Датчик температуры DS18B20

Всем добрый день.
В акции про Esp-wroom-02 были вопросы для чего можно использовать подобные модули. В сегодняшнем обзоре «сделай сам» мы познакомимся с датчиком температуры DS18B20 в защищенном корпусе, а так же приделаем к нему WiFi, научимся собирать телеметрию и строить графики. Цена в 12$ за пучок датчиков из 10 штук.

Муки выбора

Датчиков для измерения температуры большое множество (DHT11, DHT22, DS18B20, CC2D23S, SHT21, BME280) сравнивать их друг с другом не буду, это давно уже сделано и легко гуглится. Выбор пал на DS18B20 потому как был найден в защитном корпусе пучком и по вполне адекватной цене, ну и скорее всего что с DHT11 и DHT22 уже игрался, их надежность и точность оставляет желать лучшего, а BME280 слишком дорогой.

Особенности DS18B20.

• Для однопроводного интерфейса 1-Wire достаточно одного порта связи с контроллером.
• Каждое устройство имеет уникальный серийный код длиной 64 разряда.
• Возможность подключения нескольких датчиков через одну линию связи.
• Нет необходимости во внешних компонентах.
• Возможность получать питание непосредственно от линии связи. Напряжение питания в пределах 3,0 В … 5,5 В.
• Диапазон измерения температуры -55… +125 °C.
• Погрешность не превышает 0,5 °C в диапазоне -10… +85 °C.
• Разрешение преобразования 9 … 12 бит. Задается пользователем.
• Время измерения, не превышает 750 мс, при максимально возможном разрешении 12 бит.

Фотографии

Пучок датчиков пришел в обычном мягком пакете.


Сам датчик выглядит вот так. Имеет три провода +,- и data.


Датчик + nodemcu v3

Сделай сам

Если вы все еще это читаете, значит у вас есть желание попробовать собрать WiFi датчик. Для этого нам понадобиться

• Nodemcu v3
• Датчик DS18B20
• Соединительные провода
• Аккаунт на thingspeak.com

Подключаем датчик к Nodemcu

• Красный провод — VIN
• Черный провод — GND
• Желтый провод — D4
• Любым проводом нужно замкнуть D0 и RST, это нужно для режима Deepsleep (глубокий сон). Перед прошивкой не забывайте разомкнуть.

Программируем
Для программирования я использовал Arduino IDE, как ее настроить — можно почитать в интернете, это отдельная тема и не данной статьи. За код прошу сильно бить, здесь сборная солянка.
Как код работает:
Производим инициализацию WiFI и датчика температуры, подключаемся к WiFi, считываем данные с датчика, отправляем данные на сервер thingspeak (можем и на собственный openhab либо любой другой сервер умного дома ), затем отправляем модуль в режим глубокого сна на 300 секунд (переменная SLEEP_DELAY_IN_SECONDS), затем nodemcu просыпается и повторяет алгоритм заново.

После регистрации на thingspeak нам необходимо создать новый канал.



Затем нужно открыть вкладку API KEYS и скопировать ключ WRITE API KEY


Ниже представлен код прошивки для nodemcu, замените следующие переменные на свои данные

• ssid — название вашей WiFi
• password — пароль от WiFi
• apiKey — ключ для thingspeak (WRITE API KEY)
• SLEEP_DELAY_IN_SECONDS — каждые сколько секунд отправлять данные. Минимальный интервал для бесплатного использования — 15 секунд.

/*
 Sketch which publishes temperature data from a DS1820 sensor to a MQTT topic.
 This sketch goes in deep sleep mode once the temperature has been sent to the MQTT
 topic and wakes up periodically (configure SLEEP_DELAY_IN_SECONDS accordingly).
 Hookup guide:
 - connect D0 pin to RST pin in order to enable the ESP8266 to wake up periodically
 - DS18B20:
     + connect VCC (3.3V) to the appropriate DS18B20 pin (VDD)
     + connect GND to the appopriate DS18B20 pin (GND)
     + connect D4 to the DS18B20 data pin (DQ)
     + connect a 4.7K resistor between DQ and VCC.
*/

#include <ESP8266WiFi.h>

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

#define SLEEP_DELAY_IN_SECONDS  300
#define ONE_WIRE_BUS            2      // DS18B20 pin, у NodeMCU это D4

const char* ssid = "WIFI SSID";
const char* password = "WIFI PASSWORD";

const char* server = "api.thingspeak.com";
String apiKey ="api key for write";
int sent=0;


WiFiClient espClient;

OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
DallasTemperature DS18B20(&oneWire);

char temperatureString[6];

void setup() {
  // setup serial port
  Serial.begin(115200);

  // setup WiFi
  setup_wifi();
  
  // setup OneWire bus
  DS18B20.begin();
}

void setup_wifi() {
  delay(10);
  // We start by connecting to a WiFi network
  Serial.println();
  Serial.print("Connecting to ");
  Serial.println(ssid);

  WiFi.begin(ssid, password);

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }

  Serial.println("");
  Serial.println("WiFi connected");
  Serial.println("IP address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
}

void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) {
  Serial.print("Message arrived [");
  Serial.print(topic);
  Serial.print("] ");
  for (int i = 0; i < length; i++) {
    Serial.print((char)payload[i]);
  }
  Serial.println();
}

float getTemperature() {
  //Serial << "Requesting DS18B20 temperature..." << endl;
  float temp;
  do {
    DS18B20.requestTemperatures(); 
    temp = DS18B20.getTempCByIndex(0);
    delay(100);
  } while (temp == 85.0 || temp == (-127.0));
  return temp;
}

void loop() {
  
  float temperature = getTemperature();
  sendTeperatureTS(temperature);

  //Serial.println();
  Serial.println("Connecting to: "+String(temperature));

  //Serial << "Closing WiFi connection..." << endl;
  WiFi.disconnect();

  delay(100);
  Serial.println("Entering deep sleep mode for: "+String(SLEEP_DELAY_IN_SECONDS)+" sec.");

  //Serial << "Entering deep sleep mode for " << SLEEP_DELAY_IN_SECONDS << " seconds..." << endl;
  ESP.deepSleep(SLEEP_DELAY_IN_SECONDS * 1000000, WAKE_RF_DEFAULT);
  //ESP.deepSleep(10 * 1000, WAKE_NO_RFCAL);
  delay(500);   // wait for deep sleep to happen
}



void sendTeperatureTS(float temp)
{  
   WiFiClient client;
   Serial.println("Step sendTeperatureTS");
   if (client.connect(server, 80)) { // use ip 184.106.153.149 or api.thingspeak.com
   Serial.println("WiFi Client connected ");
   
   String postStr = apiKey;
   postStr += "&field1=";
   postStr += String(temp);
   postStr += "\r\n\r\n";
   
   client.print("POST /update HTTP/1.1\n");
   client.print("Host: api.thingspeak.com\n");
   client.print("Connection: close\n");
   client.print("X-THINGSPEAKAPIKEY: " + apiKey + "\n");
   client.print("Content-Type: application/x-www-form-urlencoded\n");
   client.print("Content-Length: ");
   client.print(postStr.length());
   client.print("\n\n");
   client.print(postStr);
   delay(1000);
   Serial.println("Step sendTeperatureTS end");
   
   }//end if
   sent++;
 client.stop();
 Serial.println("Step sendTeperatureTS exit");
}//end send

Что в итоге получим
Данные с указанным вами интервалом будут отправлять на сервер, там по данным будет строиться красивый график.

Кто хочет интегрировать подобные вещи в свои системы умного дома (openhab например), достаточно нужно изменить код для отправки на mqtt-сервер.
К реле от sonoff так же можно подключить данные датчики.

Подведем итог:

• + Плюсы
• + отличный датчик в защищенном исполнении (можно на улицу, в воду или даже в землю)
• + простое подключение и простая работа с датчиком
• + вполне приемлемая цена (до 100 рублей за 1шт)
• — Минусы
• - тонкое сечение проводов
• - бывают аномальные выбросы (непонятное значение температуры 85 градусов, но это баг и в коде фильтруется)

К покупке рекомендую.