Arduino : Thermocouple de type K avec amplificateur MAX6675

Dans ce guide, vous apprendrez à lire la température à l’aide d’un Thermocouple de type K avec l’amplificateur MAX6675 avec la carte Arduino. Un thermocouple de type K est un type de capteur de température avec une large plage de mesure comme −200 ºC à 1350 ºC (−326 à 2300 ºF).

Ce didacticiel explique comment interfacer le thermocouple de type k avec votre carte Arduino, installer la bibliothèque requise et utiliser un simple croquis pour afficher les lectures du capteur dans le moniteur série.

Table des matières

Dans ce didacticiel, nous aborderons les sujets suivants :

Qu’est-ce qu’un thermocouple de type K ?

Un thermocouple est un appareil composé de deux conducteurs électriques différents qui forment une jonction électrique, une jonction thermique. Le changement de température à la jonction crée une tension légèrement mais mesurable à la jonction de référence qui peut être utilisée pour calculer la température.

Un thermocouple peut être composé de différents métaux. Les métaux utilisés affecteront la plage de tension, le coût et la sensibilité. Il existe des combinaisons métalliques standardisées qui donnent lieu à différents types de thermocouples : B, E, J, N, K, R, T et S.

Notre tutoriel concerne le thermocouple de type k. Un thermocouple de type k est composé de conducteurs en chrome et en alumel et a une plage de température générale de -200 à 1260 ºC (-326 à 2300 ºF).

Amplificateur MAX6675

Pour obtenir la température du thermocouple, nous avons besoin d’un amplificateur de thermocouple. La sortie de température de l’amplificateur à thermocouple dépend de la tension lue sur la jonction de référence. La tension à la jonction de référence dépend de la différence de température entre la jonction de référence et la jonction thermique. Donc, nous devons connaître la température à la jonction de référence.

Le thermocouple MAX6675 est livré avec un capteur de température pour mesurer la température au niveau de la jonction de référence (référence de compensation à froid) et amplifie la minuscule tension au niveau de la jonction de référence afin que nous puissions la lire à l’aide de nos microcontrôleurs. L’amplificateur MAX6675 communique avec un microcontrôleur à l’aide du protocole de communication SPI et les données sont émises dans une résolution de 12 bits.

Habituellement, vous pouvez obtenir un pack avec un thermocouple de type k et l’amplificateur MAX6675. Voici une liste des fonctionnalités les plus pertinentes du MAX6675. Pour une description plus détaillée, veuillez consulter le Fiche technique du MAX6675.

• Conversion numérique directe de la sortie thermocouple de type k
• Compensation de jonction froide
• Interface série simple compatible SPI
• Plage de tension de fonctionnement : 3,0 à 5,5 V
• Plage de température de fonctionnement : -20 à 85 ºC
• Résout les températures jusqu’à 0,25 ºC, permet des lectures aussi élevées que 1024 ºC (1875 ºF).

Interfaçage du thermocouple de type K avec l’amplificateur MAX6675

Comme mentionné précédemment, le MAX6675 communique avec un microcontrôleur en utilisant le protocole de communication SPI.

Obtenez la température du thermocouple de type K avec l’amplificateur MAX6675

Dans cette section, vous apprendrez à obtenir la température de votre thermocouple de type k. Nous allons vous montrer un exemple simple qui lit la température et l’affiche sur le moniteur série Arduino IDE.

Pièces requises

Pour terminer ce didacticiel, vous avez besoin des pièces suivantes :

Vous pouvez utiliser les liens précédents ou accéder directement à MakerAdvisor.com/tools pour trouver toutes les pièces pour vos projets au meilleur prix !

Schéma – Arduino avec thermocouple de type K et amplificateur MAX6675

Câblez l’amplificateur MAX6675 à l’Arduino comme indiqué dans le schéma suivant.

Vous pouvez également suivre le tableau suivant.

Installation de la bibliothèque MAX6675 Arduino

Il existe différentes bibliothèques pour obtenir la température d’un thermocouple de type K à l’aide de l’amplificateur MAX6675. Nous utiliserons le bibliothèque max6675 d’Adafruit.

Suivez les étapes suivantes pour installer la bibliothèque dans votre IDE Arduino :

Ouvrez votre IDE Arduino et accédez à Esquisser > Inclure la bibliothèque > Gérer les bibliothèques. Le gestionnaire de bibliothèque devrait s’ouvrir.

Rechercher « max6675 » dans le champ de recherche et installez la bibliothèque d’Adafruit.

Code – Obtenez la température du thermocouple de type K avec l’amplificateur MAX6675

Obtenir la température du thermocouple de type K avec l’Arduino est très simple. La bibliothèque fournit un exemple qui obtient la température et affiche les résultats sur le moniteur série Arduino IDE.

Ce code est le Exemple fournis par la bibliothèque.

// this example is public domain. enjoy! https://learn.adafruit.com/thermocouple/

#include "max6675.h"

int thermoDO = 4;
int thermoCS = 5;
int thermoCLK = 6;

MAX6675 thermocouple(thermoCLK, thermoCS, thermoDO);

void setup() {
  Serial.begin(9600);

  Serial.println("MAX6675 test");
  // wait for MAX chip to stabilize
  delay(500);
}

void loop() {
  // basic readout test, just print the current temp
  
  Serial.print("C = "); 
  Serial.println(thermocouple.readCelsius());
  Serial.print("F = ");
  Serial.println(thermocouple.readFahrenheit());
 
  // For the MAX6675 to update, you must delay AT LEAST 250ms between reads!
  delay(1000);
}

Afficher le code brut

Comment fonctionne le code

Tout d’abord, incluez le max6675.h bibliothèque.

#include "max6675.h"

Définissez les broches qui s’interfacent avec l’amplificateur de thermocouple MAX6675.

int thermoDO = 12;
int thermoCS = 15;
int thermoCLK = 14;

Créez un objet MAX6675 appelé thermocouple sur les broches que nous avons définies précédemment.

MAX6675 thermocouple(thermoCLK, thermoCS, thermoDO);

Dans le mettre en place()initialisez le moniteur série à un débit en bauds de 9 600.

Serial.begin(9600);

Dans le boucle(), nous lisons la température et l’affichons sur le moniteur série. La bibliothèque fournit une méthode pour lire la température en degrés Celsius et une méthode pour lire la température en degrés Fahrenheit.

• thermocouple.readCelsius(): renvoie la température en degrés Celsius.
• thermocouple.readFahrenheit(): renvoie la température en degrés Fahrenheit.

Les lignes suivantes lisent la température et l’affichent sur le moniteur série.

Serial.print("C = "); 
Serial.println(thermocouple.readCelsius());
Serial.print("F = ");
Serial.println(thermocouple.readFahrenheit());

Comme vous pouvez le constater, il est très simple d’obtenir des relevés de température à l’aide du thermocouple de type K avec l’amplificateur MAX6675.

Manifestation

Téléchargez le code sur votre carte Arduino. N’oubliez pas de sélectionner le tableau que vous utilisez dans Outils > Planche et sélectionnez le port COM auquel votre carte est connectée dans Outils > Port.

Après avoir téléchargé le code, ouvrez le moniteur série à un débit en bauds de 9600.

De nouvelles lectures de température sont affichées sur le moniteur série toutes les secondes.

Conclusion

Dans ce didacticiel, vous avez appris à lire la température à l’aide du thermocouple de type k avec l’amplificateur MAX6675. Les thermocouples ont une large plage de mesure de température et vous permettent de lire des températures très élevées, jusqu’à 1024 ºC (1875 ºF) lors de l’utilisation d’un thermocouple de type k avec le MAX6675.

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