Regulator visoke temperature na K-tipu termoelementa. PIC16F676 - Termometri - Dizajni za dom i vrt. Mjerenje temperature s termoparom i AVR mikrokontrolerom Dijagram termometra za kineski termopar

Odlučio sam u svoj laminator umetnuti termometar, termometar na termoelement tipa K. Da mi bude informativnije, mislim da radioamater hobi ne može biti zadovoljan kada na takvom uređaju svijetle samo dvije LED diode “POWER” i “READY”. Uzgajam šal za svoje detalje. Za svaki slučaj, s mogućnošću rezanja na pola (ovo je neka svestranost). Odmah sa mjestom za energetski dio na tiristoru, ali dok ne iskoristim ovaj dio, imat ću krug za lemilicu (kad smislim kako pričvrstiti termoelement na ubod)

Malo je prostora u laminatoru (mehanizmi su smješteni vrlo čvrsto, razumijete Kinu), koristim mali indikator od sedam segmenata, ali to nije sve, ni cijela ploča ne stane, ovdje je došla svestranost ploče pri ruci, prerezao sam ga na dva dijela (ako koristite konektor, gornji dio odgovara mnogim razvojima na pikapovima ur5kby.)

Postavio sam, prvo to radim, kako piše na forumu, ne lemim termoelement, postavio sam ga na 400 (iako je ovaj parametar u memoriji, ova stavka će 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.

evo primjera tablice.

a također i radi jasnoće

Dakle, izbor je mali u odabiru izvora za podešavanje očitanja regulatora.

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

Napravim transformator upredanjem sa ugljenom, kuglica ispadne, i na dva kraja točno ovako, po bakrenoj žici, za dobro lemljenje na moje žice

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

Odlučio sam u svoj laminator umetnuti termometar, termometar na termoelement tipa K. Da mi bude informativnije, mislim da radioamater hobi ne može biti zadovoljan kada na takvom uređaju svijetle samo dvije LED diode “POWER” i “READY”. Uzgajam šal za svoje detalje. Za svaki slučaj, s mogućnošću rezanja na pola (ovo je neka svestranost). Odmah sa mjestom za energetski dio na tiristoru, ali dok ne iskoristim ovaj dio, imat ću krug za lemilicu (kad smislim kako pričvrstiti termoelement na ubod)

Malo je prostora u laminatoru (mehanizmi su smješteni vrlo čvrsto, razumijete Kinu), koristim mali indikator od sedam segmenata, ali to nije sve, ni cijela ploča ne stane, ovdje je došla svestranost ploče pri ruci, prerezao sam ga na dva dijela (ako koristite konektor, gornji dio odgovara mnogim razvojima na pikapovima ur5kby.)

Postavio sam, prvo to radim, kako piše na forumu, ne lemim termoelement, postavio sam ga na 400 (iako je ovaj parametar u memoriji, ova stavka će 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.

evo primjera tablice.
a također i radi jasnoće

Dakle, izbor je mali u odabiru izvora za podešavanje očitanja regulatora.

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

Napravim transformator tako da upredem ugljenom, kuglica ispadne, i to na dva kraja baš ovako, po bakrenoj žici, za dobro lemljenje na moje žice.

Serija članaka o mjerenju temperature Arduino kontrolerima bila bi nepotpuna bez priče o termoparovima. Štoviše, nema više čime mjeriti visoke temperature.

Termoparovi (termoelektrični pretvarači).

Svi temperaturni senzori iz prethodnih lekcija omogućili su mjerenje temperature u rasponu koji nije širi - 55 ... + 150 °C. Za mjerenje viših temperatura termoparovi su najčešći senzori. Oni:

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

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

• mjerenje niskih vrijednosti termo-EMF-a s gornjom vrijednošću raspona desetaka, a ponekad čak i jedinica mV;
• termo-EMF kompenzacija hladnog spoja;
• linearizacija karakteristika termopara.

Princip rada termoparova.

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

U strujnom krugu između spojenih različitih metala nastaje potencijalna razlika. Njegova vrijednost ovisi o temperaturi. Stoga se naziva termo-EMF. Različiti materijali imaju različite vrijednosti termo-EMF.

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

Dva različita metala 1 i 2 u jednoj točki tvore radni spoj. Radni spoj se postavlja na točku čija se temperatura mjeri.

Hladni spojevi su točke na kojima se metali termoparovi spajaju s drugim metalom, obično bakrom. To mogu biti terminalni blokovi brojila ili bakrene žice za komunikaciju termoparom. U svakom slučaju potrebno je izmjeriti temperaturu hladnog spoja i uzeti u obzir pri izračunu izmjerene temperature.

Glavne vrste termoparova.

Termoparovi koji se najviše koriste su XK (kromel - kopel) i XA (kromel - alumel).

Kako praktično izmjeriti temperaturu termoelementom. Tehnika mjerenja.

Nazivna statička karakteristika (NSH) termopara data je u obliku tablice s dva stupca: temperatura radnog spoja i termo-EMF. GOST R 8.585-2001 sadrži NSH termoparova različitih tipova, navedenih za svaki stupanj. Možete ga preuzeti u PDF formatu s ove poveznice.

Za mjerenje temperature termoelementom slijedite ove korake:

• izmjeriti termo-EMF termoelementa (E općenito);
• izmjeriti temperaturu hladnog spoja (T cold junction);
• prema tablici NSH termoelementa odrediti termo-EMF hladnog spoja pomoću temperature 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 mjerio temperaturu vrha lemilice pomoću THA termoelementa.

• Dotaknuo sam radni spoj vrhom lemilice, izmjerio napon na vodovima termoelementa. Ispalo je 10,6 mV.
• Temperatura okoline, tj. temperatura hladnog spoja je približno 25 °C. EMF hladnog spoja iz tablice 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 tablice za 11,6 mV je 285 °C. Ovo je izmjerena vrijednost.

Moramo implementirati takav slijed radnji u programu Arduino termometra.

Arduino termometar za mjerenje visokih temperatura pomoću THA termoelementa.

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

Parametri na paketu su:

• tip K;
• mjerno područje – 60 … + 400 °C;
• točnost ±2,5% do 400 °C.

Mjerni raspon 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 tip termoelementa THA;
• s rasponom mjerenja – 60 … + 700 °C.

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

Preostale funkcionalnosti termometra su iste kao i kod uređaja iz prethodne tri lekcije, uključujući funkciju registracije promjena temperature.

Uređaj (vidi sliku) može se koristiti za automatsku kontrolu mjerenja temperature u staklenicima i skladištima povrća, sušarama i električnim pećnicama, kao iu biomedicinske svrhe. Omogućuje visoku osjetljivost i otpornost na buku, prikladnu kontrolu načina rada. Prisutnost galvanske izolacije u krugovima napajanja i upravljanja čini ga pouzdanim i sigurnim u radu. Sustav sinkronizacije optokaplera s mrežnom frekvencijom izbjegava smetnje preklapanja.

Uređaj se sastoji od dvije glavne funkcionalne jedinice: elektroničkog termostata i digitalnog mjerača. Upravljački signali u termostatu formiraju se na temelju usporedbe napona primljenog od termopara (TC) s referentnim naponom.

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

Izmjenični napon od 24 V s mrežnom frekvencijom (f), uzet iz sekundarnog namota transformatora T1, preko graničnog otpornika R21, dovodi se do tranzistorskog optokaplera U1, na terminalu 5 od kojeg se formiraju taktni impulsi, ispred od kojih se praktički vremenski poklapa s trenucima prolaska mrežnog napona kroz nulu. Dalje se ti impulsi dovode do digitalnog dijela uređaja koji na temelju signala koji dolaze iz analognog dijela generira odgovarajuće upravljačke signale.

Analogni dio uređaja implementiran je na četiri op-ampa mikro kruga K1401UD2. Napon uklonjen iz TP-a pojačava op-amp DA1.1 i dovodi do ulaza op-amp DA1.2 ... DA1.4, koji djeluju kao komparatori. Referentni naponi koji određuju njihove sklopne pragove postavljaju se otpornicima R8, R9, R11, R12, R14-R16. Zbog nepostojanja povratne sprege u op-amp (DA 1.2-DA 1.4) i njihovog velikog pojačanja, postignuta je vrlo visoka osjetljivost uređaja. Otpornik R12 služi 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, preporuča se ugraditi kratkospojnik umjesto otpornika R9 kako bi se osigurala maksimalna točnost održavanja temperature, dok se otpornik R8 može isključiti iz kruga. Krugovi na elementima VD1-VD3, C1-SZ, R10 R13, R17 služe za sprječavanje prolaza negativnog napona na ulaze digitalnih mikro krugova i uklanjanje smetnji. Sinkronizacija okidača DD1.2, DD2.1, DD2.2 provodi se impulsima koje generira brojač DD3. Tablica objašnjava logiku generiranja upravljačkih signala u uređaju.

U ustaljenom režimu rada, kada temperatura na objektu odgovara zadanoj, indikator HL2 mora biti stalno upaljen, a indikatori HL1, HL3 isključeni. Odstupanja temperature signaliziraju se uključivanjem indikatora HL1, HL3. Kako bi povećali vidljivost, rade u bljeskajućem načinu rada. Impulsi potrebni za kontrolu ovih indikatora generiraju se na izlazima 5 i 12 brojača dD3. Od pina 9 okidača DD1.2 preko emiterskog pratioca na tranzistoru VT1, signal ide do krugova za indikaciju i kontrolu opterećenja. Prisilno isključivanje opterećenja provodi se prekidačem SA1, koji otvara ove krugove. Za kontrolu opterećenja koristi se dinistorski optokapler U2, koji je uključen u dijagonalu VD2 mosta. Maksimalna sklopna struja u ovoj izvedbi je 0,1 A. Ugradnjom dodatnog VS1 od sedam katova i odgovarajućom promjenom sklopnog kruga opterećenja, ova se struja može povećati na 80 A.

