MAX31865 hőmérséklet digitalizáló modul PT100/PT1000 érzékelőhöz (5V) - Jelenlegi ára: 5 600 Ft

MAX31865 modul
A PT100 és PT1000 ellenállás változáson alapuló érzékelő, azaz hőmérséklet változás hatására megváltozik az érzékelő ellenállása. Ahhoz, hogy ezt az ellenállást pontosan mérni tudjuk, szükségünk van egy speciális áramkörre, melyet a MAX31865 modul lát el. A modul tartalmaz egy 15 bites analóg-digitális átalakítót, zajszűrőt és SPI interfészt, így mikrokontrollerrel vagy kártyaszámítógéppel könnyen megvalósíthatóvá válik a hőmérséklet mérése.
MAX31865 modul 3. 3V
Kattintson a képre nagyobb mérethez
MAX31865 module 5V
Nagyobb mérethez kattintson a képre
Az 5V változat szintillesztőkkel rendelezik, hogy 5V-os áramkörökhöz tudjuk csatlakoztatni. A szintillesztő az egyetlen különbség a 3. 3V és 5V változat között.
Tulajdonságok
3. 3V változat:
Tápfeszültség: 3. 0 - 3. 6V / 3. 3V ajánlott
I/O vonal feszültségszintek: 3. 0 - 3. 6V / 3. 3V ajánlott
5V változat
MAX31865 chip tápfeszültsége (3V3 tüske): 3. 0 - 3. 6V / 3. 3V ajánlott
szintillesztő tápfeszültsége (5V tüske): 4. 5 to 5. 5V / 5. 0V ajánlott
I/O vonal feszültségszintek: 4. 5 to 5. 5V / 5. 0V ajánlott
MAX31865 chip 15 bites ADC konverterrel
SPI interfész
2, 3, 4 vezetékes PT100(0) érzékelő bekötési lehetőség
PT100/1000 érzékelő NEM tartozék
PT100 / PT1000 csatlakozás
A penelon az alábbi feliratok találhatók. Ezek jelentései:
F+ = FORCE+
R+ = RTDIN+
R- = RTDIN-
F- = FORCE-
2 vezetékes bekötés
3 vezetékes bekötés
4 vezetékes bekötés
A PT100-hoz ill. PT1000-hez való MAX31865 modulok közti különbség
A panel (nyák) teljes mértékben megegyezik, a beültetés során 2 alkatrész értéke változik attól függően, hogy PT100 vagy PT1000 érzékelőhöz való modul készül. Rref és C1 különbözik
Rref
C1
PT100-hoz való modul
400Ω
100nF
PT1000-hez való modul
4000Ω
10nF
Megjegyzés: 4000 jelentése 400Ω (400? 100)
4001 jelentése 4000Ω (400? 101)
Ezek 0. 1% tűrésű precíziós ellenállások.
Bekötés konfiguráció
A nyákon van 3 "pad", melyek összeforrasztásával adjuk meg, hány vezetékes konfigurációt választunk.
2 vagy 4 vezetékes bekötéshez a középső és az alsó "padet" forrasszuk össze! (mint a felső képen)
3 vezetékes bekötéshez a középső és a felső "padet" forrasszuk össze!
Arduino Due összekötettés ábrája
Arduino Due csatlakozás (3. 3V)
Nagyobb mérethez kattintson a képre
Fordítson figyelmet arra, hogy a MAX31865 3. 3V-on működik! Ne csatlakoztassa a modult közvetlenül Arduino Unoval, Megával vagy más 5V-os áramkörrel! Az Arduino Due 3. 3V-on üzemel.
5V-os Arduinoval összekötés
Arduino UNO-val csatlakoztatás
Nagyobb mérethez kattintson a képre
Az 5V kompatibilis modul 3. 3V => 5V szintillesztőt tartalmaz, így ezzel megoldható az 5V-os Arduino Unoval, Megával, Nanoval és más 5V-os áramkörökkel való összekötése.
Arduino Nanoval csatlakoztatás
Nagyobb mérethez kattintson a képre
Arduino SPI lábkiosztás
Mindegyik Arduino panelen van egy 6 pólusú ICSP csatlakozó, melyen keresztül csatlakoztathatjuk a MAX31865 modult. Az Arduino Due-n az SPI interfész csak ezeken az ICSP tüskéken keresztül érhető el.
A többi Arduinon az ICSP a digitális I/O-n keresztül is elérhető.
