Hur man identifierar röda och gula sladdar på en K termoelement... med en Magnet!

Om du inte vill att läsa igenom denna hela berättelsen, kommer jag rakt på sak med en spoiler:

Den röda sladden på en K typ termoelement kommer inte hålla sig till en magnet och den gula sladden kommer att hålla sig till en magnet!

Kort och koncist. Fil detta i din hjärna eftersom du behöver för en dag.

OK, och nu, historien om denna upptäckt:

En av mina nuvarande projekt är att bygga en digital styrenhet för en gammal Cress keramik ugn jag plockade upp på CraigsList. Gamla Cress torken hade de gamla skolan analoga rattarna och kontroller för snabb uppvärmning och tidpunkten för uppvärmning, och en liten mekanisk anordning som stänger av torken när den når en viss temperatur. Jag egentligen bara ville vara kunna välja en viss temperatur och inte bråka med ringer och kottar och gissa.

Så, naturligtvis, jag Arduino'ed det, som jag verkar göra med alla mina projekt.

Detta system jag byggde för torken består av en Arduino Pro Mini 8MHz 3.3V (dessa är $2,50 varje på eBay, och jag köper dem av dussin), en LED driver transformator som tar 115 till 240 v växelström och sätter ut 12 VDC på 1 A (dessa är $1 på eBay och great power line-drivna projekt), en justerbar buck converter som tar 12 VDC och sjunker det ner till 3.3 VDC till makten Arduino , 31855 styrelsen, 5110 LCD och solid state reläer (konverterarna buck är runt $1 också), en 31855 termoelement förstärkare breakout ombord från Adafruit, en Nokia 5110 LCD uppvisning (dessa är mindre än 1 dollar på eBay), och en K typ termoelement. Oh ja, det finns två momentan tryckknappar, och ledde, 2 solid state reläer, och en 2-polig 30 amp vägg växla från Lowe's. För att använda den, du helt enkelt ange din mål temperatur med upp och ner knappar och torken värms upp till den temperaturen och stannar där. Det fungerar bra!

Nästa iteration av projektet kommer att vara att lägga till ramp och blöt tid kontroller, så att du kan berätta ugnstorkade att värme upp till säga 1000 grader F över 5 timmar, sedan hålla vid 1 000 grader F i 2 timmar, sedan värma upp till 2 000 grader F och håll i 30 minuter, sedan sjunka tillbaka till rumstemperatur över 6 timmar. Jag planerar att inkludera en webbserver och gränssnitt via en telefon eller tablett. Det finns nu $34 7" Android tabletter på Amazon och jag tror det skulle göra en stor särskild färg touch-gränssnitt för alla Arduino projekt!

Hur som helst, controller projekt och ramp och blöt tillägg kommer att behöva vänta för att en annan Instructable jag kommer att skriva en annan gång.

Tillbaka till termoelement:

Ett termoelement är en korsning av två olika metaller, som vid upphettning, kommer att producera en makt, som sedan kan mätas i millivolt. Sedan du (eller din mikrokontroller) leta upp temperaturen för att mängden millivolt och du vet hur varm din termoelement är.

Den vanligaste typen är den K typ termoelement som använder chromel och alumel metallegeringar för två typer av metal. Tja, visar det sig att de flesta kvaliteter av chromel används i termoelement. specifikt chromel "C", (även kallad för oss beslutsfattare "kromnickellegering wire"), vanligtvis innehåller 24% järn och därför är magnetiska. Här är en länk till Wikipedia posten för K typ termoelement.

Problemet jag höll med i mitt projekt var att jag inte kunde berätta vilken tråd som kom ur termoelementet var röd, och som var den gula. Det är viktigt, eftersom termoelement är DC, så det finns en polaritet. På termoelement hade jag, några har markerats med rött, men när jag kopplade dem till min multimeter eller en termoelement förstärkare, spänning signalen ibland skulle vändas (värdet skulle gå när termoelementet var varmt), och jag måste vända den. Jag kom på att chromel tråd som används för gula eller icke-röd anslutning är magnetiska och alumel kabeln används för röda anslutningen är inte magnetisk! Problemet löst.

Ytterligare Information om termoelement användning och ledningar

Sedan eftersom jag lärt mig mer om termoelement, blev det klart för mig att jag verkligen bör eliminera alla andra potentiella termoelement föreningspunkterna. På grund av termoelement arbetssätt, kommer att en korsning av två olika metaller producera vissa liten spänning. ALLA av dem! Det finns minst en Instructable om hur du gör din egen termoelement från grunden. Eftersom du kan göra ett termoelement från någon två olika metaller, betyder det att om du använder någon tråden för att ansluta din termoelement med mätare, förstärkare chip, etc., du måste termoelement korsningar på varje anslutning mellan sladdar och kontakter! Även uttag, anslutningar, löda lederna, pluggar, multimetern sonden anslutningar till ledningar och alla anslutningar kommer att producera en spänning, så du inte kommer att kunna berätta hur många millivolt faktiskt produceras av din verkliga termoelement!

Tja det är lame... Jag antar att det finns inget sätt att använda ett termoelement då, rätt? Tja, finns det en lösning. Du måste använda exakt samma metall i din kablar för att ansluta hela vägen från din termoelement ända till din mätare. För K typ termoelement, som innebär att du måste använda K typ termoelement förlängning tråd som är gjord av... du gissade det, chromel och alumel! Om du använder den typen av tråd, ena sidan av din termoelement använder sedan chromel hela vägen från korsningen till din mätare eller förstärkare styrelsen eller chip, och andra sidan använder alumel. Om du koppla in detta sätt den, då blir det inga korsningar av olika metaller i dina ledningar utom termoelement sig (vilket är det enda vi vill), och naturligtvis där chromel och alumel kablar slutligen ansluta till ditt chip, men detta är egentligen oundvikliga. Lyckligtvis 31855 termoelement förstärkare chip läser sina egna inre temperatur och kan beräkna hur många millivolt produceras av lokala anslutningarna mellan kablarna och chip leder som agerar som termoelement och avbryta dessa spänningar av den totala behandlingen.

(Se diagram bilden av termoelement ledningar.)

Termoelement jag använder för min ugn har en keramisk Kopplingsplint, men metall fat kontakterna i den görs från bara några slumpmässiga metall. Så använder jag inte kopplingsplinten för att ansluta kablarna eftersom som skulle ha skapat 4 mer termoelement korsningar! Istället jag twisted termoelement förlängning kabeln runt benen på termoelementet och drog åt som i en av fat kontakterna.

So What om magneten?

När du ta en bit av termoelement förlängning tråd, får eller får inte färgkodade med röda och gula isolering. De flesta av mina var inte. Också, några av termoelement jag har markeras inte om vilken bly är den röda kodade ledande, och vissa är faktiskt markerade felaktigt! Så hur vet du om A.) du har termoelement tråd och B.) vilken tråd måste ansluta till vilken ledningarna kommer ur termoelementet? Lätt... med en magnet. Om du rör en magnet till varje tråd på ett termoelement eller termoelement förlängning tråd, hittar du den chromel sidan fastnar magneten, som den alumel sidan inte. Om du har ett par av trådarna i vilket som är magnetiska och en är inte, då är det sannolikt att vara termoelement tråd. För att ansluta chromel tråd till din termoelement, bara hitta den magnetisk tråden på din förlängning tråd och Anslut den till den magnetisk tråden på din termoelement och sedan ansluta den icke-magnetiska sladden till den icke-magnetisk tråden på din termoelement, och du är bra att gå! Magnetisk tråd kommer att vara den traditionellt färgkodade som gult. Icke-magnetiska tråd blir en färg kodade som röd.

Sensmoralen i historien är: Använd inte bara någon gammal tråd för att ansluta ett termoelement till din krets eller du kommer att få extra spänningar skapad av ytterligare föreningspunkterna mellan de olika typerna av metall och det blir omöjligt för dig att bestämma spänningen som produceras av din primära termoelement.