Подключение датчика температуры

Датчики температуры являются важными элементами многих измерительных устройств. С помощью них измеряют температуру окружающей среды и различных тел. Данные приборы широко применяются в качестве измерителей температуры не только на производствах и в промышленности, но и в быту, и в сельском хозяйстве, то есть там, где людям в силу рода деятельности необходимо измерять температуру. И всегда имеет место вопрос, а как правильно осуществить подключение такого датчика, чтобы его функционирование было точным и не было бы сбоев?

Для подключения датчика температуры не требуется сложных работ, главное здесь — следовать точно инструкции, тогда и результат будет успешным, а самое сложное, что потребуется для монтажа — это обычный паяльник.

Типичный датчик представляет собой, как готовое устройство, шнур длиной более 2 метров, на конце которого закреплен непосредственно измерительный прибор, он отличается от шнура цветом, обычно — черный. Подключают устройство к аналого-цифровому преобразователю, который переводит аналоговый сигнал (ток или напряжение) от датчика в цифровой.

Один из выводов датчика заземляется, а второй подключается непосредственно к регистру АЦП сопротивлением 3-4 Ом. АЦП затем может быть подключен к модулю сбора информации, который посредством USB-интерфейса может быть подключен к компьютеру, где с помощью специальной программы можно производить те или иные действия, опираясь на полученные данные.

Программы позволяют оперировать с полученной информацией и выполнять множество связанных с измерением температуры задач. Многие современные системы сбора информации оснащены специально дисплеями для возможности мониторинга осуществленных измерений.

Несмотря на кажущуюся простоту, датчики температуры имеют разные схемы подключения, поскольку часто необходимо учитывать погрешности, связанные с сопротивлением проводов.

Рассмотрим конкретный пример. Прибор PT100 имеет сопротивление 100 Ом при температуре на датчике 0 градусов Цельсия. Если его подключить по классической двухпроводной схеме, используя медный провод сечением 0,12 кв.мм, причем соединительный кабель будет иметь длину 3 метра, то два повода сами будут иметь сопротивление приблизительно 0,5 Ом, а это даст погрешность, ибо суммарное сопротивление при 0 градусов будет уже 100,5 Ом, а такое сопротивление должно быть у датчика при температуре 101,2 градуса.

Мы видим, что при подключении по двухпроводной схеме могут возникнуть проблемы, связанные с погрешностью из-за сопротивления соединительных проводов, однако этих проблем можно избежать. Для этого в некоторых приборах возможна корректировка, например на 1,2 градуса. Но такая корректировка не скомпенсирует полностью сопротивление проводов, ибо провода сами под действием температуры изменяют свое сопротивление.

Допустим, часть проводов расположена совсем неподалеку от нагреваемой камеры, вместе с датчиком, а другая часть — далеко от нее, и меняет свою температуру и сопротивление под действием окружающих факторов в помещении. В таком случае сопротивление проводников 0,5 Ом в процессе нагрева до каждых 250 градусов будет становиться в 2 раза больше, и это необходимо учесть.

Чтобы избежать погрешности, используют подключение по трехпроводной схеме, чтобы прибор измерил общий показатель сопротивления вместе с сопротивлением обоих проводов, хотя можно учесть сопротивление одного провода, просто умножив его потом на 2. После этого из суммы вычитается сопротивление проводов, и остается показание самого датчика. При таком решении получается довольно высокая точность даже если сопротивление проводов могла бы повлиять значительно.

Однако даже трехпроводная схема не может скорректировать погрешность связанную с разной степенью сопротивления проводников в силу неоднородности материала, разного сечения по длине и т. д. Конечно, если длина проводника мала, то и погрешность будет мизерной, и даже при двухпроводной схеме отклонения в показаниях температуры будут не значительными. Но если проводники достаточно длинные, то влияние их очень существенно. Тогда нужно применять уже четырехпроводное подключение, когда прибор измеряет сопротивление исключительно датчика без учета сопротивления проводов.

Так, двухпроводная схема применима в случаях когда:

• Диапазон измерения не выше 40 градусов, и высокая точность не нужна, допустима погрешность в 1 градус;

• Соединительные провода достаточно большого сечения и короткие, тогда их сопротивление сравнительно не велико, и погрешность самого прибора примерно соизмерима с ними: пусть, сопротивление проводов 0,1 Ом на градус, а точность нужна 0,5 градуса, то есть получаемая погрешность меньше допустимой. Трехпроводная схема применима в случаях, когда измерения проводятся на расстояниях от 3 до 100 метров от датчика, а диапазон — до 300 градусов, при допустимой погрешности 0,5%.

Для более точных, прецизионных измерений, где погрешность не должна превышать 0,1 градус, применяют четырехпроводную схему.

Для проверки прибора можно использовать обычный тестер. Диапазоном для датчиков, которые обладают сопротивлением 100 Ом при 0 градусов, как раз подойдет от 0 до 200 Ом, этот диапазон есть на любом мультиметре.

Проверку породят при комнатной температуре, при этом определяют, какие из проводов прибора соединены накоротко, а какие соединены непосредственно с датчиком, затем измеряют, показывает ли прибор сопротивление, которое должно быть по паспорту при определенной температуре. В завершении нужно убедиться, что нет замыкания на корпус термопреобразователя, это измерение делается в мегаомном диапазоне. Для полного соблюдения техники безопасности не касайтесь руками проводов и корпуса.

Если в процессе проверки тестер покажет бесконечно большое сопротивление, это знак того, что в корпусе датчика случайно оказались жир или вода. Такое устройство некоторое время поработает, но показания его будут плавающими.

Важно помнить, что все работы по подключению и проверке датчика должны выполняться в резиновых перчатках. Нельзя разбирать устройство, а если что-то повреждено, например на кабелях питания отсутствует в каких-то местах изоляция, то такое оборудование устанавливать нельзя. Датчик при монтаже может вызывать помехи для других устройств, работающих поблизости, поэтому их следует предварительно отключить.

Если у вас возникают сложности, то доверьте работы профессионалам. Вообще, по инструкции все можно осуществить самостоятельно, но в некоторых случаях лучше не рисковать. По окончании монтажа убедитесь, что устройство прочно закреплено в нужном месте, это очень важно. Помните о том, что датчик крайне чувствителен к влажности. Не проводите монтажные работы во время грозы.

Проводите профилактические проверки время от времени, чтобы убедиться в том, насколько качественно работает датчик. Его качество в принципе должно быть высоким, не экономьте при покупке датчика, качественный прибор не может стоить очень дешево, это не тот случай, когда следует пытаться экономить.

electricalschool.info

Продолжим разговор о системе управления отоплением частного дома. Сегодня о подключении датчиков температуры. В инструкции, конечно, есть схема подключения, но я бы акцентировал дополнительно твое внимание на том, что датчики должны быть подключены последовательно, без образования «звезды».

Чтобы было понятнее, вот рисунок: на нем у каждого датчика свой кабель для соединения с контроллером, и где-то у самого контроллера эти кабели соединяются в один. Вот это и есть соединение звездой.

