المزدوج الحراري هو جهاز استشعار يحول فرق درجة الحرارة إلى إشارة كهربائية. وهو يتألف من اثنين من الموصلات من مواد مختلفة متصلة في نهاية واحدة ، وقادرة على قياس درجات حرارة عالية تصل إلى 1800 C ج. تستخدم المزدوجات الحرارية على نطاق واسع للأغراض العلمية والتقنية ، بما في ذلك معلمات عملية المراقبة في الصناعة.
إذا كنت ترغب في توصيل مزدوج حراري بجهاز تحكم دقيق لمراقبة عملية درجة الحرارة أو التحكم فيها ، فهناك العديد من الخطوات المهمة التي يجب مراعاتها. أولا ، ستحتاج إلى متحكم دقيق مع إدخال تناظري ، لأن الإشارة الحرارية تناظرية. ثانيا ، ستحتاج إلى وحدة تضخيم إشارة مزدوجة حرارية ، لأن الجهد الناتج عن المزدوجة الحرارية منخفض جدا. ثالثا ، من الضروري توصيل المزدوجة الحرارية بالمتحكم الدقيق بشكل صحيح.
السلامة هي جانب مهم للغاية عند العمل مع درجات حرارة عالية. تأكد من اتخاذ جميع الاحتياطات عند العمل مع المزدوجات الحرارية واستخدم دائما معدات حماية خاصة مثل القفازات والنظارات الواقية المقاومة للحرارة.
ستساعد الإرشادات التي نقدمها لك في هذه المقالة المستخدمين المبتدئين على توصيل مزدوج حراري بمتحكم دقيق دون مشاكل. سننظر في المراحل الرئيسية للعمل ، بدءا من اختيار وحدة التحكم الدقيقة المناسبة وتنتهي بتكوين البرنامج. باتباع خطواتنا ، يمكنك بسهولة تنفيذ التحكم في درجة الحرارة للعملية وتلقي بيانات دقيقة من المزدوجة الحرارية لمزيد من المعالجة.
- اختيار الحرارية
- إعداد المواد
- إعداد متحكم
- توصيل الحرارية إلى متحكم
- البرمجة
- اختبار
- ميزات العمل مع الحرارية
- سؤال وجواب
- كيف يمكنني توصيل الحرارية إلى متحكم?
- كيف يمكنني اختيار وحدة مناسبة لتوصيل الحرارية?
- هل من الممكن توصيل الحرارية مباشرة إلى متحكم دون استخدام وحدة نمطية?
اختيار الحرارية
عند اختيار مزدوج حراري للاتصال بمتحكم دقيق ، يجب مراعاة العديد من المعلمات المهمة ، والتي يمكن أن تؤثر على دقة القياسات ومدة تشغيل النظام.
1. المواد الحرارية: هناك أنواع مختلفة من المزدوجات الحرارية ، كل منها مصمم للعمل في نطاق درجة حرارة معينة. على سبيل المثال ، النوع ك هو الأكثر استخداما ويمكنه قياس درجات حرارة تصل إلى 1200 C درجة مئوية ، بينما يعمل النوع ي حتى 750 C درجة مئوية ، لذلك ، قبل اختيار المزدوجة الحرارية ، من الضروري تحديد نطاق درجة الحرارة الذي سيتم فيه القياس.
2. الدقة: تعتمد دقة القياسات الحرارية على فئة الدقة المحددة في مواصفات الشركة المصنعة. كلما زادت فئة الدقة ، كلما كانت القياسات أكثر دقة ، لكن سعر هذه المزدوجات الحرارية سيكون أعلى. لذلك ، من الضروري تحقيق التوازن بين الدقة اللازمة والميزانية المعقولة.
3. إشارة الإخراج: تحتوي المزدوجات الحرارية على إشارات خرج مختلفة ، والتي يمكن أن تكون منخفضة التردد أو عالية التردد. قد تحتوي بعض المزدوجات الحرارية على إشارة خرج رقمية ، والتي قد تكون ملائمة عند توصيلها بجهاز تحكم دقيق. قبل اختيار المزدوجة الحرارية ، تحتاج إلى التأكد من أن إشارة الخرج الخاصة بها متوافقة مع إمكانيات ومتطلبات وحدة التحكم الدقيقة.
