Цифровой датчик температуры что это
Перейти к содержимому

Цифровой датчик температуры что это

  • автор:

DS18B20 – полное описание датчика и его возможностей

DS18B20 – цифровой датчик, который является популярной моделью среди аналогов. Эксплуатация устройства очень проста, датчик помещается в водонепроницаемый корпус и измеряет температуру воды или других жидкостей. Зачастую он подключается к Arduino и в итоге владелец получает чувствительный и качественный сенсор. В данном материале вы узнаете основные характеристики и методы подключения датчика DS18B20.

ds18b20 фото

Общее описания датчика DS18B20

DS18B20 – это датчик температуры, который обладает разрешением преобразования от 9 до 12 разрядов. Тревожный сигнал – функция, которая позволяет качественно контролировать температуру жидкости. Большинство параметров контроля задаются самостоятельно, пользователем. Они сохраняются в памяти и могут быть перенастроены в будущем. Датчик ds18b20 использует протокол интерфейса 1-Wire для обмена данными.

Линия данных может стать непосредственным передатчиком энергии для ds18b20. В таком случае можно не пользоваться внешними источниками. Так называемое – паразитное питание. Каждая выпущенная модель изготовляется со своим уникальным кодом. Он имеет длину в 64 разряда, поэтому сразу несколько датчиков могут работать одновременно, на одной линии связи. Один порт может выступать обменщиком данных сразу для двух датчиков.

Датчик может измерять температуру в достаточно широком диапазоне, от -55 до +125 градусов по Цельсию. Погрешность минимальна и зачастую составляет максимум полградуса. Вышеописанные характеристики делают датчки популярным для использования в экологическом контроле, мониторинге температурных перемен в зданиях, а также в узлах оборудования.

Основные преимущества

Датчик ds18b20 обладает массой основных функций и плюсов:

  1. Однопроводный интерфейс 1-Wire требует только один порт связи для контроллера.
  2. Уникальные коды для каждого агрегата.
  3. Одна линия может подключить сразу несколько датчиков.
  4. Не нужны никакие внешние компоненты.
  5. Питание может быть получено напрямую после подключения к линии связи.
  6. Большой диапазон температур, от -55 до +125 градусов Цельсия.
  7. Ошибки и погрешности могут составлять максимум полградуса.
  8. Можно запрограммировать тревожный сигнал.
  9. Адрес датчика будет передаваться тревожным сигналом, если температура вышла за предел допустимого.
  10. Позволяет установить программное обеспечение.
  11. Может применяться практически повсеместно.

Краткий обзор характеристик

Датчик позволяет вносить корректировки в конфигурацию, используя регистр. Можно установить параметры преобразования агрегата. Цифра варьируется от 9 до 12 бит. Вся информация будет внесена в энергонезависимую память, которую еще называют (EEPROM). Обмен данными осуществляется специальным протоколом 1-Wire. Владельцу нужен небольшой подтягивающий резистор, ведь все агрегаты подключаются к общей шине.

Если быть более точными:

  • Каждый элемент подключен к одной шине.
  • Специализированный протокол идентифицирует каждое устройство на шине и обменивается информацией.
  • Адрес датчика есть в каждом агрегате, именно он позволяет микроконтроллеру определять его и отправлять данные через 64-разрядный код.
  • Схема подключения выглядит именно так, число датчиков может быть неограниченным.

Также датчик может работать без источников внешнего питания. Используется специальный резистор и вывод DQ. Сигналы повышенного уровня подзаряжают внутренние конденсаторы. Данный метод называется паразитным питанием. Каким вариантом питания пользоваться решать именно владельцу.

Фото обзор характеристик ds18b20

Режим измерения температур

Как проверить работоспособность датчика? Преобразовывать температуру в цифровые данные – вот основная функция датчика. Разрешение цифровых кодов задает сам владелец. Когда питание подключено, DS18B20 потребляет малое количество энергии. Для инициации измерения температур, микроконтроллер выполняет команду преобразования температуры. Когда процесс завершается, результаты находятся в 2 байтах регистра.

Если подключена схема внешнего питания, микроконтроллер может следить за состоянием конвертации. Он читает состояние линии, то есть, другими словами – выполняет временные слоты чтения. Далее, когда команда завершиться, линия переходит в высокое состояние. Когда выполняются процессы конвертации, она, наоборот, в низком положении.

Способ невозможен, если владелец хочет использовать паразитную емкость. На шине должен быть стабильный высокий уровень сигнала, что невозможно в таких условиях. Поэтому данный метод не является корректным в этом случае.

