Capteur 1-Wire DS18B20 ou DS18B20+PAR

Mesurer une température avec un capteur 1-Wire DS18B20-PAR ou DS18B20

 

L’avantage « -PAR » du DS18B20+PAR

Lorsque vous utilisez les capteurs de température DS18B20, DS18S20 et DS1822 1-Wire en mode parasite, la broche VDD doit être connectée à la masse (GND) pour un fonctionnement correct. Dans les applications où les capteurs sont directement connectés à une carte de circuit imprimé, la connexion de la broche VDD à GND est simple. Cependant, dans les applications où le capteur de température est situé à un emplacement distant à partir du circuit de commande (par exemple, dans une sonde de température), cette connexion peut présenter des difficultés mécaniques. Dans ce cas, il existe deux façons de réaliser la connexion requise: exécutez trois fils sur le capteur de température et connectez le fil VDD à GND sur la carte de circuit imprimé (voir Figure 1) ou connectez la broche VDD à la broche GND du périphérique ( Voir la figure 2).

Malheureusement, la première approche ajoute des dépenses en exigeant un fil pour la connexion VDD, ce qui est particulièrement préoccupant si les fils doivent s’étendre sur de longues distances et la deuxième approche est une solution mécaniquement difficile.

DS18B20 sur PCB
Figure 1. Capteur de température à 1 fil avec broche VDD branché à GND au PCB.
DS18B20 local
Figure 2. Capteur de température 1 fil avec broche VDD localement connecté à GND.

 

Le DS18B20+PAR pour résoudre le problème

Pour résoudre ce problème, Dallas a créé le DS18B20-PAR, DS18S20-PAR et DS1822-PAR. Ces périphériques sont identiques aux DS18B20, DS18S20 et DS1822 sauf que VDD est connecté en interne à GND (voir Figure 3). Par conséquent, les trois périphériques -PAR facilitent la mise en œuvre d’un fonctionnement par parasite à distance avec un minimum de câblage ou de connexions (voir Figure 4).

DS18B20-PAR Fig01
Figure 3. Vue en coupe du capteur de température -PAR.
DS18B20-PAR Fig02
Figure 4. DS18B20-PAR configuration de câblage.

 

Notez qu’en raison de l’augmentation du courant de fuite des broches DQ à haute température, les DS18B20-PAR, DS18S20-PAR et DS1822-PAR ont une température de fonctionnement maximale de + 100 ° C. Il en va de même pour DS18B20, DS18S20 et DS1822 lorsqu’il est utilisé en mode parasite.

Traduction de source : https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/203

Câblage DS18B20-PAR avec Arduino UNO

 

DS18B20-PAR câblage avec Arduino Uno
DS18B20-PAR câblage avec Arduino Uno

 

Le code qui suit, n’est pas optimisé pour l’utilisation du DS18B20-PAR dans un projet, il a cependant l’avantage d’être très bien documenté et vous permet de tout connaitre de votre composant électronique.

 

// --- Programme Arduino ---
// Copyright X. HINAULT - Créé le 10/04/2010
// www.mon-club-elec.fr 

//  Code sous licence GNU GPL : 
//  This program is free software: you can redistribute it and/or modify
//  it under the terms of the GNU General Public License as published by
//  the Free Software Foundation, either version 3 of the License,
//  or any later version.
//  This program is distributed in the hope that it will be useful,
//  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
//  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
//  GNU General Public License for more details.
//  You should have received a copy of the GNU General Public License
//  along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
//  

// --- Que fait ce programme ? ---
/* test simple de la mesure de la température à l'aide d'un capteur
de température One-wire de type DS18B20 et affichage du résultat
dans la fenêtre Terminal série.  */

// --- Fonctionnalités utilisées ---
// Utilise la connexion série vers le PC 
// Utilise un ou plusieurs capteurs One Wire 

// --- Circuit à réaliser ---
// Connexion série entre la carte Arduino et le PC (utilise les broches 0 et 1)  
// Connecter  sur la broche 2 la broche de données du capteur One Wire

//**************** Entête déclarative *******
// A ce niveau sont déclarées les librairies, les constantes, les variables...

