Arduino термопара. Термопара и Arduino: подключение, использование и программирование

Как подключить термопару к Arduino. Какие типы термопар поддерживаются. Как настроить и запрограммировать Arduino для работы с термопарой. Какую точность измерений можно получить. Какие преимущества дает использование термопары с Arduino.

Содержание

Что такое термопара и как она работает

Термопара представляет собой датчик температуры, состоящий из двух разнородных металлических проводников, спаянных вместе на одном конце. При нагревании или охлаждении места соединения в термопаре возникает термоэлектродвижущая сила, пропорциональная разности температур между горячим и холодным концами термопары.

Основные принципы работы термопары:

  • При нагреве спая между разнородными металлами возникает небольшое напряжение
  • Величина этого напряжения зависит от разности температур между горячим и холодным концами
  • Измеряя это напряжение, можно определить температуру горячего спая
  • Необходима компенсация температуры холодного спая для получения абсолютного значения

Термопары позволяют измерять температуру в очень широком диапазоне — от сотен градусов ниже нуля до тысяч градусов выше. Это делает их универсальным инструментом для различных применений.


Типы термопар и их характеристики

Существует несколько стандартных типов термопар, различающихся используемыми металлами и диапазоном измерений:

  • Тип K: хромель-алюмель, -200°C до +1350°C
  • Тип J: железо-константан, -40°C до +750°C
  • Тип T: медь-константан, -200°C до +350°C
  • Тип E: хромель-константан, -200°C до +900°C
  • Тип N: никросил-нисил, -270°C до +1300°C
  • Тип S: платина-платинородий, 0°C до +1600°C
  • Тип R: платина-платинородий, 0°C до +1600°C
  • Тип B: платина-платинородий, +600°C до +1800°C

Наиболее распространенным является тип K, подходящий для большинства применений. Тип J используется при более низких температурах, а типы S, R и B — для высокотемпературных измерений.

Подключение термопары к Arduino

Для подключения термопары к Arduino необходимо использовать специальный модуль-преобразователь. Наиболее популярные варианты:

  • MAX6675 — для термопар типа K, до +1024°C
  • MAX31855 — универсальный, поддерживает типы K, J, N, T, S, R, E
  • AD8495 — для термопар типа K, более высокая точность

Схема подключения модуля MAX31855 к Arduino:


  1. VCC модуля к 3.3V или 5V Arduino
  2. GND модуля к GND Arduino
  3. DO (data out) к MISO (pin 12 на Uno)
  4. CS (chip select) к любому цифровому пину, например D10
  5. CLK (clock) к SCK (pin 13 на Uno)

Сами провода термопары подключаются к клеммам T+ и T- на модуле. Важно соблюсти полярность подключения.

Программирование Arduino для работы с термопарой

Для работы с модулями термопар существуют готовые библиотеки:

  • MAX6675 library — для модуля MAX6675
  • Adafruit MAX31855 library — для модуля MAX31855
  • Adafruit AD8495 library — для модуля AD8495

Пример кода для считывания температуры с MAX31855:

«`cpp #include #include «Adafruit_MAX31855.h» #define MAXDO 3 #define MAXCS 4 #define MAXCLK 5 Adafruit_MAX31855 thermocouple(MAXCLK, MAXCS, MAXDO); void setup() { Serial.begin(9600); while (!Serial) delay(1); Serial.println(«MAX31855 test»); if (!thermocouple.begin()) { Serial.println(«ERROR.»); while (1) delay(10); } } void loop() { Serial.print(«Internal Temp = «); Serial.println(thermocouple.readInternal()); double c = thermocouple.readCelsius(); if (isnan(c)) { Serial.println(«Thermocouple fault»); } else { Serial.print(«C = «); Serial.println(c); } delay(1000); } «`

Этот код инициализирует модуль MAX31855, считывает температуру каждую секунду и выводит значения в монитор порта.