Как проверить полученный результат? Датчик предоставит все данные в 16-ти разрядном знаковом числе с дополнительным кодом. Если разрешение выставлено 12 быт, то регистр предоставляет наиболее точные результаты.

Как работает тревожный сигнал

Когда запущена команда преобразования температур, полученные данные сравнивают с верхними и нижними порогами регистров. Байтовое значение является знаковым и имеет дополнительный код. Энергозависимая память сохраняет все показатели. Регистры имеют разную длину, поэтому сравнения идет с битами 11 по 4 регистра. Если данные превышают или находятся ниже, то создается признак угрозы. Каждое измерение температурных данных перезаписывает эту команду. То есть, если температура снова вернулась в норму, то информация будет удалена с датчика.

Как проверить состояние датчика? С помощью специально команды поиска тревожных сигналов. Если датчик включен, то он всегда отреагирует на заданную команду. Таким образом, если работает сразу несколько датчиков, мастер сможет легко понять, какой из них выдает тревожный сигнал.

Подключаем датчик к плате Arduino

Так как DS18B20 передает значение в двоичном коде, то получаемая информация должна куда-то поступать. Цифровой или аналоговый пин платы ардуино принимает данные, а затем декодирует. Программа DS18B20 1-Wire имеет определенный протокол, по которому и работает вся система. Чтобы понимать ее достаточно иметь минимальную базу знаний:

  • Программа выполняет всего три главных действия, которые мы опишем далее.
  • Инициализацию. Несколько сигналов, с которых начинается измерение или аналогичные команды. Основной агрегат создает специальные импульсы, после них задействуется датчик. Он подает импульс присутствия, который значит, что техника готова выполнить операцию.
  • Записи данных. Передается большое количество байтов информации в устройство DS18B20.
  • Чтение информации. Датчик принимает всю информацию в виде кода.

Какие программы DS18B20 необходимы для его качественной работы?

  1. Arduino IDE;
  2. OneWire – специальные библиотеки, которые могут быть использованы сразу несколькими датчиками.
  3. DallasTemperature – аналог предыдущего варианта, менее популярен, но тоже используется.

А что касается оборудования для датчика?

  1. DS18B20 в одном экземпляре или нескольких.
  2. Специальный микроконтроллер от компании Ардуино.
  3. Несколько коннекторов.
  4. Резисторы на 4.7 кОм.
  5. Одна монтажная плата.
  6. Кабель, который можно подключить к персональному ПК и проводить анализ получаемой информации.

Когда датчик нужно подсоединить к плате, то для многих это становится проблемой. Ничего сложного. GND – знак, который вы найдете на датчике, его нужно соединить с GND. Второй показатель располагается на самой плате. Vdd необходимо соединить с 5V, а Data объединяется с любым цифровым пинам. Калибровка может осуществляться только в том случае, если вся система собрана.

Фото распиновка ds18b20

Скетч для датчика

Программа DS18B20 может работать только по определенному алгоритму. Это позволит максимально точно и быстро получать данные об изменении температуры. Как проверить правильно ли работает скетч? Достаточно проследить за алгоритмами его функционирования, он должен выглядеть следующим образом.

  • Сначала устройство должно определить адрес датчика, затем проверить его подключение.
  • Датчик принимает команду, которая требует прочитать параметры температуры и перенаправить их в основной регистр. Приблизительно 750 мс уходит на весь процесс.
  • Происходит чтение в регистре, полученные значения перенаправляются в порт.
  • Возможна конвертация в различные показатели температуры.

Пример скетча

Программа DS18B20 OneWire требует скетчи для полноценной работы цифрового датчика. Мы прилагаем к данному материалу пример простейшего скетча.

* Описываются взаимодействия с агрегатом ds18b20

* ds18b20 подключается к плате используя восьмой пин

OneWire ds(8); // Создается объект на шине, он сделает работу с датчиком возможной

// Определяется температурный показатель агрегата DS18b20

byte data[2]; // Здесь находятся показатели температуры

ds.reset(); // Чтобы начать взаимодействия, необходимо сбросить все предыдущие команды

ds.write(0xCC); // Датчик должен пропустить команду. Пока что установлено всего одно устройство

ds.write(0x44); // Датчик должен измерить температуру. Данные будут помещены в цифровое хранилище данных, но не будут выводиться на экран

delay(1000); // Агрегат меряет температуру, необходимо подождать

ds.reset(); // Подготовьтесь получить значения данных

ds.write(0xBE); // Даем команду передачи данных температуры из регистров

// Ответ получен, считываем его

data[0] = ds.read(); // Младший байт температурных показателей считывается

data[1] = ds.read(); // Очередь старшего

// Формируется окончательно значение температуры:

// — далее умножается на коэффициент,который соответствует разрешающей способности (к примеру, если установлено 12 бит по умолчанию, то показатель равен — 0,0625)

// Выводим полученное значение температуры в монитор порта

Библиотеки OneWire для правильной работы датчика

Цифровой датчик DS18B20 не может работать без специального программного обеспечения. Чтобы обмен информацией был корректным, используется протокол 1-Wire. Именно для него создали большую и понятную библиотеку. Она позволяет датчику функционировать полноценно, выполнять большое количество команд и так далее. Если не использовать ее преимущества, то все команды придется записывать и запускать вручную, что не очень удобно.

