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Aquisição de dados térmicos com Arduino
Olá!
Estou trabalhando num projeto no qual visa construir um sistema de aquisição de dados de temperatura provenientes de termopares no Arduino. Estou utilizando termopares do Tipo K.
O problema é que o Arduino não é capaz de reconhecer as variações de tensão provenientes dos termopares. Por não ter um conhecimento muito aprofundado em eletrônica, optei por utilizar um módulo pronto para isso, o MAX6675, que já converte as variações de tensão em dados digitais. Pesquisei por circuitos para amplificar a tensão, mas descobri que um simples amplificador operacional não serve, e que necessita de um circuito específico para a amplificação, isso devido ao ruído se não me engano.
O MAX6675 funciona, porém, ao atingir altas temperaturas (quando +/- T>500ºC), o termopar apresenta um erro muito alto. Nesse link, mostra-se o erro relacionado à leitura: https://easytromlabs.com/arduino/arduino-lab-19-leitura-e-datalogge....
Alguém sabe como eu poderia relacionar o problema? Não sei como diminuir este erro, se consigo diminuir o ruído, ou se consigo desenvolver o circuito específico. Tentei fazer uma equação através de uma linha de tendência seguindo a tabela do link acima para compensar o erro, mas ainda fica muito impreciso...
Agradeço desde já!
Respostas a este tópico
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Permalink Responder até Daltro Ribeiro Coutinho Junior em
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Alisson,
O problema não é o sensor ou ruído. O problema é a simplicidade da construção do conversor A/D. O baixo custo traz alguns inconvenientes que o uso "amador" permite e o industrial não.
Para corrigir este problema esqueça o MAX6675 e utilize um conversor industrial de termopar K para 0-5V.
Utilize a entrada analógica do arduíno e tudo se resolverá.
Sds,
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Permalink Responder até Alisson Nunes Bonatto em
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Entendo, pesquisarei sobre.
Grato!
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Permalink Responder até mineirin RV em
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Boa tarde DRCJ,
fiquei curioso, você sugere algum modelo de conversor industrial?
RV
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Obrigado pela atenção.
RV
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Boa tarde ANB,
sugiro que vc consulte o autor do "blog" que "linkou",
Como ele detectou o erro, é bem provável que tenha a solução para o mesmo.
Lá tem um espaço de comentários, e pelo que vi o autor responde as duvidas postadas lá.
RV
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Permalink Responder até Alisson Nunes Bonatto em
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Já entrei em contato, ele também não sabe.
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Permalink Responder até José Gustavo Abreu Murta em
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Alisson boa noite,
1) "O MAX6675 funciona, porém, ao atingir altas temperaturas (quando +/- T>500ºC), o termopar apresenta um erro muito alto. "
Quais são as especificações do seu sensor Termopar? Favor informar o link.
2) Sobre o Modulo MAX6675 => Cold-Junction-Compensated K-Thermocoupleto-Digital Converter (0°C to +1024°C)
https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX6675.pdf
- não precisa de amplificador operacional,
- serve para fazer medições de termopar de junção tipo K (somente tipo K),
- a resolução do conversor do chip é de 12 bits e é muito boa,
- Esse módulo não usa o conversor ADC do Arduino. O chip já tem um ADC interno.
- Sobre a confiabilidade das medições, eu não testei ainda.
Muito importante conectar as pontas corretamente !
Pino Negativo => Alumel Lead of Type-K Thermocouple.
Pino Positivo => Chromel Lead of Type-K ThermocoupleA malha do sensor deve ser conectada ao GND !
The MAX6675 performs cold-junction compensation and digitizes the signal from a type-K thermocouple.
The data is output in a 12-bit resolution, SPI™-compatible, read-only format.
This converter resolves temperatures to 0.25°C, allows readings as high as +1024°C, and exhibits thermocouple accuracy of 8LSBs for temperatures ranging from 0°C to 700°C.Noise Considerations
The accuracy of the MAX6675 is susceptible to powersupply coupled noise. The effects of power-supply
noise can be minimized by placing a 0.1µF ceramic bypass capacitor close to the supply pin of the device.
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Bom dia,
Achei esse link com informações importantes sobre o Termopar tipo K:
https://www.thermometricscorp.com/thertypk.html
Este é o tipo de termopar mais comum que fornece a faixa de temperatura de operação mais ampla. Os termopares tipo K geralmente funcionam na maioria das aplicações porque são baseados em níquel e têm boa resistência à corrosão.
• .A perna positiva é não magnética (amarela), a perna negativa é magnética (vermelha).Composto por uma perna positiva, que é de aproximadamente 90% de níquel, 10% de cromo e uma perna negativa, que é aproximadamente 95% de níquel, 2% de alumínio, 2% de manganês e 1% de silício.Tipo K Termopares são os termopares de uso geral mais comuns com uma sensibilidade de aproximadamente 41 µV / ° C, positivo para crómio em relação ao alumínio. É barato, e uma ampla variedade de sondas estão disponíveis em sua faixa de -200 ° C a + 1260 ° C.
Um termopar tipo K pode ser conectado a um voltímetro para coleta de dados simples. Nesse caso, a saída é uma tensão e o leitor precisa converter o nível de tensão em temperatura usando uma fórmula de conversão. Para registrar dados, o termopar pode ser conectado a um registrador de dados ou a um sistema de aquisição de dados para armazenar os dados coletados. Nesses casos, um circuito de conversão ou uma operação de software pode ser usado para calcular a temperatura usando a saída de tensão.
Como todos os termopares, eles são baratos, têm um tempo de reação rápido, são pequenos em tamanho e são confiáveis.
Eles podem medir com precisão temperaturas extremas. Dependendo de onde eles são fabricados, estes variam de −270 ° a 1.370 ° C ou Celsius, com erros dentro de 0,5 a 2 graus C. Eles têm uma sensibilidade que é de aproximadamente 41 microvolts por grau C.
Os tipos K são mais geralmente usados em temperaturas acima de 540 graus C. Para limitar o erro excessivo, o uso recomendado é em atmosferas oxidantes ou completamente inertes com uma faixa de −200 ° a 1.260 ° C.
Todos os termopares têm algumas desvantagens. Eles precisam ser calibrados com muito cuidado antes do uso. Seus sinais de saída são muito pequenos e, portanto, podem ter um problema com o ruído. Eles são propensos ao estresse, tensão e corrosão, particularmente à medida que envelhecem. Os tipos K, no entanto, têm problemas especiais.
(tradutor do Chrome)
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