K tipli termocüt əsasında yüksək temperatur tənzimləyicisi. PIC16F676 - Termometrlər - Ev və bağ üçün dizaynlar Çin termocüt üçün termometr dövrəsi

Arduino nəzarətçiləri ilə temperaturun ölçülməsinə dair bir sıra məqalələr termocütlər haqqında hekayə olmadan natamam olardı. Üstəlik, yüksək temperaturu ölçmək üçün başqa heç bir şey yoxdur.

Termocütlər (termoelektrik çeviricilər).

Əvvəlki dərslərin bütün temperatur sensorları temperaturu – 55 ... + 150 °C-dən çox olmayan diapazonda ölçməyə imkan verdi. Daha yüksək temperaturun ölçülməsi üçün ən çox yayılmış sensorlar termocütlərdir. Onlar:

• son dərəcə geniş temperatur ölçmə diapazonuna sahib olmaq -250 … +2500 °C;
• 0,01 °C-dən çox olmayan bir səhvə qədər yüksək ölçmə dəqiqliyi üçün kalibrlənə bilər;
• adətən aşağı qiymətə malikdir;
• etibarlı temperatur sensorları hesab olunur.

Termocütlərin əsas çatışmazlığı, aşağıdakıları təmin etməli olan kifayət qədər mürəkkəb bir dəqiq sayğaca ehtiyacdır:

• onlarla və bəzən hətta mV vahidləri diapazonunda yuxarı dəyəri olan termo-EMF-nin aşağı qiymətlərinin ölçülməsi;
• soyuq qovşağın termo-EMF-nin kompensasiyası;
• termocüt xassələrinin xəttiləşdirilməsi.

Termocütlərin iş prinsipi.

Bu tip sensorun iş prinsipi termoelektrik effektə (Seebeck effekti) əsaslanır. Buna görə də, termocüt üçün başqa bir ad termoelektrik çeviricidir.

Bir dövrədə bir-birinə bağlı fərqli metallar arasında potensial fərq yaranır. Onun dəyəri temperaturdan asılıdır. Buna görə termo-emf adlanır. U müxtəlif materiallar Termo-emf-in böyüklüyü fərqlidir.

Bir dövrədə fərqli keçiricilərin birləşmələri (qovşaqları) bir halqada birləşdirilirsə və eyni temperatura malikdirsə, termo-EMF-in cəmi sıfıra bərabərdir. Tel qovşaqları müxtəlif temperaturdadırsa, onların arasındakı ümumi potensial fərq temperatur fərqindən asılıdır. Nəticədə bir termocüt dizaynına gəlirik.

İki fərqli metal 1 və 2 bir nöqtədə işçi qovşağı təşkil edir. İş qovşağı temperaturu ölçülməli olan nöqtəyə yerləşdirilir.

Soyuq keçidlər termocütün metallarının başqa bir metala, adətən misə bağlandığı nöqtələrdir. Bunlar terminal blokları ola bilər ölçü aləti və ya bir termocüt ilə mis rabitə naqilləri. Hər halda, soyuq qovşağın temperaturunu ölçmək və ölçülmüş temperaturun hesablanmasında nəzərə almaq lazımdır.

Termocütlərin əsas növləri.

Ən çox istifadə olunan termocütlər XK (chromel - copel) və XA (chromel - alumel) dir.

Bir termocütdən istifadə edərək temperaturu praktik olaraq necə ölçmək olar. Ölçmə texnikası.

Termocütün nominal statik xarakteristikası (NSC) iki sütunlu bir cədvəl şəklində verilir: işçi qovşağının temperaturu və termo-emf. GOST R 8.585-2001 NSH termocütlərini ehtiva edir fərqli növlər, hər dərəcə üçün müəyyən edilir. -a yükləmək olar PDF formatı bu link vasitəsilə.

Bir termocütdən istifadə edərək temperaturu ölçmək üçün bu addımları yerinə yetirin:

• termocütün termo-EMF-ni ölçün (Etotal);
• soyuq qovşağın temperaturunu ölçün (T soyuq qovşağı);
• Termocüt NSH cədvəlindən istifadə edərək soyuq qovşağın (E soyuq qovşağı) temperaturundan istifadə edərək soyuq qovşağın termo-EMF-ni təyin edin;
• işçi qovşağının termo-EMF-ni təyin edin, yəni. soyuq qovşağın EMF-ni ümumi termo-EMF-ə əlavə edin (E iş qovşağı = E ümumi + E soyuq qovşaq);
• NSH cədvəlindən istifadə edərək, işçi qovşağının termo-EMF-dən istifadə edərək işçi qovşağının temperaturunu təyin edin.

