Temperatursensor DS18B20

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Autor: David Reger
Betreuer: Prof. Schneider

Aufgabe

Innerhalb des Moduls Systems Design Engineering (SDE), sollte im Fach Sensortechnik ein Primärsensor ausgewählt und mit einem beliebigen Mikrocontroller ausgewertet werden. Dazu gehört das ermitteln der Sensordaten und Funkionsweise des Sensors.
Anhand der Daten wird eine Schaltung entworfen, in welcher Art der Sensor bei dem Mikrocontroller angebunden wird. Nachdem der Sensor mit dem Mikrocontroller verknüpft ist, soll ein Quelltext zum Auswerten der Sensordaten erstellt werden.
Der Aufbau der Schaltung wird in einer Skizze dargestellt. Die durchgeführte Messung zum erhalten der Sensordaten wird in einem YouTube Video dokumentiert. Während der Temperaturaufnahme wurde im Versuch ein Referenzgerät zum vergleichen der Temperaturwerte verwendet.
Zum Schluss werden die erhaltenen Temperaturdaten bewertet.

Technische Übersicht

Eigenschaft	Daten
Betriebsspannung	min. 3,0 V - max. 5V
Schnittellen:	3 (VDD, DQ, GND)
Sensortyp:	Digital (1-Wire-Bus)
Auflösung:	9/12 Bit
Temperaturbereich:	-55°C - +125°C
Abweichung:	+-0,5°C
Produktgehäuse	TO-92 (Transistor Outline)

Verwendete Software

Für dieses Projekt wurde folgende Software verwendet:
Programmierung und Auswertung der Sensordaten

• Arduino IDE 1.8.7
  

Schaltungsentwurf

• Fritzing
  

Videobearbeitung

• Vegas Pro 13
  

Hardwareaufbau

Verwendete Hardware:

• Arduino UNO R3
• DS18B20 Sensor
• Jumper Wires
• Display
• 4,7k Ohm Widerstand

Steckplatine

Schaltung

Lernerfolg

Durch Anbindung und Auswertung eines Sensors wurde ein guter Einblick in den Bereich Sensortechnik erlangt. Besonders bei der Auswahl des Sensors wurden die verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten verdeutlicht. Außerdem wurden Verknüpfungen zu anderen Fächern erstellt. Zum einen diente die Zusatzaufgabe als Ergänzung des Fachs Sensortechnik und erhöhte den Lerneffekt durch die praktische Anwendung. Da der DS18B20 ein digitaler Sensor ist und über den 1-Wire Bus angeschlossen wird, wurden Kenntnisse aus dem dritten Semester im Fach Digitaltechnik aufgegriffen. Außerdem wurde durch die Recherche über den Bus eine Vorbereitung zum Fach Bussysteme im 6. Semester getroffen. Durch die Anbindung an einen Mikrocontroller konnte das Wissen, welches parallel im 5. Semester erlangt wurde, aus Systemarchitektur und Embedded Systems eingebracht werden. Vor allem bei der Programmierung war das Vorwissen erleichternd. Insgesamt deckt die Zusatzaufgabe viele Bereiche aus dem Studiengang Mechatronik ab und verknüpft Wissen aus verschiedenen Bereichen.

Quellenverzeichnis

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