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[玩轉樹莓派] DS18B20溫度傳感器
Raspberry connect to DS18B20
0x00 DS18B20
需要一個能測量水溫的溫度計，淘寶買了高逼格的紅外溫槍，到手后發現這鬼東西不能測金屬杯里的水溫（好的太貴）。然后又淘寶了下，一個電子溫度計都賣三位數，好吧，我窮…… 忽然想起手上有一個 DS18B20，嗯嗯，拿出來自己做一個溫度計吧～～
DS18B20 這個傳感器很常見，某寶上一搜一購物車，價格5到10元不等，當然也有更好的，按需購買，大概參數如下：
- 獨特的1-Wire總線接口僅需要一個管腳來通信。
- 每個設備的內部ROM上都燒寫了一個獨一無二的64位序列號。
- 多路采集能力使得分布式溫度采集應用更加簡單。
- 無需外圍元件。
- 能夠采用數據線供電；供電范圍為3.0V至5.5V。
- 溫度可測量范圍為：-55℃至+125℃（-67℉至+257℉）。
- 溫度范圍超過-10℃至85℃之外時具有+-0.5℃的精度。
（懷疑有誤）- 內部溫度采集精度可以由用戶自定義為9-Bits至12-Bits。
- DS18B20 分辨率可編程 1-Wire數字溫度傳感器
- 溫度轉換時間在轉換精度為12-Bits時達到最大值750ms。
- 用戶自定義非易失性的的溫度報警設置。 · 定義了溫度報警搜索命令和當溫度超過用戶自定義的設定值時。
- 可選擇的8-Pin SO (150 mils), 8-PinμSOP，及3-Pin TO-92封裝。 · 與DS1822程序兼容。
- 應用于溫度控制系統，工業系統，民用產品。
嗯嗯，很多技術參數，作為外行人看著就暈。這里關注幾個細節就好：
- 電壓：3.0V～5.5V
- 溫度范圍：-55℃至+125℃
- 測量精度：可調，0.5℃對我來說可接受，所以暫時沒去細究
接下來結合我的樹莓派的板子，給大家演示如何使用。
0x01 使用
首先按照網上的方法，比如vvbbbbb，一步步操作，難免遇到一些坑，我的問題是怎么都不能識別這個傳感器，后來找了很久，無意中解決了，結合我的實際，做簡單記錄，具體操作如下：
-
連接傳感器和Raspberry Pi
DS18B20有三個針腳，分別是- VCC 紅色，連
Raspberry Pi的 VCC，測試連接 3V3 或 5V5 都可以 - DATA 黃色，連
Raspberry Pi的 GPIO4 - GND 黑色，連
Raspberry Pi的 GND
另外和需要在用一個 4.7K 的電阻連接 VCC 和 DATA （別問我為什么，我也不知道，大學模電學的那叫一個渣），如果你沒有 4.7K 的電阻，聽說大一點或者小一點都可以，我沒試，反正我有。如果你連電阻都沒有，告訴你某寶上有打包一袋出售的，常用阻值的都有，很便宜，值得你入手。好了，最終電路如圖：
- VCC 紅色，連
-
操作
-
更新系統
如果你的系統版本比較舊，建議你更新，否則跳過這一步：
sudo apt-get update sudo apt-get upgrade更新速度視你的網速和源的速度，怎么切換源，可以參考我之前的文章。
-
啟用
1-Wire終端執行
sudo raspi-config，打開配置界面，找到1-Wire（我的位于Interfacing Option下，不同版本不一樣，有的可能在Advanced Options下）啟用它。-
你也可以直接配置：編輯
/boot/config.txt，在最后一行添加dtoverlay=w1-gpio保存即可。- 終端輸入：
sudo nano /boot/config.txt -
Ctrl+V滾到最下面，輸入dtoverlay=w1-gpio -
Ctrl+O保存，Ctrl+X退出
- 終端輸入：
兩個方法結果一樣，操作完成之后需要重啟機器，命令：
sudo reboot -
查看你的傳感器
-
pi@raspberrypi:~ $ cd /sys/bus/w1/devices
pi@raspberrypi:/sys/bus/w1/devices $ ls
28-031561d43aff w1_bus_master1
pi@raspberrypi:/sys/bus/w1/devices $ cat 28-031561d43aff/w1_slave
48 01 01 01 1f ff 0c 10 04 : crc=04 YES
48 01 01 01 1f ff 0c 10 04 t=20500
pi@raspberrypi:/sys/bus/w1/devices $
```
