DS18B20溫度感測器介紹

一、什麼是DS18B20溫度感測器

DS18B20是一款數字溫度感測器，能夠測量-55℃至+125℃範圍內的溫度。該感測器不需要外部組件或校準，具有高精度和靈敏度，並採用1-Wire匯流排介面，使其易於集成到各種嵌入式系統中。感測器具有3引腳，其中一個引腳是用於數據線、一個引腳是用於地線、另一個引腳用於VDD電源引腳。

DS18B20採用基於熱電效應的原理進行溫度測量，其內部集成了一個固定的精確電阻和一對熱敏電阻，當感測器處於不同溫度下時，熱敏電阻的阻值發生變化，這個變化導致基於差分電流比較的輸出結果也隨之變化，通過此種方式，DS18B20實現了溫度的檢測。

二、DS18B20的原理

在DS18B20內部，電壓上升時開始進行轉換，然後DS18B20將轉換結果轉換為數字形式，並將該結果存入其內存中。使用1-Wire匯流排可以同時讀取多個DS18B20感測器的數據。感測器還具有配置寄存器，可以通過配置寄存器向感測器發送不同的命令，來控制其輸出方式。

DS18B20感測器的原理基於一種被稱為「差分比較器」的電路。此電路是基於輸出電壓，同時使用非常小的電流來比較器內部的電阻值而形成的。

/* DS18B20獲取溫度數據的示例代碼 */
/* 使用Arduino平台 */

#include "OneWire.h"
#include "DallasTemperature.h"

// 定義變數
#define ONE_WIRE_BUS 2
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS); // 實例化 OneWire 對象
DallasTemperature sensors(&oneWire); // 實例化 DallasTemperature 對象

void setup()
{
  sensors.begin();
}

void loop()
{
  sensors.requestTemperatures(); // 請求溫度數據
  float temperatureC = sensors.getTempCByIndex(0); // 獲取攝氏度溫度
  float temperatureF = sensors.getTempFByIndex(0); // 獲取華氏度溫度
  // 列印溫度數據
  Serial.print("Temperature: ");
  Serial.print(temperatureC);
  Serial.print(" C / ");
  Serial.print(temperatureF);
  Serial.println(" F");
  delay(1000);
}

三、DS18B20的應用

DS18B20感測器廣泛應用於各種嵌入式系統和電子設備中，例如測量車輛引擎和內飾溫度、工業自動化控制、醫療設備等。同時，它們還可以用於監測家庭的溫度和濕度，並與智能家居系統集成，提高家庭的可舒適性和能效。

此外，DS18B20感測器還可以用於防止過熱，例如在咖啡製作和烘焙過程中，可以使用感測器監測溫度，確保食品不會過度加熱而損失其質量。

四、總結

DS18B20是一款高精度和靈敏度的數字溫度感測器，其內部具有固定精度的電阻和熱敏電阻，通過使用1-Wire匯流排介面，易於集成到各種應用環境中。感測器的原理是基於電壓轉換和差分比較器電路形成的，並且它們廣泛應用於各種嵌入式系統和電子設備。