Korkean lämpötilan säädin K-tyypin termoparissa. PIC16F676 - Lämpömittarit - Mallit kotiin ja puutarhaan. Lämpötilan mittaus lämpöparilla ja AVR-mikrokontrollerilla Kiinalaisen termoparin lämpömittarin kaavio

Päätin laittaa lämpömittarin laminaattoriini, lämpömittarin K-tyypin lämpöpariin. Minun kannaltani informatiivisemman vuoksi olen sitä mieltä, että radioamatööri ei voi olla tyytyväinen, kun tällaisessa laitteessa palaa vain kaksi LEDiä "POWER" ja "READY". Kasvatan huivin yksityiskohtiani varten. Joka tapauksessa, mahdollisuus leikata se kahtia (tämä on monipuolisuutta). Heti tyristorin tehoosalla paikka, mutta kunnes käytän tätä osaa, minulla on juotoskolvipiiri (kun keksin kuinka termopari kiinnitetään pistoon)

Laminaattorissa on vähän tilaa (mekanismit sijaitsevat erittäin tiukasti, ymmärrät Kiinaa), käytän pientä seitsemän segmentin ilmaisinta, mutta se ei ole kaikki, koko levy ei myöskään sovi, tässä tuli laudan monipuolisuus kätevää, leikkasin sen kahteen osaan (jos käytät liitintä, yläosa sopii moniin ur5kbyn noutoihin.)

Asensin sen, ensin teen sen, kuten foorumilla sanotaan, en juota termoparia, asetan sen arvoon 400 (vaikka jos tämä parametri on muistissa, tämä kohde katoaa)

Tällainen säädin toimii teoriassa 999 ° C: een asti, mutta kotona tällaista lämpötilaa ei todennäköisesti löydy, korkeintaan se on avoin tuli, mutta tällä lämmönlähteellä on vahva epälineaarisuus ja herkkyys ulkoisille olosuhteille.

tässä on esimerkkitaulukko.

ja myös selvyyden vuoksi

Joten valinta on pieni valittaessa lähdettä säätimen lukemien asettamiseen.

ei ole enää leikkiä painikkeilla, kaikki voidaan kerätä,
Käytin kiinalaisen testerin lämpöparia. Ja foorumin viesti ehdotti minulle, että tämä termopari voidaan kertoa, sen pituus on melkein puoli metriä, leikkasin 2 cm.

Teen muuntajan kivihiilellä kiertämällä, pallo tulee ulos ja molemmista päistä täsmälleen näin, kuparilankaa pitkin, hyvää juottamista varten johtoihini

PIC16F676 Sovellus, juotosasema, korkean lämpötilan prosessin ohjaus jne. PID-lämmityselementin ohjaustoiminnolla

Päätin laittaa lämpömittarin laminaattoriini, lämpömittarin K-tyypin lämpöpariin. Minun kannaltani informatiivisemman vuoksi olen sitä mieltä, että radioamatööri ei voi olla tyytyväinen, kun tällaisessa laitteessa palaa vain kaksi LEDiä "POWER" ja "READY". Kasvatan huivin yksityiskohtiani varten. Joka tapauksessa, mahdollisuus leikata se kahtia (tämä on monipuolisuutta). Heti tyristorin tehoosalla paikka, mutta kunnes käytän tätä osaa, minulla on juotoskolvipiiri (kun keksin kuinka termopari kiinnitetään pistoon)

Laminaattorissa on vähän tilaa (mekanismit sijaitsevat erittäin tiukasti, ymmärrät Kiinaa), käytän pientä seitsemän segmentin ilmaisinta, mutta se ei ole kaikki, koko levy ei myöskään sovi, tässä tuli laudan monipuolisuus kätevää, leikkasin sen kahteen osaan (jos käytät liitintä, yläosa sopii moniin ur5kbyn noutoihin.)

Asensin sen, ensin teen sen, kuten foorumilla sanotaan, en juota termoparia, asetan sen arvoon 400 (vaikka jos tämä parametri on muistissa, tämä kohde katoaa)

Tällainen säädin toimii teoriassa 999 ° C: een asti, mutta kotona tällaista lämpötilaa ei todennäköisesti löydy, korkeintaan se on avoin tuli, mutta tällä lämmönlähteellä on vahva epälineaarisuus ja herkkyys ulkoisille olosuhteille.

tässä on esimerkkitaulukko.
ja myös selvyyden vuoksi

Joten valinta on pieni valittaessa lähdettä säätimen lukemien asettamiseen.

ei ole enää leikkiä painikkeilla, kaikki voidaan kerätä,
Käytin kiinalaisen testerin lämpöparia. Ja foorumin viesti ehdotti minulle, että tämä termopari voidaan kertoa, sen pituus on melkein puoli metriä, leikkasin 2 cm.

Teen muuntajan kivihiilellä kiertämällä, pallo tulee ulos ja molempiin päihin täsmälleen näin, kuparilankaa pitkin, hyvää juottamista varten johtoihini.

Artikkelisarja lämpötilan mittaamisesta Arduino-säätimillä olisi epätäydellinen ilman tarinaa lämpöpareista. Lisäksi korkeiden lämpötilojen mittaamiseen ei ole enää mitään.

Termoparit (lämpösähköiset muuntimet).

Kaikki aiempien oppituntien lämpötila-anturit sallivat lämpötilan mittaamisen alueella, joka ei ole suurempi kuin -55 ... + 150 °C. Korkeampien lämpötilojen mittaamiseen termoparit ovat yleisimpiä antureita. Ne:

• erittäin laaja lämpötilan mittausalue -250 … +2500 °C;
• voidaan kalibroida korkeaan mittaustarkkuuteen, enintään 0,01 ° C:n virheeseen asti;
• yleensä alhainen hinta;
• pidetään luotettavina lämpötila-antureina.

Termoparien suurin haittapuoli on tarve melko monimutkaiselle tarkkuusmittarille, jonka pitäisi tarjota:

• alhaisten lämpö-EMF-arvojen mittaus alueen yläarvolla kymmeniä ja joskus jopa mV-yksiköitä;
• kylmä risteyksessä lämpö-EMF korvaus;
• termoparin ominaisuuksien linearisointi.

Termoparien toimintaperiaate.

Tämän tyyppisten antureiden toimintaperiaate perustuu lämpösähköiseen vaikutukseen (Seebeck-ilmiö). Siksi termoparin toinen nimi on lämpösähköinen muunnin.

Kytkettyjen erilaisten metallien väliseen piiriin muodostuu potentiaaliero. Sen arvo riippuu lämpötilasta. Siksi sitä kutsutaan lämpö-EMF:ksi. Eri materiaaleilla on erilaiset lämpö-EMF-arvot.

Jos piirissä erilaisten johtimien liitokset (liitokset) on kytketty renkaaksi ja niillä on sama lämpötila, lämpö-EMF:n summa on nolla. Jos johtimien liitokset ovat eri lämpötiloissa, niin niiden välinen kokonaispotentiaaliero riippuu lämpötilaerosta. Tuloksena pääsemme termoparin rakentamiseen.

Kaksi erilaista metallia 1 ja 2 yhdessä pisteessä muodostavat toimivan liitoksen. Työliitos sijoitetaan kohtaan, jonka lämpötila mitataan.

Kylmät liitokset ovat kohtia, joissa termoparimetallit yhdistyvät toiseen metalliin, yleensä kupariin. Nämä voivat olla mittarin riviliittimiä tai kuparijohtoja termopariviestintään. Joka tapauksessa kylmäliitoksen lämpötila on mitattava ja otettava huomioon mitatun lämpötilan laskennassa.

Termoparien päätyypit.

Yleisimmin käytetyt termoparit ovat XK (chromel - kopel) ja XA (chromel - alumel).

Kuinka mitata lämpötila käytännössä termoparilla. Mittaustekniikka.

Termoparin nimellinen staattinen ominaisuus (NSH) on annettu taulukon muodossa, jossa on kaksi saraketta: työliitoksen lämpötila ja lämpö-EMF. GOST R 8.585-2001 sisältää erityyppisten termoparien NSH:ta kullekin asteelle määritettynä. Sen voi ladata PDF-muodossa tästä linkistä.

Voit mitata lämpötilaa termoparilla seuraavasti:

• mittaa termoparin lämpö-EMF (E yleinen);
• mittaa kylmäliitoksen lämpötila (T cold junction);
• termoparin NSH-taulukon mukaan määritä kylmäliitoksen termo-EMF käyttämällä kylmäliitoksen lämpötilaa (E kylmäliitos);
• määrittää työliitoksen lämpö-EMF, ts. lisää kylmäliitoksen EMF kokonaislämpö-EMF:ään (E työliitos \u003d E yhteinen + E kylmä risteys);
• NSH-taulukon mukaan määritä työliitoksen lämpötila käyttämällä työliitoksen termo-EMF:ää.

Tässä on esimerkki siitä, kuinka mittasin juotosraudan kärjen lämpötilan THA-termoparilla.

• Kosketin toimivaa liitoskohtaa juotosraudan kärkeen, mittasin jännitteen termoelementin johtimista. Se osoittautui 10,6 mV.
• Ympäristön lämpötila, ts. kylmäliitoksen lämpötila on noin 25 °C. Kylmäliitoksen EMF GOST R 8.585-2001 -taulukosta tyypin K termoparille 25 °C:ssa on 1 mV.
• Työskentelyliitoksen lämpö-emf on 10,6 + 1 = 11,6 mV.
• Saman taulukon lämpötila 11,6 mV:lle on 285 °C. Tämä on mitattu arvo.

Meidän on toteutettava tällainen toimintosarja Arduino-lämpömittariohjelmassa.

Arduino lämpömittari korkeiden lämpötilojen mittaamiseen THA-termoparilla.

Löysin lämpöparin TP-01A. Tyypillinen, laajalti käytetty THA-termopari testeristä. Käytän sitä lämpömittarissa.

Pakkauksen parametrit ovat:

• tyyppi K;
• mittausalue – 60 … + 400 °C;
• tarkkuus ±2,5 % 400 °C asti.

Mittausalue on määritetty lasikuitukaapelille. On samanlainen termopari TP-02, mutta 10 cm mittapäällä.

TP-02:n ylämittausraja on 700 °C. Joten kehitämme lämpömittarin:

• termoelementille tyyppi ТХА;
• mittausalueella – 60 … + 700 °C.

Kun olet ymmärtänyt laitteen ohjelman ja kaavion, voit luoda mittarin minkä tahansa tyyppisille termopareille millä tahansa mittausalueella.

Lämpömittarin muut toiminnot ovat samat kuin edellisten kolmen oppitunnin laitteet, mukaan lukien lämpötilamuutosten rekisteröintitoiminto.

Laitetta (katso kuva) voidaan käyttää lämpötilan mittauksen automaattiseen ohjaukseen kasvihuoneissa ja vihannesvarastoissa, kuivauskaapeissa ja sähköuuneissa sekä biolääketieteellisiin tarkoituksiin. Se tarjoaa korkean herkkyyden ja melunsietokyvyn, kätevän käyttötilojen hallinnan. Galvaaninen eristys tehonsyöttö- ja ohjauspiireissä tekee siitä luotettavan ja turvallisen käytössä. Optoerottimen synkronointijärjestelmä verkkotaajuuden kanssa välttää kytkentähäiriöt.

Laite koostuu kahdesta päätoiminnallisesta yksiköstä: elektronisesta termostaatista ja digitaalisesta mittarista. Termostaatin ohjaussignaalit muodostetaan vertaamalla termoparista (TC) saatua jännitettä vertailujännitteeseen.

Laitteen tärkeimmät tekniset ominaisuudet: Säädettyjen lämpötilojen alue 0 - 200 tai jopa 1200 °C käytetystä anturista riippuen. Lämpömittarin virhe on enintään 1,5 % mittauksen ylärajasta; maksimilämpötilan ylläpitotarkkuus jopa 0,05°С. On otettava huomioon, että TP:tä käyttävä järjestelmä on differentiaalinen, ts. sen lähdössä oleva jännite on verrannollinen lämpöparin liitetyn ja vapaan pään väliseen lämpötilaeroon. Siksi, jos korkeissa kontrolloiduissa lämpötiloissa ympäristön lämpötilan vaihteluiden vaikutus TC:n lähtöjännitteeseen on merkityksetön, ja se voidaan jättää huomiotta, sitten kontrolloiduissa lämpötiloissa, jotka ovat alle 200 ° C, on sovellettava lisäkompensaatiotoimenpiteitä lämpöparin vapaiden päiden lämpötilan muutoksiin. Suurin kuorman kytkentätaajuus on 12,5 Hz, kuormavirta enintään 0,1 A ja ylimääräistä triac-kytkintä käytettäessä jopa 80 A jännitteellä ~ 220 V, kokonaismitat 120x75x160 mm.

24 V:n vaihtojännite verkkotaajuudella (f), joka on otettu muuntajan T1 toisiokäämistä rajoitusvastuksen R21 kautta, syötetään transistorin optoerottimeen U1, jonka liittimeen 5 muodostetaan kellopulsseja, etuosa joista käytännöllisesti katsoen osuu ajallisesti yhteen verkkojännitteen nollapisteen läpi kulkevien momenttien kanssa. Edelleen nämä pulssit syötetään laitteen digitaaliseen osaan, joka analogisesta osasta tulevien signaalien perusteella muodostaa vastaavat ohjaussignaalit.

Laitteen analoginen osa on toteutettu neljällä K1401UD2-mikropiirin operaatiovahvistimella. TP:stä poistettu jännite vahvistetaan operaatiovahvistimella DA1.1 ja syötetään operaatiovahvistimen DA1.2 ... DA1.4 tuloihin, jotka toimivat vertailijoina. Referenssijännitteet, jotka määrittävät niiden kytkentärajat, asetetaan vastuksilla R8, R9, R11, R12, R14-R16. Palautteen puuttumisen operaatiovahvistimesta (DA 1.2-DA 1.4) ja niiden suuresta vahvistuksesta johtuen laitteen erittäin korkea herkkyys on saavutettu. Vastusta R12 käytetään asettamaan ylempi lämpötilakynnys, jossa kuorma katkaistaan, ja vastus R9 on suunniteltu asettamaan lämpötilaero (Dt) termostaatin ylemmän ja alemman kytkentärajan välillä. Kun Dt-säätöä ei tarvita, on suositeltavaa asentaa hyppyjohdin vastuksen R9 tilalle maksimaalisen lämpötilan ylläpitotarkkuuden varmistamiseksi, kun taas vastus R8 voidaan jättää piirin ulkopuolelle. Elementtien VD1-VD3, C1-SZ, R10 R13, R17 piirit estävät negatiivisen jännitteen siirtymisen digitaalisten mikropiirien tuloihin ja poistavat häiriöt. Liipaisujen DD1.2, DD2.1, DD2.2 synkronointi suoritetaan laskurin DD3 generoimilla pulsseilla. Taulukko selittää ohjaussignaalien generoinnin logiikan laitteessa.

Vakiokäytössä, kun kohteen lämpötila vastaa asetettua lämpötilaa, HL2-ilmaisimen on oltava jatkuvasti päällä ja HL1-, HL3-merkkivalot eivät pala. Lämpötilapoikkeamat ilmaistaan ​​ottamalla mukaan indikaattorit HL1, HL3. Näkyvyyden lisäämiseksi ne toimivat vilkkuvassa tilassa. Näiden indikaattoreiden ohjaamiseen tarvittavat pulssit generoidaan laskurin dD3 lähtöihin 5 ja 12. Liipaisimen DD1.2 nastasta 9 transistorin VT1 emitteriseuraajan kautta signaali menee ilmaisu- ja kuormanohjauspiireihin. Kuorman pakotettu sammutus suoritetaan kytkimellä SA1, joka avaa nämä piirit. Kuorman ohjaamiseen käytetään dinistori optoerotin U2, joka sisältyy VD2-sillan diagonaaliin. Suurin kytkentävirta tässä suoritusmuodossa on 0,1 A. Asentamalla ylimääräinen seitsemänkerroksinen VS1 ja muuttamalla kuorman kytkentäpiiriä vastaavasti, tämä virta voidaan nostaa 80 A:iin.

Lämpötilan mittaustoiminnot sekä sen arvon näyttö on toteutettu K572PV2-mikropiirin pohjalta (samanlainen kuin ILC7107). Tämän ADC:n valinta johtuu mahdollisuudesta liittää siihen suoraan LED-merkkiä syntetisoivat ilmaisimet. LCD:tä käytettäessä voit käyttää K572PV5:tä. Kun SB1-painike vapautetaan, jännite syötetään ADC:hen operaatiovahvistimen DA1.1 lähdöstä, mikä tarjoaa lämpötilan mittaustilan. Kun painat SB1-painiketta, säädettävän vastuksen R12 jännite mitataan, mikä vastaa asetetun ohjauskynnyksen lämpötilaa.

Yksityiskohdat. Laite käyttää kiinteitä MLT-tyyppisiä vastuksia, jotka on viritetty SP5-2:lla (R9, R15), muuttuvalla SPZ-45:llä (R12), kondensaattoreilla K73-17 (C11-C13), KT1 (C10), K53-1 ( C4-C7) tyyppi. Optoerotin AOUYU3V voidaan korvata AOU115V:llä. Merkkivalot HG1-HG4 tyyppi SA08-11HWA voidaan korvata kotimaisilla KLT402:lla.

Asetus koostuu oikeiden lämpömittarin lukemien asettamisesta vastuksella R3 minimilämpötilaan ja vastuksella R4 - maksimilämpötilaan. Tämä säätö tulee toistaa useita kertoja vastusten vastusten keskinäisen vaikutuksen poistamiseksi. Oikein koottu laite ei tarvitse lisäsäätöä, on vain asetettava vaadittu Dt-arvo vastuksella R9 ja vastuksella R15 - sallittu lämpötilan nousuraja ennen hälytyksen kytkemistä päälle.

Puolijohdediodia voidaan käyttää lämpötila-anturina. Jälkimmäisen tärkeimmät edut ovat alhaiset kustannukset ja paljon pienempi inertia verrattuna integroituun anturiin, mittaustarkkuus on 0,2 °C lämpötila-alueella -50 - +125 °C. Laitteen pienjänniteosan virransyöttö suoritetaan bipolaarisesta stabilisaattorista, jonka jännite on ± 5 V, joka on asennettu elementeille DA2-DA3, C4-C9. Optoerottimen U1 ohjaamiseen käytetään jännitettä +12 V. Laitteen kytkeminen päälle ilman maadoitusta on kielletty. Laitteessa on korkea häiriönkestävyys, mikä mahdollistaa huomattavan pituisen linjan, joka yhdistää sen anturiin. Laitteen luotettavan toiminnan varmistamiseksi sitä ei kuitenkaan saa asettaa lähelle virtajohtoja, jotka kuljettavat korkeataajuisia ja pulssivirtoja.

Kirjallisuus:

1. Anufriev L. Multimeter on BIS // Radio.- 1986. Nro 4.- C. 34-38.

2. Suetin. V. Kodin digitaalinen lämpömittari// Radio.- 1991. Nro 10. C.28-31.

3. V. S. Gutnikov, Integroitu elektroniikka mittalaitteissa. - 2. painos tarkistettu ja ylimääräisiä - L .: Energoato-mizdat, 1988.

Mutta voit koota sen itse puoleen hintaan.
Ketä kiinnostaa - tervetuloa kissan alle.

Aloitetaan järjestyksessä.
Termopari... kuin lämpöpari. Mittari tarkasti, K-tyyppi, 0-800C

Voidaan leikata koteloon, siinä on vapaasti pyörivä kierreosa. Halkaisija 5,8 mm, jako 0,9-1,0 mm, samanlainen kuin M6 x 1,0 mm. Avaimet käteen hintaan 10


Kaikki on hyvin, mitä tehdä seuraavaksi? On tarpeen muuntaa signaali (lämpösähköinen teho) digitaaliseksi tai analogiseksi signaaliksi, jotta arduino voi lukea sen. Tämä auttaa meitä. Tämä on K-tyyppinen termopari-digitaalisignaalimuunnin, jolla on meille sopiva liitäntä.
Täältä tulee sankarimme - (4,20 dollaria)


Se maksoi 4,10 dollaria, mutta se erä ei ole enää (sama myyjä).

Yhdistämme arduinoon, voit ottaa yksinkertaisen (5,25 dollaria, löydät sen halvemmalla, tässä näet juuri tämän)


Tiedot kirjoitetaan muistikortille (ja lähetetään porttiin samanaikaisesti) 1,25 dollarilla.


Myös käyttöliittymä on muuten SPI. Mutta kaikki kortit eivät tue sitä. Jos se ei toimi, kokeile ensin toista.
Teoriassa kaikki SPI-laitteiden rivit (MOSI tai SI, MISO tai SO, SCLK tai SCK), paitsi CS (CS tai SS - siruvalinta), voidaan kytkeä samoihin Arduino-nastoihin, mutta silloin MAX6675 ei toimi. riittävästi. Siksi murskasin kaiken eri tappeiksi.
Luonnos perustui esimerkkiin työskentelystä muistikorttien kanssa.
Kirjasto ja luonnos mallille MAX6675. MAX6675 kytkentäkaavio:

#sisältää
#sisältää

int yksiköt = 1; // Yksiköt lukemaan lämpötilaan (0 = F, 1 = C)
float error = 0,0; // lämpötilan kompensointivirhe
float temp_out = 0,0; // Lähdön lämpötilamuuttuja

MAX6675 temp0(9,8,7,yksikköä,virhe);

Virheellinen asetus ()
{
Serial.begin(9600);
Serial.print("Alustetaan SD-korttia...");

PinMode(10, OUTPUT);
if (!SD.begin(10)) (
Serial.println("alustus epäonnistui!");
palata;
}
Serial.println("alustus tehty.");

// Tarkista, onko data.csv-tiedosto olemassa kartalla, jos on, poista se.
if(SD.exists("temp.csv")) (
SD.remove("temp.csv");
}
// avaa tiedosto. Huomaa, että vain yksi tiedosto voidaan avata kerrallaan,
// joten sinun on suljettava tämä avataksesi toisen.
myFile = SD.open("temp.csv", TIEDOSTO_KIRJOITUS); // avoin kirjoittamista varten

jos (omatiedosto) (
Serial.print("Kirjoitetaan temp.csv-tiedostoon...");
// sulje tiedosto:
myFile.close();
Serial.println("tehty");
}
muu(


}

}
void loop()
{

Temp_out = temp0.read_temp(5); // Lue temp 5 kertaa ja palauta keskiarvo arvoon var

Aika = aika + 1; // Lisää aikaa yhdellä

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

// jos tiedosto avautui normaalisti, kirjoita siihen:
jos (omatiedosto) (
// kirjoitusaika
myFile.print(time);
Sarjatulostus(aika);
// lisää puolipiste
myFile.print(";");
sarjatulostus(";");
// kirjoita lämpötila ja rivinvaihto
myFile.println(temp_out);
Serial println(temp_out);
// sulje tiedosto:
myFile.close();
}
muu(
// ja jos se ei avaudu, tulosta virheilmoitus:
Serial.println("virhe avattaessa temp.csv");
}
viive (1000); // Hetkinen
}