ESP32 C3 Super Mini MAX6675 열전대 모듈
MAX6675 모듈과 K형 열전대 프로브를 사용하여 ESP32 C3 Super Mini로 매우 높은 온도를 측정하는 방법을 배워보세요. 이 초보자용 튜토리얼은 모듈 배선, 라이브러리 설치, 시리얼 모니터에서 실시간 온도 데이터를 읽는 과정을 안내합니다.
이 튜토리얼에서 배울 내용:
- 열전대가 무엇이며 왜 극한의 온도를 측정할 수 있는지
- MAX6675 모듈이 열전대 신호를 디지털 값으로 변환하는 방법
- MAX6675 모듈을 ESP32 C3 Super Mini에 연결하는 방법
- MAX6675 라이브러리를 설치하는 방법
- 섭씨와 화씨로 온도를 읽고 표시하는 코드를 작성하는 방법
필요한 하드웨어
| 1 | × | ESP32 C3 Super Mini | 아마존 | |
| 1 | × | USB 케이블 타입-A to 타입-C (USB-A PC용) | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | USB 케이블 타입-C to 타입-C (USB-C PC용) | 아마존 | |
| 1 | × | MAX6675 Thermocouple Module | 아마존 | |
| 1 | × | 브레드보드 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | 점퍼케이블 | 쿠팡 | 아마존 |
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MAX6675 열전대 모듈에 대하여
열전대는 서로 다른 두 금속선의 한쪽 끝을 접합한 온도 센서로, 이 접합부를 열접점(hot junction)이라고 합니다. 이 접합부가 뜨거워지거나 차가워지면 온도에 따라 변하는 아주 작은 전압이 발생하며, 이 간단한 효과 덕분에 열전대는 일반 센서라면 망가질 극한의 온도에서도 견디며 측정할 수 있습니다. MAX6675 모듈은 K형 열전대 프로브와 MAX6675 IC를 결합한 것으로, 이 IC가 미세한 전압을 읽어 ESP32 C3 Super Mini가 사용하기 쉬운 디지털 신호로 변환합니다.
주요 특징:
- K형 열전대 프로브(크로멜/알루멜 선)와 함께 작동
- 열전대 신호용 12비트 아날로그-디지털 변환기 내장
- 간단한 3선 디지털 인터페이스(SCK, CS, SO) - 아날로그 핀 불필요
- 측정 범위: 0°C ~ 1024°C (프로브 자체의 정격은 0°C ~ 80°C)
- 약 0.25°C의 분해능과 ±3°C의 정확도
MAX6675가 초보자에게 좋은 이유:
- 아날로그 전압 계산이나 냉접점 보정 계산을 신경 쓸 필요가 없습니다 - 칩이 처리합니다
- 간단한 readCelsius() / readFahrenheit() 함수를 제공하는 바로 사용 가능한 Arduino 라이브러리
- 나사 단자형 프로브 커넥터 - 납땜 불필요
- DS18B20이나 DHT 센서가 견딜 수 있는 온도를 훨씬 넘어서는 온도를 안전하게 탐구할 수 있습니다
MAX6675 모듈 핀아웃
MAX6675 브레이크아웃 보드에는 5개의 핀과 열전대 프로브용 2핀 단자대가 있습니다:
- VCC 핀: 전원 공급 장치에 연결, 3.0V ~ 5.5V
- GND 핀: 접지(0V)에 연결
- SCK 핀: 시리얼 클럭 입력으로, ESP32 C3 Super Mini가 구동하여 각 데이터 비트를 내보냅니다
- CS 핀: 칩 선택으로, ESP32 C3 Super Mini가 LOW로 내려 변환을 시작하고 읽습니다
- SO 핀: 시리얼 데이터 출력(MISO 전용이며, 모듈이 데이터를 받지 않으므로 MOSI는 없습니다)
- 열전대 단자 (+ / -): K형 프로브(약 18인치 길이)의 빨간색(+) 선과 파란색(-) 선이 이 2핀 블록에 연결됩니다
MAX6675 열전대 모듈과 ESP32 C3 Super Mini 간의 배선 다이어그램
아래와 같이 MAX6675 모듈을 ESP32 C3 Super Mini에 연결합니다. 시작하기 전에 열전대 프로브의 빨간색 선(+)과 파란색 선(-)이 모듈의 나사 단자에 이미 고정되어 있어야 합니다.
이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
| MAX6675 모듈 핀 | ESP32 C3 Super Mini 핀 |
|---|---|
| VCC | 3.3V |
| GND | GND |
| SCK | D3 |
| CS | D2 |
| SO | D1 |
ESP32 C3 Super Mini 코드
아래 코드는 MAX6675 모듈을 통해 열전대 온도를 읽고 1초에 한 번씩 시리얼 모니터에 출력합니다.
