小型LCD、Arduino、K型熱電対を接続する（2）
スイッチサイエンスのオリジナル商品のMAX6675K型熱電対温度センサ（SPI接続）で測定したデータを、超小型LCDディスプレイに表示します。
熱電対ですので1000℃以上の測定ができます。チャッカマンの炎の温度を測ってみました。
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LCDのモジュールは、Arduinoのボードに直接取り付けるには、少し大きいので、いつもの通り蒲簿の板に取り付けようとしました。あいにく蒲鉾の板では幅が少し足りないので、120mm×120mmの板に取り付けることにしました。
材料を次に示します。板は120mm×920mm×13mmのホーム・センタで購入したファルタカの板を切断しました。LCDモジュールとマイコン・ボードをステンレスのカラー木ネジで止めます。
ローストビーフの内部温度のモニタ結果
前回、スイッチサイエンスのオリジナルのK型熱電対センサ・モジュールを利用して、焼き過ぎないようにローストビーフの内部の温度をモニタしながら焼いてみました。
結果は、次に示すように概ね目的を達したようです。
シース熱電対を接続する
スイッチサイエンスのキットに添付されていた熱電対に代えて、次に示すような、ステンレスのシース（保護カバー）熱電対を用意します。このシースは外径が1mmφの物を使用しています。シースの長さは1ｍの物を購入しましたが少し長すぎました。50cm位の方が扱い易くなります。ステンレスのシースの部分は650℃まで対応できますが、スリーブの部分がエポキシ樹脂でできているため100℃以上には曝さないようにということでシースが1mと少し長めの物を購入しました。
スケッチの準備
前回でハードウェアの準備は一応完了しました。今回はスケッチを用意して実際の温度測定を行います。スケッチはスイッチサイエンスで用意してあるサンプルのスケッチをそのまま使用します。
スケッチおよび導入方法は、このスイッチサイエンスのWebに詳しく載っています。その手順に従って、インストールしました。
MAX6675からSPIでデータ受信
熱電対制御ICのMAX6675からは温度として計測されたデータは、SPI（Serial Peripheral Interface）と呼ばれる次に示す4本の信号線を用いたシリアル通信方式でやりとりされます。
SCK(Serial Clock) マスタ・スレーブ間のシリアルデータの送受信のためのクロック
MISO(Master In Slave Out) スレーブから出力され、マスタに入力されるデータが
送受信される信号線
MOSI(Master Out Slave In) マスタから出力されスレーブに入力されるデータが
送受信される信号線
SS(Slave Select) 複数のスレーブが接続されている時にスレーブを選択する
ための信号線。マスタとスレーブが一対一の時は配線を
省略することもできる。
MAX6675の通信のための信号線はSO（MISO）、/CS（SS）、SCKの三種類で、MOSIのマスタからMAX6675へデータを送信する信号線が用意されていません。
今回は、ArduinoとMAX6675との間だけの通信ですのでSCK、MISO、MOSI、SSの4本の信号線はArduinoのディジタル・ポート13番（SCK）、12番（MISO）、11番（MOSI）、10番（SS）に接続されています。
K型熱電対
150℃くらいまではLM35DZの半導体温度センサがあります。今回はオーブンの内部温度の測定を想定しています。そのため、200から300℃くらいの高温の温度測定が必要になります。
このような高温の温度測定には熱電対（ねつでんつい）がよく利用されます。タイミングよくスイッチサイエンスからこのK型熱電対センサ・モジュール・キットが発売されました。このセンサ・モジュール・キットを利用することで目的が達成できそうです。
K型熱電対センサ・モジュール・キット
スイッチサイエンス社のK型熱電対センサ・モジュール・キットには、MAXIMのMAX6675と基板、電源バイパス・コンデンサ、K型熱電対用コネクタ、熱電対センサがセットになっています。
MAX6675は冷接点補償熱電対/ディジタ・ルコンバータICで、熱電対からの信号電圧をディジタル変換してSPIのシリアル信号で送出します。Arduinoのディジタル・ポート8から13を利用してMAX6675に電源を供給し、温度測定結果をSPIのシリアル通信で受信してPCのArduino IDEのモニタに測定結果を送出するサンプルが用意されています。
完成したものをArduino Duemilanoveに接続したようすを次に示します。
