สวัสดีครับ ในบทความนี้จะมีเนื้อหาเกี่ยวกับวิธีการใช้งาน DS18B20 (Digital Temperature Sensor) กับ Arduino กันนะครับ เพื่อเรียนรู้การใช้งาน Arduino กับ Digital Temperature Sensor ผ่าน 1-Wire Protocol

Step1: ข้อมูลเกี่ยวกับ DS18B20 (Digital Temperature Sensor)

DS18B20 คือ 1-wire digital temperature sensor ที่ผลิดโดย Maxim IC สามารถใช้วัดอุณหภูมิในหน่วยองศาเซลเซียสตั้งแต่ -55 to 125 (+/-0.5) (ความละเอียด 9 ถึง 12-bit) Sensor แต่ละตัวจะมี Serial number (unique 64-Bit Serial number) ที่ไม่ซํ้ากันอยู่เพื่อใช้ระบุ Address แต่ละตัวในกรณีที่เชื่อมต่อ Sensor หลายตัวในสาย Data เส้นเดียว (1-wire)

Features:

Unique 1-Wire® interface requires only one port pin for communication
Each device has a unique 64-bit serial code stored in an onboard ROM
Multidrop capability simplifies distributed temperature sensing applications
Requires no external components
Can be powered from data line.
Power supply range is 3.0V to 5.5V
Measures temperatures from –55°C to +125°C (–67°F to +257°F)±0.5°C accuracy from –10°C to +85°C
Thermometer resolution is user-selectable from 9 to 12 bits
Converts temperature to 12-bit digital word in 750ms (max.)
User-definable nonvolatile (NV) alarm settings
Alarm search command identifies and addresses devices whose temperature is outside of programmed limits (temperature alarm condition)
Applications include thermostatic controls, industrial systems, consumer products, thermometers, or any thermally sensitive system

Step2: สิ่งที่ต้องมีสําหรับ Project นี้

Arduino board (UNO, DUE, Micro, อื่นๆ..).
DS18B20 sensor
ตัวต้านทาน 4.7k

Step3: เชื่อมต่อวงจร DS18B20 sensor กับ Arduino

ให้เชื่อมต่อวงจรดังรูปครับ

สําหรับ DS18B20 sensor จะมีอยู่ 3 ขาดังนี้

GND
Data
VCC (+5V หรือ +3.3V)

มีจุดสังเกตุคือในการต่อใช้งาน DS18B20 sensor จะต้องมีตัวต้านทานขนาด 4.7k Ohm ต่อ Pull Up เนื่องจาก DS18B20 sensor ใช้การสื่อสารแบบ 1-wire

Step5: Coding

Download Library สองตัวนี้มาก่อนะครับ

กลับไปที่ Arduino IDE เพื่อสร้าง Arduino Project ขึ้นมาโดยเข้าไปที่เมนู File—>new

แล้ว Import Library ที่โหลดมา โดยเข้าไปที่ Sketch —> Include Library —> Add .ZIP Library

เมื่อทุกอย่างเรียบร้อยเราก็มาลงมือ Coding กันครับ

#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>

// กําหนด Pin 2 สําหรับ รับ-ส่ง ข้อมูล
#define ONE_WIRE_BUS 2

// สร้าง Instance ของ OneWire
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);

// สร้าง Instance ของ DallasTemperature
DallasTemperature sensors(&oneWire);

void setup(void)
{
  // start serial port
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Dallas Temperature IC Control Library Demo");

  // Start up the library
  sensors.begin();
}

void loop(void)
{
  // Send the command to get temperatures
  sensors.requestTemperatures();

  Serial.print("Temperature is: ");

  // อ่านข้อมูลจาก DS18B20 พร้อมทั้งส่งข้อมูลไปแสดงผลที่ Computer ผ่าน Serial port
  Serial.println(sensors.getTempCByIndex(0));

  delay(1000);
}

จากตัวอย่าง Code ด้านบนมีการเรียกใช้ Library 2 ตัวคือ OneWire.h และ DallasTemperature.h ซึ่ง 2 ตัวนี้จะทํางานร่วมกันดังนี้ OneWire.h จะทําหน้าที่ส่ง และรับข้อมูลในรูปแบบ 1-wire และ DallasTemperature.h จะทําหน้าที่ควบคุมการอ่านและเขียนข้อมูลสําหรับ DS18B20 Sensor

การทํางานของโปรแกรมด้านบนคือ โปรแกรมจะอ่านข้อมูลจาก DS18B20 Sensor ทุกๆ 1 วินาที แล้วส่งข้อมูลที่อ่านได้ไปแสดงผลบนคอมพิวเตอร์ผ่าน Serial port

เมื่อลอง Compile และ Upload code ลงบน Arduino board แล้วดูผลลัพธ์ทาง Serial monitor ก็จะแสดงข้อมูลของอุณหภูมิทุกๆ 1 วินาที แบบนี้