HW-550 MAX6675 Convertidor Analógico a Digital SPI para Termocupla tipo K (Incluido)

El MAX6675 es un convertidor analógico a digital (ADC) diseñado específicamente para termopares tipo K. Te explicaremos cómo funciona y cómo puedes usarlo con un Arduino para medir la temperatura utilizando una termocupla tipo K.

¿Qué es un termopar tipo K?

Un termopar es un dispositivo que consta de dos conductores eléctricos diferentes que forman una unión eléctrica, también conocida como junta térmica. El cambio de temperatura en la junta crea un voltaje ligeramente medible en la junta de referencia, que se puede utilizar para calcular la temperatura. Los termopares pueden estar hechos de diferentes metales, y los metales utilizados afectarán el rango de voltaje, el costo y la sensibilidad. Existen combinaciones de metales estandarizadas que resultan en diferentes tipos de termopares, como B, E, J, N, K, R, T y S. En este caso, nos centraremos en el termopar tipo K.

Un termopar tipo K está compuesto por conductores de cromo y alumel y tiene un rango de temperatura general de -200 a 1260°C.

¿Cómo funciona el MAX6675?

El MAX6675 es un sofisticado convertidor de termopar a digital con un convertidor analógico a digital (ADC) de 12 bits incorporado. El MAX6675 también contiene conexión fría detección y corrección de compensación, un controlador digital, una interfaz compatible con SPI y asociados lógica de control. El MAX6675 está diseñado para funcionar junto con un microcontrolador externo (μC) u otra inteligencia en aplicaciones termostáticas, de control de procesos o de monitoreo. 

Conversión de temperatura

El MAX6675 incluye hardware de acondicionamiento de señal para convertor la señal del termopar en un voltaje compatible con los canales de entrada del ADC. Las entradas T+ y T- se conectan a un circuito interno que reduce la introducción de errores de ruido de los cables del termopar. Antes de convertir los voltajes termoeléctricos en valores de temperatura equivalentes, es necesario compensar la diferencia entre el termopar lado de unión fría (temperatura ambiente MAX6675) y una referencia virtual de 0°C. Para un termopar tipo K, el voltaje cambia en 41 µV/°C, lo que se aproxima a la característica del termopar con la siguiente ecuación:

VSALIDA = (41μV / °C) x (TR - TAMB)

Dónde:

VOUT es el voltaje de salida del termopar (μV).

TR es la temperatura de la unión del termopar remoto (°C).

TAMB es la temperatura ambiente (°C)

Compensación de unión fría

La función del termopar es detectar una diferencia de temperatura entre dos extremos de los cables del termopar. La unión caliente del termopar puede ser leida desde 0°C a +1023,75°C. El extremo frío (temperatura ambiente de la placa en la que se encuentra el MAX6675 montado) sólo puede oscilar entre -20°C y +85°C. Mientras la temperatura en el extremo frío fluctúa, el MAX6675 continúa detectando con precisión la diferencia de temperatura en el extremo opuesto. El MAX6675 detecta y corrige los cambios en la temperatura ambiente con compensación de junta fría. El dispositivo convierte la lectura de la temperatura ambiente en voltaje usando un diodo como sensor de temperatura. Para realizar la medida de la temperatura real del termopar, el MAX6675 mide el voltaje de salida del termopar y del diodo sensor. El circuito interno del dispositivo pasa el voltaje del diodo y el voltaje del termopar a la función de conversión almacenada en el ADC para calcular la temperatura de la unión caliente del termopar. Se logra un rendimiento óptimo del MAX6675 cuando la unión fría del termopar y el MAX6675 están a la misma temperatura. Evite colocar dispositivos o componentes que generen calor cerca del MAX6675 porque esto puede producir errores relacionados con la unión fría.

Digitalización

El ADC agrega la medición del diodo de unión fría con el voltaje del termopar amplificado y lee el resultado de 12 bits en el pin SO. una secuencia de todos ceros significa que la lectura del termopar es 0°C. La secuencia de todos unos significa que la lectura del termopar es +1023,75°C.

Consideraciones del Modulo

El termopar incluido en el kit solo soporta unos 200 °C de uso continuo.