Dovrei realizzare un termostato che deve gestire la temperatura di un corpo metallico fino a 250° centigradi.
Escludendo i semplici contatti bimetallici (che non mi darebbero comunque la possibilità leggere la temperatura) sapete consigliarmi qualcosa che non costi uno sproposito?
Avevo pensato ad una pt100 o 1000 con relativo amplificatore, ma a prezzi decenti non ho trovato nulla.
Alternative o consigli?
Esiste un metodo meccanico per riuscire a far leggere una temperatura più alta ad esempio ad una ds18b20 ?
Avevo pensato di interporre tra la stessa e il piano da misurare un qualche materiale capace di ridurre la temperatura superficiale della sonda facendogli rilevare un valore più basso di quello della superficie, ma dubito che questo sistema possa funzionare bene e avrei anche bisogno di un termometro abbastanza affidabile per poi effettuare una sorta di verifica.
DImenticavo di dire che non ho bisogno di una grossa precisione assoluta, mentre invece come precisione relativa mi piacerebbe stare entro i +/- 10°.
Grazie a tutti .
Termocoppia come sensore ... un paio di Euro su ebay
Per amplificarla, ci sono le schedine breakout gia fatte per arduino ma costano un po ... se la precisione che ti serve e' solo nel range delle temperature alte (sopra i 100 gradi, diciamo), in questo topic http://forum.arduino.cc/index.php?topic=183579.15 avevo allegato uno schemino semplice, ma che NON e' stabile a basse temperature (l'uscita delle termocoppie e' molto bassa, ed i circuiti ad alimentazione singola creano alcuni problemi con livelli di ingresso molto bassi :P) ... se invece ti serve una certa precisione, sia pure relativa, anche a temperature basse, il sistema migliore e' usare un paio di 741 ed un'alimentazione duale ...
Il circuito diventa leggermente piu complesso, ma non troppo, e si ottengono alcuni vantaggi ... prima di tutto, e' piu lineare, secondo, misura anche le temperature sotto zero (uscita negativa), terzo, ci si puo regolare l'offset se per qualsiasi motivo e' necessario spostarlo.
Un circuito tipo questo allegato, insomma ... il primo operazionale amplifica circa da 1 a 100, secondo come regoli il trimmer, il secondo amplifica fisso per 10 l'uscita del primo, e regola l'offset con il secondo trimmer se necessario ... l'alimentazione doppia la si puo ricavare da un convertitore DC-DC di quelli a scatolino da 3 o 4 Euro, se non e' gia disponibile (basta filtrarlo bene), tanto l'assorbimento e' veramente limitato.
Per misurare con un termocoppia usa un MAX6675 o un MAX31855. Ha l' amplificatore, la compensatore punto giaccio (cold junction) e un convertitore ADC integrato.
Ciao Uwe
Etemenanki:
Termocoppia come sensore ... un paio di Euro su ebay
scusa tanto Ete , ma io tutte ste termocoppie a 2 euro su ebay proprio non le ho trovate.
A meno che non le hai viste su Ebay Cambogia...
Come operazionale ho anche qualche INA, che potrebbe andare bene penso, forse meglio del 741.
La precisione mi serve nel range tra 150 e 220 , ma come dicevo mi serve la precisione relativa, e mi basta una risoluzione di una decina di gradi a step.
Diciamo che mi accontenterei di un qualcosa che progressivamente si accorgesse che la temperatura sta tra 150 e 160, poi tra 160 e 170 , 170 / 180 , etc etc.
Grazie, nel frattempo ho preso un paio di quelle che hai messo nel 3rzo link da sopra.
Per lo schema intanto cerco di fare lo stampato .
Per calibrare il tutto come faccio?
Ho un buon termometro, certificato oltretutto, ma si ferma a 150°
Posso contare che regolando tra 0 e 150° poi oltre quel limite le letture siano abbastanza precise?
