Термометр з термопарою своїми руками схема. Контролер високих температур на термопарі K-типу. Основні характеристики мікросхеми MAX31855

Але можна зібрати самому в два рази дешевше.
Кому цікаво - ласкаво просимо під кат.

Почнемо по порядку.
Термопара ... як термопара. Метр рівно, К типу, 0-800C

Можна врізати в корпус, є різьбова частина, яка обертається вільно. Діаметр 5,8мм, крок - 0,9 ~ 1.0мм, схоже М6 x 1,0 мм. Під ключ на 10

Це все добре, далі що робити? Потрібно перетворити сигнал (термо) в цифровий або аналоговий сигнал, щоб читати Ардуіно. У цьому нам допоможе. Це перетворювач сигналу термопари K-типу в цифру, має інтерфейс, що нас влаштовує.
А ось і наш герой - ($ 4.20)

Коштував $ 4.10, але того лота більше немає (продавець той же).

Підключати будемо до Ардуіно, можна взяти простеньку ($ 5.25, можна знайти дешевше, тут Ви бачите саме цю)

Дані будемо писати на карту пам'яті (і заодно слати в порт) за допомогою $ 1.25.

Інтерфейс, теж, до речі, SPI. Тільки не всі картки його підтримують. Чи не завелося - спробуйте спочатку іншу.
В теорії все лінії SPI пристроїв (MOSI або SI, MISO або SO, SCLK або SCK), крім CS (CS або SS - вибір мікросхеми), можна підключити до одним контактам Ардуіно, але тоді MAX6675 працює неадекватно. Тому я все розніс по різним пінам.
В основу скетчу ліг приклад по роботі з картами пам'яті с.
Бібліотека і скетч для MAX6675. Схема підключення MAX6675:

#include
#include

Int units = 1; // Units to readout temp (0 = F, 1 = C)
float error = 0,0; // Temperature compensation error
float temp_out = 0,0; // Temperature output varible

MAX6675 temp0 (9,8,7, units, error);

Void setup ()
{
Serial.begin (9600);
Serial.print ( «Initializing SD card ...»);

PinMode (10, OUTPUT);
if (! SD.begin (10)) (
Serial.println ( «initialization failed!»);
return;
}
Serial.println ( «initialization done.»);

// Перевіряємо, чи існує на карті файл data.csv, якщо існує, то видаляємо його.
if (SD.exists ( «temp.csv»)) (
SD.remove ( «temp.csv»);
}
// відкриваємо файл. зауважте, що тільки один файл може бути відкритий за раз,
// тому ви повинні закрити цей, щоб відкрити інший.
myFile = SD.open ( «temp.csv», FILE_WRITE); // відкрити на запис

if (myFile) (
Serial.print ( «Writing to temp.csv ...»);
// закриваємо файл:
myFile.close ();
Serial.println ( «done.»);
}
else (

}

}
void loop ()
{

Temp_out = temp0.read_temp (5); // Read the temp 5 times and return the average value to the var

Time = time + 1; // Збільшуємо час на 1

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

// якщо файл нормально відкрився, запишемо в нього:
if (myFile) (
// записуємо час
myFile.print (time);
Serial.print (time);
// додаємо крапку з комою
myFile.print ( ";");
Serial.print ( ";");
// пишемо температуру і новий рядок
myFile.println (temp_out);
Serial.println (temp_out);
// закриваємо файл:
myFile.close ();
}
else (
// а якщо він не відкрився, то друкуємо повідомлення про помилку:
Serial.println ( «error opening temp.csv»);
}
delay (1000); // Чекаємо секунду
}

Завантажити:

Прилад (див. Малюнок) можна використовувати для автоматичного контролю вимірювання температури в теплицях і овочесховищах, сушильних шафах і електропечах, а також в біомедичних цілях. Він забезпечує високу чутливість і завадостійкість, зручне управління режимами роботи. Наявність гальванічної розв'язки по ланцюгах харчування і управління роблять його надійним і безпечним в роботі. Оптронная система синхронізації з частотою мережі дозволяє уникнути комутаційних перешкод.

Прилад складається з двох основних функціональних вузлів: електронного терморегулятора і цифрового вимірювача. Керуючі сигнали в регуляторі формуються на основі порівняння напруги, одержуваного від термопари (ТП), з опорною напругою.

Основні технічні характеристикиприладу: діапазон контрольованих температур від 0 до 200 або до 1200 ° С в залежності від використовуваного датчика. Похибка термометра не більше 1,5% від верхньої межі вимірювання; максимальна точність підтримки температури до 0,05 ° С. Слід враховувати, що система з використанням ТП є диференціальної, тобто напруга на її виході пропорційно різниці температур між сполученими і вільними кінцями термопари Тому якщо при високих контрольованих температурах вплив коливань температури довкілляна вихідну напругу ТП незначно, і його можна не враховувати, то для контрольованих температур менше 200 ° С необхідно застосовувати додаткові заходи по компенсації зміни температури вільних кінців термопари. Максимальна частота комутації навантаження 12,5 Гц, струм навантаження до 0,1A, а при використанні додаткового сімісторного ключа до 80 А при напрузі ~ 220 В, габаритні розміри 120х75х160 мм.

Змінна напруга 24 В з частотою мережі (f), що знімається з вторинної обмоткитрансформатора Т1, через що обмежує резистор R21 надходить на транзисторний оптрон U1, на виводі 5 якого утворюються синхронізуючі імпульси, фронт яких за часом практично збігається з моментами переходу напруги через нуль. Далі ці імпульси надходять на цифрову частину приладу, яка на основі сигналів, що приходять з аналого виття частини, формує відповідні сигнали.

Аналогова частина приладу реалізована на чотирьох ОУ мікросхеми К1401УД2А. Напруга, що знімається з ТП, посилюється ОУ DA1.1 і надходить на входи ОУ DA1.2 ... DA1.4, що виконують роль компараторів. Опорні напруги, що визначають пороги їх перемикання, задаються резисторами R8, R9, R11, R12, R14-R16. завдяки відсутності зворотних зв'язківв ОУ (DA 1.2-DA 1.4) і найбільшого коефіцієнта їх посилення, досягнута дуже висока чутливість приладу. Резистор R12 служить для установки верхнього температурного порогу, при якому навантаження відключається, а резистор R9 призначений для завдання різниці температури (Dt) між верхнім і нижнім порогами перемикання терморегулятора. Коли регулювання Dt не потрібно, для забезпечення максимальної точності підтримки температури замість резистора R9 рекомендується встановити перемичку, резистор R8 при цьому можна виключити зі схеми. Ланцюги на елементах VD1-VD3, С1-СЗ, R10 R13, R17 служать для запобігання проходження негативного напруги на входи цифрових мікросхем і усунення перешкод. Синхронізація тригерів DD1.2, DD2.1, DD2.2 здійснюється імпульсами, які формувались лічильником DD3. Логіку формування керуючих сигналів в пристрої пояснює таблиця.

У сталому режимі роботи, коли температура на об'єкті відповідає заданій, індикатор HL2 повинен бути постійно включений, а індикатори HL1, HL3 вимкнені. Про відхиленнях температури, сигналізує включення індикаторів HL1, HL3. Для підвищення наочності вони працюють в миготливому режимі. Необхідні для управління цими індикаторами імпульси формуються на виходах 5 і 12 лічильника dD3. З виведення 9 тригера DD1.2 через емітерний повторювач на транзисторі VT1 сигнал йде на ланцюгу індикації і управління навантаженням. Примусове відключення навантаження здійснюється вимикачем SA1, розмикальним ці ланцюги. Для управління навантаженням використовується діністорний оптрон U2, включений в діагональ моста VD2. Максимальний комутований струм в такому варіанті становить 0,1 A. Встановивши додатково семи-стор VS1 і відповідно змінивши схему включення навантаження, цей струм можна збільшити до 80 А.

Функції вимірювання температури, а також відображення її значення реалізовані на основі мікросхеми К572ПВ2 (аналог ILC7107). Вибір цього АЦП обумовлений можливістю безпосереднього підключення до нього світлодіодних знакосінтезірующіх індикаторів. При використанні РКІ можна застосувати К572ПВ5. При віджатою кнопці SВ1 на АЦП надходить напруга з виходу ОУ DA1.1, забезпечуючи режим вимірювання температури. При натисканні на кнопку SВ1 вимірюється напруга на змінному резисторі R12, який відповідає температурі встановленого порога регулювання.