코드가 하는 일:
- SCK, CS, SO 핀에서 MAX6675 모듈을 초기화합니다
- 모듈의 첫 번째 측정값이 유효하도록 전원을 켠 후 잠시 기다립니다
- 열전대 온도를 섭씨로 읽습니다
- 온도를 화씨로도 변환하여 표시합니다
- 매초 측정을 반복합니다
/*
* 이 ESP32 C3 Super Mini 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 ESP32 C3 Super Mini 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/esp32-c3/esp32-c3-super-mini-max6675-thermocouple-module
*/
#include "max6675.h" // MAX6675 library by Adafruit - install via Library Manager
// MAX6675 module pins connected to the ESP32 C3 Super Mini board
#define SCK_PIN 3 // Serial Clock pin: ESP32 C3 Super Mini clocks out each bit of data from the MAX6675
#define CS_PIN 2 // Chip Select pin: pulled LOW by ESP32 C3 Super Mini to start/read a conversion, HIGH when idle
#define SO_PIN 1 // Serial Output pin (MISO only): carries the 12-bit temperature data back to ESP32 C3 Super Mini
MAX6675 thermocouple(SCK_PIN, CS_PIN, SO_PIN); // create a MAX6675 object using the 3 pins above
void setup() {
Serial.begin(115200); // initialize Serial communication to talk with the Serial Monitor
delay(500); // the MAX6675 needs about 500ms after power-up before its first reading is valid
}
void loop() {
float temperature_C = thermocouple.readCelsius(); // ask the MAX6675 for the thermocouple temperature in Celsius
float temperature_F = thermocouple.readFahrenheit(); // ask the MAX6675 for the thermocouple temperature in Fahrenheit
Serial.print("Temperature: ");
Serial.print(temperature_C); // print the temperature in °C
Serial.print("°C");
Serial.print(" ~ "); // separator between °C and °F
Serial.print(temperature_F); // print the temperature in °F
Serial.println("°F");
delay(1000); // the MAX6675 finishes one conversion roughly every 220ms internally,
// but we only print once per second to keep the Serial Monitor readable
}
빠른 단계
- ESP32 C3 Mini가 처음이신가요? 먼저 ESP32 C3 슈퍼 미니 - 시작하기 튜토리얼을 완료하여 개발 환경을 설정하세요.
- Arduino IDE 설정: ESP32 C3 Super Mini가 처음이라면 Arduino IDE에서 ESP32 C3 Super Mini 환경을 설정하는 방법 튜토리얼을 참조하세요.
- 부품 연결: 위의 배선 다이어그램에 따라 MAX6675 모듈과 열전대 프로브를 ESP32 C3 Super Mini에 연결합니다.
- USB 케이블 연결: USB Type-C 케이블로 ESP32 C3 Super Mini 보드를 컴퓨터에 연결합니다.
- Arduino IDE 열기: 컴퓨터에서 Arduino IDE를 실행합니다.
- 보드 및 포트 선택: ESP32 C3 Super Mini 보드와 해당 COM 포트를 선택합니다.
- 라이브러리 매니저 열기: Arduino IDE 왼쪽 바에서 Libraries 아이콘을 클릭합니다.
- 라이브러리 검색: 검색창에 "MAX6675"를 입력합니다.
- 라이브러리 설치: Adafruit의 MAX6675 라이브러리를 찾아 Install을 클릭합니다.
- Search for MAX6675 library created by Adafruit and click the Install button.
1
void setup() {
- 코드 복사: 위의 MAX6675 코드를 복사하여 Arduino IDE에 붙여넣습니다.
- 코드 업로드: Upload 버튼을 클릭하여 코드를 컴파일하고 ESP32 C3 Super Mini에 업로드합니다.
- 시리얼 모니터 열기: 보드레이트를 115200으로 설정하여 온도 값을 확인합니다.
- 결과 관찰: 열전대 끝을 열원(켜진 촛불, 뜨거운 물 한 컵, 헤어드라이어 등) 가까이에 대고 시리얼 모니터에서 온도가 올라가는 것을 확인합니다.
- 전문가 팁: 시리얼 모니터에 계속 "0.00°C"나 명백히 잘못된 값이 출력되면 SCK/CS/SO 배선을 다시 확인하세요 - 핀이 뒤바뀐 것이 가장 흔한 원인입니다.
코드 라인별 설명
위의 ESP32 C3 Super Mini 코드에는 라인별 설명이 포함되어 있습니다. 코드의 주석을 읽어보세요!
응용 분야 및 프로젝트 아이디어
ESP32 C3 Super Mini MAX6675 열전대 구성을 다음과 같은 실용적인 프로젝트에 활용해보세요:
- 시간에 따른 온도를 기록하는 주방 오븐 또는 훈연기 온도계 만들기
- 도자기나 금속 가공용 가마 또는 용광로 온도 모니터 만들기
- 보정 테스트용 3D 프린터 핫엔드 온도 확인기 설계하기
- 로스팅 중 원두 온도를 추적하는 커피 로스팅 프로파일러 만들기
- 납땜 인두 또는 히트건 온도 검증기 만들기
- 온도가 안전 한계를 초과하면 알림을 보내는 산업 공정 모니터 만들기
비디오 튜토리얼
이 프로젝트를 시각적으로 따라 할 수 있도록 아래 비디오를 시청하세요.
도전 과제
ESP32 C3 Super Mini MAX6675 열전대 실력을 한 단계 높여보세요:
- 쉬움: 온도가 100°C를 초과하면 시리얼 모니터에 경고 메시지를 출력해보세요
- 쉬움: 측정 간격을 1초에서 5초로 변경해보세요
- 보통: 측정 온도가 설정한 임계값을 넘으면 켜지는 LED를 추가해보세요
- 보통: 실시간 온도 값을 OLED 또는 LCD 화면에 표시해보세요
- 고급: 장기 모니터링을 위해 타임스탬프와 함께 온도 값을 SD 카드에 기록해보세요
- 고급: WiFi를 통해 열전대 온도를 실시간 그래프로 보여주는 웹 대시보드를 만들어보세요
