Při běžných projektech s mikrokontrolery se často používají senzory jako DS18B20 nebo DHT22. Ty ale nedokážou měřit velmi vysoké teploty. Pokud potřebuješ měřit teploty například v peci, na topném tělese nebo v průmyslovém prostředí, je vhodné použít termočlánek typu K.
V tomto článku si ukážeme, jak připojit K-type termočlánek k mikrokontroleru ESP32 pomocí převodníku MAX6675.
Co je termočlánek typu K
Termočlánek je senzor teploty, který funguje na principu Seebeckova jevu. Ten vzniká spojením dvou různých kovů – při rozdílu teplot mezi spoji vzniká malé elektrické napětí.
Termočlánek typu K patří mezi nejpoužívanější typy. Je tvořen slitinou chromelu a alumelu a dokáže měřit velmi vysoké teploty.
Mezi hlavní vlastnosti tohoto senzoru patří:
- měření teplot přibližně od −200 °C až do 1250 °C
- velmi dobrá odolnost vůči vysokým teplotám
- rychlá odezva
- možnost použití v průmyslových aplikacích
Nevýhodou je, že výstupní napětí je velmi malé, takže je potřeba použít převodník.
Modul MAX6675
MAX6675 je integrovaný převodník, který převádí signál z termočlánku na digitální hodnotu. Díky tomu lze senzor snadno připojit k mikrokontroleru.
Modul provádí několik důležitých funkcí:
- převádí analogový signál termočlánku na digitální hodnotu
- kompenzuje teplotu studeného spoje
- komunikuje s mikrokontrolerem pomocí SPI rozhraní
MAX6675 dokáže měřit teplotu přibližně od 0 °C do 1024 °C s rozlišením 0,25 °C.
Zapojení MAX6675 s ESP32
Pro komunikaci mezi modulem MAX6675 a mikrokontrolerem se používá SPI rozhraní.
Napájecí pin VCC na modulu připojíme na 3.3 V na ESP32 a pin GND připojíme na GND.
Pro komunikaci jsou důležité také tři další piny:
Pin SCK (clock) připojíme na GPIO18 na ESP32.
Pin CS (chip select) připojíme například na GPIO5.
Pin SO (serial output) připojíme na GPIO19, který slouží jako vstup dat.
Termočlánek samotný se připojí do svorky na modulu MAX6675.
Instalace knihovny
Pro práci s modulem je nejjednodušší použít knihovnu MAX6675.
Postup instalace v Arduino IDE:
- otevři Library Manager
- vyhledej knihovnu MAX6675
- nainstaluj ji do prostředí
Knihovna umožňuje jednoduché čtení teploty z modulu.
Ukázkový program pro ESP32
Následující program pravidelně čte teplotu z termočlánku a vypisuje ji do sériového monitoru.
1#include "max6675.h"
2
3int thermoDO = 19;
4int thermoCS = 5;
5int thermoCLK = 18;
6
7MAX6675 thermocouple(thermoCLK, thermoCS, thermoDO);
8
9void setup() {
10 Serial.begin(115200);
11 delay(500);
12}
13
14void loop() {
15
16 Serial.print("Teplota: ");
17 Serial.print(thermocouple.readCelsius());
18 Serial.println(" °C");
19
20 delay(2000);
21}Program každé dvě sekundy načte aktuální teplotu a zobrazí ji v sériovém monitoru.
Ukázka výstupu
Po spuštění programu můžeš vidět například:
1Teplota: 120.50 °C
2Teplota: 121.00 °C
3Teplota: 121.25 °CHodnoty se postupně mění podle aktuální teploty měřeného objektu.
K čemu se termočlánek hodí
Termočlánky jsou vhodné pro měření velmi vysokých teplot, kde běžné senzory nestačí.
Používají se například pro:
- měření teploty v pecích
- sledování teploty motorů
- průmyslové procesy
- DIY projekty s vysokými teplotami
- laboratorní experimenty
Díky modulu MAX6675 je připojení k mikrokontroleru velmi jednoduché a zvládne ho i začátečník.