Спору нет, так, конечно, удобнее датчики раскидать. Только потом возможны проблемы с их определением, да и в работе у прибора будут необъяснимые глюки.

А вот эта схема — пример последовательного соединения датчиков температуры DS18B20. То есть, к одному непрерывному кабелю, подключенному к NM8036, последовательно подключаются датчик за датчиком на всем протяжении кабеля.

Вообще-то, если строго судить с точки зрения электрических соединений, это соединение является параллельным, но я для лучшего понимания обозвал тут по своему. Ведь соединение звездой — тоже параллельное…

Вобщем, такой тип соединения, как на рисунке — наиболее правильный, но он не всегда удобен в реальных условиях, когда датчики должны располагаться в разных помещениях, разбросанных вовсе не в соответствии с логикой последовательного подключения датчиков. И что же делать?

Выходом в такой ситуации служит соединение с возвратами, именно по такому пути я и пошел. Там, где оказалось невозможно протянуть кабель последовательно от датчика до датчика, я возвращался от очередного датчика к исходной точке и далее вновь шел к следующему датчику.

Эта схема — лишь отвлеченный пример, дающий представление о способе соединения датчиков в реальных условиях. Как видим, принцип последовательного соединения здесь соблюден полностью.

При монтаже датчиков температуры я использовал кабель «витая пара», каким прокладывают компьютерные сети. В этом кабеле 8 разноцветных жил, скрученных попарно. Во-первых, это оказалось очень удобным для выполнения соединений с возвратом, а во-вторых — кабель «витая пара» как раз очень хорош для таких целей, снижая количество наведенных помех.

Купить такой кабель можно в любой компьютерной мастерской, сервисе, в магазинах электроники. Не так уж и дорого, рупь штучка, три рубля кучка.

У кабеля четыре пары: синий и белосиний, коричневый и белокоричневый, розовый и белорозовый, зеленый и белозеленый. Все провода бело- использую под общий провод. Провод коричневый — Data на входе, синий — питание на входе. На выходе: Data — зеленый, питание — розовый.

На другом конце кабеля «с возвратом» подключаю датчик по указанной схеме, т.е., все белые — общий, зеленый и коричневый — Data, синий и розовый — питание.

Теперь цоколевка датчика, назначение его выводов. Путать их, конечно, не следует. Берем датчик за ножки и смотрим на его лицевую сторону, где расположены надписи. При этом справа будет вывод питания, слева — общий, и в середине — вывод данных.

Но вот кабели раскинуты, датчики подпаяны. Как их закреплять? Вопрос неоднозначен, если задаваться целью измерения температуры с точностью до десятых градусов. Собственно, датчик так и меряет, но он меряет свою температуру. А измерение температуры датчика и температуры воды в трубе — далеко не одно и то же.

Казалось бы, чего тут сложного? Приклеил датчик к трубе — и он будет измерять температуру воды в трубе. Разве не логично? Логично. Но неверно. Во-первых, сама поверхность трубы уже дает погрешность, ведь она омывается воздухом, температуру которого не всегда равна температуре воды. Во-вторых, что самое важное, датчик прижат к трубе только одной поверхностью. Остальные — опять же омываются воздухом и температура самого датчика получается вовсе не равной температуре поверхности трубы.

Выход напрашивается сам собой: утеплить датчик и участок трубы и сделать над местом крепления датчика некий кожух, защищающий от воздействий наружного воздуха.

Но я опять же пошел по пути упрощения. В ролике на странице Тепловой аккумулятор РІ системе отопления. я показывал, как крепил датчики к трубам с помощью обыкновенного матерчатого пластыря. Да, показания датчиков не соответствуют действительности. Разница в пределах от одного до полутора градусов. Ну и что?

Я же не термостат собираю для научных экспериментов, у меня просто система управления отоплением частного дома. Да и при программировании системы ничто не мешает мне учитывать эту разницу, что я, собственно и сделал. Например, в прихожке у меня разница показаний датчика и градусника (один от другого в 2-х миллиметрах) — 1,3 градуса. Градусник показывает 24, а датчик — 22,7. Кто из них врет — разве важно? Хотя, я больше все таки цифровому датчику доверяю.

Что еще по датчикам? Вроде все. Ага, вот еще: не спеши датчики сразу все на место прикручивать/приматывать. Определять их потом будет непросто. Пусть пока в воздухе висят, чтобы потом, когда запустишь при настройках «Поиск датчиков» и все они будут определены, можно было ладонями изменять их температуру и давать имена в системе.

Система ведь датчики определит по их серийным номерам и вывалит тебе список этих серийников. Откуда она знает, что вот этот серийник принадлежит датчику возле унитаза, а вот этот — датчику под кроватью? Вот тогда заползешь под кровать, подогреешь датчик ладошками, подышишь на него, а супругу попросишь посмотреть на список датчиков. И узнаешь среди всех, у которого температура поднялась. И узнаешь, какой у него серийный номер, да и название ему присвоишь: Кровать!

sebestroj.ru

Краткий обзор популярных цифровых датчиков температуры

Выбор датчика температуры нужно делать с учетом целого ряда параметров. Речь идет не только о метрологических характеристиках – диапазоне температур, точности, разрядности. Очень часто при поиске оптимального сенсора на первое место ставят такие качества как уровень потребления, габариты, простота подключения, возможность параллельной работы нескольких датчиков в сетевой конфигурации и так далее. Все это приводит к тому, что «идеального» сенсора, подходящего для всех случаев жизни, не существует, и разработчикам приходится искать компромиссные варианты.

Сейчас среди разработчиков популярны датчики температуры, которые работают с одно- или двухпроводными шинными интерфейсами: 1-wire, I²C, SMAART и так далее. Это позволяет использовать микроконтроллеры с малым числом выводов для одновременной работы с множеством датчиков. Рассмотрим достоинства и особенности некоторых популярных сенсоров (таблица 2).

Таблица 2. Характеристики популярных датчиков температуры

Параметр	DS18B20	STLM75	TMP107	LMT01
Производитель	Maxim Integrated	STMicroelectronics	Texas Instruments	Texas Instruments
Диапазон измеряемых температур, °С	-55…125	-55…125	-55…125	-50…150
Разрешение, бит	9/10/11/12	9	14	12
Точность, °С	±0,5…±2	±0,5…±2	±0,4…±0,7	±0,5…±0,6875
Время измерения, мс	93,75…750	150	18	54
Напряжение питания	3…5,5 В	2,7…5,5 В	1,7…5,5 В	2…5,5 В
Ток потребления (активное состояние), мкА	1500	150	400	125
Ток потребления (режим ожидания), мкА	1	1	10	34
Интерфейс	1-Wire	I²C/SMBus	USART/SMAART	Однопроводной с токовым выходом
Корпус	SOIC8, uSOP8, TO-92	SOIC8, TSSOP8,	SOIC8	TO-92

DS18B20 – популярный датчик температуры, работающий в диапазоне -55…125°С. Его главными преимуществами являются доступность, невысокая стоимость, программируемая разрядность измерений 9/10/11/12 бит, возможность подключения множества датчиков на общую двухпроводную шину 1-Wire, малое потребление в спящем режиме до 1 мкА. Вместе с тем у этого сенсора есть и недостатки, в том числе – достаточно высокое потребление в активном режиме до 1,5 мА, невысокое быстродействие при высокой разрядности измерений, относительно узкий диапазон рабочих напряжений от 3 В.

