Самодельный термозонд на базе DS18B20

Готовый зондКупил я как-то от жадности пару цифровых 1-wire термометров DS18B20 (даташит)в корпусе TO-92. Купил как-то без всякой цели — увидел, что такие существуют и купил. Благо на ебее они идут по 43 руб штука.

И руки до них особо не доходили, пока не захотел хотя бы попробовать, рабочие они или нет.
Оказались вполне рабочие. Причем, что особенно порадовало — показания у двух датчиков, установленных в одну макетку совпадали друг с другом с расхождением менее, чем в градус, что, для тех же DHT11 и DHT22 мягко говоря не очень характерно.

Тут же появились мысли, что неплохо бы этот градусник приспособить под бытовые нужды — померять температуру на выходе из обычного или автомобильного кондиционера (а не использовать для этого BMP180, как я делал недавно), температуру воды после термостата, температуру теплых полов, температуру внутри холодильника…
Благо, диапазон измерений — от -55 до 125 градус Цельсия — позволяет.

Проблема в одном — голый корпус TO-92 в воду не сунешь. Да и во всякие грязные и пыльные места тоже нежелательно.
Причем понятно, что загнать датчик в термоусадку — скорее всего не выход. Потому что защита датчика должна обеспечивать хороший подвод тепла к нему.

Готовых вариантов на том же ебее — вагон и маленькая тележка. Но стало интересно, а как вообще такие зонды устроены и можно ли сделать их самостоятельно.

Как не странно — оказалось можно. И даже детальное описание технологии на русском языке нашлось.

Ключевым моментом этой технологии является применение смеси кварцевого песка с маслом для обеспечения теплопередачи между латунной трубочкой корпуса зонда и собственно датчиком.
И еще мне очень понравилась идея оформить разъем датчика в виде 3.5мм аудио-джека.

Однако нужна гильза. Металлическая, по диаметру датчика. Автор технологии использовал б/у антенну от радиоприемника — у меня такой не было. Однако в процессе квартирного ремонта было бережно затарено две штуки непонятного назначения. Смутно вспоминается что это какие-то технологические заглушки, оставшиеся после монтажа кондиционера, но совершенно не факт.

Гильзы

Так вот узкая часть этих штук практически идеально соответствует размерам корпуса датчика!

Примерка

Лишнее отпилим, не вопрос!

Распилили

Готовая гильза

Опять примерка

Кабель для зонда купил в Вольтмастере. Выбрал показавшийся наиболее солидным круглый кабель с небольшим числом жил — им оказался ШСМ 4х0.8 — кабель для видеонаблюдения. Одна из его четырех жил предназначена для передачи видеосигнала и поэтому экранирована оплеткой.

По результатам использования кабель произвел положительное впечатление — мягкий, гибкий, прочная внешняя изоляция. Спокойно перенес и нагревание при прогреве термоусадки и «тестовое» измерение процесса закипания воды (до 100 градусов). Изоляция внутренних жил рядом с местом пайки не «сворачивается». Жилы тонкие, но при очистке изоляции не рвуться. Диаметр внешний изоляции (3.2 мм) на практике оказался достаточен для того, чтобы на него плотно села термоусадка 8.0 мм (что странно, т.к. по документации предполагается усадка только в 2 раза, до 4 мм).

Допустимый температурный диапазон применения тоже неплохой — от -40°С до +60°С для полиэтиленовой оболочки кабеля, от -30°С до +50°С для ПВХ. Какая оболочка у меня — не знаю.
Понятно, что у самого датчика диапазон поболее, но хоть можно надеяться, что кабель выдержит, если не допускать его прямого контакта с измеряемой средой. Хотя в кипятке я его проварил — вроде все обошлось…

Масло — обычное, машинное. В смысле автомобильное. Shell Helix Ultra 5w30, если кому интересно. Набрал в медицинский шприц из канистры с остатками после ТО.
Кстати говоря, масло — диэлектрик. Поэтому погружать в него оголенные выводы датчика безопасно.

Песок. Вот тут сработал склероз. Потому что на самом деле между моментом, когда я прочитал описание технологии и моментом, когда занялся датчиком прошло давольно много времени и про то, что песок требуется не любой, а кварцевый я благополучно забыл. Зачерпнул обычного песка из детской песочницы, промыл, оставил сушиться… на третий день понял, что сам по себе песок при комнатной температуре сохнуть не хочет.
Прогревал несколько часов в духовке при 120-180 градусах — песох высох.

Одновременно я занялся сборкой из Arduino, Ethernet- и LCDShiled-ов аццкого устройства для оперативного контроля работоспособности датчика в процессе его сборки.
Изначально планировался опрос датчика с отображением результата на дисплее, но попутно мне пришла в голову идея запротоколировать на SD-карту процесс нагрева датчика при прогреве термоусадочной трубки. Отсюда и появился EthernetShield — исключительно как носитель слота SD-карты.
Достаточно быстро обнаружилось, что цифровой pin 4, который служит для выбора SD-карты на EthernetShiled-е задействован и на LCDShield-е, однако LCDShield можно настроить так, что вместо 4го будет использоваться какой-нибудь другой пин. Я использовал третий.
Но вот расположить три платы аккуратным «стэком» уже не получилось и дисплей зажил самостоятельной жизнью на шлейфе из разрозненных проводов. Это оказалось даже в чем-то удобно — «пультик» можно было взять в руки для нажатия на кнопки. Только вот клавиатура, которая у LcdShield-а реализована через делитель напряжения, время от времени подглючивала из-за плохого контакта.

Аццкое устройство

Процесс

Отпилил от строительного мусора тонкую часть — будущую гильзу датчика, обработал ее край напиильником, отмыл и оттер снаружи и внутри.

Разделал кабель, скрутил и пропаял жилы, надел на жилы тонкую (1.6 мм) термоусадку.
Скорее из суеверных, чем из практических соображений жилу в оплетке (белая) пустил под сигнал, оплетку с нее припаял к земляной (зеленой) жиле.
Отрезал торчащий из оболочки кабеля кусочек лишней четвертой жилы (желтой).

Кабель с термоусадкой

Укоротил ножки датчика.

