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Grove - I2C 热电偶放大器 (MCP9600)

Grove - I2C 热电偶放大器 (MCP9600) 是一个集成了冷端补偿和 I2C 通信协议的热电偶数字转换器。该模块设计用于与 K 型热电偶配合使用。热电偶比热敏电阻具有更大的测量范围。例如，我们网站上的这款 K 型热电偶 的测量范围为 -50℃ 到 +600℃。

我们还为该模块提供了报警功能，您可以使用可编程报警引脚为控制器提供中断信号。

再次说明，该模块无法单独工作，必须与 K 型热电偶配合使用，如果您没有热电偶，可以考虑我们商城中的 热电偶温度传感器 K 型-1M。

版本​

产品版本变更发布日期
Grove - I2C 热电偶放大器 (MCP9600)初始版本2018年8月

特性​

  • 集成冷端补偿
  • 支持的类型（由 NIST ITS-90 指定）：K、J、T、N、S、E、B 和 R 型
  • 四个可编程温度报警输出：
    • 监控热端或冷端温度
    • 检测温度上升或下降
    • 高达 255°C 的可编程滞后
  • 可编程数字温度滤波器
  • 低功耗
note

Grove - I2C 热电偶放大器 (MCP9600) 在硬件上确实支持 K、J、T、N、S、E、B 和 R 型，但是目前我们的库除了 K 型热电偶外不支持任何其他类型的热电偶。

规格参数​

项目值
工作电压3.3V/5V
环境温度-40℃ ~ +125℃
存储温度-65℃ ~ +150℃
最大结温+150℃
热端精度±1.5°C（最大值）
测量分辨率热端和冷端：0.0625°C（典型值）
接口I2C
I2C 地址0x60（默认）/ 0x67（可选）
尺寸长：40mm 宽：20mm 高：18mm
重量4.8g
包装尺寸长：130mm 宽：85mm 高：20mm
毛重11g

应用​

  • 石化热管理
  • 手持式测量设备
  • 工业设备热管理
  • 烤箱
  • 工业发动机热监控
  • 温度检测架

硬件概述​

引脚图​

原理图​

电源

MCP9600的工作电压范围是2.7V ~ 5.5V，我们使用电源转换芯片XC6206P332MR-G为MCP9600提供稳定的3.3V电源。

输入插座

由于涉及的信号电平很小，我们采取了很多措施来过滤噪声。

  • 1--L1,L2 我们使用长达1米的热电偶。这样的长导线可以被视为天线，会接收空间电场干扰并产生高频噪声。因此我们使用两个电感来过滤高频噪声。

  • 2--C1 芯片制造商强烈建议添加一个100nF陶瓷表面贴装差分电容器，放置在T+和T-引脚之间，以过滤热电偶线路上的噪声。

  • 3--D1 我们使用SZNUP2105LT3G双向电压抑制器来保护此模块免受ESD（静电放电）的影响。

双向电平转换电路

这是一个典型的双向电平转换电路，用于连接I2C总线的两个不同电压部分。该传感器的I2C总线使用3.3V，如果Arduino的I2C总线使用5V，则需要此电路。在上面的原理图中，Q1和Q5是N沟道MOSFET 2N7002A，充当双向开关。为了更好地理解这部分，您可以参考AN10441

支持的平台​

ArduinoRaspberry Pi
caution

上述提到的支持平台是/是模块软件或理论兼容性的指示。在大多数情况下，我们只为Arduino平台提供软件库或代码示例。不可能为所有可能的MCU平台提供软件库/演示代码。因此，用户必须编写自己的软件库。

