熱電偶

兩種不同材質的金屬線，一端接觸在一起的時候，另一端可以測量到"熱電動勢"(就是兩材料之間有電壓差啦~)。這熱電動勢，會隨著接觸端的溫度變化而改變(席貝克Seebeck效應)。

藉由測量兩端的電壓差，並且加以換算，就可以得知接觸點的溫度。利用這種原理做成的溫度感測器，叫做"熱電偶"。

熱電偶的熱電動勢一般都相當小，而且內阻很高，需要經過性能良好的放大器放大後，用ADC轉換器轉換為數位信號，才能讓微電腦進行資料處裡。本專案選用儀表放大器。

烤箱控制專案中，選用TYPE K的熱電偶。正極材料是鉻鎳合金，負極材料是鋁、錳、矽等鎳合金。一般最細線徑(0.65mm)的TYPE K，可以測量到850℃。烤蛋糕一般用到180℃而已，Type K 綽綽有餘。

參考資料：
http://mmrl.cgu.edu.tw/rehab/mme/rehab/organize/chap2/sensor/no1/no1_1.htm

PWM控制

Pulse Width Modulation(PWM)
脈波寬度調變
調整單位時間內供電時間比例來控制輸出功率。
http://www.arduino.cc/en/Tutorial/PWM

在我的烤箱溫度控制專案中，我的"單位時間"設定在5秒鐘。
當我需要50%的烤箱輸出功率時，繼電器就供電2.5秒，斷電2.5秒。
如果需要75%的輸出功率，繼電器就供電3.75秒，斷電1.25秒。依此類推。

藉由這個方式，PID控制所計算出來的烤箱的輸出功率，就可以套用在我的烤箱上。

固態繼電器

選用BT139來控制
BT139可以承受16A的平均電流，155A的瞬間電流。理論上用來控制110V/1600W的烤箱，應該沒問題。如果烤箱用的是220V的電，就可以承受3000W左右的功率。
http://www.nxp.com/documents/data_sheet/BT139_SERIES.pdf



固態繼電器參考資料：
http://www.winling.com.tw/new_page_27.htm
http://tw.myblog.yahoo.com/loung88/article?mid=717&prev=827&next=656&l=f&fid=6

專案結構

烤箱溫度控制器，第一個要能夠控制烤箱的電源。溫度不夠的時候，給烤箱上電、加溫；溫度過高的時候，斷電，讓溫度降低。一般的烤箱溫度控制，也是這麼做的。所以烤箱控制器的第一個部分，就是繼電器。讓微電腦控制繼電器，進而控制烤箱加熱。

第二個部分就是溫度偵測的機構。一般的熱敏電阻、溫度感測IC，都只能測量到100度左右。不過烤箱動不動就需要加熱到180~250度，不能用一般的溫度感測IC。這種狀況，就需要用到熱電偶的溫度偵測器。熱電偶溫度偵測，一般可以測量到上千度，面對家用烤箱的環境，綽綽有餘。

溫度控制器的大腦，選用Arduion的微電腦平台，再加上PID控制的演算法，讓烤箱溫度可以控制在設定好的數值。

最後可以再加上烹調控制，預設好預熱溫度、第一段烘烤溫度/時間、第二段烘烤溫度/時間。讓烤箱能夠自動化完成熱騰騰的蛋糕啦!!

起源

「老公，我們的烤箱溫度好像不會停在180度ㄝ。壞掉了對不對? 我們買新的好不好??」

身為小氣鬼老公，當然不可以輕言答應買新的家電啊!

於是，烤箱溫度控制器專案就這麼展開了.......