Датчик с укороченными выводами

Припаял кабель.

Датчик припаян

Термоусадка перед нагревом

Запустил протоколирование и прогрел термоусадку. Грел газовой горелочкой, пламя приличное. Честно говоря — перестарался, греть можно было и послабее.

Нагрев при посадке термоусадок на жилы

Из графика видно, что нагрев продолжался чуть дольше 60ти секунд, причем через 30 секунд был достигнут верхний предел диапазона измерения датчика в 127.94°C (точное значение из текстового лога) и чуть больше 25 секунд температура превышала это значение.

К счастью, датчик экзекуцию пережил…

Термоусадка осажена

Следующую операцию я сфотографировать забыл. На датчик была надета термоусадка 8.0 мм, она хорошо объединила в одно целое корпус датчика и внешнюю оболочку кабеля… но на этот пакет уже не надевалась гильза. Поэтому второй слой термоусадки пришлось обрезать так, чтобы она закрывала только ножки датчика и оболочку кабеля.

Вот как это выглядит с надетой гильзой

Гильза надета

А дальше начались проблемы. Песок — ни сухой, ни смоченным маслом в гильзу набиваться не хотел. То есть в пустую гильзу — сколько угодно. А вот совместно с датчиком, проводами и термоусадкой — как-то совсем плохо.
Судя по всему, носик гильзы мне заполнить все-таки удалось, а вот в зазор между датчиком и стенкой гильзы песчинки банально не лезли. Слишком крупные!

Но что любопытно, накапанное в гильзу масло видимо как-то впитывалось песком и обратно не вытекало.
В конце-концов пришлось плюнуть на все и просто залить гильзу маслом до края.

Сравнение показаний открытого датчика и зонда

Вид на датчики

Сравнение показаний двух датчиков — в гильзе и находящегося на открытом воздухе. Совпадение очень хорошее, но выход на совпадение происходит долго, больше минуты…

Дальше по технологии полагалось заделать выход из гильзы герметиком. Специального высокотемпературного автомобильного герметика для формирования прокладок у меня не было, покупать его специально не хотелось. Я предполагал использовать либо обычный строительный герметик, либо автомобильный герметик для выхлопной системы (этот у меня есть), либо какой-нибудь клей типа эпоксидки.

Однако поглядев, на то, что получилось, я подумал что ничего не потеряю, если просто закатаю датчик в термоусадку. Бедет течь масло — термоусадку можно срезать и все переделать. Не будет — ну и ладно.

Снова запустил протоколирование и затянул гильзу и выходящий из нее кабель в термоусадку 8.0 мм.
Нагрев на этот раз проходил в гораздо более щадящем режиме, температура выше 90 градусов не поднималась.

Кстати, по графику можно оценить скорость остывания датчика — это кривая, начиная с 1280-ой секунды до конца графика (отсчет времени шел с начала запуска логгера).
Интенсивное остывание с 90 до 35 градусов (это на 10 градусов выше температуры окружающей среды) продолжается примерно 80 секунд (до 1360-й секунды), после чего темпы остывания сильно падают.

Прогрев термоусадки на гильзу

Результат:

Датчик собран

Первый эксперимент
Запись изменения температуры примерно полулитра воды при нагревании ее до кипения на индукционной конфорке электроплиты в режиме «boost».

У меня были опасения, что индукция либо повредит датчик, либо разогреет его независимо от содержимого кастрюльки, либо сделает невозможным получение от данных по 1-wire. Ничего подобного, все отработало совершенно нормально.

Закипание воды, 0.5 л, индцукция

Весь процесс занял порядка 90 секунд (все-таки индукционная конфорка — это круто).
Надо заметить, что запаздывание между моментом закипания, наблюдаемым визуально и появлением значения 100 градусов на дисплее получилось весьма значительным — порядка 10 секунд…

Экономическая часть

Стоимость готового зонда на базе DS18B20 с метровым кабелем на ебее — от 63 руб.

Датчик DS18B20 сам по себе — 43 руб там же.
Кабель ШСМ 4х0.8 — в «Вольтмастере» 24 руб за метр
Термоусадка 1.6мм — 26 руб за метр, использовано, допустим 10 см — 2.6 руб
Термоусадка 8.0мм — 57 руб за метр, 10 см — 5.7 руб

Итого, суммарно по материалам получается 75.3 руб, и это еще без учета стоимости шприца для машинного масла (порядка 5 руб) и бесплатной гильзы.

Т.е. мой вариант получился дороже, чем готовый покупной.
Правда значительный вклад а конечную стоимость зонда внес крайне дорогой кабель — как оказалось в этом вопросе «Вольтмастер» окончательно потерял совесть и переплюнул даже эталонный по дороговизне «Чип и Дип» с ценой в 14 руб за один метр кабеля.

При цене в 14 руб стоимость самодельного устройства выравнивается с покупным, но опять же при условии, что имеется бесплатная гильза.

Эпик фэйл

А второй датчик я сжег.

Как-то исключительно глупо — похоже перегрел при запайке в термоусадку. Хотел сделать сравнительные измерения двумя датчиками, загильзованным и открытым, чтобы сравнить запаздывание загильзованного, и поторопился при пайке. Работоспособность датчика в процессе прогрева не контролировал, температуру тоже. Визуально помню, что в какой-то момент осознал что датчик целиком находится в пламени горелки, в наиболее горячей части факела. Доли секунды, но видимо хваитило…

Из вредности и уперности заказал еще пару датчиков. Ну типа нехай хомяк подавиться…

Комментарии (149)

RSS свернуть / развернуть
Можно набить гильзу теплопроводящей пастой, которую под радиаторы на процессорах мажут, и задавить туда датчик. И залить термоклеем из пистолета. Но это добро, опять же, не у всех дома есть.
+1
А паста разве не электропроводная? Она бывает из оксида титана или с применением серебряной стружки… Может и проводить… И дешево и быстро — мокнуть в тёплую эпоксидку, только потом в пасту в гильзе. Выход закрыть холодной сваркой. После сборки обработать напильником.
0
Пасты разные бывают. Компьютерные обычно не проводят — там же часто стоят флипчипы с кондерами вокруг кристалла, чуть промазал — коротыш. КПТ-8 тоже не проводит.
0
Эпоксидка боюсь совсем плохой теплопроводник… Разве что виртуозно залить в нее только нижнюю часть датчика.
0
Врядли сильно хуже, чем полимерный корпус датчика. Ну и в нее можно добавить что-нибудь для улучшения теплопроводности. ULHEDER в одном из топиков (кажется про мелкие модули на STM8) приводил рецепт подобного компаунда.
0
Врядли сильно хуже, чем полимерный корпус датчика.