Точность измерений и калибровка

Точность измерений с помощью термопары зависит от нескольких факторов:

  • Тип и класс точности самой термопары
  • Точность модуля преобразователя
  • Качество компенсации холодного спая
  • Наличие внешних помех

Типичная точность для термопары типа K с модулем MAX31855 составляет около ±2-3°C во всем диапазоне измерений. Для повышения точности можно выполнить калибровку:

  1. Измерить температуру в нескольких опорных точках (0°C, 100°C и т.д.)
  2. Сравнить с показаниями эталонного термометра
  3. Вычислить поправочные коэффициенты
  4. Внести коррекцию в программу Arduino

При правильной калибровке можно добиться точности до ±0.5°C.

Преимущества использования термопары с Arduino

Использование термопары в сочетании с Arduino дает ряд преимуществ:

  • Широкий диапазон измеряемых температур
  • Высокая скорость отклика на изменение температуры
  • Возможность измерений в агрессивных средах
  • Простота подключения и использования готовых библиотек
  • Низкая стоимость по сравнению с промышленными решениями
  • Гибкость в настройке и программировании под конкретные задачи

Это делает связку Arduino + термопара отличным выбором для различных проектов автоматизации, мониторинга температуры, систем безопасности и научных исследований.


Практические применения термопары с Arduino

Рассмотрим несколько практических примеров использования термопары совместно с Arduino:

Система мониторинга температуры в теплице

Arduino с термопарой может использоваться для контроля температуры в теплице:

  • Измерение температуры воздуха и почвы
  • Управление системой вентиляции и отопления
  • Отправка уведомлений при критических значениях
  • Ведение журнала температур

Контроль температуры в промышленном оборудовании

Arduino с термопарой можно использовать для мониторинга температуры в различном оборудовании:

  • Измерение температуры двигателей
  • Контроль температуры в печах и котлах
  • Мониторинг систем охлаждения
  • Аварийное отключение при перегреве

Кулинарный термометр

На базе Arduino и термопары можно создать точный кулинарный термометр:

  • Измерение температуры внутри мяса при жарке
  • Контроль температуры масла для фритюра
  • Мониторинг температуры в духовке
  • Подача звукового сигнала при достижении нужной температуры

Эти примеры демонстрируют универсальность и широкие возможности применения термопары в связке с Arduino для решения различных практических задач.



MAX6675 + термопара K-типа arduino pic stm [#9-2], цена 130 грн — Prom.ua (ID#371138066)

Характеристики и описание

Измеритель температуры MAX6675-TK-1024C

     Преобразователь сигнала термопары K-типа в цифру с компенсацией холодного спая (от 0°C до 1024°C).
Найти PDF c помощью Google
Характеристики:
  • Компенсация холодного спая
  • Простой, совместимый с SPI, последовательный интерфейс
  • 12-разрядное разрешение (0,25°C)
  • Обнаружение отсоединения термопары
  • Рабочее напряжение: 3…5 В постоянного тока
  • Рабочий ток термопары: 50мА
  • Диапазон измеряемых температур: 0 — 1024 градуса Цельсия
  • Точность измерения температуры: ± 1.5 градуса Цельсия
  • Температурное разрешение: 0.25 градуса Цельсия
  • Термопара для Arduino оснащена фиксированными монтажными отверстиями для облегчения стационарной установки
  • Выходной диапазон: -6мВ + 20мВ
Размер: 32 * 30 мм
Комплектация:
— плата преобразователя MAX6675 x 1
— термопара К типа x 1

      
Нажмите, чтобы посмотреть все наши товары


— Оплата проводится переводом на карту Приватбанка (если не выбрана опция «наложенный платеж»).
— Реквизиты для оплаты приходят вам на email после покупки.
— Покупатель должен оплатить лот на протяжении 7-ми дней.


      

— Доставка осуществляется службами Новая почта и Укрпочта.
— Товар отправляется только после 100% предоплаты, если не выбрана опция «наложенный платеж».
— Стоимость доставки оплачивает покупатель при получении посылки.
— При покупке нескольких лотов, стоимость доставки комбинируется.

Не делайте необдуманных покупок!

