DS18B20傳感器故障檢測系統(tǒng)

描述

介紹

在幾個監(jiān)控溫度的系統(tǒng)中，在開始讀取數(shù)據(jù)的操作之前檢查溫度傳感器的操作是至關(guān)重要的。

這很重要，因為在傳感器故障的情況下，溫度監(jiān)控設(shè)備將無法檢測系統(tǒng)溫度的變化。

因此，在系統(tǒng)溫度故障的情況下，設(shè)備將無法檢測到變化，并可能發(fā)生事故和故障。

因此，作為避免此類事故的一種方式，我們將開發(fā)一個系統(tǒng)，能夠驗證DS18B20 溫度傳感器的運行情況，并在系統(tǒng)中指示它何時處于正常運行狀態(tài)，并通知LCD 16x2 。

系統(tǒng)開發(fā)

一些溫度監(jiān)測設(shè)備使用DS18B20 傳感器，因為它是一種溫度測量精度很高的數(shù)字傳感器。

并且由于其適用性強，我們必須通過監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的運行來確保系統(tǒng)設(shè)備的安全。

通過這種方式，我們使用 Arduino 呈現(xiàn)電路的電子原理圖，以呈現(xiàn)過程的溫度并驗證傳感器的操作。

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圖 1 - 帶有傳感器 DS18B20 的電子電路圖。

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程序系統(tǒng)將負(fù)責(zé)讀取溫度并在16 x 2 LCD上顯示數(shù)值。每次完成讀數(shù)并在16 x 2 LCD上顯示數(shù)值后，系統(tǒng)都會對傳感器進行功能檢查。

所有這些都是基于下面介紹的編程邏輯完成的。

系統(tǒng)編程邏輯

在進入 void setup 函數(shù)之前，我們聲明了我們項目中使用的所有庫，我們定義了用于連接DS18B20 Sensor的數(shù)字引腳，并告知了用于連接16 x 2 LCD的數(shù)字引腳。

#include  //OneWire Library for DS18B20 Sensor
#include  //Library with all function of DS18B20 Sensor
#include  //Library for LCD 16 x 2
  
#define ONE_WIRE_BUS 8 //Digital Pin to connect the DS18B20 Sensor
  
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
DallasTemperature sensors(&oneWire);
  
DeviceAddress sensor1;
  
const int rs = 2, en = 3, d4 = 4, d5 = 5, d6 = 6, d7 = 7;
LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);
  
bool ControlAccess = 0;

在此之后，我們將進入void setup函數(shù)。在這一步，為 9600 定義了波特率，并初始化了LCD和DS18B20 傳感器。

配置完成后，設(shè)備進入傳感器的測試過程。以下命令負(fù)責(zé)獲取總線上連接了多少傳感器。由于在我們的項目中只有一個傳感器，因此預(yù)計系統(tǒng)會檢測到一個傳感器。

但是，如果傳感器出現(xiàn)任何問題，則不會返回傳感器地址的值。在這種情況下，系統(tǒng)會通知LCD中的傳感器出現(xiàn)問題。

如果您的傳感器正常工作，系統(tǒng)將進入無效循環(huán)功能并開始讀取溫度并顯示在LCD 16 x 2中，如下所示。

void setup(void)
{
 Serial.begin(9600);
 sensors.begin();
 lcd.begin(16, 2);
 // Localiza e mostra enderecos dos sensores
 Serial.println("Localizing DS18B20 sensor...");
 Serial.print("Sensor Localization successfully!");
 Serial.print(sensors.getDeviceCount(), DEC);
 Serial.println(" Sensor");
  
     do
     {
       if (!sensors.getAddress(sensor1, 0))
       {               
           if(ControlAccess == 0)
           {
             lcd.clear();
             lcd.setCursor(1,0);
             lcd.print("Sensor do not");
             lcd.setCursor(5,1);
             lcd.print("find!");
             ControlAccess = 1;
           }
         Serial.println("Sensor not found!");
       }
     }while(!sensors.getAddress(sensor1, 0));
         ControlAccess = 0;
}

在此過程之后，系統(tǒng)將驗證傳感器是否正常工作。案例出現(xiàn)任何問題，都會出現(xiàn)“未找到傳感器！” 信息。

并且它將一直處于循環(huán)中，直到傳感器問題解決、安裝新傳感器或用戶必須重新啟動系統(tǒng)。

但是，在傳感器正常工作的情況下，系統(tǒng)進入無效循環(huán)并讀取溫度值，顯示在LCD 16x2中并再次測試傳感器，如下面的代碼所示。

void loop()
{
  
 sensors.requestTemperatures();  //Request temperature
 float tempC = sensors.getTempC(sensor1); //Get temperature value
 //Show temperature value in the Display LCD 16x2
 lcd.clear();
  
 lcd.setCursor(2,0);
 lcd.print("Temperature");
  
 lcd.setCursor(4,1);
 lcd.print(tempC);
 lcd.write(223);
 lcd.print("C");
  
 delay(3000);
 //Verify the working of the DS18B20 Sensor
 Serial.print("Sensor Localization with Successfully");
 Serial.print(sensors.getDeviceCount(), DEC);
 Serial.println(" Sensor");
     do
     {
       if (!sensors.getAddress(sensor1, 0))
       {               
           if(ControlAccess == 0)
           {
             lcd.clear();
             lcd.setCursor(3,0);
             lcd.print("Sensor not");
             lcd.setCursor(5,1);
             lcd.print("found!");
             ControlAccess = 1;
           }
         Serial.println("Sensor not found!");
       }
     }while(!sensors.getAddress(sensor1, 0));
         ControlAccess = 0;
}

為了讓您了解操作，我們將項目結(jié)果與安裝在原型板上的電路的實際圖像一起呈現(xiàn)。

結(jié)果

根據(jù)圖 1 所示的示意圖，注意當(dāng)傳感器連接并正常工作時，系統(tǒng)會讀取并顯示溫度值，如圖 2 所示。

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圖 2 - 系統(tǒng)正常工作。

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現(xiàn)在，當(dāng)傳感器電路出現(xiàn)任何問題時，系統(tǒng)將顯示消息“未找到傳感器！”。在圖 3 中，傳感器從電路中移除并顯示消息。

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圖 3 - 傳感器上的故障檢測系統(tǒng)。

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因此，當(dāng)需要在各種可能出現(xiàn)加熱問題的項目中檢測傳感器中的故障時，該系統(tǒng)非常實用。

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