DS18B20: 1-Wire цифровой датчик температуры — распиновка, характеристики, применение

Цифровые датчики преобразуют физические величины (давление, влажность, температура) в цифровой код. DS18B20 — популярный цифровой термометр с интерфейсом 1-Wire. В статье: распиновка, спецификации, подключение, применение.

Что такое DS18B20?

DS18B20 — цифровой термометр с уникальным 64-битным адресом, позволяющим подключать множество датчиков на одну линию (1-Wire). Есть в водонепроницаемом корпусе (нержавейка) с кабелем — идеален для влажных сред и удаленных точек.

Питание 3,0–5,5 В. Недостаток — сложный протокол Dallas 1-Wire (требует программной реализации или библиотеки). Преимущество — цифровой сигнал не деградирует на длине провода (в отличие от аналоговых термисторов).

Распиновка DS18B20 (3 вывода)

Вывод	Назначение
1 (GND)	Земля (общая)
2 (DQ / Data)	Данные (1-Wire), требует pull-up резистора 4,7 кОм к VCC
3 (VDD / VCC)	Питание 3,3–5 В (можно паразитное питание от линии данных)

Спецификации DS18B20

• Диапазон температур: –55 °C … +125 °C
• Питание: 3,0 – 5,5 В
• Точность: ±0,5 °C (в диапазоне –10…+85 °C)
• Разрешающая способность: 9–12 бит (программируемая, 0,5/0,25/0,125/0,0625 °C)
• Время преобразования: 750 мс (при 12 бит)
• Интерфейс: 1-Wire (один цифровой пин МК, мультиплексирование по адресу)
• Уникальный 64-битный ROM-код (фамилия 0x28)
• Программируемые пороги тревоги (TH, TL)
• Корпуса: TO-92, SOIC-8, SOP-8, UMAX-8, водонепроницаемый зонд (нержавейка 6×35 мм, кабель 90 см, ⌀4 мм)

Как использовать DS18B20?

Схема подключения

Линия данных (DQ) подтягивается резистором 4,7 кОм к VCC. При неактивной шине линия в HIGH. Два режима питания:

• Внешнее питание: VDD на питание, GND на землю.
• Паразитное питание: VDD соединяют с GND, питание берется от линии DQ (нужен сильный pull-up, MOSFET для strong pull-up при конвертации).

Протокол 1-Wire (основные команды)

После измерения температура хранится во внутреннем 2-байтовом регистре (scratchpad). Чтение через последовательность команд:

• ROM-команды (адресация): Read ROM (0x33), Match ROM (0x55), Skip ROM (0xCC), Search ROM (0xF0), Alarm Search (0xEC).
• Function-команды: Convert T (0x44 — запуск измерения), Read Scratchpad (0xBE), Write Scratchpad (0x4E), Copy Scratchpad (0x48), Recall E2 (0xB8), Read Power Supply (0xB4).

Для Arduino используйте библиотеки OneWire и DallasTemperature — они скрывают сложность протокола.

Применение DS18B20

• Многоточечный мониторинг температуры (несколько датчиков на 1 проводе)
• Измерение температуры жидкостей (водонепроницаемый зонд)
• Промышленные системы управления и мониторинга
• Потребительские приборы (термометры, термостаты, умный дом)
• Суровые среды (высокая влажность, химически агрессивные среды — нержавеющий зонд)

Заключение

DS18B20 — точный, надежный, недорогой цифровой датчик температуры. Не требует внешних компонентов (кроме pull-up). Доступен в удобных корпусах: TO-92 для плат, водонепроницаемый зонд для жидкостей и улицы. Для вопросов — обращайтесь к нам.