— Товары из разных партий могут иметь незначительные отличия между изображением на сайте и фактическим видом.
— По любым вопросам относительно товара используйте кнопку «Задать вопрос о товаре».
— После покупки вы обязуетесь оплатить покупку на протяжении 7-ми дней,в противном случае нам придется оставить «отрицательный» отзыв по сделке.

Был online: Вчера

Продавец Ardu.prom.ua (наложка НП от 150 грн!)

6 лет на Prom. ua

  • Каталог продавца
  • Отзывы

г. Запорожье. Продавец Ardu.prom.ua (наложка НП от 150 грн!)

Был online: Вчера

Код: #9-2

На складе в г. Запорожье

Доставка по Украине

70+ купили

130  грн

Оптовые цены

Доставка

Оплата и гарантии

Популярные производители в категории Наборы и компоненты для самостоятельной сборки электроники

Без бренда

STMicroelectronics

Kradex

Arduino

Sxemki

Maszczyk

Noname

NXP Semiconductors

International Rectifier

waveshare

RobotDyn

Infineon

Texas Instruments

У нас покупают

Наборы и компоненты для самостоятельной сборки электроники

Аксессуары для фото-, видеокамер

Съемные объективы

ТОП теги

Термоусадочная машина

4.0 speaker

Дисплей lcd1602

Лазерный модуль зеленый

Igbt infineon

Diy годинник

Преобразователь 5

Насколько вам
удобно на проме?

отзывы, фото и характеристики на Aredi.

ru

На нашем сайте отображены товары, которые автоматически импортируются с сайта allegro.pl и переводятся на русский язык.

Так как мы не являемся продавцами товара, который отображен на нашем сайте, мы не можем обладать всей информацией о том или ином товаре. Дополнительную информацию о товарах можно узнать несколькими способами:

1. Подробно ознакомиться с описанием. Обычно вся необходимая информация находится в официальном описании на странице лота.

2. Если интересующей вас информации в описании не оказалось, можно задать вопрос напрямую продавцу. Он ответит вам в течение одного рабочего дня.

3. Если вы обладаете богатым опытом серфинга в интернете, возможно, вы сможете найти информацию о данном товаре на различных форумах и других интернет-ресурсах, воспользовавшись глобальными службами интернет-поиска.

4. Если вы не владеете языком или не желаете уточнить информацию по какой-либо другой причине, пожалуйста, обращайтесь к нам — мы с радостью вам поможем. Для того, чтобы мы задали вопрос продавцу, оформите заказ и в комментариях к товару пропишите интересующие вопросы. В течении дня мы сделаем запрос продавцу, комментарии появятся в личном кабинете.

Точный вес товара становится известным, только когда товар поступает на склад. Узнать примерный вес товара можно характеристиках товара, но не все продавцы его пишут.

Избежать некачественного товара можно путем тщательного отбора продавцов, т.е. старайтесь не гнаться за дешевыми товарами, которые продаются у продавцов с низким рейтингом. Доверяйте только проверенным интернет-магазинам. Если вы покупаете товар и сомневаетесь в надёжности продавца, то лучше заказать дополнительные фотографии.

1.​​Ищите по ключевым словам, уточняйте по каталогу слева

Допустим, вы хотите найти фару для AUDI, но поисковик выдает много результатов, тогда нужно будет в поисковую строку ввести точную марку автомобиля, потом в списке категорий, который находится слева, выберите новую категорию (Автозапчасти — Запчасти для легковых авто – Освещение- Фары передние фары). После, из предъявленного списка нужно выбрать нужный лот.

2. Сократите запрос

Например, вам понадобилось найти переднее правое крыло на KIA Sportage 2015 года, не пишите в поисковой строке полное наименование, а напишите крыло KIA Sportage 15 . Поисковая система скажет «спасибо» за короткий четкий вопрос, который можно редактировать с учетом выданных поисковиком результатов.

3. Используйте аналогичные сочетания слов и синонимы

Система сможет не понять какое-либо сочетание слов и перевести его неправильно. Например, у запроса «стол для компьютера» более 700 лотов, тогда как у запроса «компьютерный стол» всего 10.

