[Tutorial] การใช้งาน DS18B20 Digital Temperature
6 ปีที่ผ่านมา
การวัดอุญภูมิโดยใช้ Arduino มีวิธีที่ง่ายและใช้งบน้อยนอกเหนือจากการใช้โมดูลตระกูล DHT นั่นคือการใช้เซ็นเซอร์ DS18B20 ซึ่งเป็น Programmable Resolution 1-Wire Digital Thermometer ผลิตโดยบริษัท Dallas Semiconductor (ปัจจุบันถูก Maxim integrated ซื้อกิจการ) โดยผลิตมาในรูปแบบตัวถัง TO-92 และ 8-Pins SOIC ที่นิยมใช้งานทั่วไปคือตัวถัง TO-92 การใช้งานนั้นมีขาใช้งานเพียง 3 ขา มีสายสัญญาณต่อเข้า Arduino (หรือ MCU อื่นๆ)เพียงเส้นเดียว ที่เหลืออีกสองขาคือไฟเลี้ยง VCC และ GND ซึ่งคุณสมบัติหลักๆของ DS18B20 มีดังนี้
การใช้งาน DS18B20 กับ Arduino
การใช้งาน DS18B20 กับ Arduino นั้นสามารถใช้งานได้ง่าย มีโค้ดเพียงไม่กี่บรรทัด เพียงแค่ติดตั้ง Library 2 ตัว ที่มีชื่อว่า OneWire และ DallasTemperature
การต่อกับ Arduino ให้ต่อขาที่ 1 และ 3(นับจากซ้าย หันด้านที่สกรีนเข้าหาตัว) เข้ากับ GND และ VCC ตามลำดับ ส่วนขาที่ 2 (ขาตรงกลาง) ต่อเข้ากับ Digital Pin ไหนก็ได้ขออง Arduino (ตัวอย่างต่อไปนี้จะใช้ Pin 2 ทั้งหมด) ทั้งนี้ขา Data นี้จะต้องต่อกับตัวต้านทาน 4.7k เป็น Pull-up resistor ด้วย (internal pull-ups ของ Arduino ไม่สามารถใช้ได้)
สำหรับโค้ดที่ใช้แบบง่ายเราจะใช้คำสั่ง requestTemperatures() เพื่อเรียกข้อมูลจาก DS18B20 โดยข้อมูลนี้จะถูกส่งมาในรูปสัญญาณดิจิตอล (ตัวอย่าง : 0000 0001 1001 0001) จึงต้องใช้คำสั่ง getTempCByIndex(deviceIndex) เพื่อ return ค่าอุณหูมิที่ได้ให้อยู่ในหน่วยองศาเซลเซียส โดย deviceIndex ให้แทนด้วยตัวเลขลำดับของอุปกรณ์ที่ใช้ หากเราใช้ตัวเดียวก็ให้ใส่เลข 0 ลงไป โดยทั้งมดนี้ได้เป็นโค้ดง่าย ๆ ดังนี้
การใช้ DS18B20 หลายตัว
กรณีที่เราต้องการวัดค่าอุณหภูมิจากหลายๆจุด เราสามารถต่อ DS18B20 หลาย ๆ ตัวและทำการเขียนโค้ดให้แสดงค่าอุณหภูมิจากแต่ละตัวได้ โดยอาศัยการเชื่อมต่อแบบ BUS ซึ่งทำได้ง่ายโดยการพ่วง DS18B20 เข้าไปจากวงจรแรกเรื่อยๆกี่ตัวก็ได้ตามต้องการ
การหาอุณหภูมิที่แต่ละตัววัดได้ สามารถทำได้ 2 วิธี คือการใช้ Index และการใช้ Address เราเริ่มกันที่วิธีการใช้ Index ซึ่งเป็นวิธีที่ง่าย จากโค้ดก่อนหน้านี้เราแทน deviceIndex = 0 ตอนนี้เราก็เพิ่มไปเรื่อยๆ มี 5 ตัวก็แทนเป็น 0, 1, 2 , 3, 4 ตามลำดับไปแบบนี้ ตามตัวอย่างด้านล่าง
จากโค้ดนั้นจะเห็นได้ว่าต้องเขียนโค้ดซ้ำ ๆ กันหลายรอบ เราสามารถใช้ for ได้เพื่อความสะดวก โค้ดสั้นลง อีกทั้งจะใส่คำสั่ง getDeviceCount() เพื่อนับจำนวน DS18B20 ทั้งหมดที่ต่ออยู่ เวลาเราเพิ่มหรือลดเซ็นเซอร์ก็จะได้ไม่ตองมานั่งแก้โค้ดกันให้วุ่นวาย
สำหรับการใช้ DS18B20 หลาย ๆ ตัว สามารถทำได้อีกวิธีคือการใช้ Address ซึ่งเจ้า DS18B20 แต่ละตัวที่ผลิตออกมาจะถูกกำหนด Address ประจำตัวขนาด 64-bit ไม่ซ้ำกัน ซึ่งสามารถหา Address ของแต่ละตัวโดยการใช้คำสั่ง getAddress() มีโค้ดดังนี้
เมื่อเราได้ Address ของแต่ละตัวมาแล้ว การเขียนโค้ดเพื่อใช้งานนั้นจะเป็นลักษณะเดียวกับการใช้ Index ในตัวอย่างแรก คือทำการเขียนโค้ดอ่านทีละตัว แต่เราจะเปลี่ยน deviceIndex 0 1 2 3 4 เป็น Address ของแต่ละตัวลงไปแทน
การปรับค่า Resolution
หลังจากที่รู้การใช้งานทั้งแบบตัวเดียว แบบหลายตัวกันแล้ว ก็ไม่มีอะไรยุ่งยากครับเนื่องจาก DS18B20 มีคุณสมบัติข้อเดียวคือการวัดอุณหภูมิ แต่ก็ยังมีอีกอย่างที่เราสามารถปรับค่าได้นั่นคือการปรับค่าความละเอียด ซึ่งเราสามารถปรับได้ตั้งแต่ 9bit ถึง 12bit ซึ่งการใช้ bit สูงย่อมให้ค่าที่มีความละเอียดมากกว่า แต่ก็ต้องแลกกับเวลาที่ใช้ในการอ่านค่าและส่งข้อมูลที่มากขึ้นด้วย โดยในแต่ละ bit ที่เพิ่มขึ้นของ DS18B20 นั้นจะมีความละเอียดและเวลาที่ใช้ดังนี้
โดยในการตั้งค่าความละเอียดนั้นจะใช้คำสั่ง setResolution(deviceIndex, Resolution) แทน deviceIndex ด้วยตัวเลข Index เซ็นเซอร์ของเราเหมือนตัวอย่างแรก และแทน Resolution ด้วยค่าความละเอียดเป็น bit = 9, 10, 11, 12 เช่น หากเราใช้เซ็นเซอร์ตัวเดียว และต้องการความละเอียด 10bit จะได้คำสั่ง setResolution(0, 10) ตัวอย่างต่อไปนี้จะแสดงให้เห็นว่าความละเอียดที่ต่างกันจะให้ค่าที่ออกมาต่างกันอย่างไร
ก็จบไปแล้วนะครับกับการใช้ DS18B20 ด้วยความที่เป็นเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิเพียงอย่างเดียว จึงใช้งานค่อนข้างตรงไปตรงมาไม่ต้องมีคำสั่งอะไรมากมาย ก็หวังว่าทุกท่านจะได้อะไรกันไม่มากก็น้อย เรื่องต่อไปจะมาพูดอะไรต่อนั้นติดตามอุดหนุนกันต่อไปนะครับ
| พารามิเตอร์ | ค่า |
| ไฟเลี้ยง | 3 ถึง 5.5 V |
| กินกระแสไฟฟ้า | 1 mA |
| ช่วงอุณหภูมิที่วัดได้ | -55 ถึง 125 ⁰C |
| ความคลาดเคลื่อน | ±0.5 ⁰C |