Деталі. У пристрої використано постійні резистори типу МЛТ, підлаштовані СП5-2 (R9, R15), змінний СПЗ-45 (R12), конденсатори типу К73-17 (С11-С13), КТ1 (С10), К53-1 (С4-С7) . Оптрон АОУЮ3В можна замінити АОУ115В. Індикатори HG1-HG4 типу SA08-11HWA можна замінити вітчизняними КЛЦ402.

Налаштування полягає в установці резистором R3 правильних показань термометра при мінімальній температурі, а резистором R4 - при максимальній. Для усунення взаємного впливу опорів резисторів таку регулювання слід повторити кілька разів. Правильно зібраний прилад в подальшій настройці не потребує, необхідно лише встановити резистором R9 необхідне значення Dt, а резистором R15 - допустиму межуперевищення температури до включення аварійної сигналізації.

Як датчик температури можна використовувати напівпровідниковий діод. Основними перевагами останнього є низька вартість і набагато менша інерційність в порівнянні з інтегральним датчиком, точність вимірювань досягає 0,2 ° С в діапазоні температур від -50 до + 125 ° С. Харчування низьковольтної частини пристрою здійснюється від двополярної стабілізатора напругою ± 5 В, зібраного на елементах DA2-DA3, С4-С9. Для управління Оптрон U1 використовується напруга +12 В. Забороняється включення приладу без наявності заземлення. Прилад має високу перешкодозахищеність, яка допускає значну протяжність лінії, що з'єднує його з датчиком. Однак для забезпечення надійної роботи приладу не слід прокладати її поблизу силових проводів, Несучих високочастотні і імпульсні струми.

література:

1. Ануфрієв Л. Мультиметр на БІС // Радіо.- 1986. №4.- C. 34-38.

2. Суетин. В. Побутовий цифровий термометр // Радіо.- 1991. №10. C.28-31.

3. Гутников В. С. Інтегральна електроніка в вимірювальних приладах. - 2-е вид. перераб. і доп. - Л .: Енергоатом-міздат, 1988.

Термометр на мікроконтролері PIC16F628A і DS18B20 (DS18S20) - стаття з докладним описом схеми запам'ятовує термометра і, до того ж, - логічне продовження раніше опублікованої мною статті на яндекс сайті pichobbi.narod.ru. Цей термометр досить непогано себе зарекомендував, і було прийнято рішення трохи його модернізувати. У цій статті розповім, які зміни внесені в схему і робочу програму, Опишу нові функції. Стаття буде корисна новачкам. Пізніше переробив поточну версію термометра в.

Термометр на мікроконтролері PIC16F628A і DS18B20 (DS18S20) вміє:

вимірювати і відображати температуру в діапазоні:
-55 ...- 10 і +100 ... + 125 з точністю 1 градус (ds18b20 і ds18s20)
-в діапазоні -9,9 ... + 99,9 з точністю 0,1 градус (ds18b20)
-в діапазоні -9,5 ... + 99,5 з точністю 0,5 градус (ds18s20);
Автоматично визначати датчик DS18B20 або DS18S20;
Автоматично перевіряти датчик на аварію;
Запам'ятовувати максимальну і мінімальну виміряні температури.

Також в термометрі передбачена легка заміна 7 сегментного індикатора з ОК на індикатор з ОА. Організовано щадна процедура запису в EEPROM пам'ять мікроконтролера. Вольтметр, який непогано себе зарекомендував, описаний в цій статті -.

Принципова схема цифрового термометра на мікроконтролері розроблялася для надійного і тривалого використання. Всі деталі, що застосовуються в схемі, що не дефіцитні. Схема проста в повторенні, відмінно підійде для початківців.

Принципова схема термометра показана на малюнку 1

Малюнок 1 - Принципова схема термометра на PIC16F628A + ds18b20 / ds18s20

описувати всю принципову схемутермометра не стану, так як вона досить проста, зупинюся лише на особливостях.

Як мікроконтролера застосовується PIC16F628Aфірми Microchip. Це недорогий контролер і до того ж не дефіцитний.

Для вимірювання температури використовуються цифрові датчики DS18B20або DS18S20фірми Maxim. Ці датчики не дорогі, малі за розміром і інформація про виміряної температурі передається в цифровому вигляді. Таке рішення дозволяє, не тривожитися про перерізіпроводів, про їх довжині та інше. датчики DS18B20,DS18S20здатні працювати в діапазоні температур від -55 ... +125 ° С.

