如何在樹莓派上使用DS18B20來獲取溫度讀數(shù)

概述

Raspbian發(fā)行版包括對(duì)DS18B20 1線溫度傳感器的支持。這些傳感器采用晶體管等小的三引腳封裝，是精確的數(shù)字設(shè)備。

在本課程中，您將學(xué)習(xí)如何在Raspberry Pi上使用DS18B20來獲取溫度讀數(shù)。

從Raspberry開始Pi沒有ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器），它不能直接使用TMP36之類的模擬溫度傳感器，這使得DS18B20成為溫度傳感的理想選擇。

硬件

DS18B20晶體管外形尺寸（TO-92）部件和防水有線型號(hào)的面包板布局如下所示。我們提供了較舊的20針和現(xiàn)代40針Raspberry Pi連接器的示例。此設(shè)置將適用于已發(fā)布的所有Raspberry Pi型號(hào)，但不包含突破接頭的Pi計(jì)算模塊除外。

DS18B20“ 1-wire”傳感器可以并聯(lián)連接-與出售的幾乎所有其他傳感器不同！所有傳感器都應(yīng)共享相同的引腳，但是所有它們只需要一個(gè)4.7K電阻器

該電阻器用作數(shù)據(jù)線的“上拉”，并且需要保持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定和快樂

請(qǐng)注意正確選擇DS18B20。彎曲的邊緣應(yīng)位于左側(cè)，如下圖所示。如果使用錯(cuò)誤的方法，它將變熱然后破裂。

DS18B20 +都是溫度傳感器，但與TMP36完全不同。您不能在本教程中使用TMP36！

40針（A，B，B +和零）Cobbler Plus原理圖

-Pin（Raspberry Pi版本1和版本2）補(bǔ)鞋匠示意圖

防水40針［黑色］

如果您使用的是DS18B20的防水版本，則該設(shè)備具有三根引線，紅色，黑色和黃色。不需要連接的裸銅屏蔽線。

防水20針［黑色］

高溫防水［白色］

如果使用我們出售的DS18B20的“高溫”版本，將橙色條紋連接到3.3V，白色連接到地面，藍(lán)色條紋是數(shù)據(jù)，引腳4。

您仍然需要?4.7K-10K從數(shù)據(jù)到3.3V的電阻

DS18B20

盡管DS18B20看起來像普通的晶體管，但實(shí)際上內(nèi)部有很多東西。

該芯片包括特殊的1有線串行接口以及控制邏輯和溫度傳感器本身。

其輸出引腳發(fā)送數(shù)字消息，而Raspbian包括讀取這些消息的接口。一旦我們?cè)赗aspberry Pi上使用“ raspi-config”工具啟用了1-Wire，將在隨后的重啟中加載正確的內(nèi)核模塊。

啟用1-Wire

下載：文件

復(fù)制代碼

sudo raspi-config sudo raspi-config

選擇接口選項(xiàng)

選擇 1-Wire 》

選擇是是是

退出raspi-config并重新啟動(dòng)Pi，以便加載1-wire內(nèi)核模塊。

下載：文件

復(fù)制代碼

sudo reboot sudo reboot

驗(yàn)證是否在下次啟動(dòng)時(shí)加載了1-Wire內(nèi)核模塊。運(yùn)行 lsmod 命令時(shí)，您應(yīng)該會(huì)看到類似下面的輸出。

下載：文件

復(fù)制代碼

lsmod | grep -i w1_ lsmod | grep -i w1_

軟件

Python程序處理任何失敗的消息，并每秒報(bào)告攝氏度和華氏溫度。

下載：Project Zip 或 thermometer.py | 在Github上查看

復(fù)制代碼

import glob

import time

base_dir = ‘/sys/bus/w1/devices/’

device_folder = glob.glob（base_dir + ‘28*’）［0］

device_file = device_folder + ‘/w1_slave’