TXA termocütdən istifadə edərək lehimləmə dəmir ucunun temperaturunu necə ölçdüyümə dair bir nümunə.

• İş qovşağına lehimləmə dəmirinin ucuna toxundum və termocüt terminallarında gərginliyi ölçdüm. Nəticə 10,6 mV idi.
• Ətraf mühitin temperaturu, yəni. soyuq keçid temperaturu təxminən 25 °C-dir. 25 ° C-də K tipli termocüt üçün GOST R 8.585-2001 cədvəlindən soyuq qovşaq EMF 1 mV-dir.
• İşçi qovşağının istilik EMF 10,6 + 1 = 11,6 mV-dir.
• 11,6 mV üçün eyni masadan temperatur 285 ° C-dir. Bu ölçülən dəyərdir.

Arduino termometr proqramında bu hərəkət ardıcıllığını həyata keçirməliyik.

TXA tipli termocütdən istifadə edərək yüksək temperaturun ölçülməsi üçün Arduino termometri.

Mən TP-01A termocüt tapdım. Bir test cihazından tipik, geniş istifadə olunan TCA termocüt. Termometrdə istifadə edəcəyim budur.

Qablaşdırmada göstərilən parametrlər bunlardır:

• K növü;
• ölçmə diapazonu – 60 … + 400 °C;
• Dəqiqlik ±2,5% -dən 400°C-ə qədər.

Ölçmə diapazonu fiberglas kabelə əsaslanır. Bənzər bir termocüt TP-02 var, lakin 10 sm uzunluğunda bir zond ilə.

TP-02-nin 700 °C yuxarı ölçmə həddi var. Beləliklə, bir termometr hazırlayacağıq:

• TXA tipli termocüt üçün;
• ölçmə diapazonu ilə – 60 … + 700 °C.

Cihazın proqramını və dövrə diaqramını başa düşdükdən sonra istənilən ölçü diapazonu ilə istənilən növ termocütlər üçün sayğac yarada bilərsiniz.

İstirahət funksionallıq Termometrlər, temperatur dəyişikliklərini qeyd etmək funksiyası da daxil olmaqla, əvvəlki üç dərsdəki cihazlarla eynidir.

PIC16F676 Tətbiq: lehimləmə stansiyası, yüksək temperatur proseslərinə nəzarət və s. qızdırıcı elementin PID nəzarət funksiyası ilə

Mən laminatoruma bir termometr, K tipli termocüt termometr daxil etmək qərarına gəldim. Bunu mənim üçün daha çox məlumatlandırmaq üçün hesab edirəm ki, bir hobbi radio həvəskarı belə bir cihazda yalnız iki LED "POWER" və "READY" yandıqda kifayətlənə bilməz. Detallarım üçün yaylığı düzürəm. Hər halda, onu yarıya endirmək qabiliyyəti ilə (bu, bəzi çox yönlüdür). Dərhal tiristorda güc hissəsi üçün bir yer var, amma hələlik bu hissədən istifadə etmirəm, bu mənim lehimləmə dəmirim üçün dövrə olacaq (bir termocütün ucuna necə bağlanacağını anlayanda)

Laminatorda kifayət qədər yer yoxdur (mexanizmlər çox sıx yerləşir, Çində bilirsiniz), mən kiçik istifadə edirəm yeddi seqment göstəricisi, amma bu qədər deyil, bütün lövhə də uyğun gəlmir, lövhənin çox yönlü olması burada lazımlıdır, mən onu ikiyə böldüm (konnektordan istifadə etsəniz, yuxarı hissə ur5kby-dən sancaqlar üzərində bir çox dizayna uyğun gəlir. .)

Mən onu qurdum, əvvəlcə forumda deyildiyi kimi edirəm, termocütdə lehim etmirəm, 400 qoyuram (baxmayaraq ki, bu parametr yaddaşdadırsa, bu element yox olacaq), dəyişənləri təxminən otaq temperaturuna qoyuram və tam qaynama nöqtəsinə qədər,

Belə bir nəzarətçi nəzəri olaraq 999 ° C-ə qədər işləyir, lakin evdə belə bir temperaturun tapılması ehtimalı azdır, ən çox açıq atəşdir, lakin bu istilik mənbəyi güclü qeyri-xətti və xarici şəraitə həssasdır.

burada nümunə cədvəldir.
həm də aydınlıq üçün

Beləliklə, nəzarətçi oxunuşlarını tənzimləmək üçün mənbə seçməkdə seçim azdır.