4. الغلاف الواقي: اعتمادا على ظروف التشغيل ، يمكن تزويد المزدوجات الحرارية بأنواع مختلفة من الغلاف الواقي. على سبيل المثال ، يمكن استخدام المزدوجات الحرارية الخزفية أو المعدنية لقياس درجات الحرارة المرتفعة. يمكن استخدام المزدوجات الحرارية ذات الطلاءات أو الأغطية الواقية للقياس في البيئات العدوانية.
5. طول وقطر الأسلاك: عند اختيار الحرارية ، فمن الضروري أيضا أن تأخذ في الاعتبار متطلبات طول وقطر الأسلاك. قد يعتمد هذا على موقع المزدوجة الحرارية والظروف البيئية. من المهم معرفة ما إذا كان طول الأسلاك كافيا لتثبيت المزدوج الحراري في المكان المناسب وما إذا كان قطر الأسلاك سيلبي متطلبات الاتصال بالمتحكم الدقيق.
6. التكلفة: بالطبع ، عند اختيار الحرارية ، فمن الضروري أن تأخذ في الاعتبار ميزانية النظام. من المهم العثور على أفضل قيمة مقابل المال من أجل الحصول على قياسات موثوقة بتكلفة مقبولة.
لذلك ، عند اختيار الحرارية للاتصال متحكم ، فمن الضروري أن تأخذ في الاعتبار المواد الحرارية ، والدقة ، وإشارة الإخراج ، قذيفة واقية ، وطول وقطر الأسلاك ، فضلا عن التكلفة. بعد تحليل كل هذه المعلمات ، يمكنك اختيار الحرارية الأنسب لمتطلبات محددة.
إعداد المواد
لتوصيل الحرارية إلى متحكم ، سوف تحتاج إلى المواد التالية:
- الحرارية (نموذج ونوع تعتمد على احتياجاتك)
- متحكم (على سبيل المثال ، اردوينو أو التوت بي)
- أسلاك التوصيل (عادة ما يتم استخدام الأسلاك ذات النوى النحاسية)
- موصلات (اختياري ، لسهولة الاتصال)
الخطوة 1: شراء الحرارية التي هي مناسبة للمشروع الخاص بك. انتبه إلى نوع المزدوجة الحرارية (على سبيل المثال ، النوع ك ، ي ، ر ، إلخ.) ونطاق درجة حرارة التشغيل.
الخطوة 2: إعداد متحكم. تأكد من أن لديك المكونات والاتصالات اللازمة لتوصيل الحرارية إلى متحكم. قد تحتوي بعض وحدات التحكم الدقيقة على مدخلات تناظرية أو رقمية مدمجة لقراءة درجة الحرارة ، بينما قد يتطلب البعض الآخر استخدام وحدات أو محولات إضافية.
الخطوة 3: قم بتوصيل المزدوجة الحرارية بالمتحكم الدقيق باستخدام الأسلاك. اتبع بعناية التعليمات ومخطط الأسلاك الخاص بنموذج المزدوجة الحرارية والمتحكم الدقيق.
- عادة ، يتم توصيل السلك مع نهاية مفتوحة من الحرارية إلى غند (الأرض) دبوس من متحكم.
- يتم توصيل السلك الثاني من الحرارية إلى دبوس من المدخلات التناظرية أو الرقمية من متحكم ، اعتمادا على أنواع قراءات درجة الحرارة المستخدمة.
ملاحظة: إذا كنت بحاجة إلى استخدام أسلاك طويلة لتوصيل مزدوج حراري ، فمن المستحسن استخدام أسلاك محمية أو كابل محمي لتقليل التداخل وتشويه الإشارة.
الخطوة 4: إذا لزم الأمر ، قد تكون هناك حاجة إلى مكونات إضافية مثل المقاومات أو مكبرات الصوت لضمان التشغيل السليم للمزدوجة الحرارية. راجع الوثائق والدليل الخاص بنموذج المزدوجة الحرارية والمتحكم الدقيق للحصول على معلومات مفصلة حول المكونات الإضافية الضرورية ومخطط الأسلاك.
