• • • • 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

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

• • 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.

شکل ۱-۲۱: Timing ارسال بیت­های Data و وضعیت CS=0

۱-۴-۲-۲-۴-۴- بسته داده خروجی

اکنون به بررسی بیت­های دادۀ خروجی می­پردازیم (شکل ۱-۲۲).

• • بیت D15 یا بیت Dummy Sign، همواره مقدار صفر دارد.

• • بیت­های D3 تا D14 همان ۱۲ بیتی هستند که توسط بخش ADC تولید شده و نشان دهنده دما می­باشند. دمای خروجی، همواره مقداری بین صفر تا ۱۰۲۳.۷۵ درجه سانتی ­گراد، با دقت و میزان تفکیک ۰.۲۵ درجه است. در واقع این تراشه مقدار ۴ برابر دمای اندازه ­گیری شده را توسط ۱۲ بیت ارسال می­ کند؛ لذا برنامه­نویسی که با این تراشه کار می­ کند، موظف است برای در اختیار داشتن مقدار دما، این عدد باینری ۱۲ بیتی را بر ۴ تقسیم کند. به عنوان مثال اگر دمای اندازه ­گیری شده توسط MAX6675 برابر با ۱۰.۲۵ درجه سانتی ­گراد باشد، خروجی تراشه برابر با ۴۱ (۰۰۰۰۰۰۱۰۱۰۰۱ باینری) خواهد بود.

• • بیت D2 در حالت عادی Low است. اگر ترموکوپلی به تراشه متصل نباشد و پایۀ T- تراشه به زمین وصل شود، D2 به وضعیت High می­رود. از این بیت می­توان برای تشخیص حالت Open Thermocouple استفاده نمود.

• • بیت D1 را شناسه دستگاه می­گویند که همیشه صفر است.

• • بیت D0 همیشه Three-state است.

شکل ۱-۲۲: بیت­های بستۀ Data

۱-۴-۲-۲-۵- اصول حاکم بر ترموکوپل­ها^[۱]

شکل ۱-۲۳: اصول حاکم بر ترموکوپل­ها
شکل (۱-۲۳) پنج قانون مربوط به رفتار ترموکوپل را که در اندازه ­گیری درجۀ حرارت بسیار مهم می­باشد، خلاصه کرده است. در زیر به توضیح هر قانون بطور مختصر پرداخته می­ شود: