ВИКОРИСТАННЯ ЦИФРОВИХ ДАТЧИКІВ НА УРОКАХ ФІЗИКИ

Анотація

У статті розглядається використання на уроках фізики термометра на основі цифрового датчика і технологія самостійного виготовлення і програмування цього приладу. Термометр побудований на основі мікросхеми DS18B20 і підключається до порту USB. DS18B20 – це цифровий термометр з програмною роздільністю від 9 до 12 бітів, яка може зберігатися в пам'яті EEPROM приладу. DS18B20 здійснює обмін даними по шині 1-wire і при цьому може бути як єдиним пристроєм на лінії, так і працювати в групі. Всіма процесами на шині керує центральний мікропроцесор. Діапазон вимірювань датчика: від -55 до +125 °C і точністю 0,5 °C у діапазоні від –10 до +85 °C. DS18B20 може живитися напругою лінії даних (живлення від паразитного джерела) за відсутністю зовнішнього джерела напруги. Датчик можна успішно використовувати в навчальному експерименті з фізики. У роботі також обговорюються можливості апаратно-програмної платформи Arduino. 

The article is focused on the problem of usage computers as a measuring device in organizational process of the physical laboratory experiment. The device is based on the DS18S20 digital thermometers. The thermometer connects to an USB port.

The DS18B20 digital thermometer provides 9-bit to 12-bit Celsius temperature measurements and has an alarm function with nonvolatile user-programmable upper and lower trigger points. The DS18B20 communicates over a 1-Wire bus that by definition requires only one data line (and ground) for communication with a central microprocessor. In addition, the DS18B20 can derive power directly from the data line («parasite power»), eliminating the need for an external power supply. Each DS18B20 has a unique 64-bit serial code, which allows multiple DS18B20s to function on the same 1- Wire bus. Thus, it is simple to use one microprocessor to control many DS18B20s distributed over a large area. Applications that can benefit from this feature include HVAC environmental controls, temperature monitoring systems inside buildings, equipment, or machinery, and process monitoring and control systems.

Benefits and Features: Unique 1-Wire® Interface Requires Only One Port; Pin for Communication; Reduce Component Count with Integrated; Temperature Sensor and EEPROM; Measures Temperatures from -55°C to +125°C (-67°F to +257°F); ±0.5°C Accuracy from -10°C to +85°C; Programmable Resolution from 9 Bits to 12 Bits; No External Components Required; Parasitic Power Mode Requires Only 2 Pins for Operation (DQ and GND); Simplifies Distributed TemperatureSensing; Applications with Multidrop Capability; Each Device Has a Unique 64-Bit Serial Code Stored in On-Board ROM; Flexible User-Definable Nonvolatile (NV) Alarm Settings with Alarm Search Command Identifies Devices with Temperatures Outside Programmed Limits; Available in 8-Pin SO (150 mils), 8-Pin μSOP, and 3-Pin TO-92 Packages.

This paper discusses the possibility of a hardware-software platform Arduino, as a relatively simple and flexible tool that could occupy a niche in the research tools.