Arduino panel
MOSI
MISO
SCK
Uno
11
12
13
Mega
51
50
52
Nano
D11
D12
D13
Teensy 3. 1/3. 2-vel csatlakozás
Hogy működik a hőmérséklet mérés
A PT100 és PT1000 ellenállás változáson alapuló hőmérséklet érzékelők. Angolul ezt RTD-nek nevezik, Resistance Temperature Detectors (RTD). 0° C-on 100Ω az ellenállás PT100-on, 1000Ω PT1000-en.
A fenti ábra mutatja a hőmérséklet és ellenállás közötti összefüggést.
A MAX31865-ben két 8 bites regiszter tárolja a mért ellenállást, RTD MSB és RTD LSB
RTDdata = RTD MSB: RTD LSB
RTDdata 16 bit széles, tartalmazza a 15 bites ADC code-ot + 1 bit hibajelző (fault flag), mely a nulladik bit.
ADCcode = RTDdata>>1
A következő lépésben kiszámítjuk az aktuális RTD ellenállást
R = (ADCcode * Rref) / 32768
ahol Rref 400, ha PT100-t használunk vagy 4000, ha PT1000-t használunk. (Ez az egyenlet megtalálható az adatlap 18-ik oldalán)
Már ismerjük a PT100(0) (RTD) ellenállását. Többféle módon határozhatjuk meg a hőmérsékletet az ellenállásból.
Lineáris interpoláció
Hőmérséklet (° C) = (ADCcode/32)-256 formula egy egész elfogadható eredményt ad -100.. 100 intervallumban. További információért olvassa el a "Linearizing temperature data" fejezetet az adatlapban a 10-ik oldalon.
Előny: ez a legegyszerűbb módszer
Hátrány: mivel a függvény nem lineáris, a fenti határon kívüli tartományban jelentősen nő a pontatlanság.
Táblázat használata
Léteznek letölthető hőmérséklet/ellenállás táblázatok PT100(0) érzékelőkhöz. Ebben ki kell keresnünk a mért ellenálláshoz legközelebbi értéket és a hozzá tartozó hőmérsékletet.
Pl. ha R=112. 00Ω, a táblázatban 112. 06 a legközelebb eső érték. A táblázatban láthatjuk, hogy ehhez az ellenállás értékhez 31° C tartozik.
Előny: könnyen használható és pontos
Hátrány: kis 8 bites mikrokontrolleren nehezen implementálható, sok helyet foglal a táblázat a programmemóriából. Vegyük figyelembe, hogy a táblázat lebegőpontos számokat tartalmaz.
Callendar-Van Dusen egyenlet I.
A Callendar-Van Dusen egyenlet leírja a platina érzékelők ellenállása (R) és a hőmérséklet (t) összefüggését. (Platina érzékelő = RTD = PT100, PT1000, stb. )
R = PT100-on vagy PT1000-en aktuálisan mérhető ellenállás
R0 = 0° C-on mérhető ellenállás (PT100 esetén 100, PT1000 esetén 1000)
a = 3. 90830 x 10-3
b = -5. 77500 x 10-7
t = hőmérséklet (° C)
Az egyenletet átrendezve megkapjuk t-t
A fenti egyenlet C kódja:
t = (-R0*a+sqrt(R0*R0*a*a-4*R0*b*(R0-R)))/(2*R0*b);
Az Arduinohoz írt mintaprogramban a Callandar-Van Dusen módszert alkalmaztam.
Zajos környezet
A MAX31865 egy nagy felbontású ADC-t tartalmaz, mely elektromos zajra érzékeny. A modul tartalmaz zajszűrő elemeket, azonban a modul használata során néhány dologra érdemes figyelni. Stabil tápegységről, elemről vagy akkumlátorról tápláljuk a modult! Egyes számítógépek USB portja zajos tápot ad ki, különösen, ha nincs megfelelően leföldelve a számítógép tápegysége. Amennyiben gyakran kapunk "PT100 sensor connection fault" hibaüzenetet, javaslom, hogy inkább akkumlátorról üzemelő gépen próbáljuk a modult beüzemelni, pl. laptopról.
A 2 vezetékes bekötés csak akkor elfogadható, ha rövid vezetéket használunk (1 méter)
Ennél nagyobb távolság esetén 3 vagy 4 vezetékes bekötés javasolt.
Letöltések
MAX31865 IC adatlapja
Arduino Due forráskód(Arduino IDE 1. 8. 13-vel tesztelve)
Teensy 3. 1/3. 2 forráskód


Jelenlegi ára: 5 600 Ft
Az aukció vége: 2021-11-08 18:06 .