Ну мне даже приходила мысль залить датчик в цилиндрик из эпоксидки с каким-нибудь наполнителем типа того же песка для прочности, но не решился из соображений теплопроводности. Да и гильзы подвернулись под руку.
0
Это да. Неважный. Поэтому и предлагал её нагреть, повысить текучесть — чем создать на датчике тонкий слой. Если паста не проводящая — то и это не нужно. Тогда всё ещё проще — датчик в трубку, шприцом заполнить пастой пространство между датчиком и трубкой, сверху оставить 2-3 мм на заглушку из эпоксидки или холодной сварки.
0
Да, на КПТ-8 поглядывал, она действительно непроводящая (не менее 10^12 Ом·см).
Но онаж дорогая зараза…

А термоклей я отверг по причине его низкой термостойкости. Хотелось мерять до 100 градусов хотя бы.
0
Разве? По моему самая дешевая из паст. Ну и другие пасты аналогичного вида (белая мазюка) имеют аналогичный состав и изоляционные свойства. Можно было какую-нибудь дешевую китайскую применить. И ее туда немного нужно.
0
Разве? По моему самая дешевая из паст.

Это не мешает ей стоить 67 руб за 18 грамм. Дороже самого датчика, однако. Это правда в том же Вольтмастере, так что не исключено, что цена из разряда цены ШСМ…
0
Кажется и дешевле видел. И тебе ж ее и грамма не потребуется.
Ща правда проблематично найти пасту в ляминевом тюбике на 17г, которая по данным тестеров с оверклокерса лучше по параметрам, чем в шприце от «коннектора».
0
Да у меня этот тюбик лежит, на глаз там всего ничего… Плотность 2,6—3,0 г/см^3, т.е. 18 грамм это получается 7 кубиков почти… чего-то много.

Полез смотреть — оказывается я этот тюбик представлял гораздо меньше, чем в реальности.
Замерил шприцом объем воды в полной гильзе — 0.6 кубика всего.
Ну ничего себе…

Вот вторую гильзу сделаю с КПТ-8.
0
Хотя если двигаться в сторону улучшения характеристик нужно искать и запаивать медную трубку…
0
Сдается мне, что нафиг это не нужно. Разбирал китайский термометр — там вообще тупо термистор в металлическую трубочку засунут, никакого термоинтерфейса. Работает.
0
А кто его знает… вообще интересно было бы посравнивать. Чем лучше термоинтерфейс — тем меньше будет инерционность датчика. Если мы не просто меряем устоявшуюся температуру, а интересуемся самим процессом ее изменения — это важный показатель. А так то в замкнутом объеме и воздух, даром что нетеплопроводный, рано или поздно прогреется, перемешается и передаст внешнюю температуру на дачтик.

Вот придет новая пара датчиков — запишу паралельные измерения открытого и гильзованного датчика и гильзованного с маслом и гильзованного всухую с воздухом…
0
ЩИТО? О_О у нас она 30-35р за 20г.
0
В рознице еще и не такие цены найти можно :)
0
По поводу гильзы — латунь плохой теплопроводник. На память — теплопроводность 60, у меди — 430. На любом строительном рынке медные трубки продаются с диаметром на выбор от 6 до 15+ мм…
А то описание хорошее, но применимость низкая, где такие волшебные «технологические заглушки» искать?
0
Всегда считал, что латунь и медь практически одно и тоже по теплопроводности… Посмотреть не догадался…
Кстати отдельный вопрос, из чего эта гильза у меня. На медь не похожа — судя по цвету.
0
Оффтоп… Выточили мне как то водоблок для проца из латуни, потому что её точить проще. Так и лежат…
0
73 рубля уже с индикатором… жаба не душит… опыт бесценен
а цена на готовое бывает реально низкой
+1
Это все-таки наверное на другом датчике. DS18B20 сам по себе достаточно недешевый…
0
Там обычный термистор. И не уверен даже, что их калиборуют — врут эти термометры градуса на 2-3.
0
Я вот такие применяю :).
0
Ключевым моментом этой технологии является применение смеси кварцевого песка с маслом для обеспечения теплопередачи
Странный выбор. Почему не взять КПТ-8? Почти то же самое но «песочек» (оксид цинка, точнее) куда мельче помолот.
А вообще, я бы взял теплопроводный клей. Однокомпонентный или вообще что-нить вроде Arctic Alumina.
Скорее из суеверных, чем из практических соображений жилу в оплетке (белая) пустил под сигнал, оплетку с нее припаял к земляной (зеленой) жиле.
Тогда можно было еще и к гильзе ее припаять.
На датчик была надета термоусадка 8.0 мм, она хорошо объединила в одно целое корпус датчика и внешнюю оболочку кабеля… но на этот пакет уже не надевалась гильза.
Эм, мне казалось, что смысл всей затеи в том, чтобы не затягивать датчик в термоусадку. Какой смысл в трубочке, если термоусадка будет между ней и датчиком?
Визуально помню, что в какой-то момент осознал что датчик целиком находится в пламени горелки, в наиболее горячей части факела.
Вообще не надо в пламя совать. Надо с расстояния в пару сантиметров греть, и то очень аккуратно — иначе и горячими газами обуглит не хуже. Я обычно провожу пламенем по термоусадке быстрыми движениями с расстояния в пару сантиметров.
+1
  • avatar
  • Vga
  • 01 ноября 2014, 16:58
Странный выбор. Почему не взять КПТ-8?