STLM75 – датчик температуры, который также работает с диапазоном -55…125°С. По сравнению с DS18B20 данный сенсор может похвастаться сверхнизким потреблением как в активном, так и в спящем режиме (150 мкА и 1 мкА соответственно), а также работой с напряжениями питания 2,7…5,5 В. Для связи с STLM75 используется I²C-шина с возможностью одновременного подключения до девяти устройств. Недостатком датчика является малое разрешение – всего 9 бит.

TMP107 производства Texas Instruments имеет максимальную разрядность среди рассматриваемых датчиков – 14 бит, отличную точность – ±0,4…±0,7°С, минимальное время преобразования – 18 мс. Особенностью датчика является интерфейс SMAART, c помощью которого можно подключить до 32 датчиков на 3-проводную шину. Однако уровень потребления TMP107 достаточно высок как в активном режиме (до 400 мкА), так и в режиме сна (10 мкА),. и для работы с ним потребуется один внешний буфер с тремя состояниями, например, SN74LVC1G125. В результате измерительный блок займет больше места на плате.

LMT01 – близкий по идеологии к датчику DS18B20, но превосходит его по ряду параметров: шире диапазон рабочих напряжений (2…5,5 В), меньше потребление и время преобразования (54 мс). Выходная разрядность датчика – 12 бит. LMT01 отличается наиболее широким диапазоном рабочих температур, составляющим -50…150°С, и максимальной точностью – ±0,5…±0,6875°С. В отличие от TMP107, данный сенсор в простейшем случае требует для подключения наличия единственного внешнего резистора, так как работает с токовым интерфейсом.

Характеристики датчика температуры LMT01

Датчик температуры LMT01 выпускается в двухвыводном корпусном исполнении TO-92 (рисунок 1).

В качестве чувствительного элемента в LMT01 используется полупроводниковый диод (рисунок 2). Сигнал с диода оцифровывается с помощью 12-битного ΣΔ-АЦП и источника опорного напряжения. Полученный цифровой поток преобразуется в последовательность счетных токовых импульсов с помощью встроенных токовых регуляторов верхнего и нижнего плеча. Кроме того, в состав микросхемы входит регулятор напряжения для формирования напряжения питания.

Датчик предназначен для измерения температуры в диапазоне -50…150°С с разрешением 12 бит, что позволяет получать величину единичного отсчета 0,0625°C (рисунок 3). На разных участках рабочего диапазона погрешность принимает различные значения:

• при -20…90°C погрешность не превышает ±0,5°C;
• при 90…150°C погрешность не превышает ±0,62°C;
• при -50…-20°C погрешность не превышает ±0,7°C.

 

Для получения результатов измерения используется достаточно необычный двухпроводной токовый интерфейс. Такое решение дает следующие основные преимущества:

• высокая стойкость к электромагнитным помехам;
• возможность размещения датчика как на плате, так и вне ее, например, на выносном проводе длинной до 2 м.

Особенности двухпроводного токового интерфейса в датчиках температуры LMT01

Как было сказано выше, для передачи результата измерений LMT01 формирует битовую последовательность в виде счетных импульсов тока. Для этого датчику требуется всего лишь два вывода (рисунок 4). Чтобы преобразовать токовые импульсы в форму, привычную для цифровых микросхем, в некоторых случаях можно использовать единственный резистор (но не всегда – об этом ниже).

После включения питания LMT01 начинает цикл измерения, который занимает до 54 мс (рисунок 5). В течение этого времени на выходе датчика формируется ток малого уровня 28…39 мкА. После этого следует цикл передачи результата измерения в виде импульсов тока амплитудой 112…143 мкА. Приемный микроконтроллер должен вести подсчет этих импульсов, например с помощью встроенного счетчика/таймера. Так как частота сигналов составляет около 82…94 кГц, то при максимальном числе импульсов (4095) длительность передачи может достигать 50 мс.

По числу подсчитанных импульсов (PC) можно определить значение температуры согласно формуле 1:

 , (1)

Таким образом при 0°C датчик сформирует около 800 импульсов.

К сожалению, использование одного внешнего резистора не всегда возможно из-за ограничений по минимальному падению напряжения на датчике LMT01. В течение цикла измерения падение на датчике должно быть не менее 2,15 В. В течение цикла передачи данных падение напряжения допустимо уменьшать до 2 В. Несложно сделать некоторые приблизительные расчеты.

Рассмотрим устройство с напряжением питания Vdd = 3,3 В. Если принять минимально допустимое падение на датчике равным 2,15 В во время цикла измерения, то на резисторе будем наблюдать сигнал не более 1,15 В. Для большинства цифровых контроллеров логическая единица составляет 0,7∙Vdd, что для нашего случая составит 2,31 В. В итоге использование простого резистора оказывается невозможным, так как микроконтроллер попросту не «увидит» сигнал логической единицы. Выходом из этой ситуации может стать использование микроконтроллера со встроенным компаратором или схем преобразования уровней.

Базовые схемы включения датчика температуры LMT01

Существует несколько вариантов решения проблемы согласования уровней напряжений между управляющим контроллером и датчиком LMT01.

Если управляющий контроллер содержит на борту встроенный компаратор, то задача существенно упрощается (рисунок 6). В таком случае разработчику остается запрограммировать пороговое напряжение и гистерезис компаратора. Выход компаратора подключается к таймеру/счетчику.

Если микроконтроллер не имеет компаратора, то разработчику придется добавлять схему сдвига уровней. Ее можно выполнить на базе однокаскадного транзисторного усилителя (рисунок 7).

При необходимости гальванической развязки или существенного отличия в уровнях сигналов можно воспользоваться дополнительным изолятором, например ISO734x (рисунок 8).

Заметим, что ток, формируемый LMT01, достаточно мал. Это позволяет использовать для питания датчиков выводы GPIO-микроконтроллера, что дает разработчикам дополнительные преимущества:

• возможность сокращения потребления сенсора за счет его отключения с помощью GPIO. В таком состоянии ток утечки LMT01 составляет всего 1 мкА, что гораздо меньше тока в рабочем режиме (34 мкА и 125 мкА);
• возможность подключения нескольких датчиков к одному входу микроконтроллера (рисунок 9). При таком включении выводы VN датчиков объединяются, а входы VP подключаются к разным GPIO.

Подключение LMT01 к Аrduino

Для подключения LMT01 к Arduino Nano (рисунок 10) достаточно лишь одного резистора. Для подсчета импульсов с выхода LMT01 используется внутренний компаратор. В качестве положительного входа компаратора задействован встроенный источник опорного напряжения REF 1.25 В. Подключение выполнено следующим образом:

• LMT01 подключен контактом VP к порту D12 Arduino, этот выход цифрового порта используется для подачи питания на LMT01;
• вывод VM LMT01 подключен к земле через резистор 16 кОм. Номинал этого резистора выбран таким образом, чтобы порог сравнения 1,25 В попадал как раз посередине между уровнями логических 0 и 1 для токового выхода LMT01;
• сигнал с выхода LMT01 снимается с точки соединения резистора и вывода VM и подается на отрицательный вход компаратора D7.

