DS18B20 выдает неадекватные показания при паразитном питании

[-=FISHER=-]

Здравствуйте!

 

В своей поделке применил датчик DS18B20, чтобы сэкономить провода, решил подключить его по двум проводам или при помощи так называемого паразитного питания. Однако, он всегда выдает мне температуру 27,5 С, и не изменяет показания при нагреве. Если же подключить его тремя проводами с отдельным питанием, то он сразу же начинает правильно измерять температуру. Опытные люди, будьте добры, подскажите в чём может быть проблема? Код и схема во вложении. Заранее спасибо!

Схема:

Скрытый текст

Код для работы с DS18B20:

Скрытый текст

 

#include "DS18B20.h"

//функция определения датчика на шине
char dt_testdevice(void) //dt - digital termomether | определим, есть ли устройство на шине
{
	char stektemp=SREG;// сохраним значение стека
	cli(); //запрещаем прерывание
	char dt;
	DDRTEMP |= 1<<BITTEMP; //притягиваем шину
	_delay_us(485); //задержка как минимум на 480 микросекунд
	DDRTEMP &= ~(1<<BITTEMP); //отпускаем шину
	_delay_us(65); //задержка как максимум на 60 микросекунд
	if ((PINTEMP & (1<<BITTEMP))==0)//проверяем, ответит ли устройство
	{
		dt=1;//устройство есть
	} 
	else dt=0;//устройства нет
	SREG = stektemp;// вернем значение стека
	_delay_us(420); //задержка как минимум на 480 микросекунд, но хватит и 420, тк это с учетом времени прошедших команд
	return dt; //вернем результат
}


//функция записи бита на устройство
void dt_sendbit(char bt)
{
	char stektemp=SREG;// сохраним значение стека
	cli(); //запрещаем прерывание
	DDRTEMP |= 1<<BITTEMP; //притягиваем шину
	_delay_us(2); //задержка как минимум на 2 микросекунды
	if(bt)
		DDRTEMP &= ~(1<<BITTEMP); //отпускаем шину
	_delay_us(65); //задержка как минимум на 60 микросекунд
	DDRTEMP &= ~(1<<BITTEMP); //отпускаем шину
	SREG = stektemp;// вернем значение стека
}
//функция записи байта на устройство
void dt_sendbyte(unsigned char bt)
{
	char i;		
	for(i=0;i<8;i++)//посылаем отдельно каждый бит на устройство
	{
		if((bt & (1<<i)) == 1<<i)//посылаем 1
			dt_sendbit(1);
		else //посылаем 0
			dt_sendbit(0);
	}	
}

//функция чтения бита с устройства
char dt_readbit(void)
{
	char stektemp=SREG;// сохраним значение стека
	cli(); //запрещаем прерывание
	char bt; //переменная хранения бита
	DDRTEMP |= 1<<BITTEMP; //притягиваем шину
	_delay_us(2); //задержка как минимум на 2 микросекунды
	DDRTEMP &= ~(1<<BITTEMP); //отпускаем шину
	_delay_us(13);
	bt = (PINTEMP & (1<<BITTEMP))>>BITTEMP; //читаем бит
	_delay_us(45);
	SREG = stektemp;// вернем значение стека
	return bt; //вернем результат
}

//функция чтения байта с устройства
unsigned char dt_readbyte(void)
{
	char c=0;
	char i;
	for(i=0;i<8;i++)
		c|=dt_readbit()<<i; //читаем бит
	return c;
}

//функция преобразования показаний датчика в температуру
int dt_check(void)
{
	unsigned char bt;//переменная для считывания байта
	unsigned int tt=0;
	if(dt_testdevice()==1) //если устройство нашлось
	{
		dt_sendbyte(NOID); //пропустить идентификацию, тк у нас только одно устройство на шине
		dt_sendbyte(T_CONVERT); //измеряем температуру
		_delay_ms(750); //в 9 битном режиме преобразования - 750 милисекунд
		dt_testdevice(); //снова используем  те же манипуляции с шиной что и при проверке ее присутствия
		dt_sendbyte(NOID); //пропустить идентификацию, тк у нас только одно устройство на шине
		dt_sendbyte(READ_DATA); //даем команду на чтение данных с устройства
		bt = dt_readbyte(); //читаем младший бит
		tt = dt_readbyte(); //читаем старший бит MS
		tt = (tt<<8)|bt;//сдвигаем старший влево, младший пишем на его место, тем самым получаем общий результат
	}
	return tt;
}

//преобразование температуры в единицы
char converttemp (unsigned int tt)
{
	char t = tt>>3;//сдвиг и отсечение части старшего байта
	return t;
}

 

Изменено 7 августа, 2018 пользователем -=FISHER=-

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[ARV]

А вы подаете на линию данных 5 вольт "без резистора" - чтобы паразитно его запитать?

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[-=FISHER=-]

27 минут назад, ARV сказал:

А вы подаете на линию данных 5 вольт "без резистора"?