Чтобы не тратить свое время, нужно реализовывать возможности библиотеки. Для этого вам необходимо скачать ее с официального сайта, архив программы, далее распаковать в папку в каталоге самой платы. Она называется library, что с английского переводиться как – библиотека. Чтобы подключить и начать пользоваться всеми плюсами программы, необходимо активировать команду #include .

Если вы хотите ознакомиться со всеми техническими параметрами платы или цифрового датчика, то обязательно воспользуйтесь datasheet. У нас их называют проще – технической документацией.

Какие команды может выполнять библиотека OneWire?

  1. Искать температурный датчик, и перезаписывать его код. Он располагается в массиве addressArray, если устройство не будет идентифицировано, то вы увидите команду false. Команда — search(addressArray).
  2. Производить поисковые работы на первичном приборе. Команда – reset_search().
  3. Сбрасывать шину перед непосредственным подключением к устройству. Команда — reset().
  4. После сброса библиотека может выбрать устройство, на которое будет записываться ROM код. Команда — select(addressArray).
  5. Процесс записи байтов данных на агрегат. Команда — write(byte).
  6. Аналогичная предыдущему варианту команда, но только в том случае, если вы используете паразитное питание. Команда — write(byte, 1).
  7. Процесс прочтения байтов информации с агрегата. Команда — read().
  8. Процесс, который вычисляет код CRC. Команда отличается в зависимости от нужд — crc8(dataArray, length). dataArray – означает выбранный массив, а length длину кода.

Также программа позволяет правильно настраивать питание в самом скетче. Помните, что питание может отличаться. Если оно паразитное, то нужно найти строку 65 и вписать туда ds.write(0x44, 1). Если мы говорим о внешнем варианте, то в том же месте добавляем ds.write(0x44).

Библиотека позволяет не только передавать команды, но и подавать их в виде битов. Основные разновидности таких команд:

  • 0x44 – измерение температурных показателей, а также их дальнейшая запись в SRAM.
  • 0x4E – третий байт начинает записываться в 3.4 и 5 байты SRAM.
  • 0xBE – девять байт SRAM начинают процесс последовательно считывания.
  • 0х48 – третий и четвертый байты копируются в основную память.
  • 0xB8 – вся информация из основной памяти копируется в байты SRAM.
  • 0xB4 – позволяет переключить тип питания обратно. 0 обозначает паразитный вариант, а 1 внешний.

Как подключить сразу несколько датчиков?

Схема подключения датчиков ds18b20 фото

Каждый датчик DS18B20 подключается параллельно друг к другу. Чтобы распиновка была возможна, достаточно иметь хотя бы один резистор. Вышеописанная библиотека OneWire позволяет осуществлять сбор информацию сразу со всех подключенных агрегатов. Иногда датчиков может быть сразу больше десяти, тогда резистор должен иметь хорошее сопротивление, но не более 1.6 кОм.

Чтобы температура измерялась более точно, необходим дополнительный резистор на 100 Ом. Он подключается к плате Ардуино. Чтобы узнать с какого датчика была получена та или иная информация, достаточно ознакомиться с их уникальными серийными 64 битными кодами. Он отображается в данных, когда команда выполняется. Помните, что в режиме паразитного и внешнего питания, схемы подключения будут выглядеть по-разному.

Где купить?

Цифровой датчик DS18B20 можно приобрести на нашем сайте «silines.ru». Большой ассортимент разных товаров по выгодной цене. Гарантия качества на всю продаваемую продукцию. Здесь вы найдете одноименный датчик, плату, резисторы и не только. Звоните по телефону на главной странице, и менеджер ответит на все ваши вопросы или осматривайте каталог товаров и оформляйте заказ.

Сравнение датчиков температуры. Часть 2, цифровые

Как обмануть родителей и не идти в школу? Есть простой рецепт. Берем градусник, нагреваем его при помощи фена или обогревателя до требуемой температуры 38 °C, имитируем хриплый голос и сопли, демонстрируем все обозначенное взрослым. Но получится ли провернуть такую операцию, если градусник цифровой? К счастью, да, проверено на медицинском термометре WT-03 BASE фирмы B.Well. Проверено теоретически, конечно, я же уже взрослый.

Ртутный градусник имеет интересное свойство запоминать максимальную температуру. В электронном термометре эту функцию заменяет программа. Есть некоторый начальный порог, что-то около 30 °C и если затем положить прибор в холодильник, то он покажет последнее максимальное значение. Нет необходимости удерживать требуемую для обмана температуру продолжительное время. Отлично.

В этой части продолжен обзор датчиков температуры, в фокусе внимания STLM75, DS18B20, AHT20 и BME280. Аналоговые датчики были рассмотрены в статье «Сравнение датчиков температуры. Часть 1, аналоговые», а измерения собраны в статье «Сравнение датчиков температуры. Часть 3, практика».

Датчик температуры и тепловой сторожевой таймер STLM75

Полезнейший бытовой прибор, электрический чайник, в большинстве случаев измеряет только одно пороговое значение – температуру кипения воды. И таких задач, когда нужно отключить нагревательный элемент, много. Тут на помощь приходит микросхема с функцией теплового сторожевого таймера, STLM75. Она может работать как термостат без использования цифрового интерфейса, пороговое значение после перезагрузки составляет 80°C. Сигнал выдается на выход nOS с открытым коллектором. Имеется возможность настроить прерывание от микросхемы, гистерезис и защиту от шума.

Рисунок 1 - Блок-диаграмма микросхемы STLM75, источник изображения [1]

Микросхема достаточно просто настраивается, содержит всего четыре регистра для конфигурации и хранения данных. Поскольку адрес задается внешними выводами, имеется возможность объединить несколько ведомых на шине I2C.

Выводы по микросхеме STLM75:

  1. Простой датчик температуры с интерфейсом I2C, выпускается в двух разных корпусах, легко конфигурируется;
  2. Может применяться без контроллера как термостат, однако памяти в микросхеме нет, а значит настройки не сохраняются. Остается довольствоваться порогом в 80 °C по умолчанию.

Датчик температуры DS18B20

Аппаратная поддержка шины 1-Wire практически не встречается в микроконтроллерах, а датчик температуры DS18B20 с данным протоколом встречается повсеместно. Протокол разработан корпорацией Dallas Semiconductor (сейчас Maxim Integrated) и является зарегистрированной торговой маркой. Хотите аппаратный 1-wire – покупайте контроллеры MAX32620/MAX32621. К счастью, есть альтернативные сценарии, например GPIO + таймер или UART + резистор с диодом.

Рисунок 2 - Схема для подключения 1-Wire датчика к UART

Узнать о том, как реализовать 1-Wire при помощи UART можно на сайте, поэтому приведу лишь краткие сведения. UART требуется сконфигурировать в полнодуплексном режиме, так как необходимо слышать свои передачи. Приём данных ведущим устройством организован как передача, в которую вмешивается ведомое устройство. Чтобы формируемые импульсы по временным характеристикам соответствовали требованиям 1-Wire, хорошо подходят скорости передачи: 9600 бит/с для формирования сигнала сброса и 115200 бит/с для передачи данных.

Используя разные скорости передачи и разные данные удается сымитировать слоты записи или чтения. Так, для формирования слота записи 0 следует передать байт 0x00 на скорости 115200 бит/с, а для формирования слота записи 1, передаём на скорости 115200 бит/с байт 0xFF. Для формирования слота чтения следует отправить байт 0xFF на скорости 115200 бит/с. То же самое мы делали для формирования слота записи 1. Но, в дополнение к этому, здесь необходимо проанализировать принятый байт, и если он не отличается от отправленного, значит получен слот чтения 1, иначе – слот чтения 0. Вероятно, более запутанно выглядит только уравнение Стейнхарта-Харта (см. раздел «Термистор MF52» части 1), в остальном датчик температуры DS18B20 великолепен.

Устройство имеет заявленную точность 0,5 °C, при этом разрешение настраивается программно, т.е. можно получить температуру с минимальным шагом в 0,0625 °C. Каждый датчик имеет уникальный серийный номер, а значит на одну линию можно повесить много устройств. Датчик может питаться как через отдельный провод, так и от линии связи. И даже имеется возможность настроить «тревожный» порог температуры, с сохранением настроек в память.

Рисунок 3 - Блок-диаграмма микросхемы DS18B20, источник изображения [2]

Точность показаний датчика меняется в рабочем диапазоне, наилучшая достигается в его середине. Метод повышения точности основан на методике, изложенной в «Application Note 208: Curve Fitting the Error of a Bandgap-Based Digital Temperature Sensor», дополнительную информацию можно найти на сайте.