Не, если делать что-то промышленное — конечно надо брать КПТ-8. Собственно, когда до меня дошла основная идея — обеспечить тепловой контакт между трубкой и датчиком, КТП-8 мне сразу в голову и пришла.
Но хотелось попробовать более доморощенный способ :-) Прикольно же — масло, песок… Да и уверенности не было, что это все вообще заработает, а пасту изведу.

Эм, мне казалось, что смысл всей затеи в том, чтобы не затягивать датчик в термоусадку. Какой смысл в трубочке, если термоусадка будет между ней и датчиком?

Вот жалко, что не сфоткал. Термоусадка охватила самый низ датчика и три ноги, каждая из которых — в своей термоусадке. Типа двойной изоляции. Корпус датчика в основном остался не закрытым.

Вообще не надо в пламя совать. Надо с расстояния в пару сантиметров греть, и то очень аккуратно — иначе и горячими газами обуглит не хуже.

Так вот и сам не заметил, как сунул. Поторопился…
0
Да и уверенности не было, что это все вообще заработает, а пасту изведу.
Покупаешь 50г тюбик пасты — и проблемой станет извести ее до окончания десятикратного срока годности :) Моему 17г тюбику наверное уже лет 10 при сроке годности в 1.5 года, там еще половина как минимум.
0
Вообще не надо в пламя совать.
Братцы, вы сдурели? Фен на 200 гр. и всё! И хорош провода топором зачищать!
0
Во первых, 120, а не 200. Во вторых, за феном еще лезть, а зажигалка под рукой.
0
Нуу… Например тут… Трубки бывают разные, температура усадки тоже. 200 на выходе из сопла у фена, в 1-2 см — ниже. К тому же по трубке видно, когда она села. В любом случае, всяко лучше чем открытое пламя…
0
200 на выходе из сопла у фена, в 1-2 см — ниже
Ну, в общем да, но и при 120 оно хорошо усаживается.
В любом случае, всяко лучше чем открытое пламя…
Лучше. Но открытое пламя удобней и при определенном навыке и несложных задачах справляется.
0
Ага, а у меня паяльная станция с феном вообще еще только запланирована на подарок к ДР. Весной…
0
Завидую… :) Восторг от пользования удобным инструментом — бесценен!
0
А вот такие никто не пробовал? Мы взяли с приятелем на пробу, но руки еще не дошли до них. В принципе могу поковырять на днях, если интересно.
0
Так это те же самые датчики, только запакованные в зонд промышленного изготовления.

Кстати, теплопроводность нержавеющей стали еще хуже, чем у латуни…
0
Я в курсе, что это DS18B20, поэтому и купил, тем более что 65 рублей против 43 не очень много, я как раз про то, что они запакованные в зонд промышленного изготовления, может они и не хуже латунных?
0
Так скорее всего не хуже :-)
Интересно еще, какую температуру выдерживает кабель… В плане измерений температуры с полным погружением в среду.
0
Попробую — отпишусь.
Насколько я понял, ты нагревал датчик на горелке (я буду на газовой плите), а остужал как? Просто держал в воздухе? Без сквозняков?
Затем попробую в воде. В воду погружать буду только металлическую часть… Но продержу все время измерений, посмотрим, что будет с кабелем.
0
Не совсем так — горелкой я его нагревал вынуждено, чтобы осадить термоусадку. Это два первых графика. На первом графике — как грел термоусадку на ножках (датчик еще открытый, ему больше досталось), на втором — грел термоусадку закупоривающую гильзу. За счет тепловой инерции гильзы датчику досталось гораздо меньше.

А вот третий график — это я целиком утопил датчик вместе с куском кабеля в обычной кастрюльке с водой, а кастрюлю поставил на индукционную электроплиту.
Единственно все время эксперимента придериживал кабель рукой так, чтобы он не касался металлического края кастрюльки — боялся пожечь.

Во всех случаях остужал просто на воздухе, обычно куда-нибудь на стол клал…
0
Интересно еще, какую температуру выдерживает кабель…
Смотря какой кабель. Кремнийорганическая (силиконовая) изоляция держит до 260°C, полиолефиновая (термоусадочные трубки) — 180°C. Микросхема сдохнет скорее.
0
Ну, кабель еще может быть в PVC.
Хотя, учитывая обсуждение о том, что микра довольно быстро дохнет уже при 100С…
0
Да не, при 100С точно не должна. До 125 она еще вовсю меряет.
0
Я их не тыкал, но вот тут обсуждали этот вопрос.
0
В принципе я ставил эти микры на перегревы до 110 градусов лет 17 назад еще, на ПИКах 18F84 ковырял их и они тогда не дохли ни разу. Правда это были тогда Далласы DS1820.
0
Просто рассуждаю, никого не хочу обидеть.
Неужели уважаемая мною фирма Maxim (или Maxim Integrated) пишет в своих документах:
«Operating Temperature Range… -55°C to +125°C „
“Storage Temperature Range… -55°C to +125°C „
и в комментариях к электрическим характеристикам:
“11) Drift data is based on a 1000-hour stress test at +125°C with VDD = 5.5V.»
а термометры повсеместно дохнут от нагрева до 100-110 градусов? Может дохнут подделки?
Холод я сам проверял, несколько зим с температурами доходящими до -30 и ничего, так что насчет
«вроде как и на морозе тоже, на каком-то форуме читал про проблемы у киповцев в холодном цехе мороженого» пока сомневаюсь. Несколько лет у меня стояли датчики, где на перегревах доходило до 110 градусов. Может быть дело в герметизации контактов на датчике или еще в чем-то подобном? Или я брал «правильные» датчики, а теперь рынок наводнен непонятными?
Все это надо проверять, конечно. Сегодня погрел китайский датчик в кипятке, пока работает )).
+1
Вообще, пластиковые корпуса обычно рассчитаны только на коммерческий диапазон температур, 0..70С. Быть может, проблемы связаны с набиранием корпусами влаги?
0
C нарушениями герметичности – так вернее :)
0
Нет, я про то, что впитавшаяся в пластик влага при закипании/замерзании разрушает его, а если не повезет — то и кристалл или проволочки, которыми он распаян. Moisture Sensivity то называется. Но не знаю, какой MSL у этих датчиков.
0
Корпус термометра с таким РАБОЧИМ диапазоном не должен быть рассчитан до 70°. И они про эти проблемы ни слова. Скрывают? Не знают? Ведь такой диапазон потенциально предполагает наличие влаги при разных условиях эксплуатации. В общем вопросов много.
А, ну вот, читать надо внимательнее, пропустил поначалу:
«These are stress ratings only and functional operation of the device at these or any other conditions above those indicated in the operation sections of this specification is not implied. Exposure to absolute maximum rating conditions for extended periods of time may affect reliability
Соломку подстелили, значит все возможно. Но поковырять нужно
0
Ну это, собственно, достаточно прозрачный намек на то, что датчик необходимо защищать.
0
Видимо да. Поищу старые даташиты, где-то у меня были еще от Далласа, посмотрю что там писали.
0
Да, у Далласа то же самое написано. Посмотрю, как оно в китайском кожухе будет себя вести.
0
Эксперементировали с этими датчиками в китайском кожухе. Ужасная теплопроводность. Через пол часа расхождение температуры с окружающей средой почти 1 градус. До тех пор, пока погрешность 2 градуса допустима можно пользоваться. Для более точных измерений слишком большое время термостабилизации.
+1
Да, я сегодня покипятил его несколько раз, но 100 градусов так и не получил. Крутится около 99 и не больше. Для всяких водяных измерений наверное такой датчик сгодится — там мне точность не столь важна. важнее наличие корпуса. Датчики легковаты по весу, гильза длиной 50мм, интересно, чем они наполнены (если вообще наполнены). Не вскрывали? Если мне удастся свой убить — обязательно вскрою.
0
Я не вскрывал. Но сдается мне, что Вы правы, они ничем не наполнены, скорее всего, иначе не была бы такая плохая теплопроводность. Выше 100 градусов не грели, но до этой температуры вполне себе неплохо работали.
0
Температура кипения зависит от давления воздуха. Если давление низкое, закипеть может и раньше. Попробуй измерить температуру пара.
+1
А давление ещё и от высоты над уровнем моря зависит…
+1
Давление сегодня 748 мм рт ст, этаж у меня третий. Причем не только закипание а вовсю кипение было. Правда я три младших разряда просто откидывал, оставлял до полуградуса (график у меня строился с разрешением 0,5 градуса/пиксел). Возможно это погрешность моего экземпляра, тем более что было выше 85 градусов («accurate to ±0.5°C over the range of -10°C to +85°C»).
0
этаж у меня третий.

