三线制DS18B20多点深井（240米）高温（90℃）测试故障解析

lmzlbf · 发表于 2017-12-10 23:43:40

三线制（供电5V、地、数据）DS18B20多点（21个测温点），实验室测试240米线缆，常温测量正常。下井后前两天测试温度正常，第三天测试所有传感器温度显示-273℃。线缆内芯采用带钢丝（抗拉）三芯硅胶线缆（无屏蔽无双绞），DS18B20嵌于硅胶线缆内部，各传感器串接于总线上，硅胶线缆外层加直径4mm粗钢丝，外层塑封聚四氟乙烯线缆，抗拉性应该能保证。
问：
1、传感器前两天采集正常，为何第三天采集值为-273℃？高温高压成就高湿环境造成线缆电阻电容变化了？
2、TO-92塑封DS18B20能承受压强多大？
3、DS18B20数据端DQ连接单片机IO口，上拉电阻为510Ω，是否妥当？如不妥如何改进？

饭桶 · 发表于 2017-12-11 07:56:55

线缆进水了

zljcat3721 · 发表于 2017-12-11 08:05:59

原线能否拆开？如果能拆开,拆出DS18B20，测试一下看是否损坏，如果损坏了找DS18B20损坏原因，没有损坏找线缆原因

szxszx · 发表于 2017-12-11 08:07:08

如果是线缆参数变化超出极限，应该通讯不正常，怎么会采集到数据？

polarbear · 发表于 2017-12-11 08:48:27

240米的距离，是否在前端加个单片机，跑485靠谱点？

shiva_shiva · 发表于 2017-12-11 09:00:33

这个应该抓波形看看吧。

zcllom · 发表于 2017-12-11 09:00:57

本帖最后由 zcllom 于 2017-12-11 09:03 编辑

3、DS18B20数据端DQ连接单片机IO口，上拉电阻为510Ω，是否妥当？如不妥如何改进？
========================================================
不妥，我一个通道带200个点，上拉电阻为1K。
5V环境下，510欧总线上拉电阻，线缆中某个点想要在总线上表示“0”，则要承受10mA的灌电流（如果考虑长线缆寄生电容的储能影响，还不止），如此将导致其下拉不利（无法将总线电位拉至0.8V以下），单片机IO口无法正确识别“0”（很多单片机以TTL标准识别高低电位，0.8V是低电平的上限，0.8V到2.5V为不确定态）
另，在高温中，点的驱动能力或说带载能力更差。

mubei · 发表于 2017-12-11 09:11:19

分段采集，走485或者 CAN总线比较靠谱

mubei · 发表于 2017-12-11 09:11:51

不然你这样出问题维修时候搞死人的，售后估计想杀人

zdhxzy1981 · 发表于 2017-12-11 09:24:59

建议你用光纤来做通讯吧

qd118118 · 发表于 2017-12-11 09:45:43

zdhxzy1981 发表于 2017-12-11 09:24
建议你用光纤来做通讯吧

如果光纤通讯就是以太网通讯，那成本高太多了

mcu5i51 · 发表于 2017-12-11 09:57:39

估计是电线外面有了一层水，电容参数改变了；
最好是测下波形，看看电压范围再说怎么做

dengkong · 发表于 2017-12-11 10:19:45

18b20最低是-55度吧，先查下温度解析程序有无异常
分析下如何计算出来-273的，感觉是故意搞个绝对零度来提示某种异常的

kdtcf · 发表于 2017-12-11 10:31:02

要么是数据读取错误，要么就是18B20已经坏了

gwj221 · 发表于 2017-12-11 10:34:50

测井没有见过这么搞得

lmzlbf · 发表于 2017-12-13 15:11:16

线缆拉出深井测试有数据温度值准确，放下去大概12小时以内测试数据也是正常的。进水不太可能，双层塑料线套保护，即使进水拉出来测试水就跑掉了，这不可能。唯一的疑点在于连接传感器的硅胶线缆未带屏蔽，三芯线缆不是双绞线，下水后温度、压强导致线缆电容变化从而影响采集数据。期待有好的解决办法，谢谢！

lmzlbf · 发表于 2017-12-13 15:22:11

本帖最后由 lmzlbf 于 2017-12-13 15:29 编辑

不好意思,我之前误导大家了,-273度绝对0度是程序提示的错误返回值.其实是18b20通信时序错误后的返回值,也就是说不是18b20真实返回值.
执行One_Wire_Reset失败,会返回-273.15

bool One_Wire_Reset(void)
{
bit bPresece;

One_Wire_DQ=1;//DQ复位
Delay1Us(8);//稍作延时

Delay1Us(sG);
One_Wire_DQ=0;//将DQ信号线拉低
Delay1Us(sH);//复位低脉冲保持

One_Wire_DQ=1;//释放总线
Delay1Us(sI);
bPresece=One_Wire_DQ;//读应答

Delay1Us(sJ);//等待总线初始化过程结束

//1 无应答(总线上不存在单总线器件)
//0 有应答(总线上存在单总线器件)
if(bPresece)
return false;
else
return true;
}

lmzlbf · 发表于 2017-12-13 15:22:57

dengkong 发表于 2017-12-11 10:19
18b20最低是-55度吧，先查下温度解析程序有无异常
分析下如何计算出来-273的，感觉是故意搞个绝对零度来提 ...