Con quale schema, dei due ? ... se con il primo ad alimentazione singola, non molto, come ho detto, a basse temperature non e' stabile, dovresti regolarlo fra 100 e 250 (ma puo darsi che basti regolarlo fra 100 e 150, per avere ancora una certa precisione, non posso garantirtelo pero', mi spiace) ... se con il secondo ad alimentazione duale e con i 741, con quello si ... regola prima lo zero con il trimmer dell'offset (quello sul secondo op amp) ... una nota a proposito dello zero, se la termocoppia e' di tipo K, in genere l'uscita a zero gradi e' zero volt, quindi dovrebbe ( condizionale d'obbligo ) essere sufficente cortocircuitare a massa l'ingresso e regolare il trimmer dell'offset per avere zero in uscita, per tarare quella soglia ... poi portalo a 150 e regola il primo trimmer per leggere 150, poi ripeti le misure per sicurezza (nel caso ci fosse bisogno di ritocchi), e dovrebbe scartare di un grado o due al massimo per il resto della scala.
Quelle termocoppie in genere possono arrivare anche a piu di 250 gradi, il cavo e' ricoperto in fibra di vetro, ma il tubetto di plastica alla fine, vicino alla sonda, si rovina abbastanza facilmente ... se devi usarlo per lunghi periodi a quelle temperature, ti consiglio di sostituirlo con un pezzo di quel tubo siliconato che usano nelle plafoniere, o con un pezzo di tubetto in silicone, lasciando la parte dei fili della sonda piu lunghi, se non vanno in corto con nulla.
Non e' mia la soglia, e' della termocoppia ... in media le termocoppie di tipo K danno in uscita una tensione di 0,04 millivolt per grado ... quindi a 100 gradi, ti ritrovi circa 4 millivolt sull'ingresso ... ovvio che per noi "umani" 100 gradi non sono una temperatura "bassa", ma lo sono per una termocoppia che puo arrivare a 600 o piu gradi senza problemi (alcuni modelli reggono 1400 gradi, ma costano un po di piu), considerando la bassissima tensione che puo darti in uscita (in quel senso, intendevo "bassa" )
Etemenanki:
Non e' mia la soglia, e' della termocoppia ... in media le termocoppie di tipo K danno in uscita una tensione di 0,04 millivolt per grado ... quindi a 100 gradi, ti ritrovi circa 4 millivolt sull'ingresso ... ovvio che per noi "umani" 100 gradi non sono una temperatura "bassa", ma lo sono per una termocoppia che puo arrivare a 600 o piu gradi senza problemi (alcuni modelli reggono 1400 gradi, ma costano un po di piu), considerando la bassissima tensione che puo darti in uscita (in quel senso, intendevo "bassa" )
Scusami ma la Tua affermazione é sbagliata.
Le termocoppie non misurano una temperatura, ma una differenza di temperatura. Una termocoppia é un unione di 2 metalli diversi. Ne hai una giunzione in punta ma ne hai un altra giunzione tra i 2 cavetti e la scheda, circuito, resistenze, operzionale ecc anzi un bel numero di altre giunzioni tra 2 materiali conduttivi diversi. Se non conosci la temperature della seconda giunzione non sai la tempertura della prima. Hai 0 V soltanto se entrambe le giunzioni hanno la stessa temperatura percui otieni ca 4 mV solo se l' elettronica la tieni nel frigo a 0°C.
Usando un integrato consigliato non hai il problma perché hanno il circuito compensatore integrato. 16€ per una schedina col MAX31855 non mi sembra esagerato.
uwefed:
Scusami ma la Tua affermazione é sbagliata.
Le termocoppie non misurano una temperatura, ma una differenza di temperatura ...
Tecnicamente corretto, ma all'atto pratico le usi comunque per misurare una temperatura
Una termocoppia commerciale come quella che ha acquistato niki77 ti restituisce 0,04mV per ogni grado in piu presente sulla giunzione dei due metalli che compongono la parte sensibile della sonda, rispetto al resto della sonda stessa (detto cosi e' piu corretto ) a causa dell'effetto Seebeck, ma alla fine, il funzionamento pratico e' sempre che se sulla giunzione applichi una certa temperatura (ed il resto, o almeno il connettore, e' a temperatura ambiente), ottieni in uscita una certa tensione proporzionale (anche se non esattamente lineare) alla temperatura applicata, che e' ovviamente differente da quella del resto della sonda (che in genere e' a temperatura ambiente) ... poi lo so che i termometri di precisione a termocoppia compensano l'errore della variazione della temperatura ambiente con una sonda a parte, ma per l'uso che serve a lui, mi sembrava eccessivo metterci anche quella
percui otieni ca 4 mV solo se l' elettronica la tieni nel frigo a 0°C.
Vero anche questo, in effetti la differenza reale dovrebbe essere di circa 3mV, se il circuito e' a 25 gradi circa ... ma considera che puoi ad esempio azzerare il tutto con la sonda a zero gradi ed il circuito a 25 gradi (per ottenere una precisione maggiore) ... dato che non gli serve, come ha detto lui, una precisione assoluta, e solo una decina di gradi di precisione relativa, la si puo usare senza troppi problemi anche in questo modo.
Poi non sono sicuro che quelle schedine gia pronte integrino comunque una "reale" correzione per la temperatura ambiente ... a quanto ho visto nel datasheet, misurano la temperatura del proprio chip, che "dovrebbe essere tenuta alla stessa temperatura" della giunzione fredda ... cosa non sempre valida, in apparati non costruiti secondo gli standard di precisione degli strumenti da laboratorio (quanti hobbysti conosci, a parte quel matto del sottoscritto , che metterebbero isolamenti termici a celle chiuse dentro un prototipo, solo per vedere cosa cambia ? :P)
Uwe, scusami ma forse stai esprimendo male un concetto esatto :~
La termocoppia è costituita da due metalli diversi che si comportano in modo diverso quando sono sottoposti ad una data temperatura; poiché la "sonda" è il punto di unione tra i due metalli essi non possono avere due temperature diverse, bensì due comportamenti diversi, la temperatura infatti è sempre quella per entrambi. Cioè se inserisci una termocoppia in un forno con 200°C di temperatura, entrambi i metalli sono sottoposti a 200°C, ma il loro comportamento varia e, in base all'effetto Seebeck (ho trovato il termine sulla rete, onestamente non lo ricordavo....), tra i due capi liberi si viene a creare una differenza di potenziale, che, stando a quello che dice Etem, ammonta a 0,04mV per °C. In realtà il comportamento non è così lineare, soprattutto ai limiti di scala, ecco perché è necessario un integrato specifico, come quello da te indicato, per compensare questa non linearità. Personalmente ho testato con successo l'AD597 che non ha le stesse prestazioni ma funziona comunque egregiamente e costa meno della metà.
Se Niki deve operare in un range ristretto, il circuito di Etem potrebbe anche andare bene, visto che esso amplifica in maniera lineare. Poiché le tensioni negative si anno in genere con temperature sotto 0°C, penso che anche la versione a temperatura singola possa andare bene, ma naturalmente va testato.
@ Etemenanki
La misura senza considerare la temperatura della giunzione fredda (circuito eletronico di amplificazione tensione termocoppia) puó facilmente variare di 10 - 20 gradi (considerando la temperatura ambiente tra 37 gradi d' estate e un 20- 15 Gradi d' inverno (dipende della situazione climaticha e se il termometro viene usato all'esterno o in casa climatizzata e riscaldata o no)
Come scrive Michele ha usato un AD597 per amplificare e condizionare una temocoppia K. Il AD597 ha un circuito punto freddo e un amplificatore e linerizzatore che da 10mV per °C in uscita. I MAX6675 e MAX31855 hanno lo stesso circuito e inoltre un convertitore A/D integrato che misura la temperatura a una risoluzione di 1/4°C. http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/AD596_597.pdf
@ michele.
