Arduino DS18B20 –Temperaturmessung mit digitalem Sensor

Arduino DS18B20: In diesem Tutorial geht es um die digitale Temperaturmessung mit Arduino und dem DS18B20. Dabei handelt es sich um einen digitalen Temperatursensor von Maxim Integrated.

Der Sensor: DS18B20

Beim DS18B20 handelt es sich um ein Digitalthermometer. Es wird per 1-Wire-Schnittstelle, einem digitalen Protokoll, das nur ein Kabel für die Datenübertragung benötigt, angesprochen.

Besonderheiten:

• Messbereich von -55°C bis +125°C
• ±0.5°C Genauigkeit im Bereich von -10°C bis +85°C
• 64-Bit-Seriencode, der es ermöglicht, mehrere Sensoren auf dem gleichen 1-Wire-Bus zu betreiben

Zu den Anwendungen des DS18B20 gehören Umgebungssteuerungen im Bereich der Heizung, Lüftung, Klimatechnik, Temperaturüberwachung in Gebäuden, Anlagen oder Maschinen, sowie Prozessüberwachungs- und -steuerungssysteme.

Der Sensor liegt entweder als TO92-Ausführung oder als konfektionierte Kabelsonde vor. Besonders die Kabelversion eignet sich hervorragend für diverse Anwendungszwecke. Dabei ist der Sensor in eine Edelstahlhülse eingelassen und wasserdicht vergossen.

Mehr Informationen finden sich natürlich im Datenblatt.

Bauteile: Arduino DS18B20

• Arduino Set, Breadboard, Kabel, etc.*
• 1x DS18B20-Sensor TO92
• oder DS10B20-Sensor als Kabel-Version
• 1x Widerstand 4,7 kOhm

Schaltplan

Der DS18B20 wird mit dem linken Bein (TO92-Variante: flache Seite nach vorne, Beinchen nach unten – Kabel-Variante: schwarzes Kabel) an den GND und mit dem rechten (Kabel-Variante: rotes Kabel) an den 5V+ des Arduino-Boards angeschlossen. Das mittlere Beinchen (gelbes Kabel) ist der Datenpin. Er wird an den digitalen Pin 2 des Arduino-Boards und per 4,7kOhm-Pullup-Widerstand mit dem 5V+ verbunden. (Das Datenblatt gibt diesen Widerstandswert vor, aber ich schätze, dass auch andere Werte in diesem Bereich funktionieren sollten.)

Libraries

Besonders komfortabel lässt sich der DS18B20 mit den richtigen Bibliotheken auslesen. Dabei handelt es sich erstens um die OneWire-Library von u. a. Paul Stoffregen. Man kann sie hinzufügen, indem man im Arduino Menü > Sketch > Bilbiothek hinzufügen > Bibliotheken verwalten nach »onewire« sucht und die aktuelle Version installiert. (Im Bild ganz oben).

Gleichermaßen kann man vorgehen, um die DallasTemperature-Bibliothek zu installieren. Hier muss man nach DS18B20 suchen. (Im Bild ebenfalls ganz oben).

Code: Arduino DS18B20

Sind die Bibliotheken installiert, kann man den Beispiel-Sketch unter Arduino>Datei>Beispiele>DallasTemperature>Simple auf das Arduino-Board übertragen.

// Include the libraries we need
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>

// Data wire is plugged into port 2 on the Arduino
#define ONE_WIRE_BUS 2

// Setup a oneWire instance to communicate with any OneWire devices (not just Maxim/Dallas temperature ICs)
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);

// Pass our oneWire reference to Dallas Temperature. 
DallasTemperature sensors(&oneWire);

/*
 * The setup function. We only start the sensors here
 */
void setup(void)
{
  // start serial port
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Dallas Temperature IC Control Library Demo");

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

/*
 * Main function, get and show the temperature
 */
void loop(void)
{ 
  // call sensors.requestTemperatures() to issue a global temperature 
  // request to all devices on the bus
  Serial.print("Requesting temperatures...");
  sensors.requestTemperatures(); // Send the command to get temperatures
  Serial.println("DONE");
  // After we got the temperatures, we can print them here.
  // We use the function ByIndex, and as an example get the temperature from the first sensor only.
  float tempC = sensors.getTempCByIndex(0);

  // Check if reading was successful
  if(tempC != DEVICE_DISCONNECTED_C) 
  {
    Serial.print("Temperature for the device 1 (index 0) is: ");
    Serial.println(tempC);
  } 
  else
  {
    Serial.println("Error: Could not read temperature data");
  }
}

Im seriellen Monitor (Baudrate 9600) kann man nun die Temperatur auslesen.