不好意思,-273度绝对0度是程序提示的错误返回值.其实是18b20通信时序错误后的返回值,也就是说不是18b20真实返回值.

lmzlbf · 发表于 2017-12-13 15:25:05

zcllom 发表于 2017-12-11 09:00
3、DS18B20数据端DQ连接单片机IO口，上拉电阻为510Ω，是否妥当？如不妥如何改进？
================== ...

请问大神,你在dq和地之间并了电容了吗?是多大的电容?我现在只在18b20供电上并了个电容,做为滤波.

lmzlbf · 发表于 2017-12-13 15:40:11

qd118118 发表于 2017-12-11 09:45
如果光纤通讯就是以太网通讯，那成本高太多了

是的,之前在普通温度范围同样深度应用的还是蛮好的.现在情况就是温度90度,而且有水. 当然我们防水是直接塑封的,应该不影响.现在只能考虑温度和压强原因了.

lmzlbf · 发表于 2017-12-13 15:41:53

mubei 发表于 2017-12-11 09:11
不然你这样出问题维修时候搞死人的，售后估计想杀人

是啊,主要是之前同深度也用过,效果一直可以.成本很低.
现在深井里有水,而且是温泉,这两个因素不同了

zcllom · 发表于 2017-12-16 20:03:33

lmzlbf 发表于 2017-12-13 15:25
请问大神,你在dq和地之间并了电容了吗?是多大的电容?我现在只在18b20供电上并了个电容,做为滤波. ...

我的上拉电阻低于600欧，就会出异常值。官方有推荐的长线多点驱动电路，它选用的阻值为910欧

xjmlfm1 · 发表于 2017-12-16 20:10:04

长距离多点连接18B20，需要加强总线驱动。
我们产品里，单总线的收发占用2个单片机IO口，这样抗干扰能力大大增加，对18B20的总线打2KV间接耦合的电快速瞬变干扰，通讯正常。

chenchaoting · 发表于 2017-12-16 21:43:42

xjmlfm1 发表于 2017-12-16 20:10
长距离多点连接18B20，需要加强总线驱动。
我们产品里，单总线的收发占用2个单片机IO口，这样抗干扰能力大 ...

能否详细说说，也遇到过楼主这样的问题

szxszx · 发表于 2017-12-16 21:55:21

xjmlfm1 发表于 2017-12-16 20:10
长距离多点连接18B20，需要加强总线驱动。
我们产品里，单总线的收发占用2个单片机IO口，这样抗干扰能力大 ...

“占用2个单片机IO口” 还是 “占用单片机的2个IO口” ？

xjmlfm1 · 发表于 2017-12-16 22:17:01

szxszx 发表于 2017-12-16 21:55
“占用2个单片机IO口” 还是 “占用单片机的2个IO口” ？

你理解的对，是占用单片机的2个IO口，这样可以增加发送时的驱动能力，同时减少接收时的驱动电流。

xjmlfm1 · 发表于 2017-12-16 22:18:09

chenchaoting 发表于 2017-12-16 21:43
能否详细说说，也遇到过楼主这样的问题

由于涉及到单位的专利问题，所以不方便直接贴图，报歉。
不过从我描述中应该就可以推测出来电路。

TonyCai · 发表于 2017-12-16 23:47:54

类似这样的，准备2套硬件线缆，单片收集盒子不变的情况来troubleshooting，除了硬件可能损坏；
还有程序的延时不一定适合这个环境，可能在边缘，一旦到了实际环境就超标了；

zcllom · 发表于 2017-12-17 13:15:26

本帖最后由 zcllom 于 2017-12-17 13:18 编辑

我做的单总线长距离挂多点18B20，用了4个IO口，读总线口，强上拉写1口，强下拉写0口，还有一个充电口（针对二线接法）

dreampet · 发表于 2017-12-17 16:26:29

zcllom 发表于 2017-12-17 13:15
我做的单总线长距离挂多点18B20，用了4个IO口，读总线口，强上拉写1口，强下拉写0口，还有一个充电口（针对 ...

用的芯片IO没有推挽模式？我现在是两IO，其中一个配置成推挽模式

uzslm · 发表于 2018-2-21 15:24:04

本帖最后由 uzslm 于 2018-2-21 16:26 编辑

可以考虑用适合工业测温的3线制PT100，这个就是单纯的传感器探头，不会出现18B20那样的问题；

ericdai · 发表于 2018-2-21 19:19:25

这不应该485吗

usnmyrj · 发表于 2019-7-30 08:38:53

DS18B20 时序要求很严格

usnmyrj · 发表于 2019-7-30 08:39:31

恶劣环境，慎重使用

tage · 发表于 2019-7-30 10:00:43

,深井（240米）高温环境下不建议用18B20,建议用PT100等。18B20怕水怕高湿度，用18B20做测温我认为是硬件设计错误。

三线制DS18B20多点深井（240米）高温（90℃）测试故障解析

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