Температура виводиться на 7-ми сегментний 3-х розрядний LED індикатор із загальним катодом (ОК) або з (ОА).

Для виведення на індикатор максимальної та мінімальної виміряних температур потрібна кнопка SB1. Для скидання пам'яті так само потрібна кнопка SB1

Кнопкою SA1 можна оперативно перемикати датчики (вулиця, будинок).

Jamper необхідний для перемикання загального проводу для LED індикатора. ВАЖЛИВО!Якщо індикатор з ОК - то ставимо jamper на нижнє за схемою становище, а транзистори VT1-VT3 упаюємо p-n-p провідності. Якщо LED індикатор з ОА, то jamper переводимо в верхнє за схемою положення, а транзистори VT1-VT3 упаюємо n-p-n провідності.

У таблиці 1 можна ознайомитися з усім переліком деталей і можливої їх заміною на аналог.

Таблиця 1 - Перелік деталей для зборки термометра

позиційне позначення	Найменування	Аналог / заміна
С1, С2	Конденсатор керамічний - 0,1мкФх50В	-
С3	Конденсатор електролітичний - 220мкФх10В
DD1	мікроконтролер PIC16F628A	PIC16F648A
DD2, DD3	Датчик температури DS18B20 або DS18S20
GB1	Три пальчикових батарейки 1,5 В
HG1	7-ми сегментний LED індикатор KEM-5631-ASR (OK)	Будь-який інший малопотужний для динамічної індикації та відповідний по підключенню.
R1, R3, R14, R15	Резистор 0,125Вт 5,1 Ом	SMD типорозмір 0805
R2, R16	Резистор 0,125Вт 5,1 кОм	SMD типорозмір 0805
R4, R13	Резистор 0,125Вт 4,7 кОм	SMD типорозмір 0805
R17-R19	Резистор 0,125Вт 4,3 кОм	SMD типорозмір 0805
R5-R12	Резистор 0,125Вт 330 Ом	SMD типорозмір 0805
SA1	Будь-який відповідний перемикач
SB1	кнопка тактова
VT1-VT3	Транзистор BC556B для індикатора з ОК / транзистор BC546B для індикатора з ОА	KT3107 / КТ3102
XT1	Клеммник на 3 контакту.

Для первісної налагодження роботи цифрового термометра застосовувалася віртуальна модель, побудована в протеус. На малюнку 2 можна побачити спрощену модель в протеус

Малюнок 2 - Модель термометра на мікроконтролері PIC16F628A в Proteus'e

На малюнку 3-4 показана друкована плата цифрового термометра

Малюнок 3 - Друкована плататермометра на мікроконтролері PIC16F628A (низ) не в масштабі.

Малюнок 4 - Друкована плата термометра на мікроконтролері PIC16F628A (верх) не в масштабі.

Термометр, зібраний робочих деталей починає працювати відразу і в налагодженні не потребує.

Результат роботи малюнки 5-7.

Малюнок 5 - Зовнішній виглядтермометра

Малюнок 6 - Зовнішній вигляд термометра

Малюнок 7 - Зовнішній вигляд термометра

ВАЖЛИВО!У прошивку термометра НЕ вшитареклама можна користуватися собі на втіху.

Поправки, внесені в робочу програму:

1 автоматичне визначення датчика DS18B20 або DS18S20;

2. знижено час перезапису в EEPROM (якщо виповнилося умова для перезапису) з 5 хвилин, до 1 хвилини.

3. збільшена частота мерехтіння точки;

більш докладний описроботи термометра можна подивитися в документі, який можна завантажити в кінці цієї статті. Якщо завантажувати немає бажання, то на сайті www.pichobbi.narod.ruтакож відмінно розписана робота пристрою.

Готова плата відмінно помістилася в китайський будильник (малюнки 8, 9).

