與Raspberry Pi接口的多個DS18B20溫度傳感器

描述

我瀏覽了一些連接 DS18B20 的教程，在這些教程中，他們解釋了如何僅使用 Arduino 平臺連接 DS18B20。最少的人解釋了如何使用 Python 與 Raspberry 連接 DS18B20，因為他們只連接了一個 DS18B20。在這個項目中，我正在解釋如何將九 (9) 個 DS18B20 溫度傳感器與 Raspberry pi 4 B 連接。

對于其中一個項目，我需要連接 9 個防水溫度傳感器以及繼電器和接近傳感器。使用 python 編程從 DS18B20 讀取溫度最初并不容易。經(jīng)過大量的鍛煉，在決賽中，我讀取了多個 DS18B20 溫度數(shù)據(jù)。在這個項目中，我使用了 Raspberry Pi 4 B 和 Raspbian os Bullseye。

9 -DS18B20 與 Raspberry pi 以及繼電器、光隔離器、IR 接近傳感器連接

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DS18B20

DS18B20 的引出線

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DS18B20 傳感器規(guī)格

• 可編程數(shù)字溫度傳感器
• 使用 1-Wire 方法進行通信
• 工作電壓：3V至5V
• 溫度范圍：-55°C 至 +125°C
• 準確度：±0.5°C
• 輸出分辨率：9 位到 12 位（可編程）

唯一的 64 位地址可實現(xiàn)多路復用

• 轉(zhuǎn)換時間：12 位時為 750 毫秒
• 可編程報警選項
• 提供 To-92、SOP，甚至防水傳感器

在哪里使用 DS18B20 傳感器

DS18B20是來自 maxim integrated的單線可編程溫度傳感器。它廣泛用于測量化學溶液、礦山或土壤等惡劣環(huán)境中的溫度。傳感器的收縮部分堅固耐用，還可以購買防水選項，從而簡化安裝過程。它可以測量從-55°C 到 +125°的廣泛溫度范圍，準確度為±5°C 。每個傳感器都有一個唯一的地址，并且只需要 MCU 的一個引腳來傳輸數(shù)據(jù)，因此它是測量多點溫度的一個很好的選擇，而不會影響微控制器上的許多數(shù)字引腳。

如何使用 DS18B20 傳感器

該傳感器采用 1-Wire 通信方式工作。它只需要通過上拉電阻連接到微控制器的數(shù)據(jù)引腳，其他兩個引腳用于供電，如下所示。

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上拉電阻用于在總線不使用時使線路保持高電平狀態(tài)。傳感器測得的溫度值將存儲在傳感器內(nèi)部的一個2字節(jié)的寄存器中。可以使用單線方法通過發(fā)送一系列數(shù)據(jù)來讀取該數(shù)據(jù)。讀取值的命令有兩種類型，一種是 ROM 命令，另一種是功能命令。

使用單線通信配置樹莓派與 DS18B20 通信

在樹莓派中，我們需要在全新安裝 Raspbian OS 后啟用接口。

要啟用單線接口，請使用：

sudo raspi-config

滾動到接口選項并單擊它，然后啟用單線接口。

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要添加對 OneWire 的支持，我們首先需要打開引導配置文件，這可以通過運行以下命令來完成。為此，我使用了 nano 文本編輯器，您可以通過輸入以下命令來使用終端

sudo nano /boot/config.txt

Next 在此文件的底部輸入以下內(nèi)容。

dtoverlay=w1-gpio

完成后按CTRL + X任意輸入Yes(Y) 保存并退出。. 現(xiàn)在通過運行以下命令重新啟動 Pi。

sudo reboot

一旦 Raspberry Pi 重新啟動，我們需要運行modprob e 以便加載正確的模塊。

sudo modprobe w1-gpio

然后

sudo modprobe w1-therm

現(xiàn)在切換到設(shè)備目錄并使用 ls 命令查看目錄中的文件夾和文件。

cd /sys/bus/w1/devices 
ls

列出該文件，將找到一個 28-xxxxxxxxxxxx 設(shè)備目錄（例如，此處為 28-00000674869d）。這是DS18B20的ROM。如果連接了多個DS18B20，你會發(fā)現(xiàn)一個以上的某個目錄。

cd 28-00000674869d

現(xiàn)在運行以下cat 命令。

cat w1_slave

上面的命令應(yīng)該輸出數(shù)據(jù)，但你會注意到它不是很用戶友好。

第一行的末尾應(yīng)該有一個 YES 或 NO。如果是，則應(yīng)出現(xiàn)第二行溫度。這條線看起來類似于 t=12323，您需要做一些數(shù)學運算才能使其成為我們可以輕松理解的可用溫度。例如，以攝氏度為單位，您只需除以 1000。

來自樹莓派的回應(yīng)

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第一行的 YES 表示 CRC 校驗成功（Data Valid）。t=后面的數(shù)字是溫度，28750代表28.7（C）。

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單DS18B20輸出

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多個 DS18B20 溫度傳感器與 Raspberry Pi 接口的圖形表示。

連接圖

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DS18B20與Raspberry PI的原理圖

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DS18B20與Raspberry PI的原理圖

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九個 DS18B20 溫度傳感器的輸出

該項目的輸出包含攝氏度和華氏度的 9 個 DS18B20 溫度數(shù)據(jù)

Python 空閑時的輸出

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