SENSOR DE TEMPERATURA 1-WIRE DS18B20

O DS18B20 da Dallas Semiconductor um sensor de temperatura que opera na faixa de -55C

+125C e possui uma preciso de 0,5 C ao longo do intervalo de -10 C a 85 C, o qual no necessita

de chips externos, visto que possuem internamente um conversor A/D e uma memria na qual esto

contidos os dados convertidos, os limites de temperatura para acionar um alarme de ultrapassagem

destes limites e um registrador no qual contm o valor de CRC (Cyclic Redundancy Check) em funo dos

dados contidos na memria deste chip. Este dispositivo leva no mximo 750ms para realizar uma

converso de temperatura e salvar no seu registrador correspondente, porm, visto que a temperatura

no h grandes variaes neste intervalo de tempo, isto no representa problema para aplicaes de

medio de temperatura com este sensor. Sua faixa de valor de tenso de alimentao de 3V 5,5V e

necessria apenas a conexo da linha de dados e do ponto de referncia zero (GND) da alimentao

do dispositivo Mestre 1-Wire, utilizando, assim, o modo de alimentao parasita, o qual opera com um

capacitor que carregado enquanto a linha de dados est em nvel alto e supre a corrente necessria

para o sensor nos momentos em que a linha se encontra em nvel baixo, porm o usurio tambm pode

usar o pino VDD para alimentao com um ponto de tenso que esteja entre os valores de operao.

Abaixo descrita a pinagem deste sensor nas trs possibilidades de encapsulamento TO-92 (DS18B20), SO (150 mils) (DS18B20Z) e SOP (DS18B20U) e uma tabela com a descrio dos pinos :

Figura 1-Tipos de encapsulamento para o sensor DS18B20

Pino Descrio

1-GND Ligao do CI ao terra de alimentao

2-DQ Pino bidirecional de transio de dados do barramento 1-Wire

3-VDD Ligao opcional a uma tenso de 3V 5,5V. Caso o DS18B20 esteja operando no modo de operao parasita, este pino deve ser conectado ao terra.

*Pinos denotados por N.C. no so conectados.

Tabela 1-Descrio dos pinos do DS18B20

A seguir mostrado um diagrama em blocos da estrutura interna do sensor:

Figura 2- Diagrama em blocos do DS18B20

Circuito de alimentao parasita (Parasite Power Circuit): consiste no circuito responsvel

pela alimentao interna do CI, podendo ela ser obtida diretamente atravs do pino VDD ou

pelo carregamento do capacitor Cpp atravs do pino de dados DQ (alimentao parasita). Este

circuito ainda conta com um sensor de alimentao que identifica se o circuito est alimentado

ou no pela alimentao parasita e pode retornar a ROM do chip em um comando de busca de

componentes com este tipo de alimentao;

ROM de 64 bits e porta 1-Wire (64 Bit-ROM and 1-Wire Port): este bloco responsvel pelo

alocamento do cdigo de ROM de 64 bits e pela porta 1-Wire onde haver a transio

bidirecional de dados do DS18B20;

Lgica de controle de memria (Memory Control Logic): o bloco responsvel pelo

gerenciamento e interpretao de dados recebidos e enviados pelo chip. a interface entre a

porta e a memria de rascunho do DS18B20;

Sensor de temperatura (Temperature Sensor): Elemento sensvel temperatura juntamente

com o conversor A/D responsvel pela converso da temperatura e byte de sinal (negativa ou

positiva) dado digital;

Registradores de acionamento de alarme (Alarm Trigger Register ): consiste em dois

registradores nos quais contm limites de temperatura para que um flag interno de alarme

esteja em estado ativo ou inativo. Estes registradores podem ser alterados atravs de um

comando de funo e por este motivo sua designao no diagrama de blocos de uma

memria EEPROM (no-voltil), visto tambm que estes valores ainda so mantidos quando o

sensor desligado. O registrador TH corresponde ao limite superior de temperatura e o TL, ao

limite inferior de temperatura. Caso a temperatura convertida pelo DS18B20 esteja fora destes

limites o flag de alarme acionado e todos os componentes nos quais isto ocorra podem

retornar seus cdigos ROM para o Mestre em uma funo de busca de alarme;

Memria de rascunho (ScratchPad): Consiste na memria de dados do sensor. uma memria

RAM a qual organizada em 9 bytes, sendo eles registradores de dados convertidos, de limite

de temperatura,reservados, de clculo de temperatura com resoluo extendida e CRC.

Registrador de configurao (Configuration Register): Contm a configurao da resoluo (9

a 12 bits) do DS18B20 e est contido no 4 byte da memria de rascunho. Dependendo da

resoluo configurada o tempo de converso mxima alterado.

Gerador de CRC: Consiste em um circuito responsvel pela gerao do cdigo CRC em funo

dos dados presentes na memria de rascunho do DS18B20.