الخطوة 5: إذا لزم الأمر ، استخدم الموصلات لإنشاء اتصال موثوق ومريح بين المزدوج الحراري والمتحكم الدقيق.
بعد الانتهاء من كل هذه الخطوات ، ستكون جاهزا للاتصال واستخدام المزدوج الحراري الخاص بك باستخدام متحكم دقيق. تذكر أن كل نموذج من المزدوجة الحرارية والمتحكم الدقيق قد يكون له ميزات اتصال خاصة به ، لذا تأكد من قراءة الوثائق واتباع توصيات الشركات المصنعة.
إعداد متحكم
قبل توصيل الحرارية إلى متحكم ، يجب تنفيذ الخطوات التالية:
- اختيار متحكم. قبل شراء متحكم دقيق ، تحتاج إلى تحديد متطلبات النظام والوظائف التي تريد تنفيذها باستخدام مزدوج حراري. ضع في اعتبارك عوامل مثل دقة المحول التناظري إلى الرقمي ، والمدخلات والمخرجات المتاحة ، ودعم بروتوكولات الاتصال الضرورية ، وغيرها من الخصائص.
- توصيل متحكم إلى الكمبيوتر. لبرمجة متحكم ، تحتاج إلى توصيله بجهاز كمبيوتر. في معظم الحالات ، يتم استخدام منفذ أوسب للاتصال ، ومع ذلك ، اعتمادا على نموذج ، قد تكون هناك حاجة محولات إضافية أو المبرمجين.
- تركيب بيئة التطوير المتكاملة. لبرمجة متحكم ، تحتاج إلى تثبيت برنامج خاص-بيئة التنمية المتكاملة (إيد). في بعض الحالات ، قد تحتاج إيد إلى تكوين للعمل مع متحكم المحدد.
- إنشاء مشروع. في إيد ، إنشاء مشروع جديد عن طريق اختيار متحكم المناسب ووضع المعلمات (مثل سرعة الساعة ، تكوين المنفذ ، الخ.).
- كتابة التعليمات البرمجية. اكتب برنامجا لوحدة التحكم الدقيقة التي ستقرأ البيانات من المزدوجة الحرارية وتنفذ الإجراءات التي تحتاجها (على سبيل المثال ، عرض قيم درجة الحرارة أو نقلها عبر الشبكة).
- تجميع وتحميل. ترجمة البرنامج إلى رمز ثنائي وتحميله إلى متحكم باستخدام مبرمج أو عن طريق منفذ أوسب (في حالة التحميل التلقائي).
- اختبار. بعد تنزيل البرنامج على المتحكم الدقيق ، اختبر تشغيله باستخدام مزدوج حراري. تأكد من قراءة البيانات من المزدوجة الحرارية ومعالجتها بشكل صحيح بواسطة البرنامج.
بعد الانتهاء من هذه الخطوات ، سيكون المتحكم الدقيق جاهزا للعمل مع المزدوج الحراري.
توصيل الحرارية إلى متحكم
المزدوج الحراري هو مستشعر كهربائي يقيس درجة الحرارة باستخدام ظاهرة المجالات الكهرومغناطيسية الكهروحرارية. تستخدم المزدوجات الحرارية على نطاق واسع في مجموعة متنوعة من التطبيقات ، بما في ذلك أنظمة التشغيل الآلي والتحكم.
الخطوة 1: إعداد المواد
لتوصيل الحرارية إلى متحكم ، سوف تحتاج إلى:
- متحكم;
- الحرارية;
- مكبر للصوت الحرارية;
- الأسلاك;
- المقاومات;
- البطارية أو غيرها من امدادات الطاقة.
الخطوة 2: مخطط الاتصال
يجب أن تكون متصلا الحرارية إلى متحكم باستخدام مكبر للصوت الحرارية. عادة ، يحتوي مكبر الصوت على موصلات لتوصيل مزدوج حراري وإخراج للاتصال بمتحكم دقيق.
