Vysokoteplotní regulátor založený na termočlánku typu K. PIC16F676 - Teploměry - Designy pro dům a zahradu Teploměrový obvod pro čínský termočlánek

Série článků o měření teploty pomocí ovladačů Arduino by byla neúplná bez příběhu o termočláncích. Navíc není čím jiným měřit vysoké teploty.

Termočlánky (termoelektrické měniče).

Všechna teplotní čidla z předchozích lekcí umožňovala měřit teplotu v rozsahu ne širším než – 55 ... + 150 °C. Pro měření vyšších teplot jsou nejběžnějšími snímači termočlánky. Ony:

• mají extrémně široký rozsah měření teploty -250 … +2500 °C;
• lze kalibrovat pro vysokou přesnost měření až do chyby větší než 0,01 °C;
• obvykle mají nízkou cenu;
• jsou považovány za spolehlivé snímače teploty.

Hlavní nevýhodou termočlánků je potřeba poměrně složitého přesného měřiče, který musí zajistit:

• měření nízkých hodnot termo-EMF s horní hodnotou v rozmezí desítek a někdy i jednotek mV;
• kompenzace termo-EMF studeného konce;
• linearizace charakteristik termočlánku.

Princip činnosti termočlánků.

Princip činnosti tohoto typu senzoru je založen na termoelektrickém jevu (Seebeckův efekt). Proto je jiný název pro termočlánek termoelektrický měnič.

V obvodu se mezi spojenými nepodobnými kovy vytváří potenciálový rozdíl. Jeho hodnota závisí na teplotě. Proto se nazývá termo-emf. U různé materiály Velikost termoemf je různá.

Pokud jsou v obvodu spoje (přechody) různých vodičů spojeny do kruhu a mají stejnou teplotu, pak je součet termo-EMF roven nule. Pokud jsou přechody vodičů při různých teplotách, pak celkový rozdíl potenciálů mezi nimi závisí na rozdílu teplot. V důsledku toho se dostáváme k návrhu termočlánku.

Dva různé kovy 1 a 2 tvoří pracovní spojení v jednom bodě. Pracovní uzel je umístěn v místě, jehož teplotu je třeba měřit.

Studené spoje jsou místa, kde se kovy termočlánku spojují s jiným kovem, obvykle mědí. Mohou to být svorkovnice měřicí přístroj nebo měděné komunikační dráty s termočlánkem. V každém případě je nutné změřit teplotu studeného konce a zohlednit ji při výpočtu naměřené teploty.

Hlavní typy termočlánků.

Nejpoužívanější termočlánky jsou XK (chromel - copel) a XA (chromel - alumel).

Jak prakticky měřit teplotu pomocí termočlánku. Technika měření.

Jmenovitá statická charakteristika (NSC) termočlánku je uvedena ve formě tabulky se dvěma sloupci: teplota pracovního přechodu a termoemf. GOST R 8.585-2001 obsahuje termočlánky NSH odlišné typy, specifikované pro každý stupeň. Lze stáhnout do ve formátu PDF přes tento odkaz.

Chcete-li měřit teplotu pomocí termočlánku, postupujte takto:

• změřte termo-EMF termočlánku (Etotal);
• změřte teplotu studeného konce (T cold junction);
• Pomocí tabulky termočlánku NSH určete termo-EMF studeného konce pomocí teploty studeného konce (studený konec E);
• určit termo-EMF pracovního přechodu, tzn. přidejte EMF studeného konce k celkovému termo-EMF (E pracovní křižovatka = E celková + E studený konec);
• Pomocí tabulky NSH určete teplotu pracovního přechodu pomocí termo-EMF pracovního přechodu.

Zde je příklad, jak jsem změřil teplotu hrotu páječky pomocí termočlánku TXA.

• Dotkl jsem se pracovním spojem hrotu páječky a změřil napětí na svorkách termočlánku. Výsledek byl 10,6 mV.
• Okolní teplota, tzn. teplota studeného konce je přibližně 25 °C. EMF studeného konce z tabulky GOST R 8.585-2001 pro termočlánek typu K při 25 °C je 1 mV.
• Tepelné EMF pracovního přechodu je 10,6 + 1 = 11,6 mV.
• Teplota ze stejné tabulky pro 11,6 mV je 285 °C. Toto je naměřená hodnota.

Tuto sekvenci akcí musíme implementovat v programu teploměru Arduino.

Arduino teploměr pro měření vysokých teplot pomocí termočlánku typu TXA.

Našel jsem termočlánek TP-01A. Typický, široce používaný TCA termočlánek z testeru. To je to, co použiji v teploměru.

Parametry uvedené na obalu jsou:

• typ K;
• rozsah měření – 60 … + 400 °C;
• Přesnost ±2,5% až do 400°C.

Rozsah měření je založen na kabelu ze skelných vláken. Existuje podobný termočlánek TP-02, ale s 10 cm dlouhou sondou.