Класс LMT01 позволяет использовать датчик в режиме как однократных, так и постоянных измерений. Программа раз в секунду выводит значение температуры в UART. Температура отображается в текстовом виде.

Для проверки работоспособности датчик LMT01 охлаждался с помощью специального аэрозольного баллончика. Таким способом очень просто получить температуру ниже -40°С без использования специализированной термокамеры. Результат испытаний можно увидеть на рисунке 11, а на рисунке 12 представлен сигнал на выводе D7 Аrduino.

Скетч для выдачи значения температуры можно найти в архиве примеров кода для LMT01.

Подключение LMT01 к ATiny25

На рисунке 13 представлена схема и макет подключения LMT01 к микроконтроллеру ATiny25 в корпусе SOIC-8. В данном случае использовался дополнительный ключ на биполярном транзисторе. Использование транзистора позволяет подавать сигнал на любой цифровой порт входа микроконтроллера без компаратора. На рисунке 14 показана схема в работе. Пусть вас не смущает большая отладочная плата MSP432 – на ней используется лишь преобразователь UART/USB. В терминал выводится значение температуры без дробной части, что упрощает и сокращает код программы. Осциллограммы сигналов с LMT01 можно посмотреть на рисунке 15. Программа для ATiny25 написана на Си (GCC) и использует счет импульсов по прерываниям со входа INT0. Тактовая частота – 8 МГц. Для отсчета временных интервалов задействован таймер TIMER1. Исходный проект “LMT01 demo programm for ATtiny25 MCU” и дополнительную информацию можно найти в архиве примеров кода для LMT01.

Подключение LMT01 к PIC10F204

На рисунке 16 представлен макет подключения LMT01 к микроконтроллеру PIC10F204 в корпусе DIP-8. Так как данный микроконтроллер имеет в своем составе компаратор, внешний ключ на транзисторе не нужен. Схема подключения представлена на рисунке 17. На рисунке 18 представлены осциллограммы сигналов для разных измеряемых температур.

В связи с крайне ограниченными ресурсами PIC10F204 код программы был написан на ассемблере и занял большую часть объема Flash-памяти. Результаты измерения выводятся через программный UART на скорости 9600 бит/с. Счет импульсов идет программным способом на пределе скорости для тактовой частоты 4 МГц. В программе реализован прямой пересчет для получения результата с максимальным разрешением 0,0625°C без использования программного умножения и деления. Для отображения результата используется подпрограмма b24dec для перевода 24-битного результата в ASCII-код. Исходный код проекта LMT01_MSP430 с дополнительными материалами можно найти в архиве «Примеры кода для LMT01».

Подключение LMT01 к MSP430

Схема подключения LMT01 к недорогой отладочной плате Launchpad MSP-EXP430G2 приведена на рисунке 19. Для подключения использовался вариант c внутренним компаратором, подсчет импульсов производился с помощью таймера. Все это существенно упрощает как схему подключения, так и код программы. Макет устройства приведен на рисунке 20 (на фото питание на LMT01 подается с P2.4, однако в прилагаемом примере для этого используется линия P1.6). Программа имеет множество комментариев на русском языке и будет понятна даже начинающему разработчику. Значение температуры и «сырые» данные (число импульсов) выводятся в UART на скорости 9600 бит/с. Результат работы программы приведен на рисунке 21.

В архиве можно найти код программы для работы LMT01 совместно с MSP430G2553.

Заключение

Датчик температуры LMT01 найдет применение в различных устройствах, где необходима высокая точность измерения 0,5°C и широкий диапазон. Малое время измерения и низкий ток потребления позволяют использовать LMT01 в батарейном оборудовании. Высокая разрешающая способность 0,0625°C гарантирует точное слежение даже за малыми температурными изменениями. Минимальное число линий подключения и простой алгоритм вычитывания цифрового результата позволяет использовать LMT01 даже с самыми простыми 6-выводными микроконтроллерами. Для быстрого старта разработчик может использовать подробную документацию производителя, а также приложенные к данной статье примеры кода для разных МК.

www.compel.ru

Предисловие: Содержание данного поста на первый взгляд может не подходить для форума «ARDUINO для автомобиля», но если внимательно посмотреть, я думаю найдется, что то полезное…
1. Введение.
По случаю попали ко мне в руки WIFI модуль ESP8266 (ESP-01) и датчик температуры DS18B20. Задача – построить автономный датчик температуры, данные с которого можно посмотреть на компьютере/планшете. В будущем эти данные должны использоваться для контроля в «умном доме»…
Чип ESP8266 очень подходит для этого, так как обладает небольшими размерами, ценой, а самое главное, что его контроллер может заменить Arduino – он может сам выполнять все необходимые действия.
Вариантов модулей на чипе ESP8266 множество — все о ESP8266 можно прочесть тут — esp8266.ru/ больше чем здесь, я думаю вы на русском языке не найдете.

У меня ESP-01 – у которого только два управляемых выхода – GPIO 0 и GPIO 2:

Что касается датчика температуры DS18B20 – тоже достаточно популярное устройство, а главное он цифровой – значит, выдает готовые значения и работает по протоколу 1-Wire – можно будет использовать библиотеку OneWire. Кроме того специально для температурных датчиков Dallas DS18B20 есть Arduino-библиотека DallasTemperature. milesburton.com/Main_Page…mperature_Control_Library

Что касается построения такого WIFI датчика температуры – устройство ни уникальное – в интернете есть описания подобных схем на тех же компонентах, но программируются на языке Lua – вариант geektimes.ru/post/255594/. Но судя по описанию – там тоже все не просто так. Да и не хотелось «учить» еще один язык…
Я к Arduino уже как то привык.
Поэтому решено искать варианты Arduino скетчей. Тем более что и тут есть наработки:
— датчик температуры для проекта «Народный мониторинг» —
arduinolab.pw/index.php/2…o-monitoringa-na-esp8266/ — его я тоже попробовал.
А вот тут от того же автора скетч который позволяет выводить параметры температуры через браузер – именно его я использовал. vk.com/doc148062645_43703…630&dl=4f5f570366aac0e93a
Но оказалось, что бы его загрузить предстоит кое-что сделать.

2. Нужно:
1. Модуль ESP8266 (ESP-01);
2. Датчик температуры DS18B20;
3. USB-UART-TTL адаптер – например CР2102 (+драйвер);
4. Резистор 4,7 кОм;
5. Провода мама – мама/папа;
6. Изолента/термоусадка;

3. Настройка ADRUINO IDE для работы с WIFI ESP8266.
Для того, что бы загружать скетчи через ADRUINO IDE непосредственно на модуль ESP8266 необходимо провести апгрейд ADRUINO IDE – загрузить в него программу «ESP8266» для поддержки модуля (см. ссылку github.com/esp8266/arduino).
Как сказано на одном из сайтов:
«Программа ESP8266 поставляется с библиотеками, которые позволяют через интерфейс WiFi с помощью протоколов IP, TCP, UDP обмениваться данными с WEB, SSDP, mDNS и DNS серверами, использовать flash память для создания файловой системы, обеспечить работу с SD картами, сервоприводами, работать с периферийными устройствами по шинам SPI и I2C.»