С подтяжкой 4,7к... В даташите правда говорят что нужно ещё мосфет для увеличения тока в момент конвертации и чтения температуры, однако я встречал схемы и без мосфета, где со слов автора паразитное питание и так работает.

Вывод - уменьшить номинал подтягивающего резистора?

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[technik-1017]

какая длина провода до датчика? Подключите датчик пока прямо на разъём.

и что-то странное у вас в коде с сохранением и восстановлением стека, можете получить большие проблемы используя такой код на Си. Похоже код переводили с asm на Си. Лучше сохранять только флаг прерывания (I).

[Darth_Vader]

В чем смысл сохранять стек? Да и с запретом прерываний все странно.

Включение и выключение pull-up резистора - зачем?

Изменено 7 августа, 2018 пользователем Darth_Vader

[ARV]

Без принудительного соединения линии данных с 5в (отдельный MOSFET не нужен, у вас МК может выполнить эту функцию) работают только датчики с маркировкой DS18B20P или PAR.

[technik-1017]

Обычные датчики DS18B20 должны работать с паразитным питанием, но там есть несколько условий, одно из них

стр.11

Convert T [44h]

If the device is being used in parasite power mode, within 10μs (max) after this command is issued the master must enable a strong pullup on the 1-Wire bus for the duration of the conversion (t CONV) as described in the Powering the DS18B20 section.

видимо надо подавать "честную" единичку на 10 мкс после команды конвертации [44h]

[ARV]

35 минут назад, technik-1017 сказал:

видимо надо подавать "честную" единичку на 10 мкс после команды конвертации [44h]

Только не на 10 мкс, а максимум 10 мкс спустя подачи команды, и держать её не менее длительности измерения.

Изменено 7 августа, 2018 пользователем ARV

[-=FISHER=-]

13 часа назад, technik-1017 сказал:

какая длина провода до датчика? Подключите датчик пока прямо на разъём.

Испытываю поделку на столе, длинна провода не более 10 см.

12 часа назад, Darth_Vader сказал:

В чем смысл сохранять стек? Да и с запретом прерываний все странно.

Код работы с датчиком писал не я, взял с урока про программированию МК. С обычным подключением этот код хорошо отрабатывает...

 

11 час назад, technik-1017 сказал:

видимо надо подавать "честную" единичку на 10 мкс после команды конвертации [44h]

11 час назад, ARV сказал:

Только не на 10 мкс, а максимум 10 мкс спустя подачи команды, и держать её не менее длительности измерения.

То есть между вот этими строчками кода? А вы можете на пальцах объяснить пожалуйста, что значит подавать честную единичку?...

		dt_sendbyte(T_CONVERT); //измеряем температуру
		_delay_ms(750); //в 9 битном режиме преобразования - 750 милисекунд

Я так понимаю принудительно подать 1 на ножку, к которой подключен сигнальный контакт датчика, вот типа так?

DDRTEMP &= ~(1<<BITTEMP);

PINTEMP &= (1<<BITTEMP);

 

Изменено 8 августа, 2018 пользователем -=FISHER=-

[ARV]

Только что, -=FISHER=- сказал:

А вы можете на пальцах объяснить пожалуйста, что значит подавать честную единичку?...

По стандарту 1-wire ведущее устройство либо притягивает линию данных к нулю, формируя в ней 0, либо "отпускает" её в третье состояние, т.е. как бы бросает неподключенной, и тогда линия за счет подтягивающего резистора сама возвращается к лог.1. Подавать честную единичку - это значит, вместо "отпускания" линии выдать в неё 1 принудительно. Т.е. соединить линию с +5 не через резистор, а напрямую через порт МК.

[-=FISHER=-]

1 минуту назад, ARV сказал:

Т.е. соединить линию с +5 не через резистор, а напрямую через порт МК.

Отпустить и выдать на пин 1 так?:

DDRTEMP &= ~(1<<BITTEMP);

PINTEMP &= (1<<BITTEMP);

 

[ARV]

DDRTEMP &= ~(1<<BITTEMP); устанавливает в соответствующем DDR-бите НОЛЬ, т.е. "отпускает" пин в третье состояние. А следующая команда у вас испортит регистр. А надо просто вывести 1 в оба регистра:

PINTEMP |= (1<<BITTEMP);
DDRTEMP |= (1<<BITTEMP);

А после замера вернуть, как было.

Причем именно в том порядке, как я написал: сначала вывести 1, т.е. включить внутреннюю подтяжку, а потом перевести порт на вывод "жесткой" единицы, иначе у вас кратковременно в линии пролетит 0 - мало ли, как датчик на него среагирует...

Изменено 8 августа, 2018 пользователем ARV

[-=FISHER=-]

4 минуты назад, ARV сказал:

 

DDRTEMP |= (1<<BITTEMP);

PINTEMP |= (1<<BITTEMP);

А после замера вернуть, как было.

Я правильно понял смысл, что необходимо отпустить шину и выставить на ней 1 и так продержать весь промежуток вот этой задержки? Как раз пока идёт заполнение регистров датчика?

_delay_ms(750); //в 9 битном режиме преобразования - 750 милисекунд

 

[ARV]

Правильно - датчик будет питаться от этой линии.

