到传感器问题解决、安装新传感器或用户必须重新启动系统。

但是，在传感器正常工作的情况下，系统进入无效循环并读取温度值，显示在LCD 16x2中并再次测试传感器，如下面的代码所示。

void loop()
{
  
 sensors.requestTemperatures();  //Request temperature
 float tempC = sensors.getTempC(sensor1); //Get temperature value
 //Show temperature value in the Display LCD 16x2
 lcd.clear();
  
 lcd.setCursor(2,0);
 lcd.print("Temperature");
  
 lcd.setCursor(4,1);
 lcd.print(tempC);
 lcd.write(223);
 lcd.print("C");
  
 delay(3000);
 //Verify the working of the DS18B20 Sensor
 Serial.print("Sensor Localization with Successfully");
 Serial.print(sensors.getDeviceCount(), DEC);
 Serial.println(" Sensor");
     do
     {
       if (!sensors.getAddress(sensor1, 0))
       {               
           if(ControlAccess == 0)
           {
             lcd.clear();
             lcd.setCursor(3,0);
             lcd.print("Sensor not");
             lcd.setCursor(5,1);
             lcd.print("found!");
             ControlAccess = 1;
           }
         Serial.println("Sensor not found!");
       }
     }while(!sensors.getAddress(sensor1, 0));
         ControlAccess = 0;
}

为了让您了解操作，我们将项目结果与安装在原型板上的电路的实际图像一起呈现。

结果

根据图 1 所示的示意图，注意当传感器连接并正常工作时，系统会读取并显示温度值，如图 2 所示。

 

图 2 - 系统正常工作。

 

现在，当传感器电路出现任何问题时，系统将显示消息“未找到传感器！”。在图 3 中，传感器从电路中移除并显示消息。

 

图 3 - 传感器上的故障检测系统。

 

因此，当需要在各种可能出现加热问题的项目中检测传感器中的故障时，该系统非常实用。

致谢

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Silícios 实验室感谢UTSOURCE提供电子元件。