يمكن أن يكون مخطط الاتصال شيئا من هذا القبيل:
| الحرارية | مكبر للصوت الحرارية | متحكم |
|---|---|---|
| سلك إيجابي | الاتصال المدخلات المناسبة | الاتصال بمدخل الإشارة التناظرية |
| سلك سلبي | الاتصال المدخلات المناسبة | الاتصال على الأرض |
| سلك الشاشة | الاتصال على الأرض | لا تتصل |
الخطوة 3: برمجة متحكم
بعد توصيل الحرارية إلى متحكم ، تحتاج إلى كتابة برنامج لقراءة البيانات من مكبر للصوت الحرارية.
البرنامج الخاص بك قد تبدو شيئا من هذا القبيل:
- تهيئة المدخلات التناظرية من متحكم;
- قراءة البيانات من المدخلات التناظرية وتحويلها إلى درجة الحرارة;
- عرض درجة الحرارة المقاسة على الشاشة أو نقلها لمزيد من المعالجة.
الخطوة 4: الاختبار والتصحيح
بعد كتابة البرنامج وتوصيل المزدوجة الحرارية ، من الضروري اختبار النظام والتأكد من أنه يعمل بشكل صحيح.
يمكنك إجراء اختبار لقياس درجة الحرارة ومقارنته بقراءات موازين الحرارة الأخرى للتحقق من الدقة.
إذا لم ينجح شيء ما ، فتحقق من الاتصالات والبرنامج بحثا عن الأخطاء.
ونتيجة لذلك ، سوف تكون قادرا على الاتصال واستخدام الحرارية مع متحكم لقياس درجة الحرارة في المشروع الخاص بك.
البرمجة
بعد توصيل الحرارية إلى متحكم ، تحتاج إلى كتابة برنامج لتلقي البيانات من أجهزة الاستشعار ومعالجتها. للقيام بذلك ، تحتاج إلى استخدام مكتبات وأدوات برامج مختلفة.
1. اختيار لغة البرمجة
لغات البرمجة المختلفة مثل ج ، ج++ ، بيثون وغيرها يمكن استخدامها لبرمجة متحكم. فمن المستحسن أن تختار اللغة التي كنت بالفعل على دراية أو اللغة التي هي الأكثر ملاءمة للمشروع الخاص بك.
2. تثبيت وتكوين إيد
لبرمجة مريحة من متحكم ، فمن المستحسن لتثبيت بيئة التنمية المتكاملة (إيد). يوفر إيد واجهة سهلة الاستخدام لإنشاء وتصحيح الأخطاء وتحميل التعليمات البرمجية إلى متحكم. بعض إيدس شعبية لبرمجة ميكروكنترولر تشمل اردوينو إيد ، بلاتفورميو ، كيل ، وغيرها. بعد تثبيت إيد ، تحتاج إلى تكوينه للعمل مع متحكم المحدد.
3. ربط المكتبة للعمل مع الحرارية
للعمل مع الحرارية ، تحتاج إلى توصيل مكتبة البرامج المناسبة. معظم إيدس لديها القدرة على إضافة مكتبات خارجية من مستودعات على الانترنت أو من نظام الملفات في الكمبيوتر. العثور على المكتبة المناسبة للعمل مع نوع من الحرارية وتوصيله إلى المشروع الخاص بك.
4. كتابة الكود
بعد توصيل المكتبة ، يمكنك البدء في كتابة البرنامج الرئيسي. ستحتاج إلى تهيئة الاتصال بالمزدوجة الحرارية ، وتعيين معلمات القياس (على سبيل المثال ، نوع المزدوجة الحرارية ، والدقة ، وما إلى ذلك.) ، قم بإجراء القياس ومعالجة البيانات المستلمة. قد يتضمن الرمز دورة قياس مع فترات زمنية ، بالإضافة إلى شروط معينة لتشغيل إجراءات معينة.