Малюнок 8 - Вся начинка в китайському будильнику

Малюнок 9 - Вся начинка в китайському будильнику

Відео - Робота термометра на PIC16F628A

PIC16F676 Застосування, це і паяльна станція, і управління високотемпературними процесами і т.д. з функцією ПІД регулювання нагрівального елементу

Вирішив в свій ламінатор вставити термометр, термометр на термопарі K-типу. Щоб він у мене став більш інформативний, вважаю, що хоббійний радіоаматор не може задовольнятися, коли на такому приладі горить тільки два світлодіода "POWER" і "READY". Розводжу хустці під свої детальки. Про всяк випадок з можливістю її різати навпіл (це деяка універсальність). Відразу з місцем під силову частину на тиристори, але поки цю частину не використовую, це буде у мене схемку під паяльник (коли придумаю, як в жало термопару прилаштувати)

У ламинаторе мало місця (механізми розташовані дуже щільно, китай понимаеш чи), використовую маленький семисегментний індикатор, але це ще не все, плата цілком теж не влазить, ось тут в нагоді універсальність плати, розрізаю її надвоє (якщо використовувати роз'єм верхня частина підходить до багатьох розробкам на пікушечках від ur5kby.)

Налаштовую, спочатку роблю, як сказано в форумі, чи не впаюються термопару, задаю 400 (хоча якщо цей параметр буде в пам'яті, цей пункт відпаде) налаштовую переменнікамі приблизно кімнатну і точно по кипіння,

Такий контролер теоретично працює до 999 ° C але в домашніх умовах таку температуру навряд чи знайти, щонайбільше це відкритий вогонь, але у цього джерела тепла сильна нелінійність і чутливість до зовнішніх умов.

ось приблизна таблиця.
і ще для наочності

Так що вибір невеликий у виборі джерела для настройки показань контролера.

більше тут ніякої гри кнопочками, Все можна збирати,
Термопару використовував від китайського тестера. І пост в форумі напоумив мене, що цю термопару можна розмножувати, її довжина майже півметра, відрізаю 2 см.

роблю трансформатором по скрутці вуглиною, кулька виходить, а на двох кінцях точно так, по мідній зволіканні, для гарної пайки до моїх проводам.

Сьогодні ми розповімо, як своїми руками зробити електронний термометрз трьох деталей.

Дуже простий і досить точний термометр можна зробити, якщо у вас випадково завалявся старий стрілочний амперметр зі шкалою 100 мкА.
Для цього буде потрібно і всього дві деталі.
Температура вимірюється датчиком LM 35. Цей інтегральний кремнієвий включає в себе термочутливий елемент - первинний перетворювач і схему обробки сигналу, виконані на одному кристалі і укладені в корпус, такий, як, наприклад, у КТ 502 (ТО 92). У датчика LM 35 є конструктивна різновид з тими ж параметрами, але іншої цокалевкой і теплоотводом, що дуже зручно для контактних вимірювань температури.
Вихідна напруга датчика LM 35 пропорційно шкалою Цельсія (10мВ / С). При температурі 25 градусів цей датчик має на виході напруга 250 мВ, а при 100 градусів на виході 1,0 В.
Позначення датчика дещо незвично. Цокольовка приведена на малюнку.

На схемі датчик зображують прямокутником з позначенням типу приладу і нумерацією висновків.
термометра приведена на малюнку і настільки проста, що не вимагає пояснень.
Зібраний термометр повинен бути відкалібрований.
Увімкніть схему. Датчик LM 35 щільно притисніть до резервуару ртутного градусника, наприклад за допомогою ізоляційної стрічки, укутайте місце з'єднання або просто покладіть все під подушку. Так як будь-які теплові процеси інерційні, доведеться почекати з півгодини або більше, щоб температури датчика і градусника вирівнялися, потім потенціометром встановіть стрілку мікроамперметра на цифру, що відповідає температурі градусника. От і все. Термометром можна користуватися.

В авторському варіанті для тарировки був використаний градусник від 0 до 50 градусів Цельсія з ціною поділки 0,1 градус, тому термометр вийшов досить точним.
На жаль, знайти такий градусник проблематично. Для грубої тарировки можна просто покласти датчик поруч з термометром, вимірюється скажімо температуру в приміщенні, почекати години дві і виставити потрібну температуру на шкалі мікроамперметра.
Якщо точний градусник все ж знайдеться, то в якості індикатора замість стрілочного приладуможна використовувати цифровий мультиметр, наприклад китайський ВТ-308В, тоді показники температури можна буде зчитувати до десятих часток градуса.
Для тих, хто хоче ознайомитися з інтегральними датчиками подробно- вибачте сайт kit-e.ru або rcl-radio.ru (шукати LM 35).