Для этого нужно:
1. Зайти в меню «Файл» — выбрать «Настройки».

2. В ячейку "Дополнительные ссылки для Менеджера плат" внести ссылку arduino.esp8266.com/stabl…age_esp8266com_index.json

3. Зайти в меню «Инструменты» в «Плата:…» — выбрать «Менеджер плат…».

4. В закладке «Менеджер плат» нужно найти нужную прошивку — в поле указать например esp8266 – в окне высветится нужная прошивка.

5. Установить выбранную прошивку «esp8266» – щелкнуть на поле с прошивкой – появится кнопка «Установить» — нажать. Установка займет некоторое время – будет скачивать около 153 Мб.
6. После завершения установки в меню «Инструменты» в закладке «Плата:…» ниже перечня плат Arduino появится новые платы – «ESP8266 Modules».

7. Выбрать нужный модуль – в общем случае это «Generic ESP8266 Module».

4. Подключение ESP8266 к компьютеру для перепрошивки.
Как правильно подключить модуль много и хорошо написано – например тут:
esp8266.ru/esp8266-podklu…bnovlenie-proshivki/#full
Я для подключения ESP8266 к компьютеру для перепрошивки использовал USB-UART-TTL адаптер CР2102.

Схема подключения обычная да UART, за исключением двух особенностей:
1. Для включения модуля нужно подать +3,3В на вывод модуля CH_PD. Я припаял перемычку с VCC.
2. На время загрузки скетча необходимо подать «минус» на вывод модуля GPIO 0.

Если речь идет о настройке/отладки нескольких модулей имеет смысл сделать специальный комплект проводов для подключения.

Так же есть особенность с питанием модуля.
Во первых, он должен питаться от 3,3 В.
Во вторых, он очень прожорливый – мощности питания от USB-UART-TTL адаптера ему не хватало – компьютер постоянно сообщал, что к нему «подключено неизвестное устройство, при установке которого возникли проблемы».

Поэтому для питания модуля нужно организовать отдельное питание.
Если предполагается использовать более высокое напряжение — нужно использовать понижающий стабилизатор.
В моем случае я использовал две батареи АА 1,5В соединенные последовательно – но испытания показали хватает не на долго (возможно батареи были севшие).
ВНИМАНИЕ! При подключении внешнего источника питания при прошивке нужно соединить его с минусом USB-UART-TTL адаптера.

5. Загрузка скетча.
Если все сделали – можно начинать загрузку скетча:
vk.com/doc148062645_43703…630&dl=4f5f570366aac0e93a
Но для начала нужно в строчках с именем сети и пароля указать имя и пароль вашей сети:
const char *ssid = "…";
const char *password = "…";
Процесс загрузки визуально отличается от привычной загрузки – он будет сопровождаться рядом точек в окне статуса загрузки (см. фото).

Если этого не происходит и появилось сообщение об ошибке – включите и выключите питание модуля WIFI.
Если загрузка прошла успешно, уберите перемычку с GPIO 0 и «массы».
Откройте Serial порт в Arduino IDE и убедитесь, что модуль начал работать и самое важно – запишите IP адрес вашего модуля:
Connected to «Название вашей сети»
IP address: 192.168.ХХ.ХХ
MDNS responder started
HTTP server started Теперь можно отключать USB-UART-TTL адаптер и подключать датчик температуры.

6. Подключение датчика температуры.
Схема подключения датчика температуры типовая (см. рисунок).

Потребуется правда поработать паяльником – припаять сопротивление 4,7 кОм и датчик температуры, а так же перемычку включения питания (см. ранее).

Есть еще один вывод который может пригодится — вывод RST – «Сброс» — для этого нужно подать на него «минус». Пару раз пригодилась эта «кнопка» — возможно потому, что схема собрана на весу…

7. Работа датчика.
Если все прошло правильно датчик начнет помаргивать синим светодиодом и излучать в WIFI эфир температуру. А вот что бы эта температура стала «видима» нужно в браузере указать IP адрес вашего модуля (мы его знаем из пункта 5) и на экране появится вот такая картинка:

Результат на экране.
Остается это оформить в благородный вид.
Послесловие.
Но это еще не все, как можно использовать этот датчик.
Можно, например, использовать его для «Народного мониторинга» — я писал про это в Ведении.
Подробности тут narodmon.ru/ .
На данном ресурсе можно «публиковать» данные с датчиков установленных на «вашей» территории и удаленно контролировать температуру, влажность и т.п. – даже получать SMS уведомления. Я попробовал – система простая в настройке и работе – нужно зарегистрироваться и зарегистрировать датчик — МАС адрес (получить его можно прямо на сайте когда модуль первый раз подаст сигнал – посмотрите в закладке «Профиль» – «Данные с моего IP»).
Скетч брал отсюда vk.com/wall-102194992_158 .
Ну а сам WIFI модуль с WEB возможностями может не только контролировать, но и управлять – как пример:
iot-playground.com/blog/2…-relay-switch-arduino-ide
В идеале, для «умного дома» хорошо бы совместить, возможность измерения и управления температурой…
Как например тут:
masterkit.ru/shop/smarthome/smarthouse/1910141 или адаптировав данную схему:
ksm.khnu.km.ua/blog/index/7.

P.S. Для любителей поработать АТ командами – будет интересно посмотреть данный пост:
istarik.ru/blog/esp8266/28.html
ВНИМАНИЕ: После того как загрузили скетч, АТ команды модуль больше не понимает…
Я не успел попробовать сменить ему имя… да и модуль оказался без защиты…
Можно все откатить, загрузив прошивку согласно ссылке выше.

www.drive2.ru

1Технические характеристики датчика температуры и влажности DHT11

Итак, датчик DHT11 имеет следующие характеристики:

• диапазон измеряемой относительной влажности – 20..90% с погрешностью до 5%,
• диапазон измеряемых температур – 0..50°C с погрешностью до 2°C;
• время реакции на изменения влажности – до 15 секунд, температуры – до 30 секунд;
• минимальный период опроса – 1 секунда.

Как видно, датчик DHT11 не отличается особой точностью, да и диапазон температур не охватывает отрицательные значения, что вряд ли подойдёт для наружных измерений в холодное время года при нашем климате. Однако малая стоимость, малый размер и простота работы с ним частично перекрывают эти недостатки. На рисунке приведён внешний вид датчика и его размеры в миллиметрах.

Приобрести датчик температуры и влажности DHT11 по низкой цене можно на этом сайте.

2Схема подключения датчика температуры и влажности DHT11

Рассмотрим схему подключения датчика температуры и влажности DHT11 к микроконтроллеру, в частности, к Arduino.

Давайте посмотрим, что показано на рисунке.