Это многое объясняет… А какой номер подъезда? :)

А если серьезно – температура кипения зависит от давления (а давление в т. ч. зависит от высоты над уровнем моря).
Вот справочник. При давлении 748 мм рт ст температура кипения 99,56 С, плюс нужно учитывать погрешность вашего барометра, наличие примесей в воде и т. д.
0
ага, это вполне возможно, спасибо.
0
У ШСМ 4х0.8, который я использовал, изоляция или полиэтиленовая или ПВХ. Но 100 градусов в воде (правда недолго) выдержала.
0
кто ж тебе нержу за такие деньги отдаст. латунька никелированная в лучшем случае. я даже в промышленых датчиках нержу один раз только видел, и то во взрывозащищенном девайсе примерно за 300 еврейских
0
Ну написано то «stainless steel»… а так да…
0
суть даже не в том дорогой или дешевый материал, суть в производстве. порошковую сантехническую хрень видел?
0
А чем графики рисуются что на картинках?
0
Grapher 9. Сейчас актуальна уже 11-ая версия.

Вообще говоря, старейший (c 1983го года) и мощнейший инструмент для научной графики.
Я еще 15 лет назад в институте рисовал графики какой-то его предыдущей версией…
0
В принципе, получилось очень даже неплохо.
0
Датчик паленый какойто. На оригинале маркировка по другому выглядит
0
Вот тут есть готовый и обжатый. Только я не знаю это дорого или нет. Жалко, что если перепутать полярность подключения питания, то датчику конец. Производители могли бы встроить в него защитный диод что ли.
0
Устарели они уже… и стоят много
У TI есть решения поинтереснее
0
Ссылочку не приведете?
0
ну например TMP112
0
А почему они все от -40? ведь на улице запросто бывает -55 с ветром (это ещё -10градусов). Сам в такую погоду попадал очень неудобно работать и опасно если машина заглохнет.
0
(это ещё -10градусов)
С чего это?
+1
а хз. :)
местные так сказали. Что мол когда идёт штормовой ветер то температура опускается примерно на 10 градусов, по сравнению с закрытым местом, где нет ветра. я им охотно верю. на своей шкуре проверял.
А ветра в тундре могут быть ну очень сильными.
У наших монтажников как-то чуть газель не сдуло :), но это было летом.
0
Т.е. температура воздуха по термометру становится -65 если дует штормовой ветер или ощущения такие как будто понизилась? Термодатчику-то пофигу есть ветер или нет, он будет иметь ту же температуру что воздух. А ощущения человека связаны с тем, что ветер увеличивает эффективность теплообмена тушка-воздух.
0
При низких температурах каждый 1 м/с приравнивается к -1 градусу дополнительно. Такие правила когда-то вроде нам называли.
0
Применительно к чему? Человеку или железякам?
0
Простого ответа хочешь. А его НЕТ.
0
Уточнений я хочу.
Термодатчику глубоко пофигу, есть ветер или нет, его касается только температура воздуха (единственное отличие будет в том, что при наличии ветра он будет быстрее реагировать на изменения температуры воздуха).
С человеком несколько сложнее — он теплее, чем окружающий воздух, и чем сильнее ветер — тем сильнее теплоотдача от человека к воздуху при той же температуре воздуха. Соответственно, тем человеку холоднее.
И я сильно подозреваю, что «при низких температурах каждый 1 м/с приравнивается к -1 градусу дополнительно» касается только человека и прочих теплокровных.
+1
Мне тоже так кажется и с человеком все вполне объяснимо — он теплее окружающего воздуха и его ветер охлаждает. Но есть очень слабое предположение, что может быть влажность влияет при обдуве ветром на температуру, я конечно не силен, но влажность ведь и на морозе есть. Что там будет происходить с термометром и с предметами и вообще с местностью? Будет ли заметно какое-то дополнительное охлаждение? Или это бред. Мы делали такие очень реальные опыты — мочили полотенце, заворачивали в него бутылку и вывешивали за окно поезда, летом. Полотенце высыхало, а водка остывала, не очень сильно конечно. Может быть не очень ярко выраженная аналогия есть. Но думаю вряд ли это влияние будет близко к 1 градусу на 1 м/с. Скорее всего раз в 100 меньше.
Или скорее всего это бредни.
0
Испарение на ветру ускорится, да. Но врядли термометр будет настолько влажным, чтобы это влияло.
0
Казахстанская степь. Жара и солнцепек. На ремне – фляга в брезентовом чехле. Смачиваешь время от времени чехол и пьешь водицу не противно-теплой, а прохладной.
0
Всё так. Есть такое понятие, как эффективная (ощущаемая) температура.
0