4. Не допускайте ошибок в названиях, используйте​​всегда​​оригинальное наименование​​продукта

Если вы, например, ищете стекло на ваш смартфон, нужно забивать «стекло на xiaomi redmi 4 pro», а не «стекло на сяоми редми 4 про».

5. Сокращения и аббревиатуры пишите по-английски

Если приводить пример, то словосочетание «ступица бмв е65» выдаст отсутствие результатов из-за того, что в e65 буква е русская. Система этого не понимает. Чтобы автоматика распознала ваш запрос, нужно ввести то же самое, но на английском — «ступица BMW e65».

6. Мало результатов? Ищите не только в названии объявления, но и в описании!

Не все продавцы пишут в названии объявления нужные параметры для поиска, поэтому воспользуйтесь функцией поиска в описании объявления! Например, вы ищите турбину и знаете ее номер «711006-9004S», вставьте в поисковую строку номер, выберете галочкой “искать в описании” — система выдаст намного больше результатов!

7. Смело ищите на польском, если знаете название нужной вещи на этом языке

Вы также можете попробовать использовать Яндекс или Google переводчики для этих целей. Помните, что если возникли неразрешимые проблемы с поиском, вы всегда можете обратиться к нам за помощью.

Код Arduino

| MAX31855 Термопара

Код Ардуино

Сохранить Подписаться

Пожалуйста, войдите, чтобы подписаться на это руководство.

После входа в систему вы будете перенаправлены обратно к этому руководству и сможете подписаться на него.

Если вы используете интерфейсную микросхему AD595, вы можете просто соединить выходное напряжение с аналоговым входом микроконтроллера и выполнить базовые математические операции, чтобы умножить входное значение 10 мВ/°C на числовой выход.

Если вы планируете использовать MAX6675/MAX31855, вам предстоит еще немного поработать. Во-первых, Vin и GND должны быть подключены к источнику питания 3-5 В. Затем три контакта данных должны быть подключены к цифровым контактам ввода-вывода:

  • CLK (часы) — это вход для MAX6675/MAX31855 (выход микроконтроллера), который указывает, когда следует представить еще один бит данных
  • DO (выход данных) — это выход MAX6675/MAX31855 (вход в микроконтроллер), который передает каждый бит данных
  • CS  (выбор микросхемы) — это входной сигнал для MAX6675/MAX31855 (выходной сигнал микроконтроллера), который сообщает микросхеме, когда пришло время считывать показания термопары и выводить дополнительные данные.

В начале наших набросков мы определяем эти контакты. Для наших примеров DO подключается к цифровому 3 , CS подключается к цифровому 4, а CLK подключается к контакту 5

Если вы используете MAX31855 v1.0 в шумной среде, вам может понадобиться добавить конденсатор 0,01 мкФ на выводы термопары.

MAX31855 не поддерживает заземленные термопары — если датчик коснется земли, микросхема вернет ошибку

Если у вас более старый MAX6675, загрузите библиотеку Adafruit MAX6675 из диспетчера библиотек Arduino.

Если у вас более новая плата MAX31855, загрузите библиотеку Adafruit MAX31855 из диспетчера библиотек Arduino.

Откройте менеджер библиотек Arduino:

Если у вас прорыв MAX6675, найдите MAX6675  библиотека и установите ее

Если у вас есть переходник MAX31855, найдите библиотеку Adafruit MAX31855 и установите ее

Откройте скетч File -> Examples->MAX6675/Adafruit_MAX31855 -> serialthermocouple и загрузите его в Arduino. После загрузки откройте монитор последовательного порта, чтобы отобразить текущие температуры в градусах Цельсия и Фаренгейта.

У нас также есть отличное руководство по установке библиотеки Arduino по адресу:
http://learn.adafruit.com/adafruit-all-about-arduino-libraries-install-use

Как видите, использовать библиотеку довольно просто: просто сообщите объекту-датчику, что такое часы, выбор микросхемы и выводы данных, затем вызовите readCelsius() или readFahrenheit() , чтобы получить результат с плавающей запятой.

