Для измерения температуры различных сред , воздуха, жидкостей, твёрдых веществ, современная электроника использует специальные цифровые датчики, представляющие из себя готовые модули, подключаемые не только к Arduino, но и любой аналогичной микроконтроллерной платформе. Про их ассортимент на известных китайских (и не только) площадках, а также возможности каждого из модулей, мы сейчас и узнаем.
Датчик температуры KY-001 с интерфейсом 1-Wire
Этот датчик служит для точного измерения температуры. Связь с датчиком осуществляется по интерфейсу 1-Wire [1-2], что позволяет подключить к плате Arduino несколько подобных устройств, используя один вывод микроконтроллера [3-4]. Основой модуля является микросхема ds18b20 [5].
Размер модуля 24 х 15 х 10 мм, масса 1,3 г. Для подключения служит трехконтактный разъем. Центральный контакт – питание +5В, контакт «-» , общий, контакт «S» , информационный.
На плате имеется красный светодиод, который загорается, когда совершается обмен информации.
Потребляемый ток 0,6 мА при обмене информации и 20 мкА в ждущем режиме.
Подключение данного типа датчиков к Arduino хорошо описано во многих источниках [6-8]. В данном случае снова проявляются основные достоинства Arduino – универсальность и наличие огромного количества справочной информации. Для работы с датчиком потребуется библиотека OneWire Library [9]. Загрузив программу из [8] (в первом варианте программы есть ошибка – в заголовке кода нет подключения библиотеки #include <,OneWire.h>,) можно наблюдать в мониторе последовательного порта следующую информацию.
Так же автор тестировал код из [7], тут все заработало сразу, в мониторе последовательного порта можно прочитать информацию о типе подключенного датчика и собственно данные о температуре.
В целом очень полезный датчик, дающий возможность познакомиться на практике с интерфейсом 1-Wire. Корректные данные о температуре датчик выдает сразу, пользователю не нужно производить калибровку.
Модуль датчика температуры KY-013
Модуль представляет собой делитель напряжения, в одно из плеч которого включен терморезистор. Сопротивление датчика меняется при изменении температуры, второе плечо делителя образует резистор сопротивлением 10 кОм [10]. Подключение датчика аналогично фоторезистору [11].
Размер модуля 30 х 15 мм, масса 1 г. Для подключения служит трехконтактный разъем. Центральный контакт – питание +5В, контакт «-» , общий, контакт «S» , информационный.
При изменении температуры происходит изменение сопротивления терморезистора, что приводит к изменению уровня напряжения на сигнальном выводе модуля. Если загрузить в Arduino программу AnalogInput2, то в мониторе последовательного порта среды разработки Arduino IDE можно наблюдать, как меняются показания, снимаемые с аналогового входа платы Arduino. На иллюстрации изменение показаний обусловлено нагревом терморезистора подушечками пальцев.
В общем, это один из простейших аналоговых датчиков, наряду с фоторезистором и потенциометром это датчик с которого обычно начинается изучение работы со встроенным АЦП.
Датчики касания и звуковые
Модуль датчика влажности и температуры KY-015 [12-13]
Модуль позволяет измерять температуру и влажность, передача информации осуществляется по интерфейсу 1-Wire [1-2].
Размер модуля 27 х 15 х 8 мм, масса 2,2 г. Для подключения служит стандартный трехконтактный разъем. Центральный контакт – питание +5В, контакт «-» , общий, контакт «S» , информационный.
В ждущем режиме модуль потребляет около 60 мкА, и до 3 мА при обмене данными.
Для работы датчику необходима специальная библиотека [14], для проверки работоспособности датчика был использован код, взятый из следующего источника [15]. После загрузки можно наблюдать в мониторе последовательного порта данные о температуре и влажности. Изменения показаний датчика обусловлены тем, что автор поднес его ко рту.
Следует иметь в виду, что показания датчика влажности при быстром понижении влажности становятся корректными с задержкой, достигающей 2 мин. В целом этот модуль так и просится в состав простой метеостанции или системы умного дома.
Модуль датчика температуры KY-028 [16-17]
Этот датчик предназначен для грубого измерения температуры и обнаружения превышения заданного температурного порога.
Датчик имеет габариты 45 х 15 х 13 мм, массу 2,7 г, в печатной плате модуля предусмотрено крепежное отверстие диаметром 3 мм. Чувствительным элементом датчика является терморезистор. Индикация питания осуществляется светодиодом L1.
При срабатывании датчика загорается светодиод L2.
На плате датчика расположено четыре контакта. «A0» , аналоговый выход, выходное напряжение на котором меняется при изменении сопротивления терморезистора. Если в память Arduino UNO загрузить программу AnalogInput2, то можно наблюдать следующее изменение показаний датчика при его прижатии к коже человека.
Выводы питания «G» , общий провод, «+»– питание +5В. На цифровом входе «D0» присутствует низкий логический уровень, если температура не превышает заданного порога, при срабатывании датчика низкий уровень меняется на высокий. Регулировать положение порога срабатывания датчика можно подстроечным резистором. В дежурном режиме датчик потребляет около 4 мА, при срабатывании ток возрастает до 6 мА
Модуль можно легко настроить на срабатывание от тепла тела (используется программа LED_with_button).
В целом данная часть набора оставляет весьма приятное впечатление. Во всяком случае, ни один из датчиков температуры не является просто радиоэлементом без какой-либо обвязки, непонятно зачем приделанным к плате.
Литература
1) http://cxem.net/comp/comp53.php 2) http://cxem.net/comp/comp54.php 3) http://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-datchika-temperaturyi-ds18b20 4) http://www.zi-zi.ru/module/module-ky001 5) http://cxem.net/ckfinder/userfiles/comments/43118_ds18b20-rus.pdf 6) http://mypractic.ru/urok-26-podklyuchenie-termodatchikov-ds18b20-k-arduino-biblioteka-onewire-tochnyj-arduino-termometr-registrator.html 7) http://arduino-diy.com/arduino-tsifrovoy-datchik-temperatury-DS18B20 
http://it-chainik.ru/podklyuchenie-datchika-temperatury-ds18b20-k-arduino/ 9) https://www.pjrc.com/teensy/td_libs_OneWire.html 10) http://www.zi-zi.ru/module/module-ky013 11) http://robocraft.ru/blog/arduino/68.html 12) http://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-datchika-vlajnosti-i-temperaturyi 13) http://www.zi-zi.ru/module/module-ky015 14) https://drive.google.com/file/d/0B-DqglGyhA7eVlAyYkhUaXYwWGc/view 15) http://роботехника18.рф/датчик-температуры-и-влажности/ 16) http://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-datchika-temperaturyi_ 17) http://www.zi-zi.ru/module/modul-ky-028
Все файлы (прошивки и документация) в едином архиве. Материал подготовил специально для сайта 2 Схемы , Denev.