5. تحميل البرنامج إلى متحكم
بعد كتابة الكود ، تحتاج إلى تحميله على المتحكم الدقيق. للقيام بذلك ، قم بتوصيل متحكم إلى جهاز الكمبيوتر الخاص بك باستخدام كابل أوسب وحدد المنفذ المطلوب في إعدادات إيد. ثم انقر فوق الزر تنزيل أو ما شابه ذلك في بيئة التطوير الخاصة بك. بعد تحميل الكود بنجاح إلى المتحكم الدقيق ، سيكون جاهزا للعمل مع المزدوج الحراري المتصل.
6. الاختبار والتصحيح
بعد تنزيل البرنامج على وحدة التحكم الدقيقة ، يوصى باختبار تشغيله وتصحيحه (إذا لزم الأمر). تحقق من الاتصال الصحيح للمزدوجة الحرارية وصحة القياسات ومعالجة البيانات. إذا كنت بحاجة إلى إصلاح الأخطاء أو إضافة ميزات جديدة ، فقم بتحرير الكود وكرر عملية التنزيل والاختبار.
7. الاندماج في المشروع
بعد الاختبار الناجح وتصحيح أخطاء البرنامج ، يمكنك دمجه في مشروعك. تثبيت متحكم مع الحرارية في المكان المناسب وتوصيله إلى نظام التحكم أو عرض نتائج القياس. تكوين واجهة للتفاعل مع الأجهزة الأخرى (على سبيل المثال ، عن طريق وارت ، سبي أو إي 2 سي) وإدارة البيانات المستلمة وفقا لمتطلباتك.
هذا كل شيء! الآن أنت تعرف الخطوات الأساسية لبرمجة متحكم للعمل مع الحرارية. حظا سعيدا مع المشروع الخاص بك!
اختبار
بعد توصيل المزدوجة الحرارية بالمتحكم الدقيق بنجاح ، يجب إجراء الاختبار للتحقق من قابلية تشغيل النظام. في هذا القسم ، سننظر في عدة طرق لاختبار المزدوجة الحرارية.
1. باستخدام المتعدد.
قبل توصيل الحرارية إلى متحكم ، يمكنك التحقق من مقاومته باستخدام المتعدد. من الضروري ضبط المتر المتعدد على وضع قياس المقاومة وتوصيله بالأطراف الحرارية. في ظل التشغيل العادي للمزدوجة الحرارية ، يجب أن يظهر المتر المتعدد قيمة مقابلة لمقاومة المزدوجة الحرارية. إذا لم يظهر المتر المتعدد قيمة أو أظهر قيمة غير صحيحة ، فقد يكون من الضروري استبدال المزدوج الحراري.
2. الاختبار البصري.
إذا كانت المزدوجة الحرارية تحتوي على عناصر مرئية مثل الأسلاك أو جهات الاتصال ، فيمكنك التحقق منها بحثا عن التلف أو مكامن الخلل. من المهم أيضا التحقق من أن الأسلاك الحرارية متصلة بشكل صحيح بالمتحكم الدقيق وأن جهات الاتصال في حالة جيدة.
3. الاختبار باستخدام التسخين التجريبي.
من الممكن اختبار المزدوجة الحرارية باستخدام تسخين تجريبي صغير. للقيام بذلك ، من الضروري زيادة درجة الحرارة تدريجيا وتسجيل القيم التي تم الحصول عليها من الحرارية. أثناء التشغيل العادي ، يجب أن تزيد قيم درجة الحرارة بسلاسة. إذا تغيرت قيم درجة الحرارة فجأة أو لا تتوافق مع درجة الحرارة الفعلية ، فمن الممكن حدوث اتصال غير صحيح أو خلل في المزدوجة الحرارية.
4. اختبار باستخدام درجة حرارة معروفة.
يمكن استخدام درجة حرارة معروفة لاختبار المزدوجة الحرارية بشكل أكثر دقة. على سبيل المثال ، يمكنك غمر مزدوج حراري في وسط دافئ أو بارد معروف والتحقق مما إذا كانت قيم درجة الحرارة تتوافق مع درجة حرارة الوسط. مع التوصيل والتشغيل المناسبين للمزدوجة الحرارية ، يجب أن تتوافق قيم درجة الحرارة مع قيم الوسط.
سيضمن اختبار المزدوجة الحرارية أنها تعمل بشكل صحيح وتجنب الأخطاء عند استخدامها في مشاريع حقيقية. إذا أظهر الاختبار وجود خلل في المزدوجة الحرارية ، فمن المستحسن استبدالها بأخرى جديدة للحصول على نتائج قياس موثوقة.
ميزات العمل مع الحرارية
المزدوج الحراري هو جهاز استشعار يستخدم لقياس درجة الحرارة. وهو يتألف من اثنين من الموصلات من الأسلاك المعدنية المختلفة متصلة في نهاية واحدة. عندما تتغير درجة الحرارة ، هناك اختلاف في الجهد الكهربائي بين الموصلات ، والذي يمكن قياسه وتحويله إلى قيمة درجة الحرارة المناسبة.
وفيما يلي بعض الميزات من العمل مع الحرارية:
- القطبية: الحرارية لديها قطبية ، لذلك فمن المهم لتوصيل الأسلاك إلى متحكم بشكل صحيح. إذا تم خلط الأسلاك في بعض الأماكن ، فستكون نتائج القياس غير صحيحة.
- تعويض التقاطع البارد: تقيس المزدوجة الحرارية فرق درجة الحرارة بين نقطة القياس ونقطة "التقاطع البارد" (عادة المكان الذي يتم فيه توصيل الأسلاك بالمتحكم الدقيق). للحصول على قيم درجة حرارة دقيقة ، من الضروري تعويض درجة حرارة "التقاطع البارد". ويمكن القيام بذلك باستخدام سلك تعويض خاص أو جهاز استشعار درجة الحرارة.
- نطاق القياس: لكل مزدوج حراري نطاق قياس خاص به. من المهم اختيار الحرارية التي هي مناسبة لدرجة الحرارة المطلوبة.
- الخصائص الخطية: تتميز المزدوجات الحرارية بخاصية غير خطية ، مما يعني أن التعديلات الجدولية أو الرياضية ضرورية للحصول على بيانات قياس دقيقة.
باستخدام الميزات المذكورة أعلاه للعمل مع الحرارية ، يمكنك الاتصال بنجاح واستخدامها جنبا إلى جنب مع متحكم لقياس درجة الحرارة في مختلف التطبيقات.
سؤال وجواب
كيف يمكنني توصيل الحرارية إلى متحكم?
لتوصيل الحرارية إلى متحكم ، يجب استخدام وحدة خاصة مثل ماكس 31855 أو ماكس 6675. فمن الضروري توصيل امدادات الطاقة ، الأرض و سبي واجهة إلى متحكم ، وكذلك توصيل الإخراج الحراري إلى دبوس المقابلة من وحدة. بعد ذلك ، فمن الممكن الحصول على بيانات درجة الحرارة قراءة من الحرارية عبر واجهة سبي.
كيف يمكنني اختيار وحدة مناسبة لتوصيل الحرارية?
عند اختيار وحدة لتوصيل الحرارية ، فمن الضروري أن تأخذ في الاعتبار المعلمات من الحرارية ، مثل نوع ونطاق درجات الحرارة المقاسة ، فضلا عن متطلبات الدقة وعمق قليلا من القياسات. الوحدات الشائعة لتوصيل المزدوجات الحرارية هي ماكس 31855 و ماكس 6675 ، فهي توفر دقة عالية ومجموعة واسعة من القياسات. يجب أيضا الانتباه إلى واجهة لتوصيل وحدة إلى متحكم ، مثل سبي أو إي 2 ج.
هل من الممكن توصيل الحرارية مباشرة إلى متحكم دون استخدام وحدة نمطية?
في بعض الحالات ، مع متطلبات دقة القياس المنخفضة ، من الممكن توصيل المزدوجة الحرارية مباشرة بالمتحكم الدقيق باستخدام إدخال تناظري. ومع ذلك ، قد يكون هذا صعبا ويتطلب معالجة إشارات إضافية. باستخدام وحدة متخصصة ، مثل ماكس 31855 أو ماكس 6675 ، يبسط إلى حد كبير اتصال ومعالجة البيانات من الحرارية.