Portentaおよび熱電対センサー（MAX6675を使用）

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このプロジェクトについて

ここでも、ArduinoPortentaのHDコネクタを探索する必要があるPortentaThroneボードを介して得た素晴らしい経験について話している新しい記事があります。今回は、いくつかのセンサー、特に熱電対センサーで少し遊んでみます。は、産業用アプリケーションで一般的に使用されるセンサーです。

玉座ボードについては、このリンクから作成の詳細に関連する私の以前の投稿をチェックできます

この教訓から学ぶこと：

• 熱電対の構成と仕組み
• ttlベースのMCUを介して産業用センサーとインターフェースするために必要なチップ。
• センサーデータを解釈し、任意のシリアルモニターで表示します。

十分に話して、ただ通り抜けましょう。

消耗品

Arduino Portenta

熱電対センサー

ポルテンタ玉座ボード

熱電対センサーのしくみ

まず、熱電対センサーがどのように機能するかを確認しましょう。このようなセンサーは温度を測定するためのもので、基本的に2種類の金属でできており、接合端が加熱されると、熱電回路に連続電圧が流れます。この電圧値は、温度変化に応じて変化します。

市販の熱電対はいくつかの高価格で入手可能であり、ほとんどの場合交換可能です。そのため、標準のコネクタが付属しています。これらのセンサーは、広範囲の温度を測定できます。他のほとんどの温度測定方法とは対照的に、熱電対は自己給電型であり、外部形式の励起を必要としません。熱電対の主な制限は、その精度です。摂氏1度（°C）未満のシステムエラーは、達成が難しい場合があります。

熱電対センサーの詳細はこちら

上の画像に、使用する熱電対のデジタル顕微鏡カメラビューを添付しました:)

センサーハードウェア要件

これで、どのPortentaピンがセンサー測定を行うのに適しているか！

センサーから送信された電圧信号を測定するには、まずセンサーを増幅してからデジタルデータに変換し、MCUによって解釈する必要があります。 MAX6675 を使用してすべてを実行できます マキシム・インテグレーテッドの回路;

MAX6675 を2つ配置したことを思い出します ArduinoPortentaのHDコネクタを探索するために作成したThroneボードのボード回路図のIC。

回路データシートを考慮すると、ICはタイプK熱電対センサーからの信号をデジタル化するために機能し、チップは簡略化されたSPI通信ポートを備え、外部マイクロコントローラーと連携して動作するように設計されており、優れた変換分解能と1024°Cに達する可能性のある高温測定範囲により、多くの産業用アプリケーションに適しています。

回路レイアウトに適した回路図の設定もあります。

玉座の概略図に戻る

先に進む前に、Altiumデザイナーを使用してThroneボードスキームとPCBを作成しました。ここに戻って、PortentaとMAX6675の間のSPI通信を確立するために使用した接続ピンを確認しました。

Portentaには6つのSPIポートがあるため、MAXICに1番目と2番目のポートを使用することにしました

最初のポートに適切なピンは、特にピン38、40、42を介して2番目のHDコネクタに配置されています。回路図面でNetLabelを使用して、回路レイアウトの配置を維持しました。同じラベルを使用していることを確認してください。同じネットに対して。

2番目のMAXICを回路図にドラッグし、ピン33、59、61を介して最初のHDコネクタにある2番目のSPIポートに接続します

MAX回路の電力線に配置された0.1uFデカップリングコンデンサの必要性を示すデータシート推奨セットアップに従うことを忘れないでください。また、熱電対センサーを接続する場所に2つのネジヘッダー端子を落としました

PCBレイアウトでは、デカップリングコンデンサをパワートラックにできるだけ近づけてください。

このようなコンポーネントパッケージの組み立てはそれほど難しくなく、はんだごてとフラックスを使用するだけで組み立てることができます

センサー接続ピン

センサーには定義された極性があることを考慮してください したがって、製造元の指示に従って、センサーのプラス線とマイナス線を定義してください。

センサーヘッドをアセンブリのホットプレートに貼り付けて、温度上昇を測定しました;

ソフトウェアとテスト

ソフトウェア側では、AdafuitのMax6675ライブラリを使用したことがわかります。

必要なのは、SPI通信に使用した3つのピンだけです。このインスタンスにより、PortentaはMAX6675データを解釈し、シリアルモニターに表示します。

コードをPortentaにアップロードしてから、シリアルモニターを開きます。上の画像でわかるように、ホットプレートの温度が上昇する限り上昇し続ける温度値の読み取りデータは、SPIを確認します。通信は成功裏に達成され、MAXICはPortentaによって調査されました。

これで、このPorjectの皆さん、最後にもう1つ、毎日電子機器を使用していることを確認してください。それはクリスでした。次回お会いしましょう。

コード

• 無題のファイル

無題のファイル Arduino

 //この例はパブリックドメインです。お楽しみください！// 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、HIGH）; delay（500）; digitalWrite（PC_7、LOW）; delay（500）; Serial.begin（9600）; // Arduinoピンを使用します// pinMode（vccPin、OUTPUT）; digitalWrite（vccPin、HIGH）; // pinMode（gndPin、OUTPUT）; digitalWrite（gndPin、LOW）; Serial.println（ "MAX6675テスト"）; // MAXチップがdelay（500）;} void loop（）{//基本的な読み出しテストを安定させるのを待ちます。現在の温度を出力するだけですSerial.print（ "C ="）; Serial.println（thermocouple.readCelsius（））; Serial.print（ "F ="）; Serial.println（thermocouple.readFahrenheit（））; if（thermocouple.readCelsius（）> 30）digitalWrite（PC_7、HIGH）;それ以外の場合、digitalWrite（PC_7、LOW）; delay（1000）;} 

回路図