Capteur Portenta et thermocouple (avec MAX6675)

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CircuitMaker par Altium Circuit Maker

À propos de ce projet

me revoilà avec un nouvel article parlant de l'expérience incroyable que j'ai eue grâce à la carte Portenta Throne que je dois explorer les connecteurs HD d'Arduino Portenta et cette fois je vais jouer un peu avec quelques capteurs, plus précisément avec un capteur Thermocouple qui est un capteur couramment utilisé dans les applications industrielles.

À propos du tableau du trône, vous pouvez consulter mon article précédent concernant les détails de fabrication via ce lien

Ce que vous apprendrez de cette instructable :

• De quoi est fait un thermocouple et comment il fonctionne.
• Les puces nécessaires pour s'interfacer avec un capteur industriel via un MCU basé sur ttl.
• Interprétez les données du capteur et affichez-les sur n'importe quel moniteur série.

Assez parlé, finissons-en.

Fournitures

Arduino Portenta

Capteur thermocouple

Plateau du Trône de Portenta

Comment fonctionne le capteur de thermocouple

Voyons d'abord comment fonctionnent les capteurs à thermocouple, un tel capteur est destiné à mesurer la température, il est essentiellement composé de deux types de métaux différents, réunis à une extrémité une fois que l'extrémité jointe est chauffée, il y a une tension continue qui circule dans le circuit thermoélectrique. Cette valeur de tension change relativement au changement de température.

Les thermocouples commerciaux sont disponibles pour certains prix élevés et il est dans la plupart des cas interchangeable, c'est pourquoi il est fourni avec un connecteur standard, ces capteurs peuvent mesurer une large gamme de températures. Contrairement à la plupart des autres méthodes de mesure de la température, les thermocouples sont autoalimentés et ne nécessitent aucune forme d'excitation externe. La principale limitation des thermocouples est leur précision; des erreurs système de moins d'un degré Celsius (°C) peuvent être difficiles à atteindre.

Plus de détails sur les capteurs thermocouple ici

J'ai joint dans les images ci-dessus la vue caméra du microscope numérique du thermocouple que je vais utiliser :)

Exigences matérielles du capteur

Maintenant, quelles broches Portenta sont appropriées pour prendre les mesures du capteur !

Pour mesurer les signaux de tension envoyés par notre capteur, nous devons d'abord l'amplifier puis le convertir en données numériques puis l'interpréter par le MCU ! nous pouvons tout faire grâce au MAX6675 circuit de Maxim intégré;

Je vous rappelle que j'ai placé deux MAX6675 Circuits intégrés dans le schéma de la carte de ma carte Trône que j'ai créé pour explorer les connecteurs HD d'Arduino Portenta.

Compte tenu de la fiche technique du circuit, il est indiqué que le circuit intégré numérise le signal d'un capteur à thermocouple de type K, la puce dispose d'un port de communication SPI simplifié et est conçue pour fonctionner en conjonction avec un microcontrôleur externe, elle a une bonne résolution de conversion et un plage de mesure à haute température pouvant atteindre 1024°C, ce qui le rend adapté à de nombreuses applications industrielles.

Vous pouvez également trouver la configuration schématique appropriée pour votre disposition de circuit.

Revenir au schéma de notre trône

Une note avant d'aller de l'avant, j'ai utilisé Altium Designer pour créer le schéma de la carte Trône et le PCB et nous y revenons pour vérifier les broches connectées que nous avons utilisées pour établir la communication SPI entre Portenta et MAX6675.

comme Portenta a 6 ports SPI, j'ai choisi d'utiliser les premier et deuxième ports pour mes circuits intégrés MAX

Les broches appropriées pour le premier port sont situées dans le deuxième connecteur HD, en particulier via les broches 38, 40 et 42. pour le même réseau.

J'ai fait glisser le deuxième MAX IC sur le schéma où il sera connecté au deuxième port SPI situé dans le premier connecteur HD via les broches 33, 59, 61

N'oubliez pas de suivre la configuration recommandée de la fiche technique qui montre la nécessité d'un condensateur de découplage de 0,1 uF placé dans la ligne d'alimentation du circuit MAX, j'ai également laissé tomber deux bornes à vis où je branche le capteur de thermocouple

Maintenant, dans la configuration PCB, essayez de garder les condensateurs de découplage plus près des pistes d'alimentation autant que possible.

L'assemblage d'un tel ensemble de composants n'est pas si difficile et vous pouvez simplement le faire en utilisant un fer à souder et du flux

Broches de connexion du capteur

Veuillez considérer que le capteur a une polarité définie il suffit donc de suivre les instructions du fabricant pour définir les fils plus et moins de votre capteur.

J'ai collé la tête du capteur sur ma plaque chauffante de montage pour mesurer l'augmentation de température;

Logiciel et test

Côté logiciel, vous pouvez remarquer que j'ai utilisé la librairie Max6675 d'Adafuit.

Tout ce qu'il faut, ce sont les trois broches que nous avons utilisées pour la communication SPI, puis cette instance permettra à Portenta d'interpréter les données du MAX6675 et de les afficher via le moniteur série.

J'ai téléchargé le code sur mon Portenta, puis j'ai ouvert le moniteur série et c'est parti, comme vous pouvez le voir sur l'image ci-dessus, les données lues pour les valeurs de température qui continuent d'augmenter tant que la température de la plaque chauffante augmente, ce qui confirme que le SPI la communication a été établie avec succès et le MAX IC a été exploré par notre Portenta.

C'est tout pour ce projet les gars, une dernière chose, assurez-vous que vous faites de l'électronique tous les jours, c'était Chris, à la prochaine.

Code

• Fichier sans titre

Fichier sans titreArduino

// cet exemple est du domaine public. profitez-en!// www.ladyada.net/learn/sensors/thermocouple#include "max6675.h"int thermoDO =10;int thermoCS =8;int thermoCLK =9;MAX6675 thermocouple(thermoCLK, thermoCS, thermoDO);// int vccPin =3;// int gndPin =2; void setup() { pinMode(PC_7, OUTPUT); digitalWrite(PC_7, HAUT); retard (500); digitalWrite(PC_7, LOW); retard (500); Serial.begin(9600); // utiliser les broches Arduino // pinMode(vccPin, OUTPUT); digitalWrite(vccPin, HIGH);// pinMode(gndPin, OUTPUT); digitalWrite(gndPin, LOW); Serial.println ("test MAX6675"); // attend que la puce MAX stabilise le délai (500);} void loop() { // test de lecture de base, imprime simplement la température actuelle Serial.print ("C ="); Serial.println(thermocouple.readCelsius()); Serial.print("F ="); Serial.println(thermocouple.readFahrenheit()); if(thermocouple.readCelsius()>30) digitalWrite(PC_7, HIGH); else digitalWrite(PC_7, LOW); retard(1000);}

Schémas