La differenza di temperatura che equivale alla tensione prodotta dalla termocoppia non é la differenza di temperatura tra i due conduttori di diverso materiale ma tra i 2 punti di unione (unione diretta in punta della sonda e indiretta tra altri materiali sul lato elettronica)
In effetti niki77 non ha mai specificato le condizioni di utilizzo, io (forse sbagliando) ho sempre pensato che, dovendoci misurare una temperatura cosi alta, fosse un qualche apparecchio usato all'interno di un locale, e quindi a temperature abbastanza costanti ... in quel caso il circuito non avrebbe tanti sbalzi, mentre nel caso dell'utilizzo che hai detto tu in esterno, potrebbe avere parecchio sbalzo a secondo delle temperature ambiente (Michele, la sua spiegazione e' corretta, la differenza non e' generata nel punto di giunzione, come nelle termopile, ma lungo tutto il cavo della sonda ... che poi la massima differenza e' nella distanza di una decina di centimetri in punta, e' dovuto solo al fatto che di solito tutto il resto del cavo rimane piu o meno a temperatura ambiente) ... se il circuito va usato all'esterno oppure e' soggetto a sbalzi di temperatura, si puo aggiungerci una compensazione usando un terzo operazionale che legga una NTC, oppure un LM335 sul circuito che compensa lo scostamento prodotto dalle fluttuazioni di temperatura, o un MAX430 compensato da un transistor usato come sensore ... ci sono parecchi modi, comunque.
Per quanto riguarda invece la linearita', concordo con uwe in pieno, le termocoppie non sono molto lineari sulle larghe escursioni ... il circuito da usare dipende sempre dal tipo di utilizzo che ne devi fare ... per controllare che una cosa rimanga piu o meno ad una certa temperatura, va bene un circuito semplice, se invece ci devi fare un termometro da laboratorio, serve per forza usare un convertitore che compensi la linearita', ed in quel caso avrei suggerito anch'io un AD595, AD597 o simili (oppure gli equivalenti digitali, se si vuol leggere dati invece di valori di tensione), non tanto per la compensazione del giunto freddo (leggendo la temperatura del chip, non hai mai la stessa temperatura della giunzione, a meno che non ce lo incolli sopra :P), quanto per il fatto che gia integrano una compensazione di non-linearita' con le caratteristiche della termocoppia di tipo K gia incluse
Etemenanki:
In effetti niki77 non ha mai specificato le condizioni di utilizzo, io (forse sbagliando) ho sempre pensato che, dovendoci misurare una temperatura cosi alta, fosse un qualche apparecchio usato all'interno di un locale, e quindi a temperature abbastanza costanti ...
Il tutto andrà racchiuso nel box stesso dove c'è il metallo riscaldato , quindi sarà un termometro 'a inseguimento' XD XD
Etemenanki:
Ah, ma allora lo fai apposta, a renderci difficile la vita ... XD
Seriamente, di che escursione termica stiamo parlando, nel contenitore del circuito ? ... se e' piu della decina di gradi che vorresti come precisione relativa, devo studiare un circuito di compensazione, oppure devi rassegnarti ad usare un'IC che la contenga ... comunque, ho visto che l'AD595 ad esempio lo vendono sui 9 dollari
Ho capito via .... preso
Etemenanki:
Questo ovviamente per uscite analogiche, per leggerlo in formato dati devi per forza usare quello suggerito da uwe o uno simile ...
Posso buttarlo questo segnale analogico dentro un ingresso adc di un 328 ?
Poi sono io che vi complico la vita !!!
EDIT: Scanso equivoci ho preso qualche MAX6675 ... poi venitemi a dire che non sono una persona accomodante
niki77:
...
Posso buttarlo questo segnale analogico dentro un ingresso adc di un 328 ?
...
Se intendi il 595, si, ti da 10 millivolt per grado in uscita ... a 250 gradi, ti da 2,5V, quindi puoi anche leggerlo direttamente con un'ingresso analogico, suppongo
:P)