Regulator visoke temperature na termoelementu tipa K. PIC16F676 - Termometri - Dizajni za dom i vrt. Mjerenje temperature termoelementom i AVR mikrokontroler Dijagram termometra za kineski termoelement

Odlučio sam da u svoj laminator ubacim termometar, termometar na termoparu tipa K. Da mi bude informativnije, mislim da hobi radio amater ne može biti zadovoljan kada na takvom uređaju svijetle samo dvije LED diode “POWER” i “READY”. Odgajam šal za svoje detalje. Za svaki slučaj, sa mogućnošću da ga prepolovite (ovo je neka svestranost). Odmah sa mestom za napojni deo na tiristoru, ali dok ne upotrebim ovaj deo imacu strujno kolo za lemilicu (kad skontam kako da zakacim termoelement na ubod)

Ima malo prostora u laminatoru (mehanizmi su locirani jako čvrsto, razumete Kinu), koristim mali indikator od sedam segmenata, ali to nije sve, ni cela ploča ne staje, ovde je došla svestranost ploče zgodno, prepolovio sam ga (ako koristite konektor, gornji dio odgovara mnogim razvojima na pickupovima od ur5kby.)

Podesio sam, prvo to uradim, kako pise na forumu, ne lemim termoelement, postavio sam ga na 400 (mada ako je ovaj parametar u memoriji, ova stavka ce nestati)

Takav regulator teoretski radi do 999 ° C, ali kod kuće se takva temperatura vjerojatno neće naći, najviše je otvorena vatra, ali ovaj izvor topline ima jaku nelinearnost i osjetljivost na vanjske uvjete.

ovdje je primjer tabele.

a takođe i zbog jasnoće

Dakle, izbor je mali u izboru izvora za podešavanje očitavanja kontrolera.

nema više igranja dugmadima, sve se može skupiti,
Koristio sam termoelement sa kineskog testera. I post na forumu mi je sugerirao da se ovaj termoelement može umnožiti, njegova dužina je skoro pola metra, odrezao sam 2 cm.

Napravim transformator uvrtanjem sa ugljem, ispadne kuglica, i to na dva kraja tacno ovako, po bakrenoj zici, za dobro lemljenje na moje zice

PIC16F676 Primjena, stanica za lemljenje, kontrola procesa visoke temperature, itd. sa PID funkcijom upravljanja grijaćim elementima

Odlučio sam da u svoj laminator ubacim termometar, termometar na termoparu tipa K. Da mi bude informativnije, mislim da hobi radio amater ne može biti zadovoljan kada na takvom uređaju svijetle samo dvije LED diode “POWER” i “READY”. Odgajam šal za svoje detalje. Za svaki slučaj, sa mogućnošću da ga prepolovite (ovo je neka svestranost). Odmah sa mestom za napojni deo na tiristoru, ali dok ne upotrebim ovaj deo imacu strujno kolo za lemilicu (kad skontam kako da zakacim termoelement na ubod)

Ima malo prostora u laminatoru (mehanizmi su locirani jako čvrsto, razumete Kinu), koristim mali indikator od sedam segmenata, ali to nije sve, ni cela ploča ne staje, ovde je došla svestranost ploče zgodno, prepolovio sam ga (ako koristite konektor, gornji dio odgovara mnogim razvojima na pickupovima od ur5kby.)

Podesio sam, prvo to uradim, kako pise na forumu, ne lemim termoelement, postavio sam ga na 400 (mada ako je ovaj parametar u memoriji, ova stavka ce nestati)

Takav regulator teoretski radi do 999 ° C, ali kod kuće se takva temperatura vjerojatno neće naći, najviše je otvorena vatra, ali ovaj izvor topline ima jaku nelinearnost i osjetljivost na vanjske uvjete.

ovdje je primjer tabele.
a takođe i zbog jasnoće

Dakle, izbor je mali u izboru izvora za podešavanje očitavanja kontrolera.

nema više igranja dugmadima, sve se može skupiti,
Koristio sam termoelement sa kineskog testera. I post na forumu mi je sugerirao da se ovaj termoelement može umnožiti, njegova dužina je skoro pola metra, odrezao sam 2 cm.

Napravim transformator uvrtanjem sa ugljem, ispadne kuglica, i to na dva kraja upravo ovako, po bakrenoj zici, za dobro lemljenje na moje zice.

Niz članaka o mjerenju temperature sa Arduino kontrolerima ne bi bio potpun bez priče o termoparovima. Štaviše, nema više ništa za mjerenje visokih temperatura.

Termoparovi (termoelektrični pretvarači).

Svi temperaturni senzori iz prethodnih lekcija dozvoljavali su mjerenje temperature u opsegu ne širem od - 55 ... + 150 °C. Za mjerenje viših temperatura, termoparovi su najčešći senzori. oni:

• imaju izuzetno širok raspon mjerenja temperature od -250 … +2500 °C;
• može se kalibrirati za visoku tačnost mjerenja, do greške ne veće od 0,01 °C;
• obično imaju nisku cijenu;
• smatraju pouzdanim temperaturnim senzorima.

Glavni nedostatak termoparova je potreba za prilično složenim preciznim mjeračem, koji bi trebao osigurati:

• mjerenje niskih termo-EMF vrijednosti s gornjom vrijednošću u rasponu od desetina, a ponekad čak i jedinica mV;
• termo-EMF kompenzacija hladnog spoja;
• linearizacija karakteristika termoelementa.

Princip rada termoparova.

Princip rada senzora ovog tipa zasniva se na termoelektričnom efektu (Seebeck efekt). Stoga je drugi naziv za termoelement termoelektrični pretvarač.

U krugu između povezanih različitih metala formira se razlika potencijala. Njegova vrijednost ovisi o temperaturi. Stoga se naziva termo-EMF. Različiti materijali imaju različite termo-EMF vrijednosti.

Ako su u krugu spojevi (spojovi) različitih vodiča spojeni u prsten i imaju istu temperaturu, tada je zbroj termo-EMF nula. Ako su spojevi žica na različitim temperaturama, onda ukupna razlika potencijala između njih ovisi o temperaturnoj razlici. Kao rezultat, dolazimo do konstrukcije termoelementa.

Dva različita metala 1 i 2 u jednoj tački formiraju radni spoj. Radni spoj se postavlja na tačku čija temperatura treba da se meri.

Hladni spojevi su tačke na kojima se metali termoparova spajaju sa drugim metalom, obično bakrom. To mogu biti blokovi brojila ili bakrene žice za komunikaciju termoelementa. U svakom slučaju, temperatura hladnog spoja mora biti izmjerena i uzeta u obzir pri proračunu izmjerene temperature.

Glavne vrste termoparova.

Najrasprostranjeniji termoparovi su XK (hromel - kopel) i XA (hromel - alumel).

Kako praktično izmjeriti temperaturu termoelementom. Tehnika mjerenja.

Nazivna statička karakteristika (NSH) termoelementa data je u obliku tabele sa dve kolone: ​​temperatura radnog spoja i termo-EMF. GOST R 8.585-2001 sadrži NSH termoparova različitih tipova, specificiranih za svaki stepen. Može se preuzeti u PDF formatu sa ovog linka.

Za mjerenje temperature termoelementom slijedite ove korake:

• izmjeriti termo-EMF termoelementa (E općenito);
• izmjeriti temperaturu hladnog spoja (T cold junction);
• prema NSH tabeli termoelementa odrediti termo-EMF hladnog spoja koristeći temperaturu hladnog spoja (E hladni spoj);
• odrediti termo-EMF radnog spoja, tj. dodajte EMF hladnog spoja ukupnom termo-EMF-u (E radni spoj \u003d E zajednički + E hladni spoj);
• prema tablici NSH odrediti temperaturu radnog spoja pomoću termo-EMF radnog spoja.

Evo primjera kako sam izmjerio temperaturu vrha lemilice koristeći THA termoelement.

• Dodirnuo sam radni spoj do vrha lemilice, izmjerio napon na vodovima termoelementa. Ispostavilo se 10,6 mV.
• Temperatura okoline, tj. temperatura hladnog spoja je približno 25 °C. EMF hladnog spoja iz tabele GOST R 8.585-2001 za termoelement tipa K na 25 °C je 1 mV.
• Termo-emf radnog spoja je 10,6 + 1 = 11,6 mV.
• Temperatura iz iste tabele za 11,6 mV je 285 °C. Ovo je izmjerena vrijednost.

Takav slijed radnji moramo implementirati u program Arduino termometra.

Arduino termometar za mjerenje visokih temperatura pomoću THA termoelementa.

Našao sam termoelement TP-01A. Tipičan, široko korišten THA termoelement iz testera. Koristiću ga u termometru.

Parametri na pakovanju su:

• tip K;
• mjerni opseg – 60 … + 400 °C;
• tačnost ±2,5% do 400 °C.

Mjerni opseg je specificiran za kabel od staklenih vlakana. Postoji sličan termoelement TP-02, ali sa sondom od 10 cm.

TP-02 ima gornju granicu mjerenja od 700 °C. Dakle, mi ćemo razviti termometar:

• za termoelement tipa THA;
• sa mjernim opsegom – 60 … + 700 °C.

Nakon što ste razumjeli program i shemu uređaja, možete kreirati mjerač za termoelemente bilo koje vrste s bilo kojim rasponom mjerenja.

Preostala funkcionalnost termometra je ista kao kod uređaja iz prethodna tri lekcija, uključujući i funkciju registracije temperaturnih promjena.

Uređaj (vidi sliku) se može koristiti za automatsku kontrolu mjerenja temperature u staklenicima i povrtarskim prostorima, sušarama i električnim pećnicama, kao i u biomedicinske svrhe. Pruža visoku osjetljivost i otpornost na buku, pogodnu kontrolu načina rada. Prisutnost galvanske izolacije u strujnim i upravljačkim krugovima čini ga pouzdanim i sigurnim u radu. Sistem sinhronizacije optokaplera sa mrežnom frekvencijom izbegava smetnje pri prebacivanju.

Uređaj se sastoji od dvije glavne funkcionalne jedinice: elektronskog termostata i digitalnog mjerača. Upravljački signali u termostatu se formiraju na osnovu poređenja napona primljenog od termoelementa (TC) sa referentnim naponom.

Glavne tehničke karakteristike uređaja: raspon kontroliranih temperatura od 0 do 200 ili do 1200 °C, ovisno o korištenom senzoru. Greška termometra nije veća od 1,5% gornje granice mjerenja; maksimalna preciznost održavanja temperature do 0,05°S. Treba uzeti u obzir da je sistem koji koristi TP diferencijalan, tj. napon na njegovom izlazu je proporcionalan temperaturnoj razlici između spojenog i slobodnog kraja termoelementa.Stoga, ako je pri visokim kontrolisanim temperaturama uticaj fluktuacija temperature okoline na izlazni napon TC-a beznačajan i može se zanemariti, zatim za kontrolirane temperature ispod 200°C, moraju se primijeniti dodatne mjere kompenzacije promjene temperature slobodnih krajeva termoelementa. Maksimalna frekvencija uključivanja opterećenja je 12,5 Hz, struja opterećenja je do 0,1 A, a pri korištenju dodatnog triac prekidača do 80 A pri naponu od ~220 V, ukupne dimenzije su 120x75x160 mm.

Izmjenični napon od 24 V sa mrežnom frekvencijom (f), uzet iz sekundarnog namota transformatora T1, preko ograničavajućeg otpornika R21, dovodi se do tranzistorskog optospojnika U1, na terminalu 5 kojeg se formiraju taktni impulsi, prednji od čega se praktički vremenski poklapa sa trenucima prolaska mrežnog napona kroz nulu. Nadalje, ovi impulsi se unose u digitalni dio uređaja, koji na osnovu signala koji dolaze iz analognog dijela generiše odgovarajuće upravljačke signale.

Analogni dio uređaja implementiran je na četiri op-pojačala mikrokola K1401UD2. Napon koji je uklonjen iz TP pojačava se pomoću op-pojačala DA1.1 i dovodi do ulaza op-pojačala DA1.2 ... DA1.4, koji djeluju kao komparatori. Referentni naponi koji određuju njihove pragove uključivanja su postavljeni otpornicima R8, R9, R11, R12, R14-R16. Zbog odsustva povratne sprege u op-pojačalu (DA 1.2-DA 1.4) i njihovog visokog pojačanja, postignuta je vrlo visoka osjetljivost uređaja. Otpornik R12 se koristi za postavljanje gornjeg temperaturnog praga pri kojem se opterećenje isključuje, a otpornik R9 je dizajniran za postavljanje temperaturne razlike (Dt) između gornjeg i donjeg praga uključivanja termostata. Kada podešavanje Dt nije potrebno, preporučuje se ugradnja kratkospojnika umjesto otpornika R9 kako bi se osigurala maksimalna preciznost održavanja temperature, dok se otpornik R8 može isključiti iz kola. Kola na elementima VD1-VD3, C1-SZ, R10 R13, R17 služe za sprečavanje prolaska negativnog napona na ulaze digitalnih mikrokola i eliminaciju smetnji. Sinhronizacija trigera DD1.2, DD2.1, DD2.2 se vrši impulsima koje generiše brojač DD3. Tabela objašnjava logiku generiranja upravljačkih signala u uređaju.

U stabilnom stanju rada, kada temperatura na objektu odgovara podešenoj, indikator HL2 mora biti stalno uključen, a indikatori HL1, HL3 isključeni. Temperaturna odstupanja se signaliziraju uključivanjem indikatora HL1, HL3. Da bi se povećala vidljivost, rade u bljeskajućem načinu rada. Impulsi neophodni za kontrolu ovih indikatora generišu se na izlazima 5 i 12 brojača dD3. Od pina 9 okidača DD1.2 preko emiterskog sljedbenika na tranzistoru VT1, signal ide u krugove indikacije i upravljanja opterećenjem. Prisilno isključivanje opterećenja vrši se prekidačem SA1, koji otvara ove krugove. Za kontrolu opterećenja koristi se dinistorski optospojnik U2, koji je uključen u dijagonalu VD2 mosta. Maksimalna struja prebacivanja u ovoj izvedbi je 0,1 A. Instaliranjem dodatnog sedmospratnog VS1 i promjenom strujnog sklopa opterećenja u skladu s tim, ova struja se može povećati na 80 A.

Funkcije mjerenja temperature, kao i prikaz njene vrijednosti, implementirane su na bazi mikrokola K572PV2 (slično ILC7107). Izbor ovog ADC-a je zbog mogućnosti direktnog povezivanja LED indikatora za sintetizaciju znakova na njega. Kada koristite LCD, možete primijeniti K572PV5. Kada se otpusti dugme SB1, napon se dovodi do ADC-a sa izlaza op-pojačala DA1.1, obezbeđujući režim merenja temperature. Kada pritisnete dugme SB1, meri se napon na promenljivom otporniku R12, koji odgovara temperaturi postavljenog kontrolnog praga.

Detalji. Uređaj koristi fiksne otpornike tipa MLT, podešene SP5-2 (R9, R15), varijabilni SPZ-45 (R12), kondenzatore K73-17 (C11-C13), KT1 (C10), K53-1 ( C4-C7) tip . Optospojler AOUYU3V može se zamijeniti sa AOU115V. Indikatori HG1-HG4 tipa SA08-11HWA mogu se zamijeniti domaćim KLTs402.

Podešavanje se sastoji u postavljanju ispravnih očitanja termometra sa otpornikom R3 na minimalnoj temperaturi, a sa otpornikom R4 - na maksimalnoj. Da bi se uklonio međusobni utjecaj otpora otpornika, ovo podešavanje treba ponoviti nekoliko puta. Pravilno montiran uređaj ne treba dalje prilagođavanje, potrebno je samo postaviti potrebnu vrijednost Dt otpornikom R9, a otpornikom R15 - dozvoljenu granicu porasta temperature prije nego što se alarm uključi.

Poluvodička dioda se može koristiti kao temperaturni senzor. Glavne prednosti potonjeg su niska cijena i mnogo manja inercija u odnosu na integrirani senzor, preciznost mjerenja dostiže 0,2°C u temperaturnom rasponu od -50 do +125°C. Napajanje niskonaponskog dijela uređaja vrši se iz bipolarnog stabilizatora napona ± 5 V, sastavljenog na elementima DA2-DA3, C4-C9. Za upravljanje optokaplerom U1 koristi se napon +12 V. Zabranjeno je uključivanje uređaja bez uzemljenja. Uređaj ima visoku otpornost na buku, što omogućava značajnu dužinu linije koja ga povezuje sa senzorom. Međutim, kako bi se osigurao pouzdan rad uređaja, ne treba ga polagati u blizini strujnih žica koje vode visokofrekventne i impulsne struje.

književnost:

1. Anufriev L. Multimetar na BIS-u // Radio.- 1986. br. 4.- C. 34-38.

2. Suetin. V. Kućni digitalni termometar// Radio.- 1991. br. 10. C.28-31.

3. V. S. Gutnikov, Integrirana elektronika u mjernim uređajima. - 2nd ed. revidirano i dodatne - L.: Energoato-mizdat, 1988.

Ali možete ga sami sastaviti za pola cijene.
Koga briga - dobrodošao pod kat.

Počnimo redom.
Termopar... kao termopar. Merač tačno, tip K, 0-800C

Može se urezati u kućište, ima navojni dio koji se slobodno okreće. Prečnik 5,8 mm, korak 0,9 ~ 1,0 mm, slično M6 x 1,0 mm. Ključ u ruke za 10


Sve je u redu, šta dalje? Neophodno je pretvoriti signal (termoelektričnu snagu) u digitalni ili analogni signal da bi ga arduino očitao. Ovo će nam pomoći. Ovo je K-tip pretvarača termoelementa u digitalni signal, ima interfejs koji nam odgovara.
Evo našeg heroja - (4,20 dolara)


Koštao je 4,10 dolara, ali te partije više nema (isti prodavac).

Spojićemo se na arduino, možete uzeti jednostavan (5,25$, možete ga naći jeftinije, ovdje vidite upravo ovaj)


Podaci će biti upisani na memorijsku karticu (i poslati na port u isto vrijeme) koristeći 1,25 USD.


Interfejs je takođe, inače, SPI. Ali ne podržavaju ga sve kartice. Ako ne uspije, pokušajte prvo s drugim.
U teoriji, sve linije SPI uređaja (MOSI ili SI, MISO ili SO, SCLK ili SCK), osim CS (CS ili SS - izbor čipa), mogu se povezati na iste Arduino pinove, ali tada MAX6675 ne radi adekvatno. Stoga sam sve razbio u različite igle.
Skica je zasnovana na primjeru rada s memorijskim karticama sa .
Biblioteka i skica za MAX6675. MAX6675 dijagram ožičenja:

#include
#include

int jedinice = 1; // Jedinice za očitavanje temperature (0 = F, 1 = C)
greška float = 0,0; // greška temperaturne kompenzacije
float temp_out = 0,0; // Temperaturna izlazna varijabla

MAX6675 temp0(9,8,7,jedinice,greška);

Void setup()
{
Serial.begin(9600);
Serial.print("Inicijalizacija SD kartice...");

PinMode(10, IZLAZ);
if (!SD.begin(10)) (
Serial.println("inicijalizacija nije uspjela!");
povratak;
}
Serial.println("inicijalizacija obavljena.");

// Provjerite postoji li data.csv datoteka na mapi, ako postoji, izbrišite je.
if(SD.exists("temp.csv")) (
SD.remove("temp.csv");
}
// otvori datoteku. imajte na umu da se istovremeno može otvoriti samo jedan fajl,
// tako da morate zatvoriti ovaj da biste otvorili drugi.
myFile = SD.open("temp.csv", FILE_WRITE); // otvoren za pisanje

if (moj fajl) (
Serial.print("Pisanje u temp.csv...");
// zatvorite fajl:
myFile.close();
Serial.println("gotovo");
}
drugo(


}

}
void loop()
{

Temp_out = temp0.read_temp(5); // Pročitajte temp 5 puta i vratite prosječnu vrijednost u var

Vrijeme = vrijeme + 1; // Povećaj vrijeme za 1

MyFile = SD.open("temp.csv", FILE_WRITE);

// ako se datoteka normalno otvorila, napiši joj:
if (moj fajl) (
// vrijeme pisanja
myFile.print(vrijeme);
Serijski ispis(vrijeme);
// dodaj tačku i zarez
myFile.print(";");
serijski ispis(";");
// upisuje temperaturu i pomak reda
myFile.println(temp_out);
Serijski println(temp_out);
// zatvorite fajl:
myFile.close();
}
drugo(
// i ako se ne otvori, ispiši poruku o grešci:
Serial.println("greška otvaranja temp.csv");
}
kašnjenje (1000); // Čekaj malo
}