Обозначение на рисунке	Описание	Примечание
MCU	Микроконтроллер или одноплатный компьютер	Arduino / Raspberry Pi и др.
DHT11	Датчик температуры и влажности	Выводы 1Pin, 2Pin и 4Pin задействованы в схеме, один из выводов датчика – 3-ий пин 3Pin – ни к чему не подключается.
DATA	Шина данных	Если длина соединительного кабеля от датчика к микроконтроллеру не превышает 20 метров, то эту шину рекомендуется подтянуть к питанию резистором 5,1 кОм; если больше 20 метров – то другой подходящий номинал (меньший).
VDD	Питание датчика	Допустимы напряжения от ~3,0 до ~5,5 вольт постоянного тока; если используется питание ~3,3 В, то желательно использовать питающий провод не длиннее 20 см.

Соберём рассмотренную схему. Я также по традиции включу в цепь логический анализатор, чтобы можно было изучить временную диаграмму информационного обмена с датчиком.

Сенсор DHT11 часто продаётся в виде готовой сборки с необходимой обвязкой – подтягивающими резистором и фильтрующим конденсатором (как на предыдущей фотографии). Для экспериментов с Arduino я рекомендую покупать именно такой.

3Считывание данных с сенсора DHT11 при помощи Arduino

Давайте пойдём таким путём: скачаем библиотеку для датчика DHT11, установим её стандартным способом (распаковав в директорию libraries среды разработки для Arduino).

Напишем вот такой простенький скетч. Он будет выводить в последовательный порт компьютера каждые 2 секунды сообщения об относительной влажности и температуре, считанные с датчика DHT11.

  #include <dht11.h> // подключаем библиотеку  dht11 sensor; // инициализация экземпляра датчика  #define DHT11PIN 8 // вывод 8 будет шиной DATA    void setup() {   Serial.begin(9600);  }    void loop() {   int chk = sensor.read(DHT11PIN);     Serial.print("h=");   Serial.print(sensor.humidity);   Serial.print("%t");     Serial.print("t=");   Serial.print(sensor.temperature);   Serial.println("C");      delay(2000);  }  

Загрузим этот скетч в Arduino. Подключимся к Arduino с помощью монитора COM-порта и увидим следующее:

Видно, что данные и о влажности, и о температуре считываются и выводятся в терминалку.

4Временная диаграмма информационного обмена датчика температуры и влажности DHT11 с микроконтроллером

С помощью временной диаграммы, полученной с логического анализатора, разберёмся, как осуществляется информационный обмен.

Для связи с микроконтроллером датчик температуры и влажности DHT11 использует однопроводный последовательный пакетный интерфейс. Один информационный пакет длительностью около 4 мс содержит: 1 бит запроса от микроконтроллера, 1 бит ответа датчика и 40 битов данных от датчика (16 битов информации о влажности, 16 битов информации о температуре и 8 проверочных битов). Давайте подробнее рассмотрим временную диаграмму информационного обмена Arduino с датчиком DHT11.

Из рисунка видно, что есть два типа импульсов: короткие и длинные. Короткие в данном протоколе обмена обозначают нули, длинные импульсы – единицы.

Итак, первые два импульса – это запрос Arduino к DHT11 и, соответственно, ответ датчика. Далее идут 16 бит влажности. Причём они разделены на байты, старший и младший, старший слева. То есть на нашем рисунке данные о влажности такие: 0001000000000000 = 00000000 00010000 = 0x10 = 16% относительной влажности.

Данные о температуре, аналогично: 0001011100000000 = 00000000 00010111 = 0x17 = 23 градуса Цельсия.

Контрольная сумма – это всего-навсего арифметическое суммирование 4-х полученных байтов данных:
00000000 +
00010000 +
00000000 +
00010111 =
00100111 в двоичной системе или 0 + 16 + 0 + 23 = 39 в десятичной.

5Работа с датчиком DHT11 без библиотеки

Теперь мы знаем достаточно для того чтобы написать собственную программу для работы с сенсором температуры и влажности DHT11 без использования сторонних библиотек. Напишем скетч, который будет опрашивать раз в секунду датчик и выводить в последовательный порт компьютера принятый пакет и данные о температуре, влажности, а также проверочный байт. На 13-ую ножку Arduino выведем контрольный сигнал и, подключившись в ней логическим анализатором, проверим, что мы верно считываем информацию от датчика.

• soltau.ru

  Инструкция по подключению датчика температуры

  1. Необходимо знать, что датчик — это шнур, который имеет длину более 2 м, а на конце такого шнура и находится сам прибор, измеряющий температуру (в большинстве случаев такой прибор выделяется иным цветом, чем шнур, как правило, он черный).
  2. Подключить устройство можно следующим образом: он подключается к аналого-цифровому преобразователю. Его функция заключается в том, чтобы перевести аналоговый сигнал с датчика (напряжение или ток) в цифровой. Один вывод (это может быть любой вывод) должен быть заземлен, а другой должен быть подключен к регистру, который имеет сопротивление 3-4 Ом.
  3. Такие приборы нужно подключить к определенному модулю (это может быть система сбора информации), после этого посредством USB-интерфейса вся информация, которая была получена, отправляется на персональный компьютер. На таком компьютере установлена специальная программа, которая отображает и может выполнять разные действия, используя переданную информацию. Программа содержит много функций, в процессе работы все они могут понадобиться. Некоторые современные модели систем сбора информации имеют дисплеи, с помощью которых можно наблюдать за результатом после того, как процесс измерения температуры произведен.

  Для чего используются разные схемы подключения?

  Эти приспособления имеют разные схемы подключения. Когда используются такие датчики, в качестве измеряемого параметра выступает его сопротивление, но их провода имеют собственный аналогичный показатель, таким образом, имеется определенная погрешность.

  Это лучше показать на конкретном примере: если прибор Pt100 при температуре 0 градусов Цельсия (сопротивление 100 Ом) будет подключен по двухпроводной схеме посредством медного провода, который имеет сечение 0,12 мм², а соединительный кабель имеет длину 3 м, то 2 провода вместе дадут сопротивление около 0,5 Ом. Именно в результате этого и получается погрешность, так как в сумме датчик даст показатель 100,5 Ом, а это идентично температуре приблизительно 101,2 градуса Цельсия.

  Если подключение осуществлено таким образом, то погрешность может создать определенные проблемы, но их можно избежать. Для этого используется специальный корректирующий прибор (использовать его можно только в том случае, если аппарат это позволяет), корректировка вводится на 1,2 градуса. Однако с помощью такой корректировки полностью компенсировать сопротивление проводов датчиков не получится, поскольку медные провода — это термосопротивления, то есть показатель этих проводов подвержен изменениям под влиянием температуры. Например, часть проводов с нагреваемой камерой, которая имеется вместе с устройстыом нагревателя, не меняет сопротивление, а та часть проводов, которая находится за пределами камеры, может меняться под воздействием температуры в помещении.

  В этом случае сопротивление проводов 0,5 Ом при нагреве на каждые 250 градусов становится больше почти в 2 раза, что необходимо учитывать.

  Чтобы при подключении такого приспособления исключить влияние сопротивления проводов, необходимо использовать трехпроводную схему подключения. При использовании такой схемы подключения прибор измеряет общий показатель вместе с проводами, учитывается и сопротивление двух проводов (однако, можно учитывать показатель одного провода, но этот показатель нужно умножить вдвое), потом вычитается сопротивление проводов из суммарного и выделяется непосредственный показатель самого датчика.

  При использовании такой схемы подключения можно получить относительно высокую точность даже в том случае, если сопротивление проводов оказывает значительное влияние на точность измерения. Тем не менее, такая схема не учитывает, что провода из-за погрешностей изготовления могут иметь разную степень сопротивления (причины могут быть разными — неоднородность материала, изменение сечения по длине и иные причины). Если длина проводов маленькая, то такие погрешности вводят небольшие отклонения в отображаемой температуре при использовании двухпроводной схемы подключения, но если провода имеют большую длину, то отклонения могут быть очень существенными. В этих случаях необходимо применять четырехпроводную схему подключения, прибор в такой схеме измеряет непосредственно сопротивление датчика, соединительные провода при этом не учитывается.

  Двухпроводная схема подключения проводов применяется в следующих случаях:

  • если измерительный диапазон небольшой (не превышает 40 градусов), а высокая точность не требуется (погрешность в 1 градус допустима);
  • если провода соединения с большим сечением и небольшой длины, тогда сопротивление проводов небольшое по сравнению с аналогичными показателями прибора и существенной погрешности не наблюдается. Если сопротивление двух проводов в сумме составляет 0,1 Ом на градус, нужная точность 0,5 градуса, то есть получается меньшая погрешность, чем допустимая.

  Трехпроводная схема подключения датчиков температуры применяется в следующих случаях:

  • такая схема подключения является одной из самых распространенных, применяется для измерений на расстоянии датчика от 3 до 100 м, таким образом, в диапазоне до 300 градусов допустимо иметь погрешность около 0,5 процента. Для прецизионных измерений с точностью до 0,1 градуса применяется четырехпроводная схема подключения.

  Проверка датчиков температуры

  После того как подключается такой прибор, надо проверить, как он работает. Для этого потребуется обычный тестер для измерения, а для датчиков с сопротивлением 0 градусов до 100 Ом оптимальный диапазон измерения тестера до 200 Ом.

  Проверка осуществляется при комнатной температуре, при этом можно определить, какие провода между собой соединены накоротко возле прибора, в большинстве случаев сопротивление между проводами намного меньше, чем датчика. Потом нужно проверить, что прибор рабочий, то есть выдает ли он то сопротивление, которое он должен выдавать при определенной температуре.

  В конце необходимо убедиться в том, что прибор не замыкает на корпусе термопреобразователя, проверить это можно на мегаомном диапазоне сопротивления между корпусом датчика и проводами. Очень важно соблюдать технику безопасности, то есть контактов корпуса касаться нельзя, проводов тоже касаться не следует.

  Если тестер указывает на бесконечное сопротивление, значит, в корпус датчика попала вода или жир, функционировать такое устройство некоторое время может, но точность показаний будет постоянно снижаться, его показания будут плавать.

  Техника безопасности

  1. Устройство разбирать нельзя, все работы необходимо проводить в резиновых перчатках, если оборудование повреждено, если на кабелях электропитания отсутствует изоляция или она повреждена, то установку осуществлять нельзя. Нужно помнить о том, что с электричеством шутки плохи, и если не соблюдать технику безопасности, все может закончиться очень плохо.
  2. Такие приборы могут осуществлять помехи, они отрицательным образом могут сказаться на работе других устройств, которые находятся поблизости. Это нужно учитывать, поэтому все аппараты, которые работают на электричестве, во время проведения работ должны быть отключены.
  3. Если возникли какие-то сложности, необходимо, чтобы все работы осуществляли квалифицированные специалисты. Используя приведенные выше инструкции, все можно сделать самостоятельно, однако если возникли проблемы, то лучше не рисковать и доверить их устранение специалистам.
  4. После завершения всех работ нужно убедиться в том, что прибор прочно закреплен в определенном месте. Этот фактор является очень важным, забывать об этом не стоит.
  5. При осуществлении таких работ нужно не забывать о том, что оборудование обладает крайней чувствительностью к воде и к влажности.
  6. Любые работы, связанные с электричеством, категорически запрещены во время грозы.

  Когда устройство надлежащим образом подключено, необходимо время от времени осуществлять проверку того, насколько качественно оно функционирует. Таким образом, ничего сложного в процессе нет, и если все делать согласно инструкции, это займет небольшое количество времени, а качество работы будет отличным.

  Следует отметить, что качество такого прибора должно быть высоким, поэтому не стоит на нем экономить и покупать подозрительный товар по ценам ниже, чем в фирменных магазинах. Сэкономить на этом не получится, так как такой аппарат в скором времени выйдет из строя.

  1poteply.ru

  Как было обещано ранее, предлагаю поговорить о подключении датчиков температуры к контроллеру умного дома Loxone Miniserver.
  В предыдущей статье вы може прочитать как подключить сервоприводы.

  И так, в системе умного дома Loxone в основном используются датчики температуры, основанные на шине 1-Wire. Это очень миниатюрные датчики, благодаря чему мы имеем возможность устанавливать их даже в выключатели, не испортив дизайн интерьера. Помимо этого, еще одним плюсом этих датчиков является то, что они цифровые, то есть преобразование из аналогово сигнала в цифровой происходит непосредственно в самом датчике, что гарантирует отсутствие искажения сигнала (показания значения температуры).

  Фото 1. Датчик температуры 1-Wire DS18B20.

  Существует мнение, что расположение датчика в выключателе, дает погрешность при измерении температуры. Надо отметить, что большинство систем отопления очень инертны и поэтому, особой разницы где датчик находится — на стене или в выключателе, нет. Задержка по сравнению с настенным датчиком безусловно есть, но она очень незначительна и никак не влияет на работу системы. В любом случае, каждая система настраивается под конкретные требования клиентов и их личные ощущения.

  Loxone предлагает два варианта датчика с легким подключением:

  Фото 2. Датчик температуры Loxone 1-Wire.

  Этот датчик удобен для расположения в установочных коробках. У него клейкая основа, что так же позволяет размещать его на любых сухих поверхностях. Надо отметить, что в этом модуле используется тот же датчик, что и на фотографии в начале статьи, но в данном варианте он исполнен в другом корпусе.

  Фото 3. Герметичны датчик температуры Loxone 1-Wire.

  Как можно видеть на данной фотографии — датчик герметичный, и подойдет для установки в местах возможного контакта с водой или влагой. Например его можно вмонтировать в пол, для контроля температуры поверхности пола.

  Отметим, что датчики 1-Wire напрямую нельзя подключить к Miniserver’у, поэтому подключение нужно осуществлять через расширение Loxone 1-Wire.

  Фото 4. Расширение Loxone 1-Wire для системы умного дома Loxone.

  На одно расширение можно подключить до двадцати датчиков.

  Длина шины, в зависит от способа подключения:

  Надо заметить, что во всех вышеизложенных схемах, указана приблизительная длина. И в разных системах она может варьироваться.

