Portenta 및 열전쌍 센서(MAX6675 포함)

이 프로젝트 정보

여기에 Arduino Portenta의 HD 커넥터를 탐색해야 하는 Portenta Throne 보드를 통해 얻은 놀라운 경험에 대해 이야기하는 새 기사가 있습니다. 산업용 애플리케이션에서 일반적으로 사용되는 센서입니다.

Throne 보드에 대한 자세한 내용은 이 링크를 통해 이전 게시물을 확인할 수 있습니다.

이 지침에서 배울 내용:

이야기는 충분히 하고 넘어가도록 하겠습니다.

보급품

아두이노 포르텐타

열전대 센서

Portenta 왕좌 보드

열전쌍 센서 작동 방식

먼저 열전대 센서가 어떻게 작동하는지 확인합시다. 이러한 센서는 온도를 측정하기 위한 것이며, 기본적으로 두 가지 다른 유형의 금속으로 만들어지며, 일단 결합된 끝이 가열되면 열전 회로에 흐르는 연속 전압이 있는 한쪽 끝에서 함께 결합됩니다. 이 전압 값은 온도 변화에 따라 상대적으로 변합니다.

상업용 열전대는 일부 높은 가격으로 제공되며 대부분의 경우 교체가 가능하므로 표준 커넥터와 함께 제공되며 이러한 센서는 광범위한 온도를 측정할 수 있습니다. 대부분의 다른 온도 측정 방법과 달리 열전대는 자체 전원이 공급되며 외부 형태의 여기가 필요하지 않습니다. 열전대의 주요 한계는 정확도입니다. 섭씨 1도(°C) 미만의 시스템 오류는 달성하기 어려울 수 있습니다.

열전쌍 센서에 대한 자세한 내용은 여기

위 이미지에 제가 사용할 열전대의 디지털 현미경 카메라 뷰를 첨부했습니다 :)

센서 하드웨어 요구 사항

이제 센서 측정에 적합한 Portenta 핀은 무엇입니까!

센서에서 보낸 전압 신호를 측정하려면 먼저 증폭한 다음 디지털 데이터로 변환한 다음 MCU에서 해석해야 합니다! MAX6675를 통해 모든 작업을 완료할 수 있습니다. Maxim 통합의 회로;

두 개의 MAX6675 Arduino Portenta의 HD 커넥터를 탐색하기 위해 만든 Throne 보드의 보드 회로도에 있는 IC입니다.

회로 데이터 시트를 고려할 때, IC는 K형 열전대 센서의 신호를 디지털화하는 역할을 하며, 칩에는 단순화된 SPI 통신 포트가 있으며 외부 마이크로컨트롤러와 함께 작동하도록 설계되었으며 우수한 변환 분해능과 1024°C에 도달할 수 있는 고온 측정 범위로 많은 산업 응용 분야에 적합합니다.

또한 회로 레이아웃에 적합한 회로도 설정을 찾을 수 있습니다.

왕좌 도식으로 돌아가기

다음으로 넘어가기 전에 Altium 디자이너를 사용하여 Throne 보드 구성과 PCB를 만들었고 여기에서 Portenta와 MAX6675 간의 SPI 통신을 설정하는 데 사용한 연결된 핀을 확인하기 위해 다시 돌아갑니다.

Portenta에는 6개의 SPI 포트가 있으므로 MAX IC에 첫 번째 및 두 번째 포트를 사용하기로 선택했습니다.

첫 번째 포트에 대한 적절한 핀은 특히 핀 38, 40 및 42를 통해 두 번째 HD 커넥터에 있습니다. 방금 내 회로도에서 NetLabel을 사용하여 구성표 레이아웃을 정렬된 모양으로 유지했습니다. 동일한 레이블을 사용하고 있는지 확인하십시오 같은 그물에 대해.

두 번째 MAX IC를 33, 59, 61 핀을 통해 첫 번째 HD 커넥터에 있는 두 번째 SPI 포트에 연결하는 회로도로 드래그했습니다.

MAX 회로의 전원 라인에 배치된 0.1uF 디커플링 커패시터의 필요성을 보여주는 데이터시트 권장 설정을 따르는 것을 잊지 마십시오. 또한 열전쌍 센서를 꽂는 두 개의 나사 헤더 터미널을 떨어뜨렸습니다.

이제 PCB 레이아웃에서 디커플링 커패시터를 가능한 한 전원 트랙에 더 가깝게 유지하십시오.

이러한 구성 요소 패키지의 조립은 그다지 어렵지 않으며 솔더 인두와 약간의 플럭스를 사용하여 만들 수 있습니다.

센서 연결 핀

센서에는 극성이 정의되어 있음을 고려하십시오. 따라서 제조업체 지침에 따라 센서의 플러스 및 마이너스 와이어를 정의하십시오.

온도 상승을 측정하기 위해 센서 헤드를 조립 핫 플레이트에 붙였습니다.

소프트웨어 및 테스트

소프트웨어 측면에서는 Adafuit의 Max6675 라이브러리를 사용했음을 알 수 있습니다.

SPI 통신에 사용한 3개의 핀만 있으면 이 인스턴스에서 Portenta가 MAX6675 데이터를 해석하고 직렬 모니터를 통해 표시합니다.

내 Portenta에 코드를 업로드한 다음 직렬 모니터를 열었습니다. 위의 이미지에서 볼 수 있듯이 핫 플레이트 온도가 증가하는 한 계속 증가하는 온도 값에 대한 읽은 데이터가 SPI임을 확인합니다. 통신이 성공적으로 이루어졌으며 MAX IC가 Portenta에서 탐색되었습니다.

이것이 이 Porject 여러분을 위한 것입니다. 마지막으로 매일 전자 제품을 사용하고 있는지 확인하십시오. Chris였습니다. 다음에 뵙겠습니다.

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코드

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제목 없는 파일

제목 없는 파일Arduino

// 이 예제는 공개 도메인입니다. 즐기십시오!// www.ladyada.net/learn/sensors/thermocouple#include "max6675.h"int thermoDO =10;int thermoCS =8;int thermoCLK =9;MAX6675 열전쌍(thermoCLK, thermoCS, thermoDO);// int vccPin =3; // int gndPin =2; 무효 설정() { 핀모드(PC_7, 출력); 디지털 쓰기(PC_7, 높음); 지연(500); 디지털 쓰기(PC_7, LOW); 지연(500); Serial.begin(9600); // 아두이노 핀 사용 // pinMode(vccPin, OUTPUT); digitalWrite(vccPin, HIGH); // pinMode(gndPin, OUTPUT); digitalWrite(gndPin, LOW); Serial.println("MAX6675 테스트"); // MAX 칩이 안정화될 때까지 대기합니다. delay(500);}void loop() { // 기본 판독 테스트, 현재 온도만 인쇄합니다. Serial.print("C ="); Serial.println(thermocouple.readCelsius()); Serial.print("F ="); Serial.println(thermocouple.readFahrenheit()); if(thermocouple.readCelsius()>30) digitalWrite(PC_7, HIGH); 그렇지 않으면 digitalWrite(PC_7, LOW); 지연(1000);}

회로도

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