Выводы по датчику температуры DS18B20:

  1. Датчик удобен во многих отношениях: широкий рабочий диапазон, гибкая настройка, хорошая точность, возможность подключения нескольких датчиков на одну линию;
  2. Интерфейс 1-Wire позволяет сэкономить ножки управляющего контроллера (если использовать GPIO), но требует некоторой сноровки при реализации;
  3. Скорость измерения температуры зависит от настроенного разрешения, при 12-и битах может достигать 750 мс.

Датчик температуры и влажности AHT20

AHT20 – лидер среди испытуемых по заявленной точности измерений, ±0,3 °C в диапазон температур от 20 до 60 °C. Датчик отличается простотой команд управления, их всего три: инициализация, измерение, сброс. При запросе температуры и влажности возвращается байт статуса и контрольная сумма. Наличие CRC – большое преимущество многих цифровых датчиков, раз сумма сошлась, данные достоверны. Датчик AHT20 подключается к шине I2C.

Рисунок 4 - Типовая схема подключения ATH20, источник изображения [3]

Соотношения для расчета влажности и температуры для AHT20 также достаточно просты. К слову, это цифровой датчик, который сразу заработал, практически не пришлось разбираться с регистрами, адресами, таймингами. Жалко, что датчик засбоил при измерении отрицательных температур, свидетельства чего будут представлены в ходе экспериментов.

Датчик выпускается в корпусе размером 3х3 мм, ряд мер необходимо принять для его правильного размещения. Требования преимущественно относятся к измерениям влажности, которые необходимо производить при стабильной температуре. Отсюда разного рода ухищрения, как правильно разместить датчик на печатной плате.

Выводы по датчику AHT20:

  1. Микросхема имеет хорошие характеристики при достаточно низкой цене;
  2. Датчик имеет простую логическую модель и простые формулы пересчета показаний в температуру и влажность.

Датчик температуры SHT4x

Еще один интересный датчик температуры с выдающимися характеристиками — SHT4x. Корпус датчика всего 1,5 x 1,5 мм. В силу крайне малого размера его не удалось смонтировать на макетной плате. Но датчик был успешно применен в одной из задач и показал себя достойно. Заявленная точность измерений ±0,1 °C в диапазон температур от 20 до 60 °C.

Рисунок 5 - Блок-диаграмма микросхемы SHT4x, источник изображения [4]

За покупку микросхемы производитель наградит вас готовой программной библиотекой и необходимыми CAD моделями. Применять такой датчик уместно в микропотребляющих устройствах, SHT4x потребляет всего 0,4 мкА при частоте измерений 1 Гц.

Выводы по датчику SHT4x

  1. Хорошее соотношение цена/характеристики;
  2. Нацелен на микропотребляющие устройства;
  3. Имеется качественная программная библиотека от производителя.

Датчик температуры, влажности и давления BME280

В первую очередь датчик BMP280 позиционируется для измерения влажности и давления, при вычислении которых необходимо компенсировать температурный дрейф.

Рисунок 6 - Блок-диаграмма микросхемы BME280, источник изображения [5]

Устройство имеет функционал конечного автомата с тремя состояниями: Sleep mode, Forced mode, Normal mode. Режимы отличаются временем в активном состоянии и соответственно энергопотреблением. Для фильтрации показаний давления в микросхеме реализован БИХ-фильтр (IIR — infinite impulse response), т.к. показания датчика давления существенно меняются при незначительных изменениях окружающих факторов. Например, закрытие двери или окна может привести к кратковременному росту показаний.

Точное измерение давление потребует некоторого знакомства с математическим аппаратом, датчик предоставляет прекрасную возможность для практики в этом направлении. Поэтому BME280 отличается от своих собратьев сложностью логической модели, каждая микросхема индивидуально калибруется, содержит в энергонезависимой памяти набор калибровочных констант. При использовании датчика эти калибровочные значения необходимо вычитать и применить для расчетов. Требование относится ко всем трем измеряемым параметрам.

Отдаю должное производителю, в документации содержится исчерпывающая информация по алгоритму вычисления P, H, T и даже приводится число машинных тактов, которые займет расчет на Cortex-M3. Тем не менее с этим датчиком пришлось немного повозиться. Как оказалось, проблема крылась в том, что после инициализации датчик переходит в режим Sleep. Ох уж эти микропотребляющие устройства…

Выводы по датчику BME280:

  1. Уникальный функционал – измерение давление, влажности и температуры одной микросхемой;
  2. Достаточно сложная модель устройства: несколько режимов работы, калибровочные константы, несколько способов вычисления результатов;
  3. Самый дорогостоящий датчик среди испытуемых.

