MAX6675 CONVERTITORE E COMPENSAZIONE PER TERMOCOPPIE

Tutorial sull’Integrato MAX6675, Necessario quando si usano le Termocoppie per Convertire il Valore di Temperatura e Realizzare la Compensazione del Giunto Freddo…

 

 

 
 



 

INTRO

L’integrato MAX6675 permette di realizzare la compensazione del giunto freddo di una termocoppia di tipo K e rende digitale il valore di tensione generato dalla termocoppia convertendolo con un ADC interno. La risoluzione dell’ADC è 12 bit e dispone di un protocollo SPI di solo lettura per leggere il valore di temperatura.

Utilizzando questo integrato si può compensare il giunto freddo visto che dispone internamente di un sensore di temperatura, inoltre non richiede componenti esterni.

Lo schema a blocchi è il seguente:

Gli amplificatori interni permettono di ridurre al minimo il rumore ed errori durante la conversione, inoltre l’ADC dispone di 3 semplici pin di comunicazione, uno per il CLOCK di comunicazione, uno per i dati di uscita e l’altro per il CHIP SELECT che serve per avviare la conversione.

 




 
CARATTERISTICHE

L’integrato dispone di due pinT+ e T- a cui collegare la termocoppia e si riesce a misurare temperature tra 0°C e 1023°C sempre se la termocoppia riesce a resistere a questo range di temperature. L’integrato invece resiste ad una temperatura che va da un minimo di -20°C fino ad 85°C e soffre di un leggero auto riscaldamento per via della potenza assorbita che in alcune applicazioni potrebbe essere problematico.

Le caratteristiche migliori si ottengono quando l’integrato è connesso molto vicino al giunto freddo, per questo esistono dei moduli in cui è presente l’integrato, i 5 pin necessari al funzionamento (due per l’alimentazione e 3 per la comunicazione) e un connettore a vite per collegare i terminali della termocoppia, ovvero il giunto freddo.

Le caratteristiche elettriche e di misura sono le seguenti:

  • Tensione di alimentazione: da 3V a 5.5V
  • Corrente assorbita: circa 1mA
  • Tempo di conversione: 220mS
  • Errore compensazione giunto freddo: ±3°C
  • Risoluzione: 0.25°C
  • Errore tra 0°C e 700°C: ±9LSB ovvero 2.25°C
  • Errore per T>700°C: ±19LSB ovvero 4.75°C

Quindi l’integrato può essere alimentato con le normali tensioni di alimentazioni del microcontrollore consumando solo un 1mA. Il tempo di conversione è di 220mS dopo aver inviato il segnale per la conversione. Il giunto freddo può introdurre un errore di 3 gradi in positivo o negativo. Tra 0°C e 750°C l’errore è pari a 2.25°C in più o meno rispetto la reale temperatura e questo errore  sale fino ad un massimo di 4.75°C per temperature maggiori di 700°C. La risoluzione è pari a 0.25°C quindi la minima variazione misurabile è proprio 0.25°C.

 

CONNESSIONE E COMUNICAZIONE

La connessione tra microcontrollore, MAX6675 e termocoppia è la seguente:

La termocoppia viene connessa con il positivo al contatto T+ e il negativo a massa ed a T-, il microcontrollore è connesso a SO (che invia i dati), SCK ovvero il clock e CS che serve per avviare la comunicazione. Si usa il protocollo SPI che può essere hardware nel microcontrollore o implementato software.

La comunicazione è molto semplice, quando CS viene posto a livello basso viene fermata ogni conversione un segnale di clock su SCK avvia la comunicazione. Dopo la comunicazione CS viene posto a livello alto e la conversione riparte, prima di una nuova lettura bisogna attendere 220mS.

La comunicazione è molto semplice è ha il seguente diagramma di timing:

Pongo quindi CS a livello basso e poi avvio la comunicazione SPI leggendo l’ingresso. Nel caso di microcontrollore a 8-bit bisogna leggere due volte di fila il dato, quindi bisogna avere due comunicazioni SPI e si ottiene una parte “alta” del dato e una parte “bassa” che poi va ricombinata. Dopo la singola lettura nel caso di microcontrollore a 16-bit oppure di due letture a 8-bit bisogna riporre alto CS e aspettare almeno 220mS prima di un’altra lettura.

 

DOWNLOAD

Potete scaricare il datasheet dell’integrato MAX6675 al seguente  LINK!!!



 

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