Обратите внимание: я подкорректировал свое сообщение - ваша цитата уже не соответствует истине!

[-=FISHER=-]

3 минуты назад, ARV сказал:

Правильно

Спасибо! Я сейчас пробежался по функциям и понял, что перед тем как "уйти в задержку" на 750мс, шина "отпущена", то есть достаточно дописать только вторую строчку перед задержкой и вот такую после, так?

PINTEMP |= (1<<BITTEMP); //выставляем 1 на шине, шина к этому моменту уже отпущена
_delay_ms(750); //в 9 битном режиме преобразования - 750 милисекунд
PINTEMP &= ~(1<<BITTEMP); //выставляем 0 на шине

 

[ARV]

Только что, -=FISHER=- сказал:

то есть достаточно дописать только вторую строчку перед задержкой и вот такую после, так?

Не так. Шина отпущена - это значит, режим пина "ввод", а надо ВЫВОД.

[-=FISHER=-]

1 минуту назад, ARV сказал:

Не так.

Затупил(( спасибо!

[-=FISHER=-]

@ARV Чтобы не создавать отдельную тему, не могли бы Вы глянуть схему, приведенную мной в первом посте. Всё вроде бы работает, но почему-то наблюдается писк дросселя... Дроссель вроде как рекомендуют включать для дополнительной точности опорного напряжения.

[ARV]

КАК может пищать дроссель, по которому не течет силовой пульсирующий ток?! 

[-=FISHER=-]

52 минуты назад, ARV сказал:

КАК может пищать дроссель?! 

Но если его убрать с платы, писк пропадает... Я кстати использую SMD дроссель.

И ещё плата потребляет 120-140 мА (мне кажется это многовато или нет?), да так что МС L78M05CDT ощутимо греется, хотя рассчитана на ток до 500мА.

Изменено 8 августа, 2018 пользователем -=FISHER=-

[KomSoft]

Какой ток через сегменты задает MAX? 7 сегментов по 15мА - это 105мА. (например). А (12-5)*0.12 - 0.8Вт, это много для работы без радиатора, будет ощутимо греться, что вы и получаете. Тут главное не ток, а рассеиваемая мощность. 

Судя по резистору R1 вы задали ток через сегменты 30-40мА. Увеличьте его - яркость упадет, но ток уменьшится. Если использован нормальный индикатор, то 40мА даже пикового тока - это много. Если яркость устраивает, то можно увеличивать его до 60кОм (примерно)

[ARV]

Если дроссель пищит, это однозначно свидетельствует о том, что через него течет пульсирующий ток. Это может быть только в одном случае: у вас по питанию гуляют страшные пульсации - больше взяться току через дроссель не из-за чего, потребление опорного источника AVR мизерное. Так же я могу предположить, что на С6 тоже пульсации будут - проконтролируйте осциллографом. Если там окажутся пульсации больше 2 мВ - это будет свидетельствовать о том, что толку от ADC будет не много. 

В качестве теста отключите программно индикацию - пропадет писк? Если пропадет, вы выяснили причину. Вероятно, проблема в плохой разводке платы... но гадать не буду.

[-=FISHER=-]

7 часов назад, ARV сказал:

В качестве теста отключите программно индикацию - пропадет писк?

Писка нет, если плата работает от программатора. Писк только если подключаю плату к 12В от ЛБП.

9 часов назад, ARV сказал:

Не так.

Сделал вот так, теперь показывает всегда 85 С...

		DDRTEMP |= 1<<BITTEMP; //притягиваем шину
		PINTEMP |= (1<<BITTEMP); //выставляем 1 на шине
		_delay_ms(750); //в 12 битном режиме преобразования - 750 милисекунд
		PINTEMP &= ~(1<<BITTEMP); //выставляем 0 на шине
		DDRTEMP &= ~(1<<BITTEMP); //отпускаем шину

Что я сделал не так?

Изменено 8 августа, 2018 пользователем -=FISHER=-

[technik-1017]

DDRTEMP &= ~ (1<<BITTEMP); // настраиваем порт на ввод. Подтяжка к "1" за счёт внешнего резистора
PINTEMP |= (1<<BITTEMP);   // включаем подтяжку к "1" внутри контроллера
DDRTEMP |= 1<<BITTEMP; 	   // настраиваем порт на вывод, появляется честная "1"
_delay_ms(750); //в 12 битном режиме преобразования - 750 милисекунд
DDRTEMP &= ~(1<<BITTEMP);  // настраиваем порт на ввод. Осталась подтяжка к "1" внутри контроллера
PINTEMP &= ~(1<<BITTEMP);  // отключаем подтяжку к "1" внутри контроллера. Осталась только подтяжка за счёт внешнего резистора

а PINTEMP это случайно не PINx?
Должно быть PORTTEMP, т.е. PORTx

[ARV]

По крайней мере, 85 - это показания датика "по умолчанию", т.е. после того, как подали на него питание, но не подали команду "старт преобразования". Иначе говоря, датчик не получил команду, но отвечает корректно.