Цифровые датчики незаменимы

Там, где с аналоговыми датчиками начинаются трудности, в игру вступают датчики цифровые. До магазина вы дойдете пешком, до почты доберетесь на велосипеде, а до соседнего города на машине. Аналогично и с передачей сигнала, аналоговые линии связи подвержены воздействию шумов, провода содержат омическое сопротивление, на каждый датчик нужна отдельная линия связи. Не лучше ли протянуть один провод 1-Wire и не беспокоиться о помехозащищенности при передаче показаний?

В отличии от 1-Wire (~300 м), шина I2C (~1 м @ 100 кбит/с) не спроектирована для передачи данных на большие расстояния, но и рассмотренные датчики не спроектированы только для измерения температуры. Либо это функция термореле, либо измерение температуры и влажности, а в случае с BME280 ещё и давления. В следующей части представлено сравнение цифровых, а также аналоговых датчиков друг с другом. Наконец мы узнаем, кто хорош только на словах, а кто в деле.

Ресурсы
  1. Документация на микросхему STLM75;
  2. Документация на микросхему DS18B20;
  3. Документация на микросхему AHT20;
  4. Документация на микросхему SHT4x;
  5. Документация на микросхему BME280;
  6. Проверка аналога датчика DS18B20.

В чем разница между аналоговым датчиком и цифровым датчиком?

Вы когда-нибудь задумывались, как машины могут интерпретировать окружающую среду и реагировать соответствующим образом?? Ответ заключается в аналоговый датчик и цифровой датчик. Аналоговые датчики позволяют машинам собирать данные из окружающей среды, интерпретировать это, и принимать решения на основе информации. Например, автомобили могут обнаруживать препятствия на своем пути, в то время как медицинское оборудование может контролировать жизненно важные признаки. Цифровые датчики используют программные алгоритмы для интерпретации своих входных данных и генерации выходных данных.. Они необходимы для обеспечения безопасной и эффективной работы машин..

В этом сообщении в блоге, мы исследуем аналоговые сигналы и цифровые сигналы, различия между аналоговыми и цифровыми датчиками, как они работают, и различные типы приложений, в которых они используются..

Сигнал и его типы

Что такое аналоговый против цифрового?

Аналоговые и цифровые сигналы являются средствами передачи информации.. Заметное различие между цифровыми и аналоговыми сигналами заключается в их электрической природе. – аналоговые сигналы характеризуются непрерывным электрическим потоком, в то время как цифровые сигналы имеют прерывистые импульсы.

Аналоговые и цифровые сигналы имеют свои преимущества и недостатки в зависимости от приложения, для которого они используются.. Аналоговые сигналы обычно имеют лучшую помехоустойчивость и большую полосу пропускания, но для их обработки требуются более сложные схемы., в то время как цифровые сигналы обычно имеют более простые схемы, но, как правило, имеют более высокий уровень искажений из-за ошибки квантования при уменьшении большого количества битов до более мелких.. Следовательно, при принятии решения о том, какой тип сигнала следует использовать для любого данного приложения, важно учитывать все аспекты конкретной задачи, чтобы найти лучший вариант для этой конкретной ситуации.

Что такое аналоговые сигналы?

analog signals

Аналоговые сигналы представляют собой непрерывные сигналы, которые представляют собой физические измерения., например, электрические токи или звуковые волны. Обычно они генерируются аналоговыми датчиками., такие как микрофоны и термопары, и может передаваться по кабелям или беспроводным соединениям. Амплитуда аналогового сигнала пропорциональна измерению, что означает, что он несет больше информации, чем цифровой сигнал.

Какой самый распространенный аналоговый сигнал?

Наиболее распространенным аналоговым сигналом является электрический ток., который поступает от аналоговых датчиков, таких как термопары, и используется для измерения различных физических характеристик, включая температуру, давление, и уровни звука. Для передачи этих сигналов, можно использовать кабели или беспроводные соединения, но они могут быть нарушены интерференционным шумом, который требует особого внимания во время передачи.

Что такое цифровые сигналы?

digital signals

Цифровые сигналы не являются непрерывными и представляют собой двоичные значения, которые можно интерпретировать только как нули или единицы.. Это упрощает их хранение и обработку с помощью компьютеров, чем аналоговые сигналы.. Цифровые сигналы используют дискретные импульсы для представления данных, а не плавные формы сигналов, которые можно найти в аналоговых сигналах.. Цифровые сигналы могут передаваться на большие расстояния без потери информации или искажения внешними источниками.. Следовательно, они стали более распространенными в современных системах связи.

Что лучше аналоговый или цифровой сигнал?

Это зависит от варианта использования. Аналоговые сигналы могут передавать больше информации, поскольку их амплитуда пропорциональна проводимому измерению., Однако, цифровые сигналы более точны и устойчивы к помехам. Цифровые сигналы могут быть лучшим вариантом для приложений, где точность и правильность имеют решающее значение.. Для приложений, где необходимо передавать больший объем информации, аналоговые сигналы могут быть предпочтительнее.

Аналоговый датчик против цифрового датчика

digital vs analog sensor

Датчики можно разделить на две категории:

  • Аналоговые датчики
  • Цифровые датчики

Оба типа датчиков имеют свое применение., в зависимости от приложения.

Что такое аналоговый датчик?

Аналоговые датчики — это устройства, которые измеряют физические параметры, такие как температура., давление, или уровень звука и вывод аналогового электрического сигнала. Они могут варьироваться от простых устройств, таких как термометры, до более продвинутых технологий, таких как тензодатчики.. Выходной сигнал аналогового датчика обычно имеет аналоговую природу и требует дальнейшей обработки для интерпретации..

Что читает аналоговый датчик?

Аналоговый датчик считывает физические параметры, такие как температура, давление, или уровень звука. Обычно он выдает аналоговый электрический сигнал, который затем может быть обработан для интерпретации измерения.. Аналоговые датчики часто используются в приложениях, требующих большей точности и/или меньших шумовых помех, чем цифровые датчики.. Например, для показаний температуры для точных приборов может потребоваться аналоговый датчик из-за их способности обнаруживать небольшие изменения измеряемого параметра..

Что является примером аналогового датчика?

Аналоговый датчик давления, датчик звука, Датчик температуры, и датчик света (ЛДР) несколько примеров аналоговых датчиков.

В чем преимущество аналоговых датчиков?

Основным преимуществом аналоговых датчиков является их способность измерять физические явления в широком диапазоне значений.. Например, Термометры способны измерять температуры от низких до высоких в зависимости от используемого типа.. Сходным образом, тензометрические датчики и фотодетекторы могут использоваться для измерения большого диапазона сил или интенсивности света соответственно..

Что такое цифровой датчик?

Цифровые датчики — это физические датчики, которые измеряют физическую величину и преобразуют ее в пригодный для использования цифровой сигнал.. Они работают, обнаруживая изменения в окружающей среде., например, температура, давление, или звуковые волны, и преобразование этой информации в цифровой формат. Обычные цифровые датчики включают термисторы. (температура), пьезоэлектрические кристаллы (давление), и микрофоны (звук). Наиболее распространенным типом цифрового датчика является аналого-цифровой преобразователь. (АЦП), который преобразует аналоговый сигнал от устройства или окружающей среды в цифровой формат.

Что такое пример цифрового датчика?

Цифровые датчики давления и датчики температуры являются двумя примерами цифровых датчиков, которые часто используются..

Типы аналоговых датчиков и цифровых датчиков

Список типов аналоговых датчиков:

  • Аналоговые акселерометры
  • Аналоговые датчики света
  • Аналоговые датчики звука
  • Аналоговые датчики давления
  • Аналоговые датчики температуры

Аналоговые акселерометры: Аналоговый акселерометр — это тип аналогового датчика, используемого для измерения ускорения или вибрации.. Эти датчики преобразуют силу ускорения в электрический сигнал, который можно наблюдать.. Их обычно устанавливают на различные конструкции, например самолеты., транспортные средства, и мосты для отслеживания вибраций, создаваемых движениями или движением транспорта. Аналоговые акселерометры, которые обладают высокой чувствительностью и быстрым временем отклика, также может использоваться внутри оборудования для контроля состояния оборудования.

Аналоговые датчики света: Аналоговый датчик освещенности — это тип аналогового датчика, используемого для измерения интенсивности света.. Они работают, преобразовывая полученный свет в электрический сигнал, который затем можно контролировать.. Общие приложения для аналоговых датчиков света включают измерение количества естественного дневного света в комнате., контроль уровней освещения в зданиях и уличных фонарей, и в камерах для измерения экспозиции.

Аналоговые датчики звука: Аналоговый звуковой датчик — это тип аналогового датчика, используемый для измерения интенсивности звука.. Они работают путем преобразования полученного звука в электрический сигнал, который затем можно контролировать.. Аналоговые датчики звука обычно используются для определения уровня шума в промышленных условиях и оценки качества звука в студиях звукозаписи..

