Guia completo sobre Sensor de Temperatura DS18B20 a Prova D’água

Introdução

Você sabe como o sensor de temperatura DS18B20 a prova d’água funciona? Quais são suas aplicações? Como implementar um código utilizando esse componente? Pois então leia este post até o fim e descubra tudo isso e muito mais! Vamos lá?

Descrição e Funcionamento

O que é?

O DS18B20 é um tipo de sensor que fornece leituras de temperatura de 9 a 12 bits. Esses valores mostram a temperatura de um determinado dispositivo ou ambiente. A comunicação deste sensor pode ser feita através de um protocolo de barramento de um fio que usa uma linha de dados para se comunicar com um microprocessador interno. Além disso, este sensor obtém a fonte de alimentação diretamente da linha de dados, de modo que a necessidade de uma fonte de alimentação externa pode ser eliminada. As aplicações do sensor de temperatura DS18B20 incluem sistemas industriais, produtos de consumo, sistemas que são sensíveis termicamente, controles termostáticos e termômetros.

Pinout e Características Físicas

Pinout e características físicas.
Crédito: Quick-tech.

Outras características: carcaça de cabeçote fêmea 2510 de 3 pinos, revestimento de aço inoxidável impermeável.

O datasheet desse componente pode ser acessado através deste link.

Como funciona?

O princípio de funcionamento do sensor DS18B20 é como um sensor de temperatura. A resolução desse sensor varia de 9 a 12 bits. Mas a resolução padrão usada para ligar é de 12 bits. Este sensor obtém energia em uma condição inativa de baixa energia. A medição da temperatura, bem como a conversão de A-D, podem ser feitas com um comando convert-T. As informações de temperatura resultantes podem ser armazenadas no registro de 2 bytes do sensor e, após isso, este sensor retorna ao seu estado inativo.

Se o sensor for acionado por uma fonte de alimentação externa, o mestre pode fornecer intervalos de tempo de leitura ao lado do comando Converter T. O sensor reagirá fornecendo 0 embora a mudança de temperatura esteja em melhoria e reage fornecendo 1 embora a mudança de temperatura seja feita.

Aplicações

As aplicações do DS18B20 incluem o seguinte.

• Este sensor é amplamente utilizado para calcular a temperatura em ambientes rígidos, que inclui minas, soluções químicas,  solo, etc.
• Este sensor é usado para medir a temperatura de líquidos.
• Podemos usá-lo no sistema de controle de termostato.
• Pode ser usado em indústrias como um dispositivo de medição de temperatura.
• Este sensor é usado como termômetro.
• Pode ser usado em dispositivos como os que são sensíveis ao calor.
• Eles são usados ​​em sistemas HVAC.
• Aplicações onde a temperatura deve ser medida em vários pontos.

Projeto Exemplo

Chega de teoria, vamos para a prática! O projeto seguinte servirá apenas para o leitor se familiarizar com a utilização do sensor de temperatura, portanto ele será bem simples.

Lista de Materiais

Os materiais utilizados nesse projeto são os seguintes:

• Arduino Uno;
• Protoboard;
• Sensor de Temperatura DS18B20 a Prova D’água;
• Resistor de 4,7 kΩ;
• Jumpers.

Diagrama

O diagrama a seguir representa a montagem do projeto:

Crédito: Last Minute Engeneers.

Instalar biblioteca 

Antes de implementarmos nosso código, é necessário baixar duas bibliotecas para nos ajudar. Portanto, siga os passos abaixo para a instalação da bibliotecas.

Primeiro, vá em Sketch -> Incluir Biblioteca -> Gerenciar Bibliotecas…, como mostrado abaixo.

Em seguida, a biblioteca OneWire deve ser instalada. Para isso, escreva “onewire” na barra de pesquisa do Gerenciador de Biblioteca e escolha a opção mostrada abaixo.

Por fim, pesquise “ds18b20” e instale a biblioteca DallasTemperature, como ilustrado.

Tudo pronto? Vamos para o código!

Código

O código a seguir representa a implementação do projeto do sensor de temperatura:

#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>

// O fio de dados é conectado no pino digital 2 no Arduino
#define ONE_WIRE_BUS 2

// Prepara uma instância oneWire para comunicar com qualquer outro dispositivo oneWire
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);  

// Passa uma referência oneWire para a biblioteca DallasTemperature
DallasTemperature sensors(&oneWire);

void setup(void)
{
  sensors.begin();  // Inicia a biblioteca
  Serial.begin(9600);
}

void loop(void)
{ 
  // Manda comando para ler temperaturas
  sensors.requestTemperatures(); 

  // Escreve a temperatura em Celsius
  Serial.print("Temperatura: ");
  Serial.print(sensors.getTempCByIndex(0));
  Serial.println(" graus");
  
  delay(500);
}

Basicamente, o código lê o valor dado pelo sensor e o escreve no monitor serial.

Resultados

As leituras realizadas a partir desse código estão representadas abaixo.

Considerações Finais

A partir do que foi abordado neste post, é possível concluir que a utilização do Sensor de Temperatura é de extrema importância em vários projetos com o Arduino. Aqui, aprendemos sobre seu funcionamento e suas principais aplicações, demonstrando
também como é possível implementá-lo em nosso dia-a-dia.

Por fim, espero que essa pequena explicação tenha fomentado sua curiosidade e que, a partir dela, você possa explorar todas as possibilidades deste componente.

Quer aprender um pouco mais sobre sensores e suas aplicabilidades? Acesse nossos posts relacionados abaixo!

• Acelerômetros MPU-6050, MMA8452 e MPU-9250;
• Módulo Sensor de Som – Descrição e Aplicações;
• Guia do Sensor de umidade do solo e Sensor de chuva;
• Sensores DHT11 e DHT12: Guia básico dos sensores de umidade e temperatura;
• Sensor de gases inflamáveis com Arduino;
• Automação residencial: Sensor de presença com Arduino.

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Até mais!

Referências

• DS18B20 Temperature Sensor – Elprocus;
• DS18B20 Waterproof Temperature Sensor Cable – Terra Electronica;
• Interfacing DS18B20 1-Wire Digital Temperature Sensor with Arduino – Last Minute Engeneers.

Sobre o Autor

Ricardo Lousada @ricardo_lousada Graduando em Engenharia de Controle e Automação pela UFMG. Ocupo meu tempo aprendendo cada vez mais sobre eletrônica e programação, áreas que mais gosto. Meus hobbies são cinema e livros.