开始使用​

与Arduino一起使用​

硬件​

所需材料

Seeeduino V4.2Base ShieldGrove - I2C热电偶放大器
立即购买立即购买立即购买
note

1 请轻柔地插入USB线缆，否则可能会损坏端口。请使用内部有4根线的USB线缆，2根线的线缆无法传输数据。如果您不确定您的线缆规格，可以点击这里购买

2 每个Grove模块在购买时都会附带一根Grove线缆。如果您丢失了Grove线缆，可以点击这里购买。

  • 步骤1. 将Grove - I2C热电偶放大器(MCP9600)连接到Grove-Base Shield的I2C端口。

  • 步骤2. 将Grove - Base Shield插入Seeeduino。

  • 步骤3. 通过USB线缆将Seeeduino连接到PC。

note

如果我们没有Grove Base Shield，我们也可以按照以下方式直接将此模块连接到Seeeduino。

SeeeduinoGrove线缆Grove - I2C热电偶放大器
GND黑色GND
5V / 3.3V红色VCC
SDA白色SDA
SCL黄色SCL

软件​

note

如果这是您第一次使用Arduino，我们强烈建议您在开始之前先查看Arduino入门指南。

  • 步骤1. 从Github下载Seeed_MCP9600库。

  • 步骤2. 参考如何安装库来为Arduino安装库。

  • 步骤3. 重启Arduino IDE。打开示例，您可以通过以下三种方式打开：

    1. 在Arduino IDE中通过路径直接打开：文件 --> 示例 --> Grove Temperature sensor MCP9600 --> MCP9600_4channel_INT_demo。
    1. 在您的计算机中点击MCP9600_4channel_INT_demo.ino打开，您可以在文件夹XXXX\Arduino\libraries\Seeed_MCP9600-master\examples\MCP9600_4channel_INT_demo中找到它，XXXX是您安装Arduino IDE的位置。
    1. 或者，您可以直接点击代码块右上角的图标将以下代码复制到Arduino IDE的新草图中。
#include "Seeed_MCP9600.h"

#ifdef ARDUINO_SAMD_VARIANT_COMPLIANCE
  #define SERIAL SerialUSB
#else
  #define SERIAL Serial
#endif

MCP9600 sensor;

/**@brief 中断配置。
 * 
 * 
 * */
err_t sensor_INT_config()
{
    err_t ret=NO_ERROR;
    CHECK_RESULT(ret,sensor.set_filt_coefficients(FILT_MID));

    for(int i=0;i<4;i++)
    {
        /*将温度数值转换为16位数据*/
        CHECK_RESULT(ret,sensor.set_alert_limit(i,sensor.covert_temp_to_reg_form(28+i)));
        /*设置滞后。例如，设置滞后为2℃，当中断限制为30℃时，当温度超过限制时将产生中断，
        中断标志将保持，直到温度低于30-2(限制-滞后) 28℃。 */
        CHECK_RESULT(ret,sensor.set_alert_hys(i,2)); 

         /*设置中断产生时引脚的状态*/
        CHECK_RESULT(ret,sensor.set_alert_bit(i,ACTIVE_LOW));

        CHECK_RESULT(ret,sensor.clear_int_flag(i));

        /*默认为比较器模式*/
        CHECK_RESULT(ret,sensor.set_alert_mode_bit(i,COMPARE_MODE));

        /*设置报警引脚启用。*/
        CHECK_RESULT(ret,sensor.set_alert_enable(i,ENABLE));
       
        

    }    

    /*设备配置*/
    CHECK_RESULT(ret,sensor.set_cold_junc_resolution(COLD_JUNC_RESOLUTION_0_25));
    CHECK_RESULT(ret,sensor.set_ADC_meas_resolution(ADC_14BIT_RESOLUTION));
    CHECK_RESULT(ret,sensor.set_burst_mode_samp(BURST_32_SAMPLE));
    CHECK_RESULT(ret,sensor.set_sensor_mode(NORMAL_OPERATION));

    return NO_ERROR;
}


err_t get_temperature(float *value)
{
    err_t ret=NO_ERROR;
    float hot_junc=0;
    float junc_delta=0;
    float cold_junc=0;
    bool stat=true;
    
    CHECK_RESULT(ret,sensor.check_data_update(&stat));
    if(stat)
    {
        CHECK_RESULT(ret,sensor.read_hot_junc(&hot_junc));
        CHECK_RESULT(ret,sensor.read_junc_temp_delta(&junc_delta));
        
        CHECK_RESULT(ret,sensor.read_cold_junc(&cold_junc));
        
        *value=hot_junc;
    }
    else
    {
        SERIAL.println("数据未就绪!!");
    }

    return NO_ERROR;
}


void setup()
{
    SERIAL.begin(115200);
    delay(10);
    SERIAL.println("串口启动!!");
    if(sensor.init(THER_TYPE_K))
    {
        SERIAL.println("传感器初始化失败!!");
    }
    sensor_INT_config();
}



void loop()
{
    float temp=0;
    u8 byte=0;
    u8 stat=0;
 

    get_temperature(&temp);
    SERIAL.print("温度 ==============================>>");
    SERIAL.println(temp);

    sensor.read_INT_stat(&stat);

    SERIAL.println(" ");
    SERIAL.println(" ");

    delay(1000);
}
note

库中有2个演示程序：
MCP9600_basic_demo.ino

这个例子是温度传感器的基本使用示例，您需要轮询获取数据。

MCP9600_4channel_INT_demo.ino

传感器模块上有四个连接到报警引脚的报警焊盘。您可以通过调用我们提供的API来设置温度限制。当温度值超出限制时，报警引脚输出低电平。您可以将报警引脚连接到主机的中断引脚，以提高程序运行效率。

  • 步骤4. 上传演示程序。如果您不知道如何上传代码，请查看如何上传代码。

  • 步骤5. 通过点击工具-> 串口监视器打开Arduino IDE的串口监视器。或者同时按下++ctrl+shift+m++键。将波特率设置为115200。

tip

如果一切正常，当您打开串口监视器时，您将看到温度值和报警信息。

serial start!!
version =4011

temperature ==============================>>25.81
 
 
temperature ==============================>>27.62
 
 
temperature ==============================>>29.37
channel 0generate interruption!!!
channel 1generate interruption!!!
 
 
temperature ==============================>>30.81
channel 0generate interruption!!!
channel 1generate interruption!!!
channel 2generate interruption!!!
 
 
temperature ==============================>>31.56
channel 0generate interruption!!!
channel 1generate interruption!!!
channel 2generate interruption!!!
channel 3generate interruption!!!


temperature ==============================>>28.56
channel 0generate interruption!!!
channel 1generate interruption!!!
channel 2generate interruption!!!


temperature ==============================>>27.33
channel 0generate interruption!!!
channel 1generate interruption!!!


temperature ==============================>>26.71
channel 0generate interruption!!!

报警功能​

如您所见，当温度上升和温度下降触发中断时存在滞后现象。例如，当温度上升时，当达到28℃时，报警引脚0将触发，而当温度下降时，限制点变为26℃。只有当温度低于26℃时，报警引脚0才会释放。

滞后 = 28℃-26℃ = 2℃

报警引脚1、报警引脚2和报警引脚3遵循相同的原理。您可以通过修改第23行和第26行来更改滞后值和限制。

CHECK_RESULT(ret,sensor.set_alert_limit(i,sensor.covert_temp_to_reg_form(28+i)));

/*设置滞后。例如，设置滞后为2℃，当中断限制为30℃时，当温度超过限制时将产生中断，
中断标志将保持，直到温度低于30-2（限制-滞后）28℃。 */

CHECK_RESULT(ret,sensor.set_alert_hys(i,2));

使用参数i选择报警引脚号，参数28是限制值，至于滞后，我们使用函数sensor.set_alert_hys(i,2)。 参数2是滞后值。

原理图在线查看器​

资源​

项目​

这是本产品的介绍视频，包含简单的演示，您可以尝试一下。

技术支持与产品讨论​

可升级为工业传感器​

通过 SenseCAP S2110 控制器和 S2100 数据记录器，您可以轻松将 Grove 转换为 LoRaWAN® 传感器。Seeed 不仅帮助您进行原型设计，还为您提供了使用 SenseCAP 系列坚固的工业传感器扩展项目的可能性。

IP66 外壳、蓝牙配置、与全球 LoRaWAN® 网络的兼容性、内置 19 Ah 电池以及来自 APP 的强大支持，使 SenseCAP S210x 成为工业应用的最佳选择。该系列包括土壤湿度、空气温湿度、光照强度、CO2、EC 传感器以及 8 合 1 气象站。为您下一个成功的工业项目尝试最新的 SenseCAP S210x。

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