| ความละเอียด | ตั้งค่าได้ตั้งแต่ 9 ถึง 12 bit |
| เวลาที่ใช้ในการทำงาน | น้อยกว่า 750ms |
การใช้งาน DS18B20 กับ Arduino นั้นสามารถใช้งานได้ง่าย มีโค้ดเพียงไม่กี่บรรทัด เพียงแค่ติดตั้ง Library 2 ตัว ที่มีชื่อว่า OneWire และ DallasTemperature
หากต้องการดาวน์โหลดเพื่อติดตั้งเอง : OneWire || DallasTemperature
การต่อกับ Arduino ให้ต่อขาที่ 1 และ 3(นับจากซ้าย หันด้านที่สกรีนเข้าหาตัว) เข้ากับ GND และ VCC ตามลำดับ ส่วนขาที่ 2 (ขาตรงกลาง) ต่อเข้ากับ Digital Pin ไหนก็ได้ขออง Arduino (ตัวอย่างต่อไปนี้จะใช้ Pin 2 ทั้งหมด) ทั้งนี้ขา Data นี้จะต้องต่อกับตัวต้านทาน 4.7k เป็น Pull-up resistor ด้วย (internal pull-ups ของ Arduino ไม่สามารถใช้ได้)
สำหรับโค้ดที่ใช้แบบง่ายเราจะใช้คำสั่ง requestTemperatures() เพื่อเรียกข้อมูลจาก DS18B20 โดยข้อมูลนี้จะถูกส่งมาในรูปสัญญาณดิจิตอล (ตัวอย่าง : 0000 0001 1001 0001) จึงต้องใช้คำสั่ง getTempCByIndex(deviceIndex) เพื่อ return ค่าอุณหูมิที่ได้ให้อยู่ในหน่วยองศาเซลเซียส โดย deviceIndex ให้แทนด้วยตัวเลขลำดับของอุปกรณ์ที่ใช้ หากเราใช้ตัวเดียวก็ให้ใส่เลข 0 ลงไป โดยทั้งมดนี้ได้เป็นโค้ดง่าย ๆ ดังนี้การใช้ DS18B20 หลายตัว
กรณีที่เราต้องการวัดค่าอุณหภูมิจากหลายๆจุด เราสามารถต่อ DS18B20 หลาย ๆ ตัวและทำการเขียนโค้ดให้แสดงค่าอุณหภูมิจากแต่ละตัวได้ โดยอาศัยการเชื่อมต่อแบบ BUS ซึ่งทำได้ง่ายโดยการพ่วง DS18B20 เข้าไปจากวงจรแรกเรื่อยๆกี่ตัวก็ได้ตามต้องการ
การหาอุณหภูมิที่แต่ละตัววัดได้ สามารถทำได้ 2 วิธี คือการใช้ Index และการใช้ Address เราเริ่มกันที่วิธีการใช้ Index ซึ่งเป็นวิธีที่ง่าย จากโค้ดก่อนหน้านี้เราแทน deviceIndex = 0 ตอนนี้เราก็เพิ่มไปเรื่อยๆ มี 5 ตัวก็แทนเป็น 0, 1, 2 , 3, 4 ตามลำดับไปแบบนี้ ตามตัวอย่างด้านล่าง
จากโค้ดนั้นจะเห็นได้ว่าต้องเขียนโค้ดซ้ำ ๆ กันหลายรอบ เราสามารถใช้ for ได้เพื่อความสะดวก โค้ดสั้นลง อีกทั้งจะใส่คำสั่ง getDeviceCount() เพื่อนับจำนวน DS18B20 ทั้งหมดที่ต่ออยู่ เวลาเราเพิ่มหรือลดเซ็นเซอร์ก็จะได้ไม่ตองมานั่งแก้โค้ดกันให้วุ่นวาย
สำหรับการใช้ DS18B20 หลาย ๆ ตัว สามารถทำได้อีกวิธีคือการใช้ Address ซึ่งเจ้า DS18B20 แต่ละตัวที่ผลิตออกมาจะถูกกำหนด Address ประจำตัวขนาด 64-bit ไม่ซ้ำกัน ซึ่งสามารถหา Address ของแต่ละตัวโดยการใช้คำสั่ง getAddress() มีโค้ดดังนี้
เมื่อเราได้ Address ของแต่ละตัวมาแล้ว การเขียนโค้ดเพื่อใช้งานนั้นจะเป็นลักษณะเดียวกับการใช้ Index ในตัวอย่างแรก คือทำการเขียนโค้ดอ่านทีละตัว แต่เราจะเปลี่ยน deviceIndex 0 1 2 3 4 เป็น Address ของแต่ละตัวลงไปแทน
การปรับค่า Resolution
หลังจากที่รู้การใช้งานทั้งแบบตัวเดียว แบบหลายตัวกันแล้ว ก็ไม่มีอะไรยุ่งยากครับเนื่องจาก DS18B20 มีคุณสมบัติข้อเดียวคือการวัดอุณหภูมิ แต่ก็ยังมีอีกอย่างที่เราสามารถปรับค่าได้นั่นคือการปรับค่าความละเอียด ซึ่งเราสามารถปรับได้ตั้งแต่ 9bit ถึง 12bit ซึ่งการใช้ bit สูงย่อมให้ค่าที่มีความละเอียดมากกว่า แต่ก็ต้องแลกกับเวลาที่ใช้ในการอ่านค่าและส่งข้อมูลที่มากขึ้นด้วย โดยในแต่ละ bit ที่เพิ่มขึ้นของ DS18B20 นั้นจะมีความละเอียดและเวลาที่ใช้ดังนี้
| Resolotion | ความละเอียดของอุณหภูมิ (⁰C) | เวลาที่ใช้ในการทำงาน (ms) |
| 9bit | 0.5 | 94 |
| 10bit | 0.25 | 188 |
| 11bit | 0.125 | 375 |
| 12bit | 0.0625 | 750 |
ก็จบไปแล้วนะครับกับการใช้ DS18B20 ด้วยความที่เป็นเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิเพียงอย่างเดียว จึงใช้งานค่อนข้างตรงไปตรงมาไม่ต้องมีคำสั่งอะไรมากมาย ก็หวังว่าทุกท่านจะได้อะไรกันไม่มากก็น้อย เรื่องต่อไปจะมาพูดอะไรต่อนั้นติดตามอุดหนุนกันต่อไปนะครับ
▲
▼
รายการสั่งซื้อของฉัน
รายการสั่งซื้อของฉัน
ข้อมูลร้านค้านี้
Fitrox Electronics
ไฟทร็อก อิเล็กทรอนิกส์ จำหน่ายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ และอุปกรณ์สำหรับโปรเจคต่างๆ อ.เมือง จ.เชียงใหม่ (หลัง มช.)
เบอร์โทร : 0897245633
อีเมล : fitrox.electronics@gmail.com
อีเมล : fitrox.electronics@gmail.com
ส่งข้อความติดต่อร้าน
เกี่ยวกับร้านค้านี้
ค้นหาสินค้าในร้านนี้
ค้นหาสินค้า
สินค้าที่ดูล่าสุด
บันทึกเป็นร้านโปรด
Join เป็นสมาชิกร้าน
แชร์หน้านี้
แชร์หน้านี้
↑
TOP เลื่อนขึ้นบนสุด
TOP เลื่อนขึ้นบนสุด
สินค้าในตะกร้า ({{total_num}} รายการ)
ขออภัย ขณะนี้ยังไม่มีสินค้าในตะกร้า
ราคาสินค้าทั้งหมด
฿ {{price_format(total_price)}}
- ฿ {{price_format(discount.price)}}
ราคาสินค้าทั้งหมด
{{total_quantity}} ชิ้น
฿ {{price_format(after_product_price)}}
ราคาไม่รวมค่าจัดส่ง
➜ เลือกซื้อสินค้าเพิ่ม