Termopar con Arduino y MAX6675 medición de temperatura Deja un comentario
En este tutorial te enseñaremos a conectar un termopar con Arduino a través de un circuito integrado MAX6675 que esta diseñado para termopares tipo K.
Los termopares son excelentes cuando se desean medir temperaturas elevadas, donde los sensores de silicio como el LM35DZ no pueden ser aplicados debido a que serían destruidos o dañados por temperaturas extremas.
Desafortunadamente un termopar no puede conectarse fácilmente al ADC de un microcontrolador, ya que la señal que genera es muy pequeña, pero existen circuitos como el MAX6675 que facilitan la tarea enormemente y en esta entrada abordaremos el procedimiento para conectar este tipo de sensores a nuestra tarjeta arduino favorita.
Dentro del pequeño encapsulado SOIC 8 del MAX6675 se encuentra la electrónica necesaria para amplificar, compensar y convertir a digital el voltaje generado por el termopar, lo que hace muy sencilla la tarea de conectar un sensor de este tipo a un microcontrolador como el Arduino Uno.
Materiales necesarios para las prácticas del termopar con Arduino
Para esta experiencia requerimos los materiales listados más abajo. Como siempre te recomendamos revisar nuestra tienda virtual para que nos apoyes a generar más contenido a través de tu compra.
Teoría de funcionamiento del termopar
Un termopar es un dispositivo formado por la unión de dos metales distintos que produce un voltaje (efecto Seebeck), que es función de la diferencia de temperatura entre uno de los extremos denominado “punto caliente” o unión caliente o de medida y el otro denominado “punto frío” o unión fría o de referencia.
Este tipo de sensores son ampliamente utilizados en aplicaciones de instrumentación industrial debido principalmente a su bajo costo y su amplio rango de temperaturas. La principal desventaja de los termopar es su exactitud, ya que rara vez se consiguen errores menores que 1 grado centígrado.
En la siguiente imagen podemos ver un típico termopar tipo K.
Para conocer los tipos de termopares que existen, dependiendo del material con el que están elaborados, te recomendamos revisar este enlace, donde se explica más a detalle el funcionamiento del termopar y los tipos que existen en el mercado así como su composición.
Cómo conectar un termopar con Arduino usando el módulo MAX6675.
El siguiente diagrama muestra como llevar a cabo la conexión de un módulo de MAX6675 con el Arduino.
Cabe recordar que existen varios tipos de módulos en el mercado y debemos prestar atención para no equivocarnos en la posición de las señales.
Si no usaremos la pantalla LCD, podemos omitir el armado de esta parte del circuito.
Librería para conectar un termopar con Arduino y MAX6675
Antes de continuar con el desarrollo de los ejemplos siguientes, es necesario descargar e instalar la librería para el MAX6675. El enlace de descarga de la librería se muestra a continuación:
Librería para MAX6675 con Arduino
Puedes consultar el tutorial para instalar librerías si tienes dudas sobre la instalación de librerías en arduino.
Termopar con Arduino y monitor serial
El siguiente programa ilustra el funcionamiento de un termopar con Arduino, el resultado de las mediciones se envía a la PC para mostrarse en el monitor serial del Arduino.
En un ejemplo posterior, mostraremos como visualizar el resultado de la medición en una pantalla LCD de 16×2. Cabe destacar que podemos cambiar a nuestra voluntad los pines donde se conecta el módulo MAX6675 cambiando las definiciones correspondientes. Esto permitirá administrar los pines de acuerdo al proyecto que estemos realizando.
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/** GeekFactory – “INNOVATING TOGETHER” Distribucion de materiales para el desarrollo e innovacion tecnologica www.geekfactory.mx SKETCH PARA MEDIR TEMPERATURA CON TERMOPAR Y MAX6675. MUESTRA EL RESULTADO DE LA MEDICION EN EL MONITOR SERIAL DE ARDUINO. ESTE EJEMPLO USA LA LIBRERIA PARA EL MAX6675 DE ADAFRUIT. */ #include “max6675.h” // CONFIGURACION DE LOS PINES UTILIZADOS PARA LA COMUNICACIÓN CON EL MAX6675 #define CONFIG_TCGND_PIN 8 #define CONFIG_TCVCC_PIN 9 #define CONFIG_TCSCK_PIN 10 #define CONFIG_TCCS_PIN 11 #define CONFIG_TCDO_PIN 12 // OBJETO UTILIZADO PARA LA COMUNICACION CON EL MAX6675 MAX6675 thermocouple(CONFIG_TCSCK_PIN, CONFIG_TCCS_PIN, CONFIG_TCDO_PIN); void setup() { // PREPARAR LA INTERFAZ SERIAL Serial.begin(9600); // USAR PINES DE ARDUINO PARA ALIMENTAR EL MODULO MAX6675 pinMode(CONFIG_TCVCC_PIN, OUTPUT); digitalWrite(CONFIG_TCVCC_PIN, HIGH); pinMode(CONFIG_TCGND_PIN, OUTPUT); digitalWrite(CONFIG_TCGND_PIN, LOW); // IMPRIMR MENSAJE INICIAL A LA TERMINAL Serial.println(F(“—————————————————-“)); Serial.println(F(” TUTORIAL TERMOPAR CON ARDUINO Y MAX6675 “)); Serial.println(F(” http://www.geekfactory.mx “)); Serial.println(F(“—————————————————-“)); // ESPERAR A QUE SE ESTABILICE LA ENERGIA delay(500); } void loop() { // IMPRIMIR LA TEMPERATURA EN LA TERMINAL SERIAL Serial.print(“C = “); Serial.println(thermocouple.readCelsius()); // ESPERAR UN SEGUNDO ENTRE LAS LECTURAS delay(1000); } |
Termopar con Arduino y pantalla LCD.