  В независимости от выбранного варианта подключения шины, рекомендуется использовать кабель “витая пара” с попарным экранированием.

  Схема подключения расширения 1-Wire к Loxone Miniserver

  Схема 1. Подключение расширение Loxone 1-Wire к контроллеру умного дома Loxone Miniserver.

  Loxone Miniserver и все расширения Loxone (кроме беспроводных) соединяются между собой шиной, максимальная длина которой составляет 500м. и на конце которой, для корректной работы схемы в целом, необходимо поставить резистор на 120Ohm. Более подробно читайте в статье Подсоединение расширений системы умного дома Loxone

  Способы подключения датчиков 1-Wire

  Схема 2. Способы подключения датчиков 1-Wire.

  Подключение с питанием от шины (на схеме слева), стоит использовать в случаях, когда количество жил в витой паре ограниченно. Например Вам нужно подключить 5-ть кнопок в выключателе. В обычной витой паре 8 проводов (т.е. 4 пары), 6 из них идут на выключатель, один питающий и пять сигнальных проводов. В итоге у Вас остается всего одна пара — под датчик. В остальных случаях лучше использовать вариант подключения с отдельным питанием, так как это позволит на одно расширение подключить большее количество датчиков.
  Стоит напомнить, что подключения могут быть комбинированными, то есть одновременно к одному расширению можно подключить как датчики с питанием от шины, так и с автономным питанием.

  Схема подключения нескольких датчиков 1-Wire при питании от шины

  Схема 3. Схема подключения нескольких датчиков 1-Wire при питании от шины к контроллеру умного дома Loxone Miniserver.

  Схема подключения нескольких датчиков 1-Wire при отдельном питании

  Схема 4. Схема подключения нескольких датчиков 1-Wire при отдельном питании к контроллеру умного дома Loxone Miniserver.

  В обоих вариантах представлены схемы с использованием соединения звездой, где суммарная длина шины не должна превышать 100 метров.

  Так же, помимо датчиков 1-Wire, есть и аналоговые, у которых на выходе сигнал 0-10В, однако они дороже и имеют большие габариты, что не позволяет их незаметно монтировать в помещении.

  Надо отметить, что при наличии датчиков 1-Wire необходимость в аналоговых практически отсутствует, поскольку двадцать датчиков, которые можно подключить к 1-wire, более чем достаточно для одного объекта. Однако применение аналоговых оправдано в случае их монтажа в помещении с высокой температурой и влажностью, например в сауне.

  Фото 5. Датчик температуры для сауны Loxone 0-10В.

  Схема подключения датчика температуры 0-10В для сауны

  Схема 5. Схема подключения датчика температуры 0-10В для сауны к контроллеру умного дома Loxone Miniserver.

  Рассмотрим вариант если Вы планируете подключить только один датчик, например для сауны. В этом случае есть возможность применить более простой вариант подключения — напрямую, т.е. без клемм.
  Надо заметить, что в датчике температуры для сауны так же встроен датчик влажности, который тоже передает сигнал по 0-10В. Именно поэтому на представленной схеме от датчика идут два сигнальных провода и соответственно им нужно два входа 0-10В на Miniserver’е.

  Предлагаю так же рассмотреть пример подключения двух датчиков: температуры/влажности 0-10В. Количество датчиков обусловлено техническими особенностями Miniserver’а, а именно — всего четыре входа 0-10В. Больше количество подключается по аналогии, но уже к расширению Loxone Extension.

  kickstone.ru

  При использовании термопреобразователей сопротивления для измерения температуры внести дополнительную погрешность могут провода подключения датчиков, так как провода также имеют свое собственное сопротивление, которое зависит от температуры окружающей среды.
   

  Термопреобразователи сопротивления подключаются по двухпроводной и по трехпроводной схеме.
   

  Термопреобразователи сопротивления подключаются медными проводами, т.к. медные провода имеют низкое удельное сопротивление.
  При двухпроводной схеме подключения сопротивление датчика температуры и сопротивление проводов складываются, что вносит погрешность в результат измерения:

  Rизм= Rt+ r1+ r2,

  где:
  Rизм — измеренное сопротивление;
  Rt — сопротивление датчика;
  r1, r2 — сопротивления проводов подключения.

  Сопротивление проводов подключения датчиков зависит от температуры, окружающей среды, поэтому эта погрешность зависит от температуры. Поэтому двухпроводную схему подключения используют только при небольшой длине проводов, в тех случаях, когда сопротивление проводов намного меньше погрешности измерительного преобразователя.
   

  При удалении датчика на большие расстояния следует применять трехпроводную схему подключения. Все три провода должны быть выполнены из одного и того же медного кабеля с одинаковым сечением и длиной. Максимальная длина проводов не должна превышать 150 м.

  При трехпроводной схеме подключения измерительный преобразователь по очереди измеряет сопротивление цепи «датчик+ провода подключения» (Rt+r2+r3) и цепи «провода подключения» (r1+r2), вычисляет разность этих значений и получает точное значение сопротивления датчика.
   

  Иногда заказчики стараются сэкономить на стоимости проводов подключения и подключают датчики двумя проводами, даже если оборудование поддерживает трехпроводную схему подключения. Рассмотрим на примере, к чему это может привести.

  Предположим, датчик температуры расположен в центре помещения, где диапазон изменения температур небольшой. Длина провода подключения составляет 20 м, удельное сопротивление провода 0,1 Ом/м, относительное изменение сопротивления меди равно примерно 0,004/°С. Сопротивление проводов подключения будет равно r1+r2 = 20*0,1+20*0,1 = 4,0 Ом при 20 °С; 3,92 Ом при 15 ° С; 4,08 Ом при 25 ° С. Это приведет к погрешности, вносимой проводами: 10,0 ° С при 20 ° С; 9,8 ° С при 15 ° С; 10,2 ° С  при 25 ° С. Если же провода или часть проводов проходят по помещению, в котором температуры не регулируется, погрешность из-за двухпроводной схемы подключения будет еще выше.
   

  Как правило, приборы позволяют ввести коррекцию показаний датчика температуры, в наших приборах это называется «смещение характеристики преобразования». В вышеизложенном случае при использовании двухпроводной схемы подключения следует ввести в прибор коррекцию показаний датчика на 10 °С, но погрешность, вызванная температурными изменениями сопротивления проводов подключения, останется и составит 0,2 °С.
   

  Все приборы, изготавливаемые нашим предприятием, позволяют выполнять преобразование сопротивления в температуру с погрешностью не больше 0,1°С. Это позволяет после окончания монтажа системы ввести в прибор поправки, компенсирующие как погрешность датчика, так и погрешность, вносимую проводами подключения. Для этого после окончания прокладки кабелей подключения датчиков следует выполнить сравнение показаний прибора по каждому каналу с показанием образцового термометра (см. “Проверка правильности показаний датчиков температуры” ). Полученные поправки нужно ввести в прибор и убедиться, что отклонение показаний датчиков от показаний образцового термометра не превышает 0,1 °С.

  www.ao-tera.com.ua