وبلاگ

K

۴۰

۴

R

۷

۰٫۷

S

۷

۰٫۷

T

۴۰

۴

برای از بین بردن نویز در سامانه اندازه ­گیری دمای ۶۴ کاناله طول ترموکوپل­ها را کم کردیم و از طریق Max6675 داده ­ها را به دیجیتال تبدیل کردیم تا دیگر نویزی روی آن قرار نگیرد.

۱-۴-۲-۲-۴- تراشه ^[۸]MAX6675
می­توان گفت تراشه MAX6675 اصلی­ترین بخش این سامانه است. بطور خلاصه دو پایانۀ هر یک از ترموکوپل­های سیستم، به عنوان ورودی به این تراشه متصل می­شوند.MAX6675 پس از جبران­سازی اتصال سرد و دریافت ولتاژ ترموکوپل، اطلاعاتی همچون دما و قطع بودن یا وصل بودن ترموکوپل را در قالب یک بسته ۱۶ بیتی، با بهره گرفتن از پروتکل ارتباطی SPI در اختیار ما قرار می­دهد. در ادامه در مورد جزئیات مربوط به تراشه و نحوه عملکرد آن بطور کامل توضیح داده شده است.

لازم به ذکر است، این تراشه مخصوص ترموکوپل­های نوع K طراحی شده است.
۱-۴-۲-۲-۴-۱- پایه­ های تراشه
MAX6675 تنها در پکیج کوچک SO8 تولید می­ شود (شکل ۱-۱۹) و پایه­ های آن به قرار زیر هستند.
شکل ۱-۱۹: نمای بسته­بندی SO8 برای MAX6675
GND: زمین تراشه است.
T-: سیمی از جنس آلومل (پایه منفی ترموکوپل نوع K)، به این پایه متصل می­ شود؛ این پایه باید خود بطور جداگانه به زمین اتصال یابد.
T+: سیمی از جنس کرومل (پایه مثبت ترموکوپل نوع K)، به این پایه اتصال می­یابد.
VCC: ولتاژ تغذیه تراشه است که این پایه توسط یک خازن به زمین متصل می­ شود تا از نویز منبع تغذیه جلوگیری شود.
SCK: کلاک SPI به این پایه متصل می­ شود؛ بدیهی است که این تراشه نقش Slave و میکروکنترلر نقش Master را بازی می­ کنند.
CS: همان Chip select است که با Low شدن این پایه، ارتباط SPI با این تراشه آغاز می­گردد.
SO: از طریق این پایه، خروجی تراشه به میکروکنترلر ارسال می­گردد.
N.C: این پایه استفاده­ای ندارد و به جایی متصل نیست.
MAX6675 یک مبدل پیشرفتۀ دیجیتال است، که در آن یک مبدل ۱۲ بیتی آنالوگ به دیجیتال به کار رفته است. علاوه بر این، MAX6675 قابلیت جبران­سازی اتصال سرد توسط یک حسگر دمایی داخلی را نیز دارا می­باشد (شکل ۱-۲۰).
شکل ۱-۲۰: نمای داخلی آی­سی MAX6675
۱-۴-۲-۲-۴-۲- تبدیل سیگنال به دما
MAX6675 دارای یک بخش مبدل سیگنال است که می ­تواند سیگنال ولتاژ ناشی از ترموکوپل را به ولتاژی سازگار با بخش آنالوگ به دیجیتال تبدیل نماید. پس از آن نوبت به جبران­سازی اتصال سرد می­رسد؛ هدف این بخش، تشخیص دمای محیط و تفاوت آن با دمای صفر درجه تعریف شده در تراشه است. کلیه مقایسه­ها با سیگنال­های ولتاژ انجام می­ شود، ضمن اینکه دما و تفاوت دمایی صفر درجه سانتی ­گراد، معادل صفر ولت در نظر گرفته شده است.
جبران­سازی اتصال سرد MAX6675: همان طور که می­دانید، ترموکوپل اختلاف دمای بین اتصال سرد و گرم را تشخیص داده و به صورت ولتاژ به ما می­دهد. در هنگام استفاده از ترموکوپل نوعK و تراشه MAX6675، دمای اتصال سرد همان دمای محیط است که با توجه به ویژگی­های تراشه از ۲۰- تا ۸۵ درجه سانتی ­گراد می ­تواند تغییر کند. اگر دمای محیط تغییر کند، تراشه با اندازه ­گیری دمای، همچنان خروجی درست را به ما می­دهد.
اندازه ­گیری دمای محیط توسط یک دیود حساس به دما درون تراشه انجام می­ شود.
تا کنون ۲ ولتاژ در اختیار تراشه قرار گرفته است؛ یک ولتاژ مربوط به پایانه ­های T+ و T- است که اختلاف دمای نقطۀ اتصال گرم و سرد ترموکوپل را نشان می­دهد و ولتاژ دوم ولتاژ اندازه ­گیری شده توسط دیود حساس به دما است. این دو ولتاژ به مدار مبدل تراشه و سپس به بخش آنالوگ به دیجیتال (ADC) اعمال می­شوند تا دمای واقعی نقطه اتصال گرم بدست آید. در ADC این دو ولتاژ جمع زده می­شوند و در یک بسته ۱۲ بیتی گنجانده می­شوند.
در این آی­سی، مدت زمان تولید یک بسته دمایی جدید از روی ولتاژ ترموکوپل، ۲۲۰ میلی ثانیه است.
۱-۴-۲-۲-۴-۳- واسط سریال (SPI)
برای راه ­اندازی SPI و دریافت اطلاعات دمایی از تراشه، باید به پایۀ CS صفر اعمال شود. به محض صفر شدن این پایه، عملیات ارسال آغاز می­ شود و اگر احیاناً در آن لحظه تراشه در حال تبدیل ولتاژ به دمای جدید بود، این عملیات متوقف می­ شود. در طی یک بار ارسال، یک بسته ۱۶ بیتی فرستاده می­ شود که همان­طور که در شکل (۱-۲۱) دیده می­ شود، ۱۶ سیکل کلاک برای آن لازم است. پس از اتمام ارسال، پایۀ CS مجدداً می­بایست High شود تا عملیات تبدیل ولتاژ به دما از سر گرفته شود.
لازم به یادآوری است که ترتیب ارسال بیت­ها، از پرارزش به کم­ارزش است.