// --- Inclusion des librairies utilisées ---

#include <OneWire.h> // librairie pour capteur OneWire

// --- Déclaration des constantes ---

// --- constantes des broches ---

const int broche_OneWire=2; //declaration constante de broche 

//---- code d'instruction du capteur
const int modeLecture=0xBE;
const int lancerMesure=0x44;

// --- Déclaration des variables globales ---
byte data[12]; // Tableau de 12 octets pour lecture des 9 registres de RAM et des 3 registres d'EEPROM du capteur One Wire
byte adresse[8]; // Tableau de 8 octets pour stockage du code d'adresse 64 bits du composant One Wire

int tempet=0; // variable pour resultat de la mesure
float tempetf=0.0; // variable pour resultat de la mesure

// --- Déclaration des objets utiles pour les fonctionnalités utilisées ---
OneWire  capteur(broche_OneWire);  // crée un objet One Wire sur la broche voulue


//**************** FONCTION SETUP = Code d'initialisation *****
// La fonction setup() est exécutée en premier et 1 seule fois, au démarrage du programme

void setup()   { // debut de la fonction setup()

// --- ici instructions à exécuter au démarrage --- 

Serial.begin(115200); // initialise connexion série à 115200 bauds
// IMPORTANT : régler le terminal côté PC avec la même valeur de transmission 


// XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX Détection du capteur présent sur la broche XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 
Serial.println("**** Detection du capteur **** "); 

while (capteur.search(adresse)== false) // tant qu'aucun nouveau capteur est détecté
{

  // la fonction search renvoie la valeur FAUX si aucun élément 1-wire est trouvé. 

  Serial.println("Aucun capteur 1-wire present sur la broche ! "); // affiche message + saut de ligne
  delay (1000); // pause 1 seconde
}

//la suite est exécutée seulement si un capteur est détecté

  // la fonction search renvoie la valeur VRAI si un élément 1-wire est trouvé. 
  // Stocke son code d'adresse 16 bits dans le tableau adresse[8]
  // adresse envoyé à la fonction correspond à l'adresse de début du tableau adresse[8] déclaré ...   

  Serial.print ("1 capteur 1-wire present avec code adresse 64 bits : ");


  //--- affichage des 64 bits d'adresse au format hexadécimal
   for(int i = 0; i < 8; i++) { // l'adresse renvoyée par la fonction search est stockée sur 8 octets

    if (adresse[i]<16) Serial.print('0'); // pour affichage des O poids fort au format hexadécimal
    Serial.print(adresse[i], HEX); // affiche 1 à 1 les 8 octets du tableau adresse au format hexadécimal
    Serial.print(" ");
  }

  Serial.println(); 

  //---- test du type de capteur ---- 
  // le type du capteur est donné par le 1er octet du code adresse 64 bits
  // Valeur 0x28 pour capteur type DS18B20, 0x10 pour type DS18S20, 0x22 pour type DS1820
  if (adresse[0]==0x28) 
  { 
    Serial.println ("Type du capteur present : Capteur temperature DS18B20.");
  }
  else
  {
    Serial.println ("Le capteur present n'est pas un capteur de temperature DS18B20.");
  }


  //----- contrôle du code CRC ----
  // le dernier octet de l'adresse 64bits est un code de contrôle CRC 
  // à l'aide de la fonction crc8 on peut vérifier si ce code est valide
  if (capteur.crc8( adresse, 7) == adresse[7]) // vérification validité code CRC de l'adresse 64 bits
  // le code CRC de l'adresse 64 bits est le 8ème octet de l'adresse (index 7 du tableau)
  {
    Serial.println ("Verification du code CRC de l'adresse 64 bits de ce capteur : VALIDE !"); 
  }
  else
  {
    Serial.println ("Verification du code CRC de l'adresse 64 bits de ce capteur : NON VALIDE !");     
  }

  //------- message final détection ---- 
  Serial.println("----- fin de la recherche du capteur ----"); 
  Serial.println(""); 

  //--- la phase de détection n'est pas obligatoire avec un seul capteur ---
  //---- il est possible d'utiliser uniquement la fonction skip --- 
  //---- le résultat semble plus hasardeux cependant... 
  // capteur.skip(); 

  // une fois le capteur détecté, son code adresse 64 bits est stocké dans le tableau adresse[8]
  // on va à présent adresser des instructions au capteur et lire le résultat obtenu
  // successivement il faudra : 
  //    * envoyer l'instruction de lancement de la mesure
  //    * attendre 1 seconde 
  //    * envoyer l'instruction de lecture du résultat
  //    * envoyer les instructions de lecture



} // fin de la fonction setup()
// ********************************************************************************