El código a continuación permite realizar un termómetro con pantalla LCD utilizando un termopar como sensor. Por si mismo este programa puede ser muy útil para visualizar la temperatura de algún proceso comercial o industrial.
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/** GeekFactory – “INNOVATING TOGETHER” Distribucion de materiales para el desarrollo e innovacion tecnologica www.geekfactory.mx SKETCH PARA MEDIR TEMPERATURA CON TERMOPAR Y MAX6675. MUESTRA EL RESULTADO DE LA MEDICION EN EL MONITOR SERIAL DE ARDUINO Y ADEMÁS LO DESPLIEGA EN UNA PANTALLA LCD DE 16X2. ESTE EJEMPLO USA LA LIBRERIA PARA EL MAX6675 DE ADAFRUIT. */ #include “LiquidCrystal.h” #include “max6675.h” // CONFIGURACION DE LOS PINES UTILIZADOS PARA LA COMUNICACIÓN CON EL MAX6675 #define CONFIG_TCGND_PIN 8 // ALIMENTACION GND #define CONFIG_TCVCC_PIN 9 // ALIMENTACION VCC #define CONFIG_TCSCK_PIN 10 // SPI SCK #define CONFIG_TCCS_PIN 11 // SPI CS #define CONFIG_TCDO_PIN 12 // SPI MISO // CONSTRUCTOR PARA LA PANTALLA LCD 16X2 // AQUI SE CONFIGURAN LOS PINES PARA LA COMUNICACION CON LA PANTALLA LiquidCrystal lcd(7, 6, 5, 4, 3, 2); // OBJETO UTILIZADO PARA LA COMUNICACION CON EL MAX6675 MAX6675 thermocouple(CONFIG_TCSCK_PIN, CONFIG_TCCS_PIN, CONFIG_TCDO_PIN); void setup() { // PREPARAR LA INTERFAZ SERIAL Serial.begin(9600); // IMPRIMR MENSAJE INICIAL A LA TERMINAL Serial.println(F(“—————————————————-“)); Serial.println(F(” TUTORIAL TERMOPAR CON ARDUINO Y MAX6675 “)); Serial.println(F(” http://www.geekfactory.mx “)); Serial.println(F(“—————————————————-“)); // USAR PINES DE ARDUINO PARA ALIMENTAR EL MODULO MAX6675 pinMode(CONFIG_TCVCC_PIN, OUTPUT); digitalWrite(CONFIG_TCVCC_PIN, HIGH); pinMode(CONFIG_TCGND_PIN, OUTPUT); digitalWrite(CONFIG_TCGND_PIN, LOW); // INDICAMOS QUE TENEMOS CONECTADA UNA PANTALLA DE 16X2 // IMPRIMIR MENSAJE INICIAL EN PANTALLA lcd.begin(16, 2); lcd.clear(); lcd.print(F(“TERMOPAR ARDUINO”)); lcd.setCursor( 0, 1 ); lcd.print(F(” CON MAX6675 “)); // ESPERAR UN SEGUNDO delay(1000); } void loop() { // LEER EL TERMOPAR Y ALMACENAR EL VALOR EN UNA VARIABLE double t = thermocouple.readCelsius(); // PRIMERO LIMPIAMOS LA PANTALLA Y LUEGO IMPRIMIMOS LA TEMPERATURA lcd.clear(); lcd.print(F(“->TEMPERATURA<-“)); lcd.setCursor( 3, 1 ); lcd.print(t); // IMPRIMIR LA TEMPERATURA EN LA TERMINAL SERIAL Serial.print(“C = “); Serial.println(t); // ESPERAR UN SEGUNDO ENTRE LAS LECTURAS delay(1000); } |
Termómetro arduino con termopar y alarma de temperatura
Finalmente en este ultimo programa agregamos la funcionalidad de alarma por sobre temperatura o baja temperatura.
Conclusión y resumen
- Aprendimos a conectar un termopar con Arduino utilizando un módulo con el MAX6675.
- En este tutorial aprendimos las aplicaciones de los termopares y sus ventajas sobre otras tecnologías de sensado de temperatura.
- Instalamos la librería adecuada para usar el convertidor de termopar digital MAX6675.
- Aprendimos a enviar la lectura del tremolar al monitor serial.
- Mostramos la lectura del termopar en una pantalla LCD de 16×2.
- Aprendimos a realizar una alarma por alta o baja temperatura usando un termopar.
- Con lo estudiado en esta página podemos realizar otros proyectos más ambiciosos como controles de temperatura y registradores de datos.