Угу. Но речь-то идет о термодатчике, а ему на ощущаемую температуру глубоко по.
0
В принципе, да. Но (продолжая утекать мыслию в сторону) при таких, как выше говорилось, условиях на датчик начинают влиять и другие факторы, как то облипание снегом, обледенение и т.п., серьезно влияющие на точность его показаний.
0
ну я так вам скажу температуру тазовской тундры я не мерил — не до того было.
но было реально холодно и на вопрос о погоде мне местные сказали что на улице -55 и ещё -05 из-за ветра.
Влажность там высокая — всё таки море рядом.
Открытая дверь машины пока выходишь так промерзала, что закрываться не хотела.
заглушил машину и всё тащи в тёплый гараж. их там зимой или в тепло ставят или не глушат совсем.
так что я думаю по термометру -55 а для живых -65, но особо 10 градусов там уже не решают. Работать на улице очень сложно и ездить на машине в одну машину очень опасно.
+1
Я испытывал на своей шкуре -48, до таких экстремальных температур не доходило. Но и -48 хватило для полноты ощущений :)
0
та -42 было полтора года назад в вартовске, я на своей во всю по окрестным посёлкам 250 — 400 км от вартовска катался :)
0
Кстати да, интересно! Нужен удаленный проводной датчик температуры, хотя бы метров на 30. Есть что-нить такое?
В Далласах меня прельщают всего два провода, на которые можно одновременно посадить довольно много датчиков и сравнительно немалые расстояния до них. Когда я начинал работать с ними — мы протянули довольно большую сеть простым шлейфом, вернее их было два, каждый измерял температуру батарей и воздуха в помещениях на своей половине этажа. Что удивительно, тянули обычным экранированным аудиокабелем, помех не ощутили. Мы смотрели распределение тепла по этажу и в 1996 году это было здорово. Кстати и тогда датчики стоили не более 2 долларов (покупали здесь же, в Москве, ООО «Атос» — кто помнит). Но время прошло немало, конечно хочется чего-то нового, тем более дешевле.
0
I2C и SMBus не предполагают больших расстояний, вроде бы они внутриплатные интерфейсы? Или я ошибаюсь? Так что в термозонд мне кажется они не годятся.
Да и по цене даже на Алиэкспресс я нашел только порядка 2,5$ за микросхему.
0
по даташиту они на 300м
0
Для таких задач надо брать термистор + современый ОУ.
Ну и трехпроводные схемы и все дела остальные )
0
А почему надо брать вместо Далласов термистор + современый ОУН. А главное зачем? Не очень понятно. Вот что мне дают Далласы и пока достойной замены им не нашел:
1. Десятки датчиков на одном двухпроводном шлейфе.
2. Простой интерфейс — использую один USART на все датчики.
3. Большие расстояния — десятки и даже сотня метров
4. Цена вполне себе неплохая, особенно если учесть вышеперечисленное.
Нет, видимо для решения задач типа «Измерение распределения температуры почвы в оранжерее в зависимости от климатических условий и работы системы вентиляции» )) оставлю пока Далласы.
+1
В принципе согласен, но, помимо явных плюсов у такой схемы есть и минусы. Шину очень легко «положить», при неудачном стечении обстоятельств один вышедший из строя датчик или мех. поведение проводки делает недоступной сразу всю шину.
0
И электромагнистный импульс в случае возможной ядерной атаки )
А термосопротивлениям хоть бы хны )
0
Конечно. Но каждому овощу своя грядка, «огурец»-то дешевенький и сеть простенькая. Кстати, я помню как-то даже ветвил сеть, у Далласа есть ключи управляемые для OW шины, 2405 и 2407. Мы пробовали подключить несколько этажей. Но чего-то это дело бросили, вроде бы там уже помехи полезли. Сделали несколько поэтажных замеров.
0
А зачем ветвить то? Там же вроде максимальное число датчиков на шине близко к актуальной бесконечности?
0
Топология…
0
Ну и физика конечно. Емкости, токи. Суммарная длина линии. Жизнь гораздо богаче теории.
0
Провода уже не актуальны.
Даже квартирные теплосчетчики на MSP430 работают >6 лет от одной литиевой батарейки.
Работают, считают и отправляют RF пакет
0
Вон у меня на столе лежит один такой и скандалит, что его сковырнули с насиженного места. Я когда осознал, что у него все — экранчик, датчик и передающий модуль на одном МК и все это полностью автономно натурально офигел.
Тут извращаешься, чтобы от 3х АА беспроводной датчик погоды хотя бы на полгода запустить, а тут — цельный ЖК экран и передатчик через несколько бетонных стен.

Ну правда и стоит эта зараза прилично.