def read_temp_raw（）：

f = open（device_file， ‘r’）

lines = f.readlines（）

f.close（）

return lines

def read_temp（）：

lines = read_temp_raw（）

while lines［0］.strip（）［-3：］ ！= ‘YES’：

time.sleep（0.2）

lines = read_temp_raw（）

equals_pos = lines［1］.find（‘t=’）

if equals_pos ！= -1：

temp_string = lines［1］［equals_pos+2：］

temp_c = float（temp_string） / 1000.0

temp_f = temp_c * 9.0 / 5.0 + 32.0

return temp_c， temp_f

while True：

print（read_temp（））

time.sleep（1）

import glob

import time

base_dir = ‘/sys/bus/w1/devices/’

device_folder = glob.glob（base_dir + ‘28*’）［0］

device_file = device_folder + ‘/w1_slave’

def read_temp_raw（）：

f = open（device_file， ‘r’）

lines = f.readlines（）

f.close（）

return lines

def read_temp（）：

lines = read_temp_raw（）

while lines［0］.strip（）［-3：］ ！= ‘YES’：

time.sleep（0.2）

lines = read_temp_raw（）

equals_pos = lines［1］.find（‘t=’）

if equals_pos ！= -1：

temp_string = lines［1］［equals_pos+2：］

temp_c = float（temp_string） / 1000.0

temp_f = temp_c * 9.0 / 5.0 + 32.0

return temp_c， temp_f

while True：

print（read_temp（））

time.sleep（1）

接下來的三行，從中找到文件

下載：文件

復(fù)制代碼

def read_temp_raw（）：

catdata = subprocess.Popen（［‘cat’，device_file］， stdout=subprocess.PIPE， stderr=subprocess.PIPE）

out，err = catdata.communicate（）

out_decode = out.decode（‘utf-8’）

lines = out_decode.split（‘ ’）

return lines def read_temp_raw（）：

catdata = subprocess.Popen（［‘cat’，device_file］， stdout=subprocess.PIPE， stderr=subprocess.PIPE）

out，err = catdata.communicate（）

out_decode = out.decode（‘utf-8’）

lines = out_decode.split（‘ ’）

return lines

讀取溫度是通過兩個(gè)函數(shù)進(jìn)行的，read_temp_raw只是從接口獲取消息的兩行。 read_temp函數(shù)會(huì)對(duì)此進(jìn)行總結(jié)，以檢查是否有錯(cuò)誤消息，然后重試直到收到第一行末尾帶有“ YES”的消息。該函數(shù)返回兩個(gè)值，第一個(gè)為攝氏度，第二個(gè)為華氏。

如果希望將這兩個(gè)值分開，如下例所示：

下載：文件

復(fù)制代碼

deg_c， deg_f = read_temp（） deg_c， deg_f = read_temp（）

程序的主循環(huán)只是循環(huán)，讀取溫度并打印，然后睡眠一秒鐘。

要將程序上傳到Raspberry Pi上，可以使用 SSH連接到Pi ，使用以下行啟動(dòng)編輯器窗口：

下載：文件

復(fù)制代碼

nano thermometer.py nano thermometer.py

，然后粘貼上面的代碼，然后使用CTRL-保存文件x和Y。

配置和測(cè)試

該程序必須以超級(jí)用戶身份運(yùn)行，因此在終端中鍵入以下命令以啟動(dòng)該程序：

下載：文件

復(fù)制代碼

sudo python thermometer.py sudo python thermometer.py

如果一切順利，您將看到一系列讀數(shù)，如下所示：

嘗試將手指放在傳感器上進(jìn)行加熱。

添加更多傳感器

您可以并行添加其他DS18B20傳感器-將所有傳感器的VCC，數(shù)據(jù)和接地引腳連接在一起。使用一個(gè)4.7K電阻。您將看到多個(gè) /sys/bus/w1/ devices/28-nnnnn 目錄，每個(gè)目錄都有唯一的序列號(hào)作為目錄名。 python示例代碼現(xiàn)在僅適用于一個(gè)傳感器，因此如果您希望一次從不同的傳感器讀取它，則必須對(duì)其進(jìn)行修改
責(zé)任編輯：wv