//*************** FONCTION LOOP = Boucle sans fin = coeur du programme *************
// la fonction loop() s'exécute sans fin en boucle aussi longtemps que l'Arduino est sous tension

void loop(){ // debut de la fonction loop()

// XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX Lancement d'une mesure et lecture du résultat XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 

  Serial.println("**** Acquisition d'une mesure de la temperature **** "); 

  // avant chaque nouvelle instruction, il faut : 
  //    * initialiser le bus 1-wire
  //    * sélectionner le capteur détecté
  //    * envoyer l'instruction 

//--------- lancer une mesure --------
  capteur.reset(); // initialise le bus 1-wire avant la communication avec un capteur donné
  capteur.select(adresse); // sélectionne le capteur ayant l'adresse 64 bits contenue dans le tableau envoyé à la fonction
  capteur.write(lancerMesure,1); // lance la mesure et alimente le capteur par la broche de donnée

//-------- pause d'une seconde ----- 
delay(1000);     // au moins 750 ms
           // il faudrait mettre une instruction capteur.depower ici, mais le reset va le faire


//---------- passer en mode LECTURE ------------- 
  capteur.reset(); // initialise le bus 1-wire avant la communication avec un capteur donné
  capteur.select(adresse); // sélectionne le capteur ayant l'adresse 64 bits contenue dans le tableau envoyé à la fonction
  capteur.write(modeLecture,1); // passe en mode lecture de la RAM du capteur

// ----------- lire les 9 octets de la RAM (appelé Scratchpad) ----

for ( int i = 0; i < 9; i++) {           // 9 octets de RAM stockés dans 9 octets
    data[i] = capteur.read();             // lecture de l'octet de rang i stocké dans tableau data
  }

// ----- affichage du contenu des différents octets ----------- 
Serial.println("");
Serial.println("---- lecture de la RAM du capteur ---- ");
Serial.print("Octet 0 (Resultat poids faible)="), Serial.println(data[0],BIN);
Serial.print("Octet 1 (Resultat poids fort)="), Serial.println(data[1],BIN);
Serial.print("Octet 2 (Alarme haute)="), Serial.println(data[2],BIN);
Serial.print("Octet 3 (Alarme basse)="), Serial.println(data[3],BIN);
Serial.print("Octet 4 (Registre de configuration)="), Serial.println(data[4],BIN);
Serial.print("Octet 5 (Reserve)="), Serial.println(data[5],BIN);
Serial.print("Octet 6 (Reserve)="), Serial.println(data[6],BIN);
Serial.print("Octet 7 (Reserve)="), Serial.println(data[7],BIN);
Serial.print("Octet 8 (code CRC mesure)="), Serial.println(data[8],BIN);


//----- test de validité des valeurs reçues par contrôle du code CRC  ----

Serial.println("");
Serial.println("---- test de controle de validite des donnees recues ---- ");

  // le dernier (9ème) octet de la RAM est un code de contrôle CRC 
  // à l'aide de la fonction crc8 on peut vérifier si ce code est valide
  if (capteur.crc8( data, 8) == data[8]) // vérification validité code CRC des valeurs reçues
  {
    Serial.println ("Verification du code CRC de ce resultat : VALIDE !"); 
  }
  else
  {
    Serial.println ("Verification du code CRC de ce resultat  : NON VALIDE !");     
  }

//----- caclul de la température mesurée (enfin!) ---------
Serial.println("");
Serial.println("---- calcul de la temperature ---- ");

//---- extraction du résultat de la mesure à partir des registres de la RAM ---
data[1]=data[1] & B10000111; // met à 0 les bits de signes inutiles
tempet=data[1]; // bits de poids fort
tempet=tempet<<8; 
tempet=tempet+data[0]; // bits de poids faible

Serial.print ("Mesure brute ="); 
Serial.println (tempet); 

// --- en mode 12 bits, la résolution est de 0.0625°C - cf datasheet DS18B20
tempetf=float(tempet)*6.25;
tempetf=tempetf/100.0;

Serial.print ("Mesure Finale ="); 
Serial.print (tempetf,2); 
Serial.println (" Degres Celsius. "); 


//while(1); // stoppe loop

} // fin de la fonction loop() - le programme recommence au début de la fonction loop sans fin
// ********************************************************************************

//*************** Autres Fonctions du programme *************

// --- Fin programme ---

 

 

 

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