Sensor de Temperatura DS18B20 ligado ao Arduino - parte 2

Existe uma biblioteca específica para o DS18S20, a "Dallas Temperature Control Library", descrita aqui. Neste post vamos fazer algumas experiências com ela.


Instalação

Esta biblioteca não inclui a comunicação 1-wire, para isto ela usa a OneWire que vimos no post anterior. A instalação é semelhante à da OneWire,  basta expandir o zip no subdiretório libraries do diretório onde são gravados os sketches.  Precisei renomear o subdiretório, pois a IDE não aceita espaços e caracteres alfanuméricos.

Primeiro Teste

Mantendo a montagem do post anterior, abri o exemplo Tester, alterei a porta para 10 e executei. A saída está abaixo:

Dallas Temperature IC Control Library Demo
Locating devices...Found 3 devices.
Parasite power is: ON
Found device 0 with address: 289C7BB504000041
Setting resolution to 9
Resolution actually set to: 9
Found device 1 with address: 281D25DC040000A8
Setting resolution to 9
Resolution actually set to: 9
Found device 2 with address: 28274CB6040000E3
Setting resolution to 9
Resolution actually set to: 9
Requesting temperatures...DONE
Temperature for device: 0
Temp C: 21.00 Temp F: 69.80
Temperature for device: 1
Temp C: 21.50 Temp F: 70.70
Temperature for device: 2
Temp C: 21.50 Temp F: 70.70

Como a saída mostra, através da biblioteca conseguimos descobrir quantos dispositivos estão conectados, se eles são alimentados pela linha de dados e quais os seus endereços. Podemos também controlar a resolução (número de bits do ADC) e disparar a leitura em vários dispositivos com uma única chamada.

O Uso da Biblioteca

Vamos examinar o código do exemplo (simplificado abaixo):

view plaincopy to clipboardprint?

1. #include <OneWire.h>  
2. #include <DallasTemperature.h>  
3.   
4. #define ONE_WIRE_BUS 10  
5. #define TEMPERATURE_PRECISION 9  
6.   
7. // Setup a oneWire instance to communicate with any OneWire devices  
8. OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);  
9.   
10. // Pass our oneWire reference to Dallas Temperature.   
11. DallasTemperature sensors(&oneWire);  
12.   
13. int numberOfDevices; // Number of temperature devices found  
14. DeviceAddress tempDeviceAddress;  
15.   
16. void setup(void)  
17. {  
18.   // start serial port  
19.   Serial.begin(9600);  
20.   Serial.println("Dallas Temperature IC Control Library Demo");  
21.   
22.   // Start up the library  
23.   sensors.begin();  
24.     
25.   // Grab a count of devices on the wire  
26.   numberOfDevices = sensors.getDeviceCount();  
27.     
28.   // locate devices on the bus  
29.   Serial.print("Locating devices...");  
30.     
31.   Serial.print("Found ");  
32.   Serial.print(numberOfDevices, DEC);  
33.   Serial.println(" devices.");  
34.   
35.   // report parasite power requirements  
36.   Serial.print("Parasite power is: ");   
37.   if (sensors.isParasitePowerMode()) Serial.println("ON");  
38.   else Serial.println("OFF");  
39.     
40.   // Loop through each device, print out address  
41.   for(int i=0;i<numberOfDevices; i++)  
42.   {  
43.     // Search the wire for address  
44.     if(sensors.getAddress(tempDeviceAddress, i))  
45.  {  
46.   Serial.print("Found device ");  
47.   Serial.print(i, DEC);  
48.   Serial.print(" with address: ");  
49.   printAddress(tempDeviceAddress);  
50.   Serial.println();  
51.     
52.   Serial.print("Setting resolution to ");  
53.   Serial.println(TEMPERATURE_PRECISION, DEC);  
54.     
55.   // set the resolution to TEMPERATURE_PRECISION bit (Each Dallas/Maxim device is capable of several different resolutions)  
56.   sensors.setResolution(tempDeviceAddress, TEMPERATURE_PRECISION);  
57.     
58.    Serial.print("Resolution actually set to: ");  
59.   Serial.print(sensors.getResolution(tempDeviceAddress), DEC);   
60.   Serial.println();  
61.  }else{  
62.   Serial.print("Found ghost device at ");  
63.   Serial.print(i, DEC);  
64.   Serial.print(" but could not detect address. Check power and cabling");  
65.  }  
66.   }  
67.   
68. }  
69.   
70. // function to print the temperature for a device  
71. void printTemperature(DeviceAddress deviceAddress)  
72. {  
73.   float tempC = sensors.getTempC(deviceAddress);  
74.   Serial.print("Temp C: ");  
75.   Serial.print(tempC);  
76.   Serial.print(" Temp F: ");  
77.   Serial.println(DallasTemperature::toFahrenheit(tempC)); // Converts tempC to Fahrenheit  
78. }  
79.   
80. void loop(void)  
81. {   
82.   // call sensors.requestTemperatures() to issue a global temperature   
83.   // request to all devices on the bus  
84.   Serial.print("Requesting temperatures...");  
85.   sensors.requestTemperatures(); // Send the command to get temperatures  
86.   Serial.println("DONE");  
87.     
88.     
89.   // Loop through each device, print out temperature data  
90.   for(int i=0;i<numberOfDevices; i++)  
91.   {  
92.     // Search the wire for address  
93.     if(sensors.getAddress(tempDeviceAddress, i))  
94.  {  
95.   // Output the device ID  
96.   Serial.print("Temperature for device: ");  
97.   Serial.println(i,DEC);  
98.     
99.   // It responds almost immediately. Let's print out the data  
100.   printTemperature(tempDeviceAddress); // Use a simple function to print out the data  
101.  }   
102.  //else ghost device! Check your power requirements and cabling  
103.    
104.   }  
105. }  

