Type-K Termokupl & MAX6675: Yüksek Sıcaklık Ölçümü

Termokupl Nedir?

Termokupl (Thermocouple), sıcaklık ölçümü için kullanılan bir sensör türüdür. Basitçe, farklı türde iki metal telin bir ucunun birbirine kaynaklanmasıyla (birleştirilmesiyle) oluşturulur. Type-K, en yaygın termokupl türüdür ve Kromel (Chromel) ile Alumel alaşımlarının birleşimiyle üretilir. Bu alaşımlar, termokuplun 0°C’den 1250°C’ye kadar geniş bir aralıkta stabil ölçüm yapmasını sağlar (MAX6675 ile maksimum 1024°C).

Bu sensörler, fırınlar, 3D yazıcı ısıtıcıları ve kazanlar gibi standart elektronik sensörlerin eriyeceği kadar yüksek sıcaklıklara dayanıklıdır.

Termokupl Çalışma Prensibi: Seebeck Etkisi

Termokuplun çalışma prensibi, Seebeck Etkisi‘ne (Termoelektrik Etki) dayanır:

1. Farklı iki metal birleştirildiğinde birleşme noktasında (sıcak nokta) bir voltaj üretilir.
2. Bu voltajın büyüklüğü, birleşme noktasının sıcaklığı ile termokuplun diğer ucunun (soğuk nokta) sıcaklığı arasındaki farka bağlıdır.

Bu etki sonucu üretilen voltaj mikrovolt (mV) düzeyinde çok küçüktür ve doğru bir ölçüm için bu sinyalin yükseltilmesi gerekir.

MAX6675 Yükselticinin Hayati Rolü

Termokupldan gelen mikrovolt seviyesindeki sinyali Arduino’nun algılayabileceği dijital bir değere dönüştürmek için MAX6675 gibi özel bir entegreye ihtiyaç vardır. MAX6675’in iki ana görevi vardır:

1. Sinyal Yükseltme ve Dijital Dönüşüm (ADC): Zayıf sinyali alır, yükseltir ve 12-bit çözünürlükle dijital bir değere çevirir.
2. Soğuk Nokta Telafisi (Cold Junction Compensation – CJC): Termokupl ölçümünün doğruluğu için mutlak gerekliliktir.

Soğuk Nokta Telafisi (CJC)

Termokupl, sıcak nokta ile soğuk nokta arasındaki sıcaklık farkını ölçtüğü için, doğru sıcaklığı bulmak için soğuk noktanın (MAX6675’in terminallerinin olduğu yer) sıcaklığının da bilinmesi gerekir.

CJC Süreci:

1. MAX6675, kendi içindeki bir sıcaklık sensörü ile termokuplun bağlandığı terminallerin o anki sıcaklığını ölçer.
2. Termokupldan gelen voltaj farkı bilgisini, bu terminal sıcaklığı ile toplar.
3. Gerçek Sıcaklık: Bu işlem sayesinde MAX6675, sıcak noktanın mutlak sıcaklığını (mutlak sıfır veya 0°C referansına göre) hesaplayabilir ve bize doğru değeri sunar.

MAX6675’in bu CJC özelliğini içermesi, Arduino’da karmaşık matematiksel hesaplamalar yapma gerekliliğini ortadan kaldırır.

ESP32 ile Bağlantı: SPI Protokolü

MAX6675 modülü, mikrodenetleyicilerle iletişim kurmak için SPI (Serial Peripheral Interface) protokolünü kullanır.

• Yazılım: Arduino için Adafruit MAX6675 Kütüphanesi en popüler ve kullanımı en kolay çözümdür.

Kullanım Alanları

• 3D Yazıcı “Hotend” Sıcaklık İzlemesi
• Seramik Fırınları (Kiln) ve Ocaklar
• Lehimleme İstasyonları
• Yüksek sıcaklıkta Isıtma ve Soğutma Sistemleri Kontrolü (PID)

ESP32 (Arduino IDE) Örnek Kodu

Gerekli Kütüphane: “MAX6675 library by Adafruit”

//muratdonmez.com.tr
#include <SPI.h>
#include "Adafruit_MAX6675.h"

int thermoSCK = 5; // SPI Saat
int thermoCS = 23; // Chip Select
int thermoSO = 19; // SPI Veri Çıkışı (MISO)

Adafruit_MAX6675 thermocouple(thermoSCK, thermoCS, thermoSO);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("MAX6675 Termokupl Okuma Testi");

  Serial.println("Sensörün stabilize olması için 1 saniye bekleniyor...");
  delay(1000);
}

void loop() {
  double tempC = thermocouple.readCelsius();

  if (isnan(tempC)) {
    Serial.println("Termokupl okuma hatası! Bağlantıları kontrol edin.");
  } else {
    Serial.print("Sıcaklık: ");
    Serial.print(tempC);
    Serial.println(" *C");
  }

  delay(500); // Yarım saniyede bir oku
}

Eğer akıllı ev, IOT projeleri ile ilgili sorularınız veya yapmak istediğiniz bir projeniz varsa, yedek alma ve yedekten dönme planınız veya felaket kurtarma planınız yoksa, işletmeniz için nasıl bir Sunucu, Bilgisayar veya Kesintisiz Güç Kaynağı seçmeniz gerektiğini bilmiyorsanız danışmanlık hizmetlerimden faydalanmak isterseniz bana WhatsApp üzerinden ulaşabilirsiniz.

İlgili Yazılar

• DS18B20 (Dijital Sıcaklık Sensörü)
• DHT11 / DHT22: Doğru Sıcaklık ve Nem Sensörünü Seçme Rehberi
• BME280: 3’ü 1 Arada Yüksek Hassasiyetli Ortam Sensörü
• BME680: Evinizdeki Havayı Kapsamlı Analiz Edin
• BMP388 ve BMP180: İrtifa ve Basınç Sensör Rehberi
• BH1750 Dijital Işık Sensörü: Lüx (Lux) Ölçer Rehberi
• TDS Sensörü: Su Kalitesi ve PPM Ölçer Rehberi
• Anemometre: Rüzgar Hızı Sensörü Nedir, Nasıl Çalışır?

Sık Sorulan Sorular

• Termokupl ve NTC/PT100 gibi sensörler arasındaki fark nedir?
  Termokupllar, NTC/PT100 gibi direnç tabanlı sensörlere göre çok daha geniş bir sıcaklık aralığında (1000°C’nin üzerinde) ve daha zorlu ortamlarda (yüksek basınç/aşındırıcı gazlar) ölçüm yapabilirler.
• MAX6675 yükselticisi neden gereklidir?
  Termokuplun ürettiği voltaj mikrovolt düzeyinde (çok küçük) olduğu için, Arduino’nun okuyabileceği dijital bir değere dönüştürülmesi gerekir. MAX6675 bu zayıf sinyali yükseltir ve CJC (Soğuk Nokta Telafisi) işlemini yapar.
• Soğuk Nokta Telafisi (CJC) nedir?
  Termokupl, sıcak nokta ile bağlantı noktası (soğuk nokta) arasındaki sıcaklık farkını ölçer. CJC, MAX6675’in kendi terminallerinin sıcaklığını ölçerek, bu farkı toplar ve böylece mutlak sıcaklığı doğru bir şekilde hesaplar.
• Type-K termokupl neyden yapılmıştır ve menzili nedir?
  Type-K termokupllar, Kromel ve Alumel adı verilen iki farklı alaşımdan yapılmıştır. MAX6675 ile kullanıldığında maksimum menzili genellikle 0°C ile 1024°C’dir.
• MAX6675’in ölçüm hassasiyeti nedir?
  MAX6675, 12 bitlik bir çözünürlüğe sahiptir ve genellikle ±0.2∘C sıcaklık çözünürlüğüne, yaklaşık ±3∘C sistem doğruluğuna sahiptir (Çipin kendisine ait doğruluk).