Кстати, второй прибор, который в меня вселяет суеверный ужас — это автоматический смеситель на раковину от Грое. На одной «Кроне» уже третий год работает. А он же вообще-то воду включает-отключает. Чисто силовые действия. Не говоря о том, что постоянно следит сунули ему руки под морду или нет.
0
ничего удивительного в этом нет.
Подобная техника 99,9% времени находится в sleep mode
0
Согласен, тут им самое место. Но у них цена совсем другая. Да и данные квартирного теплосчетчика нужны по сути один раз в месяц, когда наступает час расплаты )).
У меня на даче тоже некоторые датчики на эфире работают )). Например братское содружество STM8L, nRF24L01+, BMP085 и HIH6131 вполне обеспечивает такую задачу и одного заряда литиевого аккумулятора на полугодовой сезон с большим запасом хватает. А вот температуру в доме (иногда и в тепличке с огурцами) измеряет семейство DS18B20 на одном проводе это гораздо проще и дешевле. Одно другое не исключает, а дополняет.
Прошу прощения у автора темы, комменты как всегда унесло в сияющую даль )) Но все-таки мы еще краешком в теме.
0
Вот что Maxim предлагает для замены более не выпускающихся DS18x20:
MAX31850/MAX31851
0
однако…
с другой стороны я и такой не могу пока включить :) так что куда мне…
0
Вот это другое дело. Спасибо!
0
Так все равно же дороже получается, чем DS18B20. На моузере порядка 5 долларов, или это завышенная цена?
0
Да, пока они и на Алиэкспресс дорогие, там даже выше — порядка 10-12 доллариев. Но ведь пока 1820 не кончились. А там глядишь эти подешевеют, благо интерфейс практически тот же.
0
Тоже надо будет при случае «пощУпать»…
0
Он в тере стоит 324,75 р.
Это слишком дорого(
Пусть и «наворотов» достаточно
0
Это для remote. Для local у Максима что-то другое. Сами найдёте?
0
Общий итог — бум ждать обвала!
0
Да уж. Корпорации нынче несчадно давят друг друга, наступают на пятки.
Только по ценам не особо заметно (
0
Заметно по слияниям и поглощениям.
0
Эх, молодежь, классиков не читали. )) Мы то были воспитаны на этом, монополизация — основной закон империализма. )) Цены монопольно диктуются по принципу повышай, пока берут много.
0
) Помоему это только у Российских «Бизнесменов» такой основной принцип )
Далеко ходить не надо — РЖД, например :)
В остальном мире понимают, лучше продать дешевле — но выиграть количеством )
0
Я же говорю при МОНОПОЛИЗАЦИИ — она для того и создается, чтобы диктовать цены. А хоть в остальном мире и понимают, что лучше продать дешевле — но выиграть количеством — но только это когда есть конкуренты, иначе можно одновременно выиграть и на количестве и на цене. Вот например кто первый разработает вакцину от Эболы — тот будет диктовать цены, пока его не догонят другие.
РЖД как раз монополист в России, отсюда все. А вот наши сотовые операторы работают немножко в других условиях, хотя в последнее время я уже начинаю сомневаться )).
И основные принципы у всех бизнесменов одни, в конечном счете они рассчитаны на максимальную прибыль. Только кому-то нужна одномоментная, а кто-то рассчитывает на многолетние перспективы, это зависит от поставленных перед собой целей. У бизнесмена может быть много разных направлений бизнеса и на их соотношениях тоже можно поиграть. Но пока нет конкурентов — одна ценовая политика, когда есть — другая, а иногда можно и подемпинговать и это тоже может быть вполне разумно стратегически.
0
Ага, спасибо.
0
Я выше трагически ошибся: DS18S20 и DS18B20 выпускаются, а сняты DS1820 (что и так известно). Путаницу внесло то, что они маркируют сейчас DS18S20 как DS1820.
0
Ну вот и хорошо. А DS1820 сняли уже давно, насколько я помню они были только для 5 В.
0
Провел испытания двух датчиков DS18b20. Один просто припаян к проводам и контакты залиты клеем (корпус открыт). Другой китайский в трубочке. Вот график остывания на воздухе:

Вывод: датчик внутри китайской гильзы очень долго оставает/нагревается и через десятки минут имеет температуру, ощутимо отличную от окружающей среды. В моем случае через 12 минут отличие температуры датчика от температуры среды оставило 1,3-1,4 градуса. Тогда как без гильзы эта величина через 12 минут составила 0,3 градуса.
0
Гильза нужна при использовании датчика не в воздухе. Измерьте в потоке теплой воды с переключением на холодную, тогда ваш график будет в тему.
+1
Гильза нужна в разных ситуациях и в воздухе в том числе. Например для измерения температуры пара. Естественно, чем больше поток среды (аспирация) и чем больше теплопроводность среды, тем быстрее будет наступать тепловое равновесие датчика и среды. Но отношение погрешности датчика в гильзе к погрешности датчика без гильзы через определенное время будет приблизительно одним и тем же (при прочих равных).
В воде с перемешиванием датчики придут в тепловое равновесие быстрее, но без гильзы он придет примерно в 4 раза быстрее. Эксперимент на воздухе просто проще поставить.
0
Погрешность датчика в гильзе зависит от коэффициента теплоотдачи, который в потоке воды на два порядка больше чем стоячем воздухе. Запаздывание будет соответственно на два порядка меньше — секунд 10. Заизолируйте подводящие электроды неогильзованного датчика и проведите эксперимент в струе воды, это будет действительно ценный график для всех, кто соберется использовать гильзу.
0
Ага, очень интересно.

А в итоге температуры датчиков выровнялись? Не могла между ними по какой-нибудь причине возникнуть систематическая погрешность в градус?

А графики по нагреву до заданной температуры не строили? При нагреве картина идентичная?