#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>

#define ONE_WIRE_BUS 10
#define TEMPERATURE_PRECISION 9

// Setup a oneWire instance to communicate with any OneWire devices
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);

// Pass our oneWire reference to Dallas Temperature. 
DallasTemperature sensors(&oneWire);

int numberOfDevices; // Number of temperature devices found
DeviceAddress tempDeviceAddress;

void setup(void)
{
  // start serial port
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Dallas Temperature IC Control Library Demo");

  // Start up the library
  sensors.begin();
  
  // Grab a count of devices on the wire
  numberOfDevices = sensors.getDeviceCount();
  
  // locate devices on the bus
  Serial.print("Locating devices...");
  
  Serial.print("Found ");
  Serial.print(numberOfDevices, DEC);
  Serial.println(" devices.");

  // report parasite power requirements
  Serial.print("Parasite power is: "); 
  if (sensors.isParasitePowerMode()) Serial.println("ON");
  else Serial.println("OFF");
  
  // Loop through each device, print out address
  for(int i=0;i<numberOfDevices; i++)
  {
    // Search the wire for address
    if(sensors.getAddress(tempDeviceAddress, i))
 {
  Serial.print("Found device ");
  Serial.print(i, DEC);
  Serial.print(" with address: ");
  printAddress(tempDeviceAddress);
  Serial.println();
  
  Serial.print("Setting resolution to ");
  Serial.println(TEMPERATURE_PRECISION, DEC);
  
  // set the resolution to TEMPERATURE_PRECISION bit (Each Dallas/Maxim device is capable of several different resolutions)
  sensors.setResolution(tempDeviceAddress, TEMPERATURE_PRECISION);
  
   Serial.print("Resolution actually set to: ");
  Serial.print(sensors.getResolution(tempDeviceAddress), DEC); 
  Serial.println();
 }else{
  Serial.print("Found ghost device at ");
  Serial.print(i, DEC);
  Serial.print(" but could not detect address. Check power and cabling");
 }
  }

}

// function to print the temperature for a device
void printTemperature(DeviceAddress deviceAddress)
{
  float tempC = sensors.getTempC(deviceAddress);
  Serial.print("Temp C: ");
  Serial.print(tempC);
  Serial.print(" Temp F: ");
  Serial.println(DallasTemperature::toFahrenheit(tempC)); // Converts tempC to Fahrenheit
}

void loop(void)
{ 
  // call sensors.requestTemperatures() to issue a global temperature 
  // request to all devices on the bus
  Serial.print("Requesting temperatures...");
  sensors.requestTemperatures(); // Send the command to get temperatures
  Serial.println("DONE");
  
  
  // Loop through each device, print out temperature data
  for(int i=0;i<numberOfDevices; i++)
  {
    // Search the wire for address
    if(sensors.getAddress(tempDeviceAddress, i))
 {
  // Output the device ID
  Serial.print("Temperature for device: ");
  Serial.println(i,DEC);
  
  // It responds almost immediately. Let's print out the data
  printTemperature(tempDeviceAddress); // Use a simple function to print out the data
 } 
 //else ghost device! Check your power requirements and cabling
 
  }
}

Ok, não parece muito complicado. Os métodos possuem nomes e parâmetros simples, mesmo sem olhar a documentação dá para entender o código.

Abrindo o Capô

Uma olhada no código fonte da biblioteca trouxe algumas surpresas. A biblioteca não mantém nenhuma informação sobre a rede 1-wire (exceto o pino onde ela está ligado). Em quase todo acesso ela enumera os dispositivos conectados, o que parece desnecessário. Poderia ser útil caso dispositivos sejam conectados ou desconectados durante a execução, porém aí esbarramos em um outro problema. As funções usadas no exemplo se referem aos dispositivos pela sua ordem de enumeração, o que mudaria neste caso.

O disparo da leitura "simultaneamente" também pode apresentar problemas. Caso esteja sendo usada a alimentação pelo pino de dados, a biblioteca espera um tempo fixo (conforme a precisão programada). Se a alimentação é independente, é testado se a conversão terminou em apenas um dos sensores. Portanto, teremos problemas se os sensores estiverem configurados com precisões diferentes ou apresentarem tempos de resposta diferente.

Concluindo
Esta biblioteca é bem prática para projetos rápidos, desde que todos os sensores estejam configurados iguais e tenham desempenho semelhante e não haja alteração dinâmica na rede.

Se quisermos algo mais sofisticado ou seguro, vamos precisar escrever a nossa própria biblioteca. É o que pretendo tentar no futuro.