与Raspberry Pi接口的多个DS18B20温度传感器

描述

我浏览了一些连接 DS18B20 的教程，在这些教程中，他们解释了如何仅使用 Arduino 平台连接 DS18B20。最少的人解释了如何使用 Python 与 Raspberry 连接 DS18B20，因为他们只连接了一个 DS18B20。在这个项目中，我正在解释如何将九 (9) 个 DS18B20 温度传感器与 Raspberry pi 4 B 连接。

对于其中一个项目，我需要连接 9 个防水温度传感器以及继电器和接近传感器。使用 python 编程从 DS18B20 读取温度最初并不容易。经过大量的锻炼，在决赛中，我读取了多个 DS18B20 温度数据。在这个项目中，我使用了 Raspberry Pi 4 B 和 Raspbian os Bullseye。

9 -DS18B20 与 Raspberry pi 以及继电器、光隔离器、IR 接近传感器连接

 

DS18B20

DS18B20 的引出线

 

 

DS18B20 传感器规格

• 可编程数字温度传感器
• 使用 1-Wire 方法进行通信
• 工作电压：3V至5V
• 温度范围：-55°C 至 +125°C
• 准确度：±0.5°C
• 输出分辨率：9 位到 12 位（可编程）

唯一的 64 位地址可实现多路复用

• 转换时间：12 位时为 750 毫秒
• 可编程报警选项
• 提供 To-92、SOP，甚至防水传感器

在哪里使用 DS18B20 传感器

DS18B20是来自 maxim integrated的单线可编程温度传感器。它广泛用于测量化学溶液、矿山或土壤等恶劣环境中的温度。传感器的收缩部分坚固耐用，还可以购买防水选项，从而简化安装过程。它可以测量从-55°C 到 +125°的广泛温度范围，准确度为±5°C 。每个传感器都有一个唯一的地址，并且只需要 MCU 的一个引脚来传输数据，因此它是测量多点温度的一个很好的选择，而不会影响微控制器上的许多数字引脚。

如何使用 DS18B20 传感器

该传感器采用 1-Wire 通信方式工作。它只需要通过上拉电阻连接到微控制器的数据引脚，其他两个引脚用于供电，如下所示。

 

上拉电阻用于在总线不使用时使线路保持高电平状态。传感器测得的温度值将存储在传感器内部的一个2字节的寄存器中。可以使用单线方法通过发送一系列数据来读取该数据。读取值的命令有两种类型，一种是 ROM 命令，另一种是功能命令。

使用单线通信配置树莓派与 DS18B20 通信

在树莓派中，我们需要在全新安装 Raspbian OS 后启用接口。

要启用单线接口，请使用：

sudo raspi-config

滚动到接口选项并单击它，然后启用单线接口。

 

要添加对 OneWire 的支持，我们首先需要打开引导配置文件，这可以通过运行以下命令来完成。为此，我使用了 nano 文本编辑器，您可以通过输入以下命令来使用终端

sudo nano /boot/config.txt

Next 在此文件的底部输入以下内容。

dtoverlay=w1-gpio

完成后按CTRL + X任意输入Yes(Y) 保存并退出。. 现在通过运行以下命令重新启动 Pi。

sudo reboot

一旦 Raspberry Pi 重新启动，我们需要运行modprob e 以便加载正确的模块。

sudo modprobe w1-gpio

然后

sudo modprobe w1-therm

现在切换到设备目录并使用 ls 命令查看目录中的文件夹和文件。

cd /sys/bus/w1/devices 
ls

列出该文件，将找到一个 28-xxxxxxxxxxxx 设备目录（例如，此处为 28-00000674869d）。这是DS18B20的ROM。如果连接了多个DS18B20，你会发现一个以上的某个目录。

cd 28-00000674869d

现在运行以下cat 命令。

cat w1_slave

上面的命令应该输出数据，但你会注意到它不是很用户友好。

第一行的末尾应该有一个 YES 或 NO。如果是，则应出现第二行温度。这条线看起来类似于 t=12323，您需要做一些数学运算才能使其成为我们可以轻松理解的可用温度。例如，以摄氏度为单位，您只需除以 1000。

来自树莓派的回应

 

第一行的 YES 表示 CRC 校验成功（Data Valid）。t=后面的数字是温度，28750代表28.7（C）。

单DS18B20输出

 

多个 DS18B20 温度传感器与 Raspberry Pi 接口的图形表示。

连接图

 

DS18B20与Raspberry PI的原理图

 

DS18B20与Raspberry PI的原理图

 

九个 DS18B20 温度传感器的输出

该项目的输出包含摄氏度和华氏度的 9 个 DS18B20 温度数据

Python 空闲时的输出