Modul Amplificator MAX31865 pentru Senzor de Temperatura PT100 sau PT1000

Descriere și specificații:

Acest modul permite citirea directă a temperaturii măsurate cu senzori PT100 sau PT1000, prin intermediul rezistenței externe se reglează sensibilitatea senzorului iar datele se citesc direct. Conversia analog-digital se realizează prin metoda de înaltă precizie, de tip delta-sigma.

Modulul are, de asemenea, protecție la supratensiune (până la +/-45V) și detecție la condițiile de scurtcircuit.

• Funcționează la o tensiune de 3.3V;
• Interfață SPI.

Datasheet-ul pentru MAX31865 este disponibil în secțiunea Descărcări de mai jos.

Caracteristici circuit integrat MAX31865:

• Recomandat pentru folosire industrială;
• Conceput pentru a converti valorile "date" de termocuple in valori digitale;
• Circuitul integrat suportă termocuple cu valori între 100Ω și 1kΩ (cu 2, 3 sau 4 fire);
• Rezoluție ADC intern de 15 biți;
• Rezoluție de 0.03125 grade Kelvin (poate varia în funcție de neliniaritățile termocuplei);
• Acuratețe dată de circuitul integrat: 0.5 grade Kelvin;
• Citirea datelor de la intrare se face diferențial;
• Timp maxim de conversie de 21 ms în condiții ideale;
• Sistem de fault detection pentru anumite cauze;
• Tensiune de alimentare: 3V - 3.6V;
• Frecvență maximă de comunicație SPI: 5 MHz.

Metoda recomandată de calcul pentru aflarea temperaturii este Callendar-Van Dusen. Ea se bazează pe extragerea temperaturii din următoarea ecuație:

R(T) = R(0) * (1 + aT + bT² + c(T - 100)T³)

a, b și c sunt constante și au valorile:

a = 3.90830 x 10^-3

b = -5.77500 x 10^-7

c = -4.18301 x 10^-12 pentru intervalul -200 grade Celsius - 0 grade Celsius, 0 pentru intervalul 0 grade Celsius - +850 grade Celsius.

Instrucțiuni de utilizare:

1. Realizați conexiunile hardware necesare.

Interfața de comunicare este SPI. Astfel, există două modalități de a utiliza acest modul:

• Prin hardware SPI;
• Prin software SPI;

Pentru a asigura compatibilitatea cu mai multe plăci de dezvoltare, este recomandat să utilizați software SPI. Schema de conectare este următoarea (pentru senzorul cu 3 fire):

Pentru a configura modulul să funcționeze cu senzori de temperatura PT100 sau PT1000 trebuie să uniți jumperele încadrade cu verde în imaginea atașată mai jos astfel:

• senzor cu 4 fire: Nu trebuie să uniți jumperele. Firele constituie o pereche dacă rezistența dintre ele este de aproximativ 2Ω (de obicei au și aceeași culoare). O pereche se conectează fie la pinii "F+" și "RTD+" , fie la pinii "F-" și "RTD-". Cealaltă pereche se conectează la terminalele rămase libere.
• senzor cu 3 fire: Pentru a utiliza un senzor cu 3 fire trebuie să uniți pad-urile jumperului J1. Cele 2 fire care au rezistența între ele de 2Ω reprezintă o pereche și trebuie conectate la "RTD-" și "F-", iar firul rămas trebuie conectat la "RTD+" sau "F+".
• senzor cu 2 fire: Trebuie să uniți jumperele J1 și J2. Firele trebuie conectate  la pinii "F-" și "RTD+".

2. Configurați modulul în funcție de senzorul de temperatură.

În imaginea atașată mai jos este încadrat un condensator (chenar verde) care trebuie să aibă:

• 10nF pentru PT1000;
• 100nF pentru PT100.

3. Descărcați biblioteca necesară.

Pentru a utiliza acest modul, trebuie să descărcați o bibliotecă dezvoltată de Adafruit. Aceasta are numele de ADAFRUIT MAX31865 library și poate fi descărcată fie din Manage Libraries, fie direct de pe GitHub și să o adaugați dumneavoastră în cadrul mediului de dezvoltare. Pentru mai multe detalii consultați acest link.

De asemenea, în secțiunea Descărcări este disponibil un ghid realizat de Adafruit pentru un modul asemănător acestuia ce vă poate fi de folos.

Aici puteți consulta un exemplu de cod pentru Arduino.

Notă: Condensatorul C1 din schema de pe prima pagină a datasheet-ului trebuie schimbat în funcție de folosirea împreună cu termocuple de 100Ω sau 1kΩ.