Artıq düymələrlə oynamaq yoxdur, hər şeyi toplamaq olar,
Mən bir Çin test cihazından bir termocüt istifadə etdim. Forumda bir yazı mənə məsləhət gördü ki, bu termocüt çoxaldıla bilər, uzunluğu demək olar ki, yarım metrdir, mən 2 sm kəsdim.

Mən transformatoru kömürlə bükərək düzəldirəm, bir top alınır və naqillərimə yaxşı lehimləmə üçün mis tel boyunca iki ucu tamamilə eynidir.

Mən laminatoruma bir termometr, K tipli termocüt termometr daxil etmək qərarına gəldim. Bunu mənim üçün daha çox məlumatlandırmaq üçün hesab edirəm ki, bir hobbi radio həvəskarı belə bir cihazda yalnız iki LED "POWER" və "READY" yandıqda kifayətlənə bilməz. Detallarım üçün yaylığı düzürəm. Hər halda, onu yarıya endirmək qabiliyyəti ilə (bu, bəzi çox yönlüdür). Dərhal tiristorda güc hissəsi üçün bir yer var, amma hələlik bu hissədən istifadə etmirəm, bu mənim lehimləmə dəmirim üçün dövrə olacaq (bir termocütün ucuna necə bağlanacağını anlayanda)

Laminatorda kifayət qədər yer yoxdur (mexanizmlər çox sıx yerləşdirilib, Çində bilirsiniz), mən kiçik yeddi seqmentli göstəricidən istifadə edirəm, amma bu hamısı deyil, bütün lövhə də uyğun gəlmir, çox yönlülük buradadır Lövhənin köməyinə gəlir, mən onu yarıya böldüm (əgər bir bağlayıcı istifadə etsəniz, yuxarı hissəsi ur5kby-dən kiçik xəbərlərdə bir çox inkişaflara uyğun gəlir.)

Mən onu qurdum, əvvəlcə forumda deyildiyi kimi edirəm, termocütdə lehim etmirəm, 400 qoyuram (baxmayaraq ki, bu parametr yaddaşdadırsa, bu element yox olacaq), dəyişənləri təxminən otaq temperaturuna qoyuram və tam qaynama nöqtəsinə qədər,

Belə bir nəzarətçi nəzəri olaraq 999 ° C-ə qədər işləyir, lakin evdə belə bir temperaturun tapılması ehtimalı azdır, ən çox açıq atəşdir, lakin bu istilik mənbəyi güclü qeyri-xətti və xarici şəraitə həssasdır.

burada nümunə cədvəldir.

həm də aydınlıq üçün

Beləliklə, nəzarətçi oxunuşlarını tənzimləmək üçün mənbə seçməkdə seçim azdır.

Artıq düymələrlə oynamaq yoxdur, hər şeyi toplamaq olar,
Mən bir Çin test cihazından bir termocüt istifadə etdim. Forumda bir yazı mənə məsləhət gördü ki, bu termocüt çoxaldıla bilər, uzunluğu demək olar ki, yarım metrdir, mən 2 sm kəsdim.

Mən transformatoru kömürlə bükərək düzəldirəm, top olur və iki ucuna da mis məftil boyunca, naqillərimə yaxşı lehimləmə üçün

Amma yarı qiymətinə özünüz yığa bilərsiniz.
Kimsə maraqlanırsa, pişiyə xoş gəlmisiniz.

Sıra ilə başlayaq.
Termocüt... termocüt kimi. Sayğac dəqiq, K tip, 0-800C

Gövdəyə daxil edilə bilər, sərbəst fırlanan yivli hissəsi var. Diametr 5,8 mm, addım - 0,9 ~ 1,0 mm, M6 x 1,0 mm kimi görünür. 10 üçün açar təslim


Bütün bunlar yaxşıdır, bundan sonra nə etmək lazımdır? Siqnalın (termoelektrik) rəqəmsal və ya çevrilməsi lazımdır analoq siqnal, Arduino ilə oxumaq üçün. Bu bizə kömək edəcək. Bu, K-tipli termocüt siqnal çeviricisidir, bizə uyğun olan interfeysə malikdir.
Budur qəhrəmanımız gəlir - ($4.20)


Dəyəri $4.10, lakin bu lot artıq mövcud deyil (eyni satıcı).

Arduino-ya qoşulacağıq, sadəsini götürə bilərsiniz (5.25 dollar, daha ucuz tapa bilərsiniz, burada tam olaraq bunu görürsünüz)


Biz 1,25 dollardan istifadə edərək məlumatları yaddaş kartına yazacağıq (və eyni zamanda porta göndərəcəyik).


Yeri gəlmişkən, interfeys də SPI-dir. Ancaq bütün kartlar bunu dəstəkləmir. Başlamazsa, əvvəlcə başqasını sınayın.
Teorik olaraq, bütün xətlər SPI cihazları(MOSI və ya SI, MISO və ya SO, SCLK və ya SCK), CS (CS və ya SS - çip seçimi) ilə yanaşı, Arduino-nu bir pinlə birləşdirə bilərsiniz, lakin sonra MAX6675 adekvat işləmir. Buna görə də hər şeyi fərqli sancaqlara ayırdım.
Eskiz yaddaş kartları ilə işləmə nümunəsinə əsaslanırdı.
MAX6675 üçün kitabxana və eskiz. MAX6675 əlaqə diaqramı:

#daxildir
#daxildir

Int vahidləri = 1; // Oxunma tempi üçün vahidlər (0 = F, 1 = C)
float xətası = 0.0; // Temperatur kompensasiyası xətası
float temp_out = 0.0; // Temperatur çıxış dəyişəni

MAX6675 temp0(9,8,7,vahid, xəta);

Quraşdırmanı ləğv edin()
{
Serial.begin(9600);
Serial.print("SD kart işə salınır...");

PinMode(10, ÇIXIŞ);
əgər (!SD.begin(10)) (
Serial.println("insiallaşdırma uğursuz oldu!");
qayıtmaq;
}
Serial.println("insiallaşdırma tamamlandı.");

// Xəritədə data.csv faylının olub olmadığını yoxlayın, varsa, silin.
if(SD.exists("temp.csv")) (
SD.remove("temp.csv");
}
// faylı açın. Qeyd edək ki, eyni anda yalnız bir fayl aça bilər,
//deməli, başqasını açmaq üçün bunu bağlamalısan.
myFile = SD.open("temp.csv", FILE_WRITE); // yazmaq üçün açıqdır

əgər (mənim faylım) (
Serial.print("Temp.csv-yə yazılır...");
// faylı bağlayın:
myFile.close();
Serial.println("bitdi.");
}
başqa(


}

}
boş döngə()
{

Temp_out = temp0.read_temp(5); // Tempi 5 dəfə oxuyun və orta dəyəri var-a qaytarın

Vaxt = vaxt + 1; // Vaxtı 1 artırın

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

// əgər fayl normal açılıbsa, ona yazın:
əgər (mənim faylım) (
// vaxtı qeyd edin
myFile.print(vaxt);
Serial.print(vaxt);
// nöqtəli vergül əlavə edin
myFile.print(";");
Serial.print(";");
// temperaturu və xətt axınını yazın
myFile.println(temp_out);
Serial.println(temp_out);
// faylı bağlayın:
myFile.close();
}
başqa(
// və açılmırsa, səhv mesajını çap edin:
Serial.println("temp.csv açılış xətası");
}
gecikmə (1000); // Bir saniyə gözləyin
}

MK üzərində. Onun ürəyi PIC16F628A mikrokontrolleridir. Termometr dövrəsi 4-rəqəmli və ya 2+2-dən istifadə edir led göstəriciümumi anod ilə. İstifadə olunan temperatur sensoru DS18B20 növüdür və mənim vəziyyətimdə sensorun oxunuşları 0,5*C dəqiqliklə göstərilir. Termometrdə -55 ilə +125*C arasında temperaturun ölçülməsi hədləri var ki, bu da bütün hallar üçün kifayətdir. Termometri gücləndirmək üçün 13001 tranzistorlu IP-də cib telefonundan adi bir şarj cihazı istifadə edilmişdir.

PIC16F628A mikro nəzarətçisində termometrin sxematik diaqramı:

PIC16F628A proqram təminatını yandırmaq üçün mən ProgCode proqramından istifadə etdim, onu kompüterə quraşdırdım və məşhur sxemə uyğun olaraq ProgCode proqramçısını yığdım:

İstifadə olunan mikrokontrolörün pinlərinin təyinatı və bəzi digər oxşar MK-ların pinoutları:

ProgCode proqramı və addım-addım proqram təminatının fotoşəkilləri olan təlimatlar forumun arxivindədir. Bu sxem üçün lazım olan bütün fayllar da var. Proqramı açın və "hər şeyi qeyd edin" düyməsini basın.Mənim istehsal etdiyim cihazımda, fotoşəkillərdən göründüyü kimi, bir qutuda 2 termometr bir anda yığılır, yuxarı indikator evdə temperaturu göstərir, aşağıda xaricdəki temperatur.Otaqda istənilən yerə yerləşdirilir və ekranda olan çevik naqillə sensora qoşulur.Material ansel73 tərəfindən verilir.Proqramın redaktəsi: [)eNiS