先查看 `w1` 設備列表，然后查看里面的 `w1_slave` 文件內容，即可顯示出溫度信息（這個溫度信息并不是我們最終的溫度，需要經過一定的換算）。
`前方高能`
`前方填坑`
嗯嗯，坑出現了，我的在查看傳感器的時候顯示如下：
``` shell
pi@raspberrypi:~$ cd /sys/bus/w1/devices/
pi@raspberrypi:/sys/bus/w1/devices $ ls
00-600000000000 00-a00000000000 00-e00000000000 w1_bus_master1
pi@raspberrypi:/sys/bus/w1/devices $
```
網上看到的都是 `28-xxxxxxxxxxxxxx` 這樣的信息，而我的卻不是；這些目錄下也沒有 `w1_slave`文件；而且每次進這個目錄 `/sys/bus/w1/devices` 這些文件夾的名字和數量都有可能會變。好吧，懵逼了。所以去找答案，果然也有一些人反應過這個問題，但大部分對我都沒用，比如 VCC 從 3V3 換到 5V5 ，看看時間，又快12點了，想放棄了都。此時[佛光乍現](https://www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?f=28&t=106041)：可能是 `GPIO` 口的問題，可以換一個試試，一試果然很爽，操作如下：
編輯 `/boot/config.txt`，將剛才添加的那行修改如下 `dtoverlay=w1-gpio,gpiopin=5,pullup=on` 這里的 `5` 是對應的GPIO口，你也可以用其他的，高興就好。保存重啟即可。
3. 查看溫度數據
``` shell
pi@raspberrypi:/sys/bus/w1/devices $ cat 28-031561d43aff/w1_slave
48 01 01 01 1f ff 0c 10 04 : crc=04 YES
48 01 01 01 1f ff 0c 10 04 t=20500
pi@raspberrypi:/sys/bus/w1/devices $
```
這里的 `t=20500` 應該就是溫度數據，不知道 `crc=40` 是不是校驗數據，不管了，我也沒時間去計算。網上肯定有現成的輪子來展示，這里推薦 [w1thermsensor](https://github.com/timofurrer/w1thermsensor)。
- 安裝
`pip install w1thermsensor`
- 使用(ds18b20.py)
``` python
from w1thermsensor import W1ThermSensor
sensor = W1ThermSensor(W1ThermSensor.THERM_SENSOR_DS18B20, "031561d43aff")
while True:
temperature_in_celsius = sensor.get_temperature()
print temperature_in_celsius
```
這里的一個常量 `031561d43aff` 就是 `28-031561d43aff` 這里的后半部分，你的可能跟我不一樣，請改成你自己看到的。
執行：
``` python
pi@raspberrypi:~/python $ cat ds18b20.py
from w1thermsensor import W1ThermSensor
sensor = W1ThermSensor(W1ThermSensor.THERM_SENSOR_DS18B20, "031561d43aff")
while True:
temperature_in_celsius = sensor.get_temperature()
print temperature_in_celsius
pi@raspberrypi:~/python $ python ds18b20.py
21.0
21.0
```
完美～
參考：
1、https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/DS18B20.pdf
2、http://www.wendangku.net/doc/529cf93fc281e53a5802fff5.html
3、http://blog.csdn.net/vvbbbbb/article/details/52053293
4、https://www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?f=28&t=106041
