Izmēriet termopāri temperatūru ar MAX31855 un PICAXE

How to make secret box | DIY book box secret storage . Secret box making / Julia DIY (Jūnijs 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Izmēriet termopāri temperatūru ar MAX31855 un PICAXE


Termopāri pamati

Temperatūrai ir vairāki varianti: termistori, silīcija ierīces un pretestības temperatūras detektori ir tikai trīs piemēri. Viens no senākajiem un vienkāršākajiem ir termopāri, un tā ir arī šī projekta izmantota ierīce.

Termoelements ir vienkārši divu atšķirīgu metālu savienojums, un tas ir balstīts uz faktu, ka šāds metāla savienojums rada spriegumu, kas proporcionāli mainās atkarībā no temperatūras. Jo augstāka ir temperatūra, jo lielāks būs spriegums. Internets ir pilns ar šo fenomenu apzīmējumiem, ko sauc par Seeback efektu, tāpēc šeit nav jāaplūko.

Tomēr svarīgi ir tas, ka termoelementu divu vadu vienkāršība, kas ir savienota kopā, palielina tās lietojamību augstā temperatūrā. Metālu izvēle ietekmē temperatūras pieaugumu līdz sprieguma pieauguma attiecībai, un, lai izveidotu termoelementus, lai izmantotu šo raksturlielumu, tiek izmantotas vairākas dažādas metāla kombinācijas. Termopāri tiek apzīmēti ar alfabēta burtiem, lai apzīmētu izmantotās metāla kombinācijas. Viens no visizplatītākajiem ir "K" veida termopāri, kas ir šajā projektā izmantotais veids.

Būtiska grūtības termoelementu lietošanā ir fakts, ka sprieguma izmaiņas ir ļoti mazas un tāpēc ir grūti pareizi konvertēt uz faktisko temperatūru. Turklāt ir jānosaka ne tikai temperatūras mērījumi no termopāra, bet arī apkārtējās vides temperatūra vietā, kur tiek nolasīts spriegums. Abi šie jautājumi ir risinājumi, un daži labākie risinājumi ir balstīti uz specializētām integrētām shēmām.

MAX31855

MAX31855 integrētā shēma ir Maxim Integrated produkts. Šī mazā dārgakmens ne tikai nolasa spriegumu no termopāra, pastiprina to un veic analogo un ciparu pārveidošanu, bet arī nodrošina builtinu aukstuma savienojuma kompensāciju. Diemžēl daudziem hobbyists MAX31855 ir pieejams tikai kā virsmas montāžas ierīce (SMD) SOIC-8 paketē. Tā rezultātā augsts ir augsto panākumu moduļu, piemēram, Digi-Key un šī Adafruit, popularitāte. Šāda moduļa izmaksas dažām var būt mazliet dārgas, un, ja tas ietver jūs, ir vēl viens daudz lētāks variants: iegādāties neaizpildītu mikroshēmu un pielieciet to līdz pat pārtraukumam (ko sauc arī par pārveidotāju). Šādas dēļa piemērs ir parādīts zemāk esošajā fotoattēlā; noklikšķiniet uz fotoattēla, lai palielinātu attēlu.

Kā jūs varat redzēt, PCB ir paredzēts pieņemt SOIC-8 SMD un paplašināt tā savienojumus ar pin headers ar DIP (divu inline pin) konfigurāciju.

Saplākšņa plākšņu salikšana nav grūti, ja jums ir laba lodēšanas metode un vidēja (vai labāka) prasme. Pārliecinieties, vai jūs esat pārbaudījis spraudkontaktu savienojumus savā izlases dēļā; daudzi ir izgatavoti tā, kā parādīts šeit, bet jūs varētu būt atšķirīgi.

Ievietojiet divas 4-pin galvenes lodēšanas rūtiņā, kā parādīts pirmajā attēlā zemāk; Viena galvene ir kanāla abās pusēs maizes centrā. Tad novietojiet pārseguma plāksni uz galvenajām virsmām, kā parādīts attēlā, un pielieciet visas astoņas PCB galvas tapas. (Esi uzmanīgs, lai nesaturētu pārāk daudz karstuma uz jūsu lodēšanas paletēm, vai vēl labāk, izmantojiet veco, upurējošo pavairošanas maisu.)

Kad galvenes tapas ir pielodētas vietā, novietojiet MAX31855 IC, kā parādīts, un piespiediet vienu pin (tikai vienu) pie izplūdes plāksnes; fotoattēls, kas atrodas pa kreisi, parāda PIN 8 no MAX31855, kas ir piestiprināts pareizajā vietā. Pārbaudiet savu darbu un pārorientējiet IC, ja nepieciešams; Kad esat pārliecināts, ka katrs spraudnis ir saskaņots ar pareizo spilventiņu, pielieciet pārējos septiņus spraudītes. Jūsu montāžai vajadzētu izskatīties kā zemāk esošais fotoattēls pa labi.

Circuit

Šī projekta shēma nav sarežģīta, pateicoties MAX31855 plašajām iespējām un apbrīnojamo PICAXE-08M2 mikrokontrolleru izmantošanai. Papildus šīm divām integrālajām shēmām, nepieciešama PICAXE programmēšanas shēma, atbilstoša IDE, sērijas LCD un K tipa tipa termopāra, kas ir līdzīga tai. Shēmas diagramma ir parādīta zemāk; noklikšķiniet uz tā, lai iegūtu lielāku versiju. Turklāt jums ir nepieciešams labi filtrēts un regulēts 3.3VDC barošanas avots, piemēram, šis; ar šķipsniņu, divas sārma vienas šūnas baterijas sērijveidā arī darīs.

Kods

Šī projekta kods ir parādīts zemāk un ir pieejams lejupielādei. Lai gan tas ir labi komentēts, var būt noderīgi arī papildu paskaidrojumi.

  • MAX31855 spēj izmantot SPI (sērijas perifērijas saskarnes) sakarus, bet PICAXE-08M2 nav. Tomēr ir iespējams izmantot "bit-banging", lai pārsūtītu datus no 31855 uz 08M2. Šāda zondes temperatūras mērīšanas metode ietver līnijas no 36 līdz 41. Katrā no 16 atkārtojumiem vienā bitu sērijas datu pārnes PICAXE un saglabā kā vārdu mainīgo atrašanās vietā w1. Tāpat apkārtējā temperatūra tiek pārvietota 43. līdz 48. līnijā un saglabāta atrašanās vietā w0.
  • Šo divu vārdu mainīgo atrašanās vietu izmantošana (w0 un w1) ļauj individuāli piekļūt 16 bitiem katrā vārdam. Skatiet MAX31855 datu lapas 64., 72., 76. un 80. rindu un 10. lappusi.
  • 50. un 51. līnija izmanto loģiskas izmaiņas, lai pirms parādīšanas tiktu izmesti nevēlamie biti.
  • Visas serotēšanas komandas ir formatētas, lai izmantotu parasto adapteri LCD117 seriālo un 4-kārtīgu ar 20 rakstzīmju displeju. Ja jūs izmantojat citu displeja iestatījumu, jums attiecīgi būs jāmaina kods.
  • Šis projekts nav nepieciešams, un kods neatbalsta negatīvo Celsija temperatūru mērīšanu. Ja termopāra vai apkārtējā temperatūras sensora temperatūra ir zemāka par 0 ° C, tiek parādīts kļūdas ziņojums, taču netiks nodarīts kaitējums. Sk. 53-57. Rindu.
  • MAX31855 ietver arī spēju noteikt, kad termopāra ir atvienota, piesieta zemei ​​vai saīsināta līdz + V. Jebkurš no trim traucējumu apstākļiem parādīs atbilstošu paziņojumu. Skatīt pozīcijas 69-87.

Termoreaktora kods

Displejs

Uzsākot, tiks parādīts uzaicinājuma ekrāns.

Kā jau iepriekš aprakstīts, LCD displejā parādīsies gan apkārtējā temperatūra, gan zondes temperatūra.

Ja temperatūra ir zemāka par 0 ° C, tiek parādīts kļūdas ziņojums. Turklāt kļūdas ziņojumi tiks parādīti gadījumā, ja termopāra ir atvienota, piesieta zemei ​​vai saīsināta līdz + V. Izmēģiniet katru kļūdu, lai redzētu displeju; netiks radīts kaitējums.

Kas vēl?

Kaut arī termopāra termometrs ir interesants un potenciāli noderīgs, jūs varat apsvērt iespēju šo projektu padarīt par termostatu jūsu sūkāšanai paredzētā virtuves plīķī, jūsu smēķētājam vai jūsu atkausējamai lodēšanas krāsnī.

"Bet pagaidiet", jūs varētu teikt: "Visi PICAXE I / Os tiek izmantoti. Es to nevaru izdarīt."

Neatteikties tik ātri. Jūs varētu pārnest dizainu uz PICAXE-14M2 vai 20M2, vai arī jūs varētu vienkārši padarīt 08M2 pinC.0 veikt dubultu darbu … ja jūs atceraties kā. (Skatīt PICAXE rokasgrāmatas 1. lappuses 2. piezīmi).

Turpmāk būsim nākamie PICAXE piedzīvojumi par AAC-stay tuned!

Dodiet šim projektam pašiem sevi! Iegūstiet BOM.