如何在树莓派上使用DS18B20来获取温度读数

概述

Raspbian发行版包括对DS18B20 1线温度传感器的支持。这些传感器采用晶体管等小的三引脚封装，是精确的数字设备。

在本课程中，您将学习如何在Raspberry Pi上使用DS18B20来获取温度读数。

从Raspberry开始Pi没有ADC（模数转换器），它不能直接使用TMP36之类的模拟温度传感器，这使得DS18B20成为温度传感的理想选择。

硬件

DS18B20晶体管外形尺寸（TO-92）部件和防水有线型号的面包板布局如下所示。我们提供了较旧的20针和现代40针Raspberry Pi连接器的示例。此设置将适用于已发布的所有Raspberry Pi型号，但不包含突破接头的Pi计算模块除外。

DS18B20“ 1-wire”传感器可以并联连接-与出售的几乎所有其他传感器不同！所有传感器都应共享相同的引脚，但是所有它们只需要一个4.7K电阻器

该电阻器用作数据线的“上拉”，并且需要保持数据传输的稳定和快乐

请注意正确选择DS18B20。弯曲的边缘应位于左侧，如下图所示。如果使用错误的方法，它将变热然后破裂。

DS18B20 +都是温度传感器，但与TMP36完全不同。您不能在本教程中使用TMP36！

40针（A，B，B +和零）Cobbler Plus原理图

-Pin（Raspberry Pi版本1和版本2）补鞋匠示意图

防水40针［黑色］

如果您使用的是DS18B20的防水版本，则该设备具有三根引线，红色，黑色和黄色。不需要连接的裸铜屏蔽线。

防水20针［黑色］

高温防水［白色］

如果使用我们出售的DS18B20的“高温”版本，将橙色条纹连接到3.3V，白色连接到地面，蓝色条纹是数据，引脚4。

您仍然需要〜4.7K-10K从数据到3.3V的电阻

DS18B20

尽管DS18B20看起来像普通的晶体管，但实际上内部有很多东西。

该芯片包括特殊的1有线串行接口以及控制逻辑和温度传感器本身。

其输出引脚发送数字消息，而Raspbian包括读取这些消息的接口。一旦我们在Raspberry Pi上使用“ raspi-config”工具启用了1-Wire，将在随后的重启中加载正确的内核模块。

启用1-Wire

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sudo raspi-config sudo raspi-config

选择接口选项

选择 1-Wire 》

选择是是是

退出raspi-config并重新启动Pi，以便加载1-wire内核模块。

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sudo reboot sudo reboot

验证是否在下次启动时加载了1-Wire内核模块。运行 lsmod 命令时，您应该会看到类似下面的输出。

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lsmod | grep -i w1_ lsmod | grep -i w1_

软件

Python程序处理任何失败的消息，并每秒报告摄氏度和华氏温度。

下载：Project Zip 或 thermometer.py | 在Github上查看

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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）

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）

接下来的三行，从中找到文件

下载：文件

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def read_temp_raw（）：

catdata = subprocess.Popen（［‘cat’，device_file］， stdout=subprocess.PIPE， stderr=subprocess.PIPE）

out，err = catdata.communicate（）

out_decode = out.decode（‘utf-8’）

lines = out_decode.split（‘ ’）

return lines def read_temp_raw（）：

catdata = subprocess.Popen（［‘cat’，device_file］， stdout=subprocess.PIPE， stderr=subprocess.PIPE）

out，err = catdata.communicate（）

out_decode = out.decode（‘utf-8’）

lines = out_decode.split（‘ ’）

return lines

读取温度是通过两个函数进行的，read_temp_raw只是从接口获取消息的两行。 read_temp函数会对此进行总结，以检查是否有错误消息，然后重试直到收到第一行末尾带有“ YES”的消息。该函数返回两个值，第一个为摄氏度，第二个为华氏。

如果希望将这两个值分开，如下例所示：

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deg_c， deg_f = read_temp（） deg_c， deg_f = read_temp（）

程序的主循环只是循环，读取温度并打印，然后睡眠一秒钟。

要将程序上传到Raspberry Pi上，可以使用 SSH连接到Pi ，使用以下行启动编辑器窗口：

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nano thermometer.py nano thermometer.py

，然后粘贴上面的代码，然后使用CTRL-保存文件x和Y。

配置和测试

该程序必须以超级用户身份运行，因此在终端中键入以下命令以启动该程序：

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sudo python thermometer.py sudo python thermometer.py

如果一切顺利，您将看到一系列读数，如下所示：

尝试将手指放在传感器上进行加热。

添加更多传感器

您可以并行添加其他DS18B20传感器-将所有传感器的VCC，数据和接地引脚连接在一起。使用一个4.7K电阻。您将看到多个 /sys/bus/w1/ devices/28-nnnnn 目录，每个目录都有唯一的序列号作为目录名。 python示例代码现在仅适用于一个传感器，因此如果您希望一次从不同的传感器读取它，则必须对其进行修改
责任编辑：wv