И надо заметить, датчик без гильзы тоже не блещет скоростью реакции…
0
Систематическая погрешность между этими датчиками небольшая. Температура среды — это как раз температура, которую показывали оба датчика перед нагревом. Спустя несколько часов эти датчики показывают температуру с разницей менее 0.4 градуса (при заявленной точности 0,5'C — допустимы расхождения до 1 градуса между датчиками). В процессе измерений температурных колебаний почти небыло.
При нагреве картина подобная, но точных измерений не проводил.
Думаю в ближайшее время буду смотреть их нагрев в воде, если не забуду, выложу тут.
0
Спустя несколько часов эти датчики показывают температуру с разницей менее 0.4 градуса
а, кстати, какой период опроса?
0
У меня на опрос уходит примерно 700-750 миллисекунд при максимальном разрешении, поэтому обычно я опрашиваю датчик 1 раз в секунду. Если вам интересен саморазогрев датчика, то частота опроса слабо на него влияет.
На приведенном выше графике я производил измерения 1 раз в 10 секунд и округлял показания до 0,1 градуса.
0
Спасибо. Скажем так, это важно знать, по крайней мере для «хвостов» — на участках где ожидается схождение графиков.
Показания датчика — вообще лучше не округлять, это ничего не стоит, зато полностью исключает любые разночтения
0
Если вам интересен саморазогрев датчика, то частота опроса слабо на него влияет.
Согласно данным других товарищей, то влияет.
we.easyelectronics.ru/trengtor/o-vliyanii-chastoty-oprosa-na-pokazaniya-ds18b20-iz-za-samorazogreva-datchika.html
forum.easyelectronics.ru/viewtopic.php?f=9&t=19877
0
Вот здесь подробненько всё, с блекджеком и шлюхами:
we.easyelectronics.ru/trengtor/o-vliyanii-chastoty-oprosa-na-pokazaniya-ds18b20-iz-za-samorazogreva-datchika.html
0
Тема там совершенно не раскрыта. Мне не подходит сильно редко опрашивать, но в небольших пределах я менял частоту опроса и саморазогрев присутствовал во всех случаях примерно в равной степени. Для предотвращения саморазогрева надо отключать датчик от питания совсем и надолго, я думаю. По крйней мере при опросе 1 раз в секунду и 1 раз в 4 секунды саморазогрев у меня получился на воздухе абсолютно идентичный.
0
Так дополняйте. Сделайте изолированный объем – и сравните.
0
там суть не в том, чтобы от питания отключать — в дежурном режиме он почти ничего не потребляет (микроамперы), соответственно и не греется. Разогревает его работа АЦП по команде Convert T.
В статье тема действительно не раскрыта, но если почитать мои комменты, то виден сухой остаток, что после саморазогрева с периодом опроса 1с полное остывание наступает через 30 минут. Если опрашивать с периодом 30с — заметного саморазогрева не происходит.

Я всё думаю про ваш частный случай с паром, наверно это тупиковый путь. Будет гильза, или не будет — датчик при температуре выше 100С будет умирать слишком быстро. Есть примеры использования DS18B20 при 120С — время жизни датчика измерялось несколькими днями.

Плюс отдельный вопрос — нужна ли при измерении температуры пара точность 0.0625С? Или тут дело в том, что просто привычнее работать с 1Wire, а точность ни при чем?
+1
Для 1-Wire есть контроллеры К-термопар у того же Максима.
0
В даташитай именно так и пишут.
Именно с DS18b20 я не анализировал саморазогрев, но строил графики саморазогрева датчика SHT21. Так вот, для него заметная зависимость саморазогрева от частоты опроса наблюдается только при частоте опроса более 1 раза в секунду. При частоте опроса 1 раз в секунду и опросе 1 раз в 30 секунд саморазогрев получился примерно одинаковый. Когда я стал отключать питание датчику, ситуация улучшилась. Саморазогрев не делся, но уменьшился немного. Предполагаю, что даже тех микротоков в режиме ожидания хватает, чтобы нагревать малюсенький датчик. Ну и предположил, что для ds18b20 ситуация должна быть примерно такая же.
Нужна ли точность 0.0625? Нет, конечно, не нужна. Вы имеете в виду, что применение ds18b20 нецелесообразно для этих целей? К сожалению альтернатив не так уж и много. ds18b20 — это отличное соотношение цена/качество. А вот неправильное применение даже очень точного датчика может свести на нет все старания производителя. Если вы имеет в виду есть ли смысл ставить гильзу? Ну это же элементарно эстетичней и защита от всяких «случайностей», в том числе механического повреждения, попадания влаги и т.д.
0
эт понятно. Тут скорее не целесообразность, тут намек на то, что хоть в даташите и указан верхний предел измерений 125С, датчик при этих температурах жить долго не будет. Просто для информации, в т.ч. и для сообщества.

Гильза — тоже понятно зачем. И почему без гильзы будет хуже.

А насчет SHT21 — ясно, у DS18B20 поведение другое. Но ваш замер запаздывания с гильзой всё равно показателен. Тут сложились три фактора — паразитная теплоемкость гильзы, относительно низкая теплопроводность латуни и низкий коэффициент теплоотдачи от гильзы в стоячий воздух. Короче, есть фундаментальные причины, по которым эта гильза вносит огромную задержку.
0
И напоследок — какое сечение кабеля использовалось?
и какой длины участок кабеля подвергался нагреву?

это не из вредности, это для полноты картины.
0
У китаезов кабель многожильный, диаметром около 0,5мм. Без корпуса датчик был подключен также многожильным кабелем, но с чуть меньшим диаметром (около 0,3мм). Нагревал область около 4 см от конца датчика. У китаезовского кабель практически не нагревался, только гильза, у бескорпусного 3 см провода получается нагревалось где-то. Прогревал недолго, кабель врятли успел прогреться далеко от датчика.
0
Ну чтож, всё чистенько. Еще раз спасибо.
0
вряДли
0
0
Да!
0
Вот ща DIHALT придет…
0
А кто-нибудь пробовал стачивать пластиковый корпус DS18B20?
Если стачивать полукруглую часть, то можно наткнуться на медный квадратик размером примерно 1.5х1.5 мм. Квадратик звонится на среднюю ножку датчика. Я таким способом пытался уменьшить размеры датчика (очень критично было).
Инерционность датчика при этом резко уменьшается. К сожалению обработанный таким способом датчик долго не прожил. Причины выхода из строя тоже не удалось установить. Использовался для определения температуры в самогонном аппарате.
0
Нарушена герметичность кристалла. Потому и подохло.
0
Но до «медного квадратика» уж очень хочется добраться! :)
Хотя он напрямую связан со средней ножкой датчика.

Т.е. конструкция DS18B20 в корпусе должен быть примерно таким:
1. Никаких кварцевых песков, масла и т.п.
2. Максимально тонкая стенка корпуса (не зря из антенны предлагалось сделать)
3. Обязательный контакт средней ножки DS18B20 с корпусом через минимальное количество теплопроводящей пасты.
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.