[매드정] 아두이노 강좌 - 14. DS18B20 온도 센서 동작

안녕하세요~ 매드 입니다.

이번시간에는 DS18B20 온도센서에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

날씨가 겨울이 다 갔는지 점점 따뜻해지고 있네요! 기다리고 기다리던 봄이 오고 있습니다.

ㅠ 온도센서 영상들 보시면 아시겠지만 실내온도를 17도 정도로 맞추고 사는 매드이기에 (ㅠㅠ) 겨울은 참 힘듭니다.(ㅋㅋㅋ)

오늘은 ... 저도 미리 예습을 안한 관계로 즉흥적으로 강좌를 진행하니 많은 양해 부탁드립니다. (영상 보시면 아시겠지만 자고 일어나서 제정신 아님 ㅋ)

자 그럼 한번 DS18B20 온도센서를 알아볼까요?~


14-1. DS18B20 란?

DS18B20 은 온도센서 입니다. 심플하네요. 지난 시간에 했던 온습도 센서랑 머가 다르냐하면 스펙이 다릅니다! 동작 전압, 온도 측정 범위, 정확도 등이 다른데요. 그 중 에서도 가장 큰 특징은 방수용 모델이 있다는 것입니다! 두둥

< 출처 : 구글 사진 >

오른쪽 맨 끝에 있는게 방수형 모델인데요~ 좀 찾아보니 어항용으로 많이 사용하시는 것 같네요. 물고기 키울 때 물 온도도 굉장히 중요한가 봅니다.

간단히 스펙을 보자면

사용가능한 온도범위: -55 to 125°C (-67°F to +257°F)
9에서 12 bit까지 선택가능한 분해능
1-wire 인터페이스 사용으로 통신시 한개의 디지털 핀만을 사용함
칩에 구워진 고유한 64비트 ID
여러개의 센서가 한개의 핀을 공유가능
-10°C ~ +85°C 구간에서 ±0.5°C 의 정확도
온도 한계치 알람 시스템
쿼리 타임은 750ms이하
3.0V~5.5V 파워/데이터와 사용가능

이야... 독특한 기능들이 몇개 있네요. 우선 1-wire 인터페이스 사용으로 여러개의 DS18B20을 하나의 선으로 연결하여 사용할 수 있다는 것! 만약 온도센서가 여러개 필요하다면 굉장한 장점이 될 것 같네요.

두번째는 64bit 고유 ID! 아마도 1-wire 인터페이스 사용 때문에 고유 ID를 사용하는 것 같은데 이부분도 64bit 확률로 부품 겹칠일은 없겠죠?~

세번째는 온도 한계치 알람 시스템! ㅎㅎ 신기하네요 특정 온도 한계까지 가게되면 알람 신호도 주나 봅니다.

지난 시간에 했던 온습도 센서는 온도범위가 0~50도 였는데 이건 -55도~125도라니 실외에서 사용해도 충분할 것 같네요.

확실히 온도에 특화된 센서 인 것 같네요.

아두이노 같은 경우 기본적인 통신이 i2c, spi, uart 가 있는데 이 1-wire 통신은 조금 다른 통신이다 보니 직접 제어를 통해 데이터를 읽어와야 할 것 같습니다.

그런데... 아두이노가 멉니까! 10년간 누적된 자료들이 있는 오픈 소스/하드웨어 아니겠습니까~

검색해보니 이미 자료가 있네요!

라이브러리는 두가지를 설치해주셔야 하는데요. one wire 라이브러리와 ds18b20 라이브러리 입니다. 자세한건 동영상의 중간 부분 부터 확인해보시면 될 것 같습니다.

그럼 일단 연결을 해볼까요.


14-2. DS18B20 회로 연결

< 출처 : 구글 사진 >

간단하네요! 전원 연결하고 DATA 라인은 아두이노의 2번핀에 연결해주면 됩니다.

여기서 중요한건 Pull-UP 저항이 필요하다는 것! 4.7k옴 저항을 달라고 했는데 없으시면 10K옴이나 47K옴 달으셔도 됩니다. 너무 낮은 저항은 풀업으로 제대로 동작 안할 수도 있으니 참조하세요~


14-3. 서미스터?

< 출처 : 구글 사진 >

지금까지는 디지털 출력의 온도센서들을 다루어봤는데요. 빛의 밝기에 따라 저항값이 변하는 CdS를 이전시간에 했었는데 온도센서도 마찬가지로 온도에 따라 저항값이 변하는 센서가 있었으니 바로 '서미스터' 라고하는 센서 입니다.

CdS와 마찬가지로 저항값이 변화하기 때문에 전압분배 법칙을 이용해서 회로를 구성해 주시면 되구요. 회로는 CdS 대신에 서미스터를 연결해주시면 됩니다.
-> 참조링크 : http://maduinos.blogspot.kr/2016/01/10.html

서미스터 실습은 강좌 영상의 마지막 10분을 참조하시면 될 것 같네요! >.<

자 그럼 다시 DS18B20으로 돌아와서 펌웨어 코드를 한번 봐볼까요.


14-4. 펌웨어 코드

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

#define ONE_WIRE_BUS 2

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

void setup(void)
{
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Dallas Temperature IC Control Library Demo");

  sensors.begin();
}

void loop(void)
{
  Serial.print("Requesting temperatures...");
  sensors.requestTemperatures(); // Send the command to get temperatures
  Serial.println("DONE");
  Serial.print("Temperature for the device 1 (index 0) is: ");
  Serial.println(sensors.getTempCByIndex(0));
}

흐흐.. 언제나처럼 실습은 영상으로 대체하겠습니다.

https://youtu.be/Pl8pEjAq424

다음시간에는 많은 분들이 기다리고 기다리던 리모컨으로 제어하는 것을 실습해 보도록 하겠습니다!!!

많은 무선 어플리케이션에 적용 가능한 아이템인 만큼 >.< 기대해주세요.