Portenta dan Sensor Termokopel (dengan MAX6675)

Tentang proyek ini

disini saya kembali lagi dengan artikel baru yang membahas tentang pengalaman luar biasa yang saya dapatkan melalui board Portenta Throne yang harus saya explore konektor HD Arduino Portenta dan kali ini saya akan bermain sedikit dengan beberapa sensor khususnya dengan sensor Thermocouple yang mana adalah sensor yang umum digunakan dalam aplikasi industri.

Tentang papan Tahta, Anda dapat melihat Postingan saya sebelumnya terkait detail pembuatan melalui tautan ini

Apa yang akan Anda pelajari dari instruksi ini :

• Termokopel terbuat dari apa dan cara kerjanya.
• Chip yang diperlukan untuk berinteraksi dengan sensor industri melalui MCU berbasis ttl.
• Menafsirkan data sensor dan menampilkannya melalui monitor serial apa pun.

Cukup bicaranya, mari kita selesaikan.

Persediaan

Arduino Portenta

Sensor Termokopel

Papan Tahta Portenta

Cara Kerja Sensor Termokopel

Mari kita periksa terlebih dahulu bagaimana sensor termokopel bekerja, sensor tersebut dimaksudkan untuk mengukur suhu, pada dasarnya terbuat dari dua jenis logam yang berbeda, bergabung bersama di satu ujung setelah ujung yang bergabung dipanaskan ada Tegangan terus menerus yang mengalir di sirkuit termoelektrik. Nilai Tegangan ini berubah relatif terhadap perubahan suhu.

Termokopel komersial tersedia untuk beberapa harga tinggi dan dalam banyak kasus dapat dipertukarkan, itu sebabnya dilengkapi dengan konektor standar, sensor ini dapat mengukur berbagai suhu. Berbeda dengan kebanyakan metode pengukuran suhu lainnya, termokopel bertenaga sendiri dan tidak memerlukan bentuk eksitasi eksternal. Keterbatasan utama dengan termokopel adalah akurasinya; kesalahan sistem kurang dari satu derajat Celcius (°C) bisa sulit untuk dicapai.

Detail lebih lanjut tentang sensor Termokopel di sini

Pada gambar di atas saya lampirkan tampilan kamera mikroskop digital termokopel yang akan saya gunakan :)

Persyaratan Perangkat Keras Sensor

Sekarang pin Portenta mana yang sesuai untuk mengambil tindakan sensor!

Untuk mengukur sinyal tegangan yang dikirim oleh sensor kita harus terlebih dahulu dikuatkan kemudian diubah menjadi data digital kemudian diinterpretasikan oleh MCU! kita bisa menyelesaikan semuanya melalui MAX6675 sirkuit dari Maxim terintegrasi;

Saya mengingatkan Anda bahwa saya menempatkan dua MAX6675 IC dalam skema papan papan Tahta saya yang telah saya buat untuk menjelajahi konektor HD Arduino Portenta.

Mempertimbangkan lembar data sirkuit, dikatakan bahwa IC berfungsi untuk mendigitalkan sinyal dari sensor termokopel tipe-K, chip tersebut memiliki port komunikasi SPI yang disederhanakan dan dirancang untuk bekerja bersama dengan mikrokontroler eksternal, chip ini memiliki resolusi konversi yang baik dan rentang pengukuran suhu tinggi yang bisa mencapai 1024°C yang membuatnya cocok untuk banyak aplikasi industri.

Anda juga dapat menemukan pengaturan skema yang sesuai untuk tata letak sirkuit Anda.

Kembali ke Skema Tahta Kami

Satu catatan sebelum melanjutkan, saya menggunakan desainer Altium untuk membuat skema papan Throne dan PCB dan di sini kita kembali ke sana untuk memeriksa pin terhubung yang kita gunakan untuk membangun komunikasi SPI antara Portenta dan MAX6675.

karena Portenta memiliki 6 port SPI, saya memilih untuk menggunakan port pertama dan kedua untuk IC MAX saya

Pin yang sesuai untuk port pertama terletak di konektor HD kedua khususnya melalui pin 38, 40 dan 42 Saya hanya menggunakan NetLabel dalam skema saya untuk menjaga tampilan skema tata letak yang teratur, pastikan Anda menggunakan label yang sama untuk jaringan yang sama.

Saya tarik IC MAX kedua ke skema yang akan dihubungkan ke port SPI kedua yang terletak di konektor HD pertama melalui pin 33, 59, 61

Jangan lupa untuk mengikuti pengaturan yang direkomendasikan lembar data yang menunjukkan kebutuhan kapasitor decoupling 0.1uF yang ditempatkan di saluran listrik sirkuit MAX, saya juga menjatuhkan dua terminal header sekrup tempat saya mencolokkan sensor termokopel

Sekarang dalam tata letak PCB, cobalah untuk menjaga kapasitor decoupling lebih dekat ke trek daya sebanyak mungkin.

Perakitan paket komponen tersebut tidak terlalu sulit dan Anda bisa membuatnya menggunakan besi solder dan sedikit fluks

Pin Koneksi Sensor

Harap pertimbangkan bahwa sensor memiliki polaritas yang ditentukan jadi ikuti saja petunjuk pabrikan untuk menentukan kabel plus dan minus sensor Anda.

Saya menempelkan kepala sensor ke hot plate rakitan saya untuk mengukur kenaikan suhu;

Perangkat Lunak dan Pengujian

Di sisi perangkat lunak, Anda dapat melihat bahwa saya menggunakan perpustakaan Max6675 oleh Adafuit.

Yang diperlukan hanyalah tiga pin yang kami gunakan untuk komunikasi SPI kemudian instance ini akan membuat Portenta menafsirkan data MAX6675 dan menampilkannya melalui monitor Serial.

Saya mengunggah kode ke Portenta saya kemudian membuka monitor Serial dan ini dia, seperti yang Anda lihat pada gambar di atas, data yang dibaca untuk nilai suhu yang terus meningkat selama suhu hot plate meningkat yang mengkonfirmasi bahwa SPI komunikasi telah berhasil dicapai dan IC MAX telah dieksplorasi oleh Portenta kami.

Sekian untuk Porject ini guys, satu hal lagi, pastikan kalian mengerjakan elektronik setiap hari, itu Chris, sampai jumpa lagi.

// contoh ini adalah domain publik. selamat menikmati!// 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, TINGGI); penundaan (500); digitalWrite(PC_7, RENDAH); penundaan (500); Serial.begin(9600); // gunakan pin Arduino // pinMode(vccPin, OUTPUT); digitalWrite(vccPin, HIGH);// pinMode(gndPin, OUTPUT); digitalWrite(gndPin, RENDAH); Serial.println("Uji MAX6675"); // tunggu chip MAX untuk menstabilkan delay(500);}void loop() { // tes pembacaan dasar, cukup cetak suhu saat ini Serial.print("C ="); Serial.println(thermocouple.readCelsius()); Serial.print("F ="); Serial.println(thermocouple.readFahrenheit()); if(thermocouple.readCelsius()>30) digitalWrite(PC_7, HIGH); lain digitalWrite(PC_7, RENDAH); delay(1000);}