TP-02 má horní limit měření 700 °C. Vyvineme tedy teploměr:

• pro termočlánek typu TXA;
• s rozsahem měření – 60 … + 700 °C.

Jakmile pochopíte program a schéma zapojení zařízení, můžete vytvořit měřič pro termočlánky jakéhokoli typu s libovolným rozsahem měření.

Odpočinek funkčnost Teploměry jsou stejné jako přístroje ze tří předchozích lekcí, včetně funkce záznamu teplotních změn.

PIC16F676 Použití: pájecí stanice, řízení vysokoteplotních procesů atd. s funkcí PID regulace topného tělesa

Rozhodl jsem se vložit do svého laminátoru teploměr, termočlánkový teploměr typu K. Aby to pro mě bylo informativnější, domnívám se, že hobby radioamatér nemůže být spokojený, když na takovém zařízení svítí pouze dvě LED „POWER“ a „READY“. Aranžuji šátek pro své detaily. Pro každý případ, s možností zkrátit jej na polovinu (to je určitá všestrannost). Hned s místem pro silovou část na tyristoru, ale tuto část zatím nepoužívám, bude to můj obvod pro páječku (až přijdu na to, jak připojit termočlánek ke špičce)

V laminátoru je málo místa (mechanismy jsou umístěny velmi těsně, znáte to v Číně), používám malý sedmisegmentový indikátor, ale to není vše, ani celá deska nesedí, tady se hodí ta všestrannost desky, rozřezal jsem ji na dvě části (pokud použijete konektor, horní část pasuje na mnoho provedení na piny z ur5kby .)

Nastavil jsem, nejdříve udělám jak je uvedeno na fóru, nepájem v termočlánku, nastavím 400 (i když pokud je tento parametr v paměti, tato položka zmizí), nastavím proměnné na přibližně pokojovou teplotu a přesně k bodu varu,

Takový regulátor teoreticky pracuje do 999°C, ale doma takovou teplotu pravděpodobně nenajdete, maximálně se jedná o otevřený oheň, ale tento zdroj tepla má silnou nelinearitu a citlivost na vnější podmínky.

zde je vzorová tabulka.
a také pro přehlednost

Při výběru zdroje pro úpravu hodnot regulátoru je tedy malý výběr.

Už se nehraje s tlačítky, vše lze sbírat,
Použil jsem termočlánek z čínského testeru. A příspěvek na fóru mi poradil, že tento termočlánek se dá namnožit, jeho délka je skoro půl metru, odřízl jsem 2 cm.

Vyrobím transformátor tak, že ho zkroutím dřevěným uhlím, získá se kulička a na dva konce je to úplně stejné, podél měděného drátu, pro dobré připájení k mým drátům.

Rozhodl jsem se vložit do svého laminátoru teploměr, termočlánkový teploměr typu K. Aby to pro mě bylo informativnější, domnívám se, že hobby radioamatér nemůže být spokojený, když na takovém zařízení svítí pouze dvě LED „POWER“ a „READY“. Aranžuji šátek pro své detaily. Pro každý případ, s možností zkrátit jej na polovinu (to je určitá všestrannost). Hned s místem pro silovou část na tyristoru, ale tuto část zatím nepoužívám, bude to můj obvod pro páječku (až přijdu na to, jak připojit termočlánek ke špičce)

V laminátoru je málo místa (mechanismy jsou umístěny velmi těsně, znáte to v Číně), používám malý sedmisegmentový indikátor, ale to není vše, nevejde se ani celá deska, tady je ta univerzálnost desky mi přijde vhod, přeřízl jsem ji na polovinu (pokud použijete konektor, horní část se hodí k mnoha novinkám od ur5kby.)

Nastavil jsem, nejdříve udělám jak je uvedeno na fóru, nepájem v termočlánku, nastavím 400 (i když pokud je tento parametr v paměti, tato položka zmizí), nastavím proměnné na přibližně pokojovou teplotu a přesně k bodu varu,

Takový regulátor teoreticky pracuje do 999°C, ale doma takovou teplotu pravděpodobně nenajdete, maximálně se jedná o otevřený oheň, ale tento zdroj tepla má silnou nelinearitu a citlivost na vnější podmínky.

zde je vzorová tabulka.

a také pro přehlednost

Při výběru zdroje pro úpravu hodnot regulátoru je tedy malý výběr.

Už se nehraje s tlačítky, vše lze sbírat,
Použil jsem termočlánek z čínského testeru. A příspěvek na fóru mi poradil, že tento termočlánek se dá namnožit, jeho délka je skoro půl metru, odřízl jsem 2 cm.

Vyrábím transformátor tak, že ho zkroutím dřevěným uhlím, ukáže se, že je to kulička a na dva konce přesně tak, podél měděného drátu, pro dobré připájení k mým drátům

Můžete si ho ale sestavit sami za poloviční cenu.
Pokud má někdo zájem, vítejte na kočičce.

Začněme popořadě.
Termočlánek... jako termočlánek. Měřte přesně, typ K, 0-800C

Lze jej zabudovat do těla, je zde závitová část, která se volně otáčí. Průměr 5,8 mm, rozteč - 0,9 ~ 1,0 mm, vypadá jako M6 x 1,0 mm. Na klíč za 10


To je všechno v pořádku, co dělat dál? Je nutné převést signál (termovýkon) na digitální resp analogový signál, ke čtení pomocí Arduina. To nám pomůže. Jedná se o termočlánkový převodník signálu typu K na digitální, má rozhraní, které nám vyhovuje.
Tady přichází náš hrdina - (4,20 $)


Stojí 4,10 $, ale tato položka již není k dispozici (stejný prodejce).

Připojíme se k Arduinu, můžete si vzít jednoduchý (5,25 $, najdete ho levněji, tady vidíte přesně tohle)


Data na paměťovou kartu zapíšeme (a zároveň odešleme na port) pomocí 1,25 $.


Rozhraní je mimochodem také SPI. Ne všechny karty to ale podporují. Pokud se nespustí, zkuste nejprve jiný.
Teoreticky všechny řádky SPI zařízení(MOSI nebo SI, MISO nebo SO, SCLK nebo SCK), kromě CS (CS nebo SS - volba čipu) můžete připojit Arduino na jeden pin, ale pak MAX6675 nefunguje adekvátně. Proto jsem vše rozdělil na různé špendlíky.
Náčrt vycházel z příkladu práce s paměťovými kartami s .
Knihovna a skica pro MAX6675. Schéma zapojení MAX6675:

#zahrnout
#zahrnout

Int jednotky = 1; // Jednotky načtené teploty (0 = F, 1 = C)
float error = 0,0; // Chyba teplotní kompenzace
float temp_out = 0,0; // Výstupní proměnná teploty

MAX6675 temp0(9,8,7,jednotky,chyba);

Void setup()
{
Serial.begin(9600);
Serial.print("Inicializace SD karty...");

PinMode(10, VÝSTUP);
if (!SD.begin(10)) (
Serial.println("inicializace se nezdařila!");
vrátit se;
}
Serial.println("inicializace provedena.");

// Zkontrolujte, zda soubor data.csv na mapě existuje, pokud ano, odstraňte jej.
if(SD.exists("temp.csv")) (
SD.remove("temp.csv");
}
// otevřete soubor. všimněte si, že současně lze otevřít pouze jeden soubor,
//takže musíte zavřít tento, abyste otevřeli další.
mujSoubor = SD.open("temp.csv", FILE_WRITE); // otevřít pro zápis

if (myFile) (
Serial.print("Zápis do temp.csv...");
// zavřete soubor:
myFile.close();
Serial.println("hotovo.");
}
jiný(


}

}
void loop()
{

Temp_out = temp0.read_temp(5); // Přečtěte teplotu 5krát a vraťte průměrnou hodnotu do var

čas = čas + 1; // Zvýšit čas o 1

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

// pokud se soubor otevřel normálně, zapište do něj:
if (myFile) (
// zaznamenat čas
myFile.print(time);
Serial.print(time);
// přidat středník
myFile.print(";");
Serial.print(";");
// zapište teplotu a posun řádku
myFile.println(temp_out);
Serial.println(temp_out);
// zavřete soubor:
myFile.close();
}
jiný(
// a pokud se neotevře, vytiskne chybovou zprávu:
Serial.println("chyba při otevírání temp.csv");
}
zpoždění(1000); // Počkej
}

Na MK. Jeho srdcem je mikrokontrolér PIC16F628A. Okruh teploměru používá 4místný nebo 2+2 led indikátor se společnou anodou. Použité teplotní čidlo je typu DS18B20 a v mém případě se hodnoty čidla zobrazují s přesností 0,5*C. Teploměr má limity měření teploty od -55 do +125*C, což stačí pro všechny příležitosti. K napájení teploměru byla použita běžná nabíječka z mobilního telefonu na IP s tranzistorem 13001.

Schematické schéma teploměru na mikrokontroléru PIC16F628A:

K flashování firmwaru PIC16F628A jsem použil program ProgCode, nainstaloval jej do počítače a sestavil programátor ProgCode podle známého schématu:

Označení pinů použitého mikrokontroléru a pinout některých dalších podobných MK:

Program ProgCode a pokyny s fotografiemi firmwaru krok za krokem jsou v archivu na fóru. Jsou zde také všechny soubory potřebné pro toto schéma. Otevřete program a klikněte na tlačítko „zaznamenat vše“ V mém vyrobeném zařízení, jak je patrné z fotografií, jsou v jednom pouzdře sestaveny 2 teploměry najednou, horní indikátor ukazuje teplotu doma, spodní ukazuje venkovní teploty. Je umístěn kdekoli v místnosti a připojuje se k čidlu pomocí ohebného vodiče ve stínítku Materiál poskytl ansel73. Firmware upravil: [)eNiS