SMACONT | Подключение преобразователя термопары (K-Type) на MAX6675

Содержание

Преобразователь термопары (K-Type) на MAX6675
Схема подключения
Подготовка модуля к работе
Конфигурация модуля
Заключение

Преобразователь термопары (K-Type) на MAX6675

Модуль с термопарой K-типа — позволяет измерять температуру объектов и окружающей среды. Преобразователь MAX6675 позволяет измерять температуру в диапазоне от 0 до 1024°С, однако, при температурах от 800 до 1024°С точность показаний резко снижается. Термопара рассчитана работу при температуре не более 600°C, из этого следует, что рабочий диапазон преобразователя термопары (K-Type) на MAX6675 составляет: 0...600°С.

Преобразователь можно использовать для измерения температуры различных нагревательных элементов: паяльники, печи, камины, бойлеры и т.д., а также для реализации газ-контроля в газовых плитах, горелках, бойлерах и т.д.

MAX6675 обменивается данными по SPI-интерфейсу. Программа (прошивка) «Smacont-ESP» позволяет работать с преобразователем MAX6675 используя программный и/или аппаратный SPI-интерфейс.

Программа определяет обрыв термопары, а также отключение (неисправность) микросхемы MAX6675.

Характеристики

• Напряжение питания модуля (Vcc): 3,0 ... 5,5В постоянного тока;
• Ток потребляемый модулем: до 1,5мА;
• Уровень логической «1» на шине модуля: более 0,7Vcc;
• Уровень логического «0» на шине модуля: менее 0,3Vcc;
• Время преобразования: 170мс (максимальное 220мс);
• Диапазон измеряемых температур чипом: 0...1024°C (рекомендуемый 0...800°C);
• Диапазон рабочих температур термопары: 0...600°С;
• Тип преобразователя: аналогово-цифровой (АЦП) с компенсацией холодного спая;
• Разрядность преобразователя: 1 бит;
• Шаг измерения: 0,25°C;
• Точность: 1,5°C;
• Интерфейс подключения к контроллеру: SPI;
• Тип термопары: К (хромель-алюмелевая);
• Резьба термопары 6M x 1.0 мм (для крепления нужен ключ на 10);
• Длина кабеля термопары 0,5 м;
• Габариты модуля: 32 x 15 x 14 мм;

Описание датчика MAX6675: datasheet.

Схема подключения

Схема подключения преобразователя термопары (K-Type) на MAX6675 к WiFi-модулю показана ниже. Допускается подключение нескольких MAX6675 к WiFi-модулю.

Схема подключения преобразователя термопары (K-Type) на MAX6675 к WiFi-модулю

Схема подключения нескольких MAX6675 к WiFi-модулю

WiFi-модуль и датчик MAX6675 установлены на макетной плате для проектирования (Breadboard), позволяющей собирать проекты без пайки.

В качестве внешнего источника используется адаптер питания для зарядки сотовых телефонов, смартфонов, планшетов, с выходным током не менее 500мА. Для автономного питания контроллера можно использовать портативные аккумуляторы (Power Bank) емкостью от 2000мА*ч и выше. В качестве соединительного кабеля между макетной платой (Breadboard) и адаптером используется кабель для зарядки сотовых телефонов.

Подготовка модуля к работе

Подготовка модуля к работе заключается в выполнении следующих шагов.

Шаг 1. Программирование модуля

Программирование модуля (запись программы (прошивки) «Smacont-ESP») осуществляется в соответствии с инструкцией «Программирование модулей ESP и отладочных плат».

Шаг 2. Настройка сетевого соединения с модулем

Выполнить настройку сетевого соединения с модулем в соответствии с инструкцией «Первое включение».

Шаг 3. Настройка WiFi-сети (при необходимости)

При необходимости выполнить настройку WiFi-сети в соответствии с инструкцией «Настройки WiFi-сети».

Конфигурация модуля

GPIO

Для работы c преобразователем MAX6675, сконфигурируем выводы модуля для работы по программному SPI-интерфейсу:
- «GPIO4» («D2») = SPI CS (CS);
- «GPIO12» («D6») = MISO (SO);
- «GPIO14» («D5») = SCLK (SCK).

Конфигурирование «GPIO»

TIMER

Для периодического опроса преобразователя MAX6675 будем использовать «TMR1», так как он по умолчанию уже настроен на работу с периодом 3 сек.

На вкладке «TIMER» необходимо произвести конфигурирование таймера «TMR1»:
• включить таймер (установить «галочку» у параметра «Управление»);
• параметр «При подаче напр. пит.» установить в состояние «ВКЛ.».

Для обеспечения возможности дальнейшей обработки события от таймера, необходимо привязать параметр «Состояние» таймера «TMR1» к одному из «Vx», например, к «V12».

Конфигурирование «TIMER»

Действия

Создаем действие-функцию «sens_MAX6675()». Устанавливаем параметры функции, как показано на рисунке ниже.

В качестве параметра "Начало выходных данных" указываем переменную «V0».

Smacont. Действие - функция «sens_MAX6675()»

Действие - функция «sens_MAX6675()»

Настройка "Рабочей частоты" необходима для учета длины линий связи микросхемы MAX6675 и WiFi-модуля. Чем больше длина линий связи, тем меньше надо устанавливать значение параметра "Рабочая частота".

Сценарии (Задачи)

Создаем сценарий (задачу, триггер) «Сценарий N0», который будет вызываться по событию обновления переменной «V12».

В качестве действия выберем «Действие N0», по которому будет вызываться функция «sens_MAX6675()».

Сценарии (Задачи)

После выполнения всех операция по созданию сценария, необходимо "включить" сценарий, т.е. поставить "галочку" напротив сценария (см. рисунок ниже).

"Включить" сценарий

Получаем следующий алгоритм работы:
1. при событии «Обновление статуса TMR1» (формируется каждые 3 секунд), будут выполняться сценарий «Сценарий N0», т.е. вызывается «Действие N0» (функция «sens_MAX6675()»);
2. при выполнении «Действие N0», получаем обновленные значения температуры.

Vx map

Значения температуры можно проконтролировать на вкладке переменных «Vx map».

Переменные «Vx»

В дальнейшем, полученные значение температуры, можно использовать в сценариях, например, для реализации проекта терморегулятора.

График

Изменение значения температуры в течении 8-ми минут, показано на рисунке ниже.

График

Как видно из графика, в основном, колебание температуры составляет +-0,25°C. Общий разброс показаний составляет +-0,5°C.

При необходимости, показания можно сгладить, используя цифровой фильтр, заложенный в прошивке «Smacont-ESP» (см. рисунки ниже).

Цифровой фильтр

Заключение

Преобразователь MAX6675 необходимо располагать по возможности дальше от нагреваемых элементов, т.к. даже касание микросхемы MAX6675 рукой вызывает изменение показаний температуры.