🌡️ Проект: термометр на DS18B20 с выводом на LCD1602

Схема термометра на DS18B20 с выводом на LCD1602

Цифровой датчик DS18B20 измеряет температуру и выводит её на экран LCD1602 через I2C-переходник — без лишних проводов на дисплей, всего два сигнальных пина.

Как это работает

DS18B20 — цифровой датчик температуры с интерфейсом 1-Wire: всего один провод передаёт данные, а не аналоговое напряжение, как у простых терморезисторов. Это значит, что на длинном проводе (например, если датчик вынесен на улицу или в аквариум) сигнал не искажается наводками так, как это происходит с аналоговым сигналом. У каждого датчика DS18B20 есть свой уникальный 64-битный адрес, поэтому теоретически к одному пину Arduino можно подключить сразу несколько датчиков DS18B20 одновременно, опрашивая их по очереди — в этом проекте используется один.

Экран LCD1602 без переходника занимает 6 пинов Arduino (RS, E, 4 линии данных) плюс питание. Переходник I2C (модуль на чипе PCF8574) превращает это в 2 сигнальных провода — SDA и SCL — по которым LCD1602 "разговаривает" с Arduino по протоколу I2C. Это освобождает пины для других модулей и заметно упрощает разводку проводов на макетной плате.

Пошаговая сборка

Так как реализации данного модуля бывают разные, если у вас на плате нет тех контактов, которые указаны ниже — сориентируйтесь по названиям контактов на своей плате.

Подключите DS18B20: сигнальный провод (обычно жёлтый или белый, средний вывод у датчика в корпусе TO-92) → цифровой пин D2 Arduino.
Между сигнальным проводом и VCC (+5В) впаяйте или воткните в макетную плату резистор-подтяжку номиналом 4.7 кОм — без него линия 1-Wire будет "плавать" и показания будут нестабильными или нулевыми.
GND датчика → GND Arduino, VCC датчика → 5V Arduino.
Подключите LCD1602 с I2C-переходником: SDA → A4, SCL → A5 (на Arduino UNO/Nano это стандартные аналоговые пины, используемые под I2C), VCC → 5V, GND → GND.
На плате переходника I2C обычно есть подстроечный резистор синего цвета — им регулируется контрастность символов на экране, если после прошивки экран горит, но текста не видно.

Скетч

// ВНИМАНИЕ: рекомендую отладить код через монитор порта, так как я языковая
// модель, а не специализированный кодер, и могу что-то упустить. Основу
// и идею я накидал, но проверьте под свою схему.

#include <OneWire.h>             // библиотека для протокола 1-Wire
#include <DallasTemperature.h>  // библиотека конкретно под датчики DS18B20
#include <Wire.h>               // стандартная библиотека для шины I2C
#include <LiquidCrystal_I2C.h>  // библиотека для LCD-дисплея через I2C-переходник

#define ONE_WIRE_BUS 2            // пин, к которому подключён сигнальный провод DS18B20

OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);           // создаём шину 1-Wire на этом пине
DallasTemperature sensors(&oneWire); // передаём шину в библиотеку датчиков температуры
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);       // адрес дисплея на шине I2C, 16 столбцов, 2 строки

void setup() {
  Serial.begin(9600);   // открываем монитор порта для отладки
  sensors.begin();      // инициализируем датчик температуры
  lcd.init();           // инициализируем дисплей
  lcd.backlight();      // включаем подсветку экрана
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("DS18B20 ready"); // приветственное сообщение при старте
  delay(1000);
  lcd.clear();
}

void loop() {
  sensors.requestTemperatures();          // отправляем всем датчикам на шине команду измерить температуру
  float t = sensors.getTempCByIndex(0);   // забираем результат измерения от первого (и единственного) датчика

  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Temp: ");
  lcd.print(t);
  lcd.print(" C   ");                     // пробелы в конце стирают "хвост" от предыдущего, более длинного числа

  Serial.print("Temperatura: ");
  Serial.println(t);                      // дублируем значение в монитор порта для отладки

  delay(1000);                            // пауза между измерениями
}

Библиотеки OneWire, DallasTemperature и LiquidCrystal_I2C ставятся через Менеджер библиотек Arduino IDE (Скетч → Подключить библиотеку → Управлять библиотеками). Если LCD не откликается — проверьте адрес на шине I2C через скетч-сканер I2C (обычно 0x27 или 0x3F).

Частые проблемы

Датчик показывает -127°C — обычно означает обрыв связи с DS18B20: проверьте резистор-подтяжку 4.7 кОм и правильность подключения сигнального провода к D2.
Дисплей горит, но символов не видно — покрутите синий подстроечный резистор контрастности на плате I2C-переходника.
Дисплей вообще не реагирует — почти всегда неверный адрес I2C; запустите отдельный скетч-сканер шины I2C, чтобы узнать реальный адрес вашего модуля (не всегда 0x27).
Температура скачет на пару градусов туда-сюда — нормальное поведение для этого датчика при заводской точности ±0.5°C, для более стабильных показаний усредняйте несколько последних измерений в коде.
Не собирается скетч, ошибка про библиотеку — убедитесь, что все четыре библиотеки установлены именно через официальный Менеджер библиотек, а не скачаны вручную с недостающими зависимостями.

Как улучшить проект

Добавить второй датчик DS18B20 на ту же линию — у каждого свой уникальный адрес, можно выводить сразу две температуры (например, в комнате и на улице).
Завести звуковое оповещение (пассивный или активный зуммер) при превышении заданного порога температуры.
Подключить модуль часов реального времени (например, DS1302) и логировать температуру с меткой времени в энергонезависимую память EEPROM.