Аналоговые датчики давления: Аналоговый датчик давления — это тип аналогового датчика, используемого для измерения давления.. Они работают путем преобразования полученного давления в электрический сигнал, который затем можно контролировать.. Датчики давления используются для контроля и мониторинга в тысячах повседневных приложений. Эти датчики также могут косвенно измерять некоторые другие переменные., включая поток жидкости и газа, скорость, уровень воды, и высота. Аналоговые датчики давления имеют быстрое время отклика, хорошую чувствительность и легко калибруются..

Аналоговые датчики температуры: Аналоговый датчик температуры — это тип аналогового датчика, используемого для измерения температуры.. Они работают путем преобразования полученной температуры в электрический сигнал, который затем можно контролировать.. Термисторы — это обычный аналог датчика температуры, который бывает разных типов в зависимости от их конкретного использования.. Аналоговый датчик температуры работает, обнаруживая изменения температуры, как они есть, фактически, резистор, чувствительный к теплу. Электрическое сопротивление термистора увеличивается при повышении температуры и падает при понижении температуры.. Он используется в различных приложениях датчика температуры.

Список типов цифровых датчиков:

  • Датчики цифровых акселерометров
  • Цифровые датчики температуры
  • Цифровые датчики влажности Датчики цифровых акселерометров: Цифровые акселерометры — это цифровые датчики, которые используются для измерения ускорения.. Они работают, превращая собранное ускорение в электрический сигнал, который можно наблюдать.. Широко распространено использование цифровых акселерометров., в промышленных условиях часто используются цифровые акселерометры для определения вибраций и ударов., в то время как проекты робототехники или навигационные системы используют их для регистрации позиций и углов. Цифровые датчики температуры: Цифровой датчик температуры используется для измерения температуры и функции путем преобразования наблюдаемой температуры в электрический сигнал для целей мониторинга.. Общие области применения цифровых датчиков температуры включают мониторинг температуры в промышленных условиях., контроль окружающей среды в теплицах, и измерение общей температуры почвы, воздух, или вода в сельском хозяйстве. Цифровые датчики влажности: Цифровой датчик влажности используется для обнаружения и измерения уровня влажности в окружающей среде.. Датчики влажности можно найти в различных приложениях, таких как системы климат-контроля., сельскохозяйственный мониторинг, медицинское оборудование, и промышленное производство.

Как узнать, является ли датчик аналоговым или цифровым?

Существует несколько способов определить, является ли датчик аналоговым или цифровым.. Вот несколько часто используемых методов:

Выходной сигнал: Один из самых простых способов определить, является ли датчик аналоговым или цифровым, — это проверить его выходной сигнал.. Аналоговые датчики обычно выдают постоянное напряжение или ток, пропорциональные измеряемой переменной., в то время как цифровые датчики выводят серию чисел или цифровой код.

Интерфейс: Другой способ определить, является ли датчик аналоговым или цифровым, — посмотреть на интерфейс, который он использует для связи с устройством или системой, к которой он подключен.. Аналоговые датчики обычно используют аналоговый электрический интерфейс., например выходное напряжение или ток, в то время как цифровые датчики используют цифровой интерфейс, например последовательная или параллельная шина.

Техническая спецификация: В паспорте датчика обычно указывается, является ли датчик аналоговым или цифровым.. Это самый надежный способ узнать тип датчика..

Внешние компоненты: Некоторым датчикам требуются внешние компоненты, такие как АЦП. (Аналого-цифровой преобразователь) для преобразования аналогового сигнала в цифровой. Если датчику нужен АЦП, это аналоговый датчик.

Стоит отметить, что некоторые датчики могут иметь как аналоговые, так и цифровые выходы., или как аналоговые, так и цифровые интерфейсы. В таком случае, важно проверить паспорт датчика или проконсультироваться с производителем, чтобы определить, какой тип выхода или интерфейса используется.

Цифровой электронный датчик для
измерения влажности и температуры

цифровой датчик температуры и влажности, датчик для измерения влажности и температуры

Цифровой датчик температуры и влажности — это высокоточный прибор, позволяющий контролировать климат в помещении. Чувствительный сенсор определит текущие значения влажности и температуры воздуха, сообщат об этом владельцу по запросу, либо включит уведомление при превышении/занижении установленных порогов, что даст возможность быстро принять меры.

Оформите заказ на цифровой электронный датчик для измерения влажности и температуры и мы доставим вам его курьером или почтой.

  • Датчик дыма в доме
  • Цена датчики движения
  • Датчик утечки газа бытовой
  • Датчики движения на двери
  • Цена на датчик температуры
  • Встроенный датчик движения
  • Датчик температуры выносной
  • Датчики измерения температуры
  • Датчики влажности и температуры купить

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *