KY-001 Temperatursensor (DS18B20)

// Erforderliche Bibliotheken werden importiert
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>            

// Hier wird der Eingangspin deklariert, an den das Sensormodul angeschlossen wird
#define KY001_Signal_PIN 4

// Bibliotheken werden konfiguriert
OneWire oneWire(KY001_Signal_PIN);          
DallasTemperature sensors(&oneWire);    


void setup() {

    // Initialisierung des seriellen Ausgangs
    Serial.begin(9600);
    Serial.println("KY-001 Temperaturmessung");

    // Sensor wird initialisiert
    sensors.begin();  
}

// Hauptprogrammschleife
void loop()
{
    // Temperaturmessung wird gestartet...
    sensors.requestTemperatures();
    // ... und die gemessene Temperatur wird ausgeben
    Serial.print("Temperatur: ");
    Serial.print(sensors.getTempCByIndex(0));
    Serial.println(" °C");

    delay(1000); // 1s Pause bis zur nächsten Messung
}

Der DS18B20 ist ein digitales Thermometer, das die Temperatur in Celsius messen kann. Es bietet verschiedene Genauigkeitsstufen von 9 bis 12 Bit. Das bedeutet, dass es sehr genaue Messungen liefern kann, wobei eine höhere Bit-Zahl eine genauere Temperaturmessung ermöglicht. Der Messbereich des DS18B20 liegt zwischen -55°C und +125°C, und die Genauigkeit beträgt ±0,5°C im Bereich von -10°C bis +85°C.

Der DS18B20 verwendet einen sogenannten 1-Wire-Bus, um mit einem Mikroprozessor zu kommunizieren. Das bedeutet, dass nur eine einzige Datenleitung benötigt wird, um Informationen auszutauschen. Der Sensor kann sogar seinen Strom über diese Datenleitung beziehen, sodass keine zusätzliche Stromquelle notwendig ist. Diese Betriebsart wird als "parasite power" bezeichnet.

Jeder DS18B20-Sensor hat einen einzigartigen 64-Bit-Seriencode. Dies ist wie eine einmalige Kennnummer für jeden Sensor. Dadurch können mehrere DS18B20-Sensoren an denselben 1-Wire-Bus angeschlossen werden und trotzdem individuell erkannt und ausgelesen werden. Dies ermöglicht die einfache Implementierung von Netzwerken mit mehreren Sensoren.

Dieser Sensor ist besonders nützlich in vielen Anwendungen, wie zum Beispiel in Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HVAC), zur Temperaturüberwachung in Gebäuden oder Maschinen und in Systemen zur Prozessüberwachung und -steuerung. Weitere Anwendungsgebiete sind medizinische Geräte, industrielle Steuerungssysteme und die Temperaturüberwachung in Kühlsystemen.

Zusammengefasst bietet der DS18B20 eine präzise und flexible Lösung für die Temperaturmessung mit einfacher Verkabelung und der Möglichkeit zur Integration in komplexe Systeme mit mehreren Sensoren.

Technische Daten
Chipsatz	DS18B20
Kommunikationsprotokoll	1-Wire
Genauigkeit	9 bis 12 Bit
Messbereich	–55°C bis +125°C
Messgenauigkeit	±0.5°C von -10°C bis +85°C

Anschlussbelegung

Raspberry Pi	Sensor
GPIO4 [Pin 7]	Signal
3,3V [Pin 1]	+V
GND [Pin 6]	GND

Code-Beispiel

Damit der Raspberry Pi über den One-Wire-Bus mit dem der DS18B20-Sensor kommunizieren kann, muss er zunächst aktiviert werden. Geben Sie dazu den folgenden Befehl ein:

sudo raspi-config

Gehen Sie nun auf Interface Options und aktivieren Sie die 1-Wire Schnittstelle. Ihr Raspberry Pi sollte danach automatisch neu starten. Oder Sie können den folgenden Befehl verwenden, um manuell neu zu starten:

sudo reboot

Nun können Sie das folgende Beispiel anwenden. Hierbei wird eine Konsolenausgabe generiert, sobald ein Signal detektiert wird.

Hierbei handelt es sich um ein Beispielprogramm, welches nach der Initialisierung des Sensors die gemessene Temperatur seriell ausgibt.

# SPDX-FileCopyrightText: 2019 Mikey Sklar for Adafruit Industries
#
# SPDX-License-Identifier: MIT

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)

Beispielprogramm Download

KY001-RPi.zip

Zu starten mit dem Befehl:

sudo python3 KY001-RPi.py

	
		basic.forever(function () {
		    serial.writeValue("temp ", DS18B20.TemperatureNumber(DS18B20.pin.pin1))
		    basic.pause(1000)
		    serial.writeLine("temp : " + DS18B20.TemperatureString(DS18B20.pin.pin1))
		    basic.pause(1000)
		    basic.showNumber(DS18B20.TemperatureNumber(DS18B20.pin.pin1))
		    basic.pause(100)
		})
	

# Bibliotheken laden
import machine, onewire, ds18x20
from time import sleep

# Initialisierung von GPIO2
ds_pin = machine.Pin(10)

# Initialisierung des Sensorobjekts
ds_sensor = ds18x20.DS18X20(onewire.OneWire(ds_pin))

# Suche nach allen passenden Sensoren
roms = ds_sensor.scan()

# Serielle Ausgabe
print("Found DS devices")
print("Temperature (°C)")

# Endlosschleife zur ständigen auslesung der Temperatur
while True:
  ds_sensor.convert_temp()
  sleep(1)
  # Anhand der Anzahl der gefundenen kompatiblen Sensoren wird hoch gezählt
  for rom in roms:
    # Serielle Ausgabe der gemessenen Temperatur
    print(ds_sensor.read_temp(rom))
  sleep(3)