Датчик Portenta и термопары (с MAX6675)

Приложения и онлайн-сервисы

CircuitMaker от Altium Circuit Maker

Об этом проекте

здесь я снова с новой статьей, рассказывающей об удивительном опыте, который я получил от платы Portenta Throne, что мне нужно исследовать разъемы HD Arduino Portenta, и на этот раз я немного поиграю с некоторыми датчиками, в частности с датчиком термопары, который - широко используемый датчик в промышленности.

О Правлении Трона вы можете ознакомиться с моей предыдущей публикацией, связанной с подробностями создания, по этой ссылке

Что вы узнаете из этого руководства:

• Из чего сделана термопара и как она работает.
• Необходимые микросхемы для взаимодействия с промышленным датчиком через микроконтроллер на базе ttl.
• Интерпретируйте данные датчика и отобразите их на любом последовательном мониторе.

Хватит болтать, давай закончим.

Расходные материалы

Ардуино Портента

Датчик термопары

Тронный совет Портента

Как работает датчик термопары

Давайте сначала проверим, как работают датчики термопары, такой датчик предназначен для измерения температуры, он в основном состоит из двух разных типов металлов, соединенных вместе на одном конце, когда соединенный конец нагревается, в термоэлектрической цепи течет постоянное напряжение. Это значение напряжения изменяется относительно изменения температуры.

Коммерческие термопары доступны по некоторым высоким ценам, и в большинстве случаев они взаимозаменяемы, поэтому они поставляются со стандартным разъемом, эти датчики могут измерять широкий диапазон температур. В отличие от большинства других методов измерения температуры, термопары имеют автономное питание и не требуют внешнего возбуждения. Основное ограничение термопар - их точность; Системные ошибки менее одного градуса Цельсия (° C) могут быть труднодостижимыми.

Подробнее о датчиках термопар здесь

Я приложил к изображениям выше изображение термопары, которую я буду использовать, с камеры цифрового микроскопа :)

Требования к оборудованию датчика

Теперь, какие штифты Portenta подходят для измерения датчика!

Чтобы измерить сигналы напряжения, посылаемые нашим датчиком, мы должны сначала усилить их, а затем преобразовать в цифровые данные, а затем обработать их микроконтроллером! все это можно сделать с помощью MAX6675 схема от Максима Интегральная;

Напоминаю, что я поставил два MAX6675 ИС на схеме моей платы Throne, которую я сделал для исследования разъемов HD Arduino Portenta.

В таблице данных схемы говорится, что микросхема выполняет оцифровку сигнала от датчика термопары типа K, микросхема имеет упрощенный порт связи SPI и предназначена для работы вместе с внешним микроконтроллером, имеет хорошее разрешение преобразования и диапазон измерения высоких температур, который может достигать 1024 ° C, что делает его пригодным для многих промышленных применений.

Вы также можете найти подходящую схему установки для вашей топологии.

Схема "Назад к нашему престолу"

Одно замечание, прежде чем двигаться дальше, я использовал Altium Designer для создания схемы платы Throne и печатной платы, и здесь мы вернемся к нему, чтобы проверить подключенные контакты, которые мы использовали для установления связи SPI между Portenta и MAX6675.

так как Portenta имеет 6 портов SPI, я решил использовать первый и второй порты для моих микросхем MAX

Соответствующие контакты для первого порта расположены во втором разъеме HD, в частности, через контакты 38, 40 и 42. Я только что использовал NetLabel в своей схеме, чтобы сохранить упорядоченный вид макета схемы, убедитесь, что вы используете ту же метку. для той же сети.

Я перетащил вторую микросхему MAX на схему, где она будет подключена ко второму порту SPI, расположенному в первом разъеме HD, через контакты 33, 59, 61

Не забудьте следовать рекомендациям по настройке, которые указывают на необходимость в развязывающем конденсаторе 0,1 мкФ, размещенном в линии питания цепи MAX. Я также уронил две винтовые клеммы, где я подключаю датчик термопары

Теперь в топологии печатной платы постарайтесь максимально приблизить разделительные конденсаторы к силовым дорожкам.

Сборка такого пакета компонентов не так уж и сложна, и вы можете просто сделать это, используя паяльник и немного флюса

Контакты подключения датчика

Учтите, что датчик имеет определенную полярность так что просто следуйте инструкциям производителя, чтобы определить плюсовой и минусовой провод вашего датчика.

Я прикрепил сенсорную головку к нагревательной плите для сборки, чтобы измерить повышение температуры;

Программное обеспечение и тестирование

Что касается программного обеспечения, вы можете заметить, что я использовал библиотеку Max6675 от Adafuit.

Все, что для этого требуется, - это всего лишь три контакта, которые мы использовали для связи SPI, тогда этот экземпляр заставит Portenta интерпретировать данные MAX6675 и отображать их через последовательный монитор.

Я загрузил код в свою Портенту, затем открыл последовательный монитор, и вот, как вы можете видеть на изображении выше, считанные данные для значений температуры, которые продолжают увеличиваться до тех пор, пока температура горячей пластины увеличивается, что подтверждает, что SPI коммуникация была успешно достигнута, и наша Портента изучила MAX IC.

Вот и все, ребята из Porject, последнее, что вы должны делать каждый день с электроникой, это был Крис, увидимся в следующий раз.

Код

• Файл без названия

Файл без названия Arduino

 // этот пример - общественное достояние. наслаждайтесь! // www.ladyada.net/learn/sensors/thermocouple#include "max6675.h" int thermoDO =10; int thermoCS =8; int thermoCLK =9; термопара MAX6675 (thermoCLK, thermoCS, thermoDO); // int vccPin =3; // int gndPin =2; void setup () {pinMode (PC_7, ВЫХОД); digitalWrite (PC_7, ВЫСОКИЙ); задержка (500); digitalWrite (PC_7, LOW); задержка (500); Serial.begin (9600); // использовать выводы Arduino // pinMode (vccPin, OUTPUT); digitalWrite (vccPin, HIGH); // pinMode (gndPin, OUTPUT); digitalWrite (gndPin, LOW); Serial.println («тест MAX6675»); // ждем, пока микросхема MAX стабилизирует задержку (500);} void loop () {// базовый тест считывания, просто распечатайте текущую температуру Serial.print ("C ="); Serial.println (thermocouple.readCelsius ()); Serial.print ("F ="); Serial.println (thermocouple.readFahrenheit ()); if (thermocouple.readCelsius ()> 30) digitalWrite (PC_7, HIGH); иначе digitalWrite (PC_7, LOW); задержка (1000);} 

Схема