ガス冷却ペルチェ方式霧箱 その31 熱電対温度計の再作製

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しばらく前に作った熱電対温度計がいまいちであります。
Aliexpressから購入したMAX31855が乗ったモジュールだったんですが、4個購入したうちの一つは確実にICがおかしくて、内部温度が200℃とか出力してました(笑
ほかの三つは一応それっぽい温度を表示しているんですが、熱電対の長さを変えると温度が変わるという実に不思議な現象が生じております。違いが1℃以下くらいなら我慢もできるんですが、5℃とかずれます。いやどう考えてもおかしいでしょ。
モジュールと同時に購入したプローブタイプのK型熱電対を繋いだ日には全くでたらめな温度を表示します。室温が300℃とかになります。もっともこちらは熱電対の方も素性が知れないので、ほんとにタイプKかどうかも怪しいところではあります。
さらに、このモジュールは駆動電圧、ロジック出力も3.3Vでした。もともとMAX31855が3.3Vのものなのでこれはおかしくはないのですが、なんとも使いにくいです。ということで前回作った分は5V⇔3.3Vのレベルコンバータを通していました。
通信はSPIですのでレベルコンバータで測定値がずれるということはあり得ません。よってやはりおかしいのはモジュールということになるでしょう。
中国ではICそのものがコピーされて粗悪なものが出回っていますので、そのあたりをつかんだのかもしれません。あるいは検品段階ではじかれたチップやICを使って作られたモジュールだったのかもしれません。
霧箱にとって各部の温度を測定することは非常に重要ですので、温度計測部分をいい加減に作りたくはないです。ので誤差が大きな温度測定ICから熱電対タイプに変えたものを新たに作ったのです。
ということで、これまでの状況を受け、みら太な日々としては珍しく(笑)正規品を購入しなおしました。AdafruitのMAX31855ブレークボードです。
こちら。秋月で買っても結構な値段がします。
詳細はリンク先に譲るとして、このモジュールは当然正規なMAX31855を使っていると思われますし、電源/ロジック共に5V/3.3V両対応であります。これならレベルコンバータは必要ありませんし、間違いなく動作することが期待できます。

では作っていきます。
モジュールには直線型のピンヘッダがついていますが、

前回作ったレイアウトを踏襲したいので、L型のピンヘッダをハンダ付けすることにしました。

前回作ったやつ。レベルコンバータが無くなる分小さくできますので、このケースというかバラック小屋も作り直しです。

ピンヘッダを

ハンダ付けして、

フェニックスコンタクト乗せます。

前回組んだものは一旦ばらばらにして、

古いパネル参考にしつつ、

新しいパネル設計して、

Gコード作ってレーザ加工機で切ります。いろいろ割愛(笑

保護紙剥いで、

組み付けしていきます。

新MAX31855モジュール乗せます。

パチモンと正規品の違いはピンにもあります。パチ(笑)は5ピン(SPI 3、VCC、GND)でしたが、正規品は5V入力時の3.3V外部出力ピンを加えて6本になっています。

ということでハーネスは作り直しになります。

幸いにもピン配列の順番は同じでしたので、シンプルにピン数を増すだけでした。

組み上げ。かなり小さくなりました。

動作確認します。
ちなみに駆動ソフトウェアはこないだと同じです。論理は何も変わっていません。Arduino があずかり知らぬところで電圧レベルが変換されていただけです。
ということで、あっさり動きます。さすがに今度は熱電対の長さの影響を受けるといったことは一切なさそう。

ではこれも、ということで中華Kタイプ熱電対プローブを引っ張り出してきて、

コネクタ外して、

Y端子を

カシメて、

Yの片方を切断してこんな端子にします。

これを接続すると….おおおお、ちゃんとそれっぽい温度を表示しています。
ということで、このプローブはきちんとKタイプのようです。疑ってすみませんでした(笑

レベルコンバータはいずれ何かに使う機会もあるでしょう。
モジュール入れに放り込んでおきます。

これで信頼できると思われる温度測定手段を手に入れました。
改めてガス枕周りの作りこみを続けたいと思います。

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