Funkcije mjerenja temperature, kao i prikaz njezine vrijednosti, implementirane su na temelju mikro kruga K572PV2 (slično ILC7107). Odabir ovog ADC-a je zbog mogućnosti izravnog povezivanja LED indikatora koji sintetiziraju znakove na njega. Kada koristite LCD, možete primijeniti K572PV5. Kada se tipka SB1 otpusti, napon se dovodi u ADC iz izlaza op-amp DA1.1, osiguravajući način mjerenja temperature. Kada pritisnete tipku SB1, mjeri se napon na promjenjivom otporniku R12, koji odgovara temperaturi postavljenog kontrolnog praga.

pojedinosti. 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) tipa . Optocoupler AOUYU3V može se zamijeniti s AOU115V. Indikatori HG1-HG4 tipa SA08-11HWA mogu se zamijeniti domaćim KLTs402.

Podešavanje se sastoji u postavljanju ispravnih očitanja termometra s otpornikom R3 na minimalnoj temperaturi, a s otpornikom R4 - na maksimalnoj. Da bi se uklonio međusobni utjecaj otpora otpornika, ovo podešavanje treba ponoviti nekoliko puta. Ispravno sastavljen uređaj ne treba dodatno podešavanje, potrebno je samo postaviti potrebnu vrijednost Dt s otpornikom R9, a s otpornikom R15 - dopuštenu granicu porasta temperature prije uključivanja alarma.

Kao senzor temperature može se koristiti poluvodička dioda. Glavne prednosti potonjeg su niska cijena i puno manja inercija u usporedbi s integriranim senzorom, točnost mjerenja doseže 0,2 °C u temperaturnom rasponu od -50 do +125 °C. Napajanje niskonaponskog dijela uređaja provodi se iz bipolarnog stabilizatora s naponom od ± 5 V, sastavljenog na elementima DA2-DA3, C4-C9. Za upravljanje optocouplerom U1 koristi se napon +12 V. Zabranjeno je uključivanje uređaja bez uzemljenja. Uređaj ima visoku otpornost na buku, što omogućuje značajnu duljinu linije koja ga povezuje sa senzorom. Međutim, kako bi se osigurao pouzdan rad uređaja, ne smije se postavljati u blizini električnih žica koje nose visokofrekventne i impulsne struje.

Književnost:

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

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

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

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

Krenimo redom.
Termoelement... kao termoelement. Mjerač točan, tip K, 0-800C

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


Sve je u redu, što dalje? Potrebno je signal (termoelektričnu energiju) pretvoriti u digitalni ili analogni signal kako bi ga arduino mogao očitati. Ovo će nam pomoći. Ovo je K-tip pretvarača termoelementa u digitalni signal, ima sučelje koje nam odgovara.
Evo našeg heroja - ($4.20)


Koštao je 4,10 dolara, ali tog lota više nema (isti prodavač).

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


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


Usput, i sučelje je 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 za CS (CS ili SS - izbor čipa), mogu se spojiti na iste Arduino pinove, ali tada MAX6675 ne radi adekvatno. Stoga sam sve razbio u različite igle.
Skica je nastala na primjeru rada s memorijskim karticama s .
Biblioteka i skica za MAX6675. MAX6675 Dijagram ožičenja:

#uključi
#uključi

int jedinice = 1; // Jedinice za očitanu temperaturu (0 = F, 1 = C)
greška float = 0.0; // pogreška temperaturne kompenzacije
float temp_out = 0,0; // Izlazna varijabla temperature

MAX6675 temp0(9,8,7,jedinice,greška);

Postavljanje praznine()
{
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 datoteka data.csv na karti, ako postoji, izbrišite je.
if(SD.exists("temp.csv")) (
SD.remove("temp.csv");
}
// otvorena datoteka. imajte na umu da se istovremeno može otvoriti samo jedna datoteka,
// tako da morate zatvoriti ovaj da biste otvorili drugi.
myFile = SD.open("temp.csv", FILE_WRITE); // otvoreno za pisanje

ako (moja datoteka) (
Serial.print("Pisanje u temp.csv...");
// zatvori datoteku:
mojaDatoteka.zatvori();
Serial.println("gotovo");
}
drugo(


}

}
void petlja()
{

Temp_out = temp0.read_temp(5); // Očitajte 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 otvorila normalno, upišite u nju:
ako (moja datoteka) (
// vrijeme pisanja
mojaDatoteka.ispis(vrijeme);
Serijski ispis (vrijeme);
// dodajte točku i zarez
myFile.print(";");
serijski ispis(";");
// zapis temperature i pomaka linije
mojaDatoteka.println(temp_out);
Serijski println(temp_out);
// zatvori datoteku:
mojaDatoteka.zatvori();
}
drugo(
// i ako se ne otvori ispišite poruku o pogrešci:
Serial.println("greška pri otvaranju temp.csv");
}
kašnjenje (1000); // Čekaj malo
}