Распространенным требованием является вывод температуры на «классический» символьный ЖК-дисплей, такой как в этом руководстве.

Для этой проводки мы подключили CLK к цифровому 3 , CS к цифровому 4 и DO к цифровому 5. Как только вы заработаете, вы можете изменить соединения контактов в скетче

8.

У нас также есть пример эскиза для этого. Сначала настройте ЖК-дисплей, следуя нашему руководству. Теперь загрузите новый скетч File->Examples -> MAX31855 > lcdthermocouple и подключите модуль термопары, как мы это делали в тесте последовательной термопары, вы увидите внутреннюю температуру и температуру термопары. отображается в градусах Цельсия


 Подключение термопары Python и CircuitPython

Это руководство было впервые опубликовано 29 июля 2012 г. Оно было последним. обновлено 24 июня 2012 г.

Эта страница (код Arduino) последний раз обновлялась 24 июня 2012 г.

Текстовый редактор на базе tinymce.

Termopar — Измерение температуры термопарой — Экраны, совместимые с Arduino

  • Совместимость с термопарами типов K, J, N, R, S, T, E и B
  • Позволяет считывать значения от -210°C до +1800°C
  • Разрешение выше 0,01°C
  • Одновременное использование до 15 модулей

С Termopar Nanoshield вы можете измерять температуру с помощью термопарного датчика простым и удобным способом. Он реализован на микросхеме MAX31856 от Maxim Semiconductor, которая содержит все необходимые схемы для выполнения этого типа измерений: внутренний датчик температуры (холодный спай), усилитель и аналого-цифровой преобразователь. Таким образом, показания выдаются непосредственно в градусах Цельсия и считываются микроконтроллером через интерфейс SPI.

Termopar Nanoshield поддерживает термопары типов K, J, N, R, S, T, E и B, а также имеет следующие характеристики:

  • Обнаружение обрыва цепи, повышенного/пониженного напряжения и температуры вне диапазона
  • Показание внутренней температуры микросхемы (холодный спай)
  • Внутренний шумоподавляющий фильтр 50/60 Гц
  • Настраиваемый режим усреднения для 2, 4, 8 или 16 образцов
  • Фильтр на входе термопары для повышения стабильности

Характеристики Termopar Nanoshield

!Подключение датчика термопары

Termopar Nanoshield имеет клеммную колодку, к которой необходимо подключить концы проводов датчика термопары. Обратите внимание на индикацию полярности ( и ). Если вы не знаете, какие выводы термопары являются положительными, а какие отрицательными, не волнуйтесь: просто «угадайте» полярность и соедините оба конца. Затем измерьте температуру и поместите измерительную часть рядом с источником тепла. Если измеренная температура повышается, это указывает на правильность подключения. Если измеренная температура понизится, поменяйте полярность и повторите измерение. На рисунке ниже показано, как должно быть выполнено подключение:

Подключение датчика термопары

!Подключение к плате Arduino + базовой плате Uno

Самый простой способ использовать Termopar Nanoshield вместе с платой Arduino — использовать базовую плату Uno или базовую плату L Uno. Просто соедините платы, как показано на рисунке ниже, и загрузите наш пример кода, чтобы проверить, работает ли система (см. раздел примера кода ниже). Эту сборку можно использовать с Arduino UNO, Mega R3 или аналогичными платами. На фото ниже показано, как выглядит сборка.

Подключение к Arduino с помощью базовой платы Uno (нажмите на изображение, чтобы увеличить)

!Подключение к базовой плате Boarduino

Также возможно подключение Termopar Nanoshield напрямую к нашей плате, совместимой с Arduino, Base Бордуино. Соединение выполняется так же, как и с базовой платой, как показано на рисунке ниже. Вам просто нужно соединить платы, загрузить наш пример кода и убедиться, что система работает (см. раздел примера кода внизу страницы).

Подключение к базе Boarduino (нажмите на изображение, чтобы увеличить)

!Прямое подключение к Arduino

Также можно использовать модуль с прямым подключением к Arduino с помощью макетной платы и перемычек. Используйте следующие схемы подключения для подключения Termopar Nanoshield к Arduino UNO или Arduino MEGA.

Подключение к Arduino UNO (щелкните изображение, чтобы увеличить его)

Подключение к Arduino MEGA (щелкните изображение, чтобы увеличить его)

!Использование нескольких модулей одновременно

Termopar Nanoshield обменивается данными с микроконтроллером Arduino через интерфейс связи SPI. Преимуществом этого является возможность одновременного подключения нескольких модулей, используя всего несколько выводов микроконтроллера. Шина имеет линию синхронизации (SCK), две линии данных (SDI и SDO) и вывод выбора, называемый выбором микросхемы (/CS). Все модули, подключенные к шине, используют одни и те же линии синхронизации и данных. Однако каждому из них назначается эксклюзивный контакт выбора чипа. Таким образом, микроконтроллер может выбирать, с каким модулем он будет взаимодействовать, отправляя при необходимости логический сигнал низкого уровня (0 В) на контакт выбора микросхемы, соответствующий этому модулю.

Termopar Nanoshield имеет набор перемычек на верхней стороне платы, которые позволяют вручную выбирать до 5 различных контактов Arduino для функции выбора микросхемы (4, 7, 8, 10 и A3) — контакт по умолчанию 8. Помимо этих 5 вариантов, модуль также имеет 10 контактов, которые можно выбрать с помощью перемычек на нижней стороне платы (2, 3, 5, 6, 9, A0, A1, A2, A4 и A5). Это позволяет одновременно подключать до 15 модулей к одному микроконтроллеру.

На рисунке ниже показано положение ручных перемычек на верхней стороне и перемычек под пайку на нижней стороне платы.

Варианты выбора чипа Termopar Nanoshield

Для одновременного использования нескольких модулей достаточно соединить их вместе в разных слотах базовой платы или базовой платы L одновременно, используя перемычки для выбора другого чипа выберите в каждом модуле. На рисунке ниже показан набор из четырех модулей, используемых одновременно. В этом примере мы использовали базовую плату UNO вместе с Arduino Mega.

Одновременное использование нескольких модулей

Однако имейте в виду, что контакты, используемые для связи SPI, и контакты, используемые для выбора микросхем модулей, не могут использоваться совместно или выполнять другие функции в схеме. Поэтому перед использованием нескольких модулей одновременно желательно сделать анализ пинов, которые будут использоваться. Ознакомьтесь с нашей таблицей выводов для получения дополнительной информации о том, как распределить контакты.

С помощью Bridge Board можно соединить несколько базовых плат вместе и еще больше расширить проект, как показано ниже.

Пример проекта с 13 модулями одновременно

Проект выше имеет 13 модулей термопар, что позволяет одновременно получать и регистрировать до 13 различных температурных каналов на одном микроконтроллере.

Блок-схема

Блок-схема Termopar Nanoshield

Электрические характеристики

  • Источник питания: ввод через контакт 5V, диапазон от 4,5 до 5,5 В.

  • Потребляемый ток: максимальный потребляемый ток составляет примерно 1,5 мА.

  • Логические уровни: входные контакты /CS, SDI и SCK работают с напряжением 5В или 3,3В. Выходной контакт SDO имеет логический уровень 3,3 В и на 100% совместим с уровнями напряжения, принимаемыми Arduino, Raspberry Pi и другими.

В таблице ниже описаны функции каждого сигнала и их соответствие контактам Arduino UNO и Arduino Mega R3.

Выбор чипа SPI
Функция Ардуино УНО Ардуино МЕГА Функция
/CS 8 8
СДО 12 50 Линия данных SPI (MISO)
СДИ 11 51 Линия данных SPI (MOSI)
СКК 13 52 Линия синхронизации SPI
Вход напряжения 5 В
Земля Земля Земля Опорное напряжение (земля)

Таблица описания контактов

Применение и точность

Термопары — это датчики, используемые в основном, когда требуется широкий диапазон измерений, а также когда диапазон температур или среда измерения несовместимы с другими типами датчиков, такими как термисторы или полупроводниковые датчики.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *