Le module MAX31865 transforme une sonde à résistance de platine (RTD) en une mesure de température numérique directement lisible par un microcontrôleur. Il embarque le convertisseur MAX31865 : la carte alimente la sonde, amplifie la tension lue, la convertit sur 15 bits et la transmet en SPI. C’est la carte à prévoir lorsqu’une sonde PT100 ou PT1000 doit mesurer une température de façon stable et reproductible, là où un thermocouple ou une NTC montrent leurs limites.
Caractéristiques techniques
| Caractéristique | Valeur |
|---|---|
| Circuit principal | MAX31865, convertisseur résistance-numérique |
| Sondes prises en charge | RTD platine de 100 à 1000 ohms à 0 °C : PT100 et PT1000 |
| Câblage de la sonde | 2, 3 ou 4 fils, sélection par cavaliers sur la carte |
| Résolution | 15 bits |
| Plage de mesure | de -200 °C à 850 °C selon la sonde utilisée |
| Interface | SPI : horloge, données entrée, données sortie, sélection de puce |
| Alimentation | 3,3 V ou 5 V sur la broche VIN, régulateur et adaptation de niveau intégrés |
| Sortie régulateur | broche 3V3, jusqu’à 100 mA |
| Détection de défaut | sonde ouverte, court-circuit sonde et câble, protection jusqu’à 45 V |
| Raccordement sonde | bornier à vis, à souder sur la carte |
Brochage
Les repères sont sérigraphiés sur la carte : les lire avant de câbler, l’ordre physique des broches pouvant varier d’un lot à l’autre.
| Repère | Rôle |
|---|---|
| VIN | alimentation, 3,3 V ou 5 V — prendre la même tension que la logique du microcontrôleur |
| 3V3 | sortie du régulateur intégré, 3,3 V |
| GND | masse commune alimentation et logique |
| CLK | horloge SPI |
| SDI | entrée de données du MAX31865, sortie du microcontrôleur |
| SDO | sortie de données du MAX31865, entrée du microcontrôleur |
| CS | sélection de puce, active à l’état bas |
| RDY | signal de fin de conversion, facultatif |
| F+ et F- | courant d’excitation envoyé dans la sonde |
| RTD+ et RTD- | lecture de la tension aux bornes de la sonde |
Câblage de la sonde : 2, 3 ou 4 fils
La carte sort de son emballage configurée pour une sonde 4 fils. Les deux autres montages demandent de souder des ponts sur les cavaliers situés près de la résistance de référence et du bornier.
- 4 fils : le montage le plus précis. Le courant d’excitation circule dans une paire de conducteurs, la mesure se fait sur l’autre paire : la résistance des fils n’entre plus dans le résultat. À privilégier dès que la sonde est à distance.
- 3 fils : le compromis courant. La carte soustrait la chute de tension du fil de retour et compense ainsi sa résistance. Un conducteur de moins que le montage 4 fils, pour une précision très proche tant que les trois fils sont identiques.
- 2 fils : le plus simple à câbler, mais la résistance des fils s’ajoute à celle de la sonde. À réserver aux câbles très courts, ou en acceptant une erreur de plusieurs degrés dès quelques mètres.
Applications
- surveillance de température de four, de bain liquide ou de machine industrielle ;
- instrumentation de laboratoire demandant une mesure lente mais reproductible ;
- chaîne de mesure d’un banc d’essai, avec enregistrement sur carte SD ou envoi réseau ;
- régulation thermique (chauffage, fermentation, incubation) où l’écart de mesure se paie sur le résultat ;
- remplacement d’un régulateur analogique par une chaîne numérique reliée à un ordinateur.
Mini-projet : lire une PT100 sur le moniteur série
Le montage tient sur une breadboard et se câble en cinq fils. Le programme affiche la résistance brute du capteur puis la température convertie, et signale toute rupture de sonde.
Matériel
- un module MAX31865 et une sonde RTD (PT100 ou PT1000) ;
- une carte Arduino Uno R3 et son câble USB ;
- des fils de liaison mâle-femelle ;
- une breadboard pour tenir les connexions.
Câblage vers un Arduino Uno
| Module MAX31865 | Arduino Uno |
|---|---|
| VIN | 5V |
| GND | GND |
| CLK | D13 |
| SDO | D12 |
| SDI | D11 |
| CS | D10 |
La sonde se visse dans le bornier : F+ et RTD+ d’un côté, F- et RTD- de l’autre pour un montage 4 fils. Pour une sonde 2 fils, chaque fil va dans un bloc différent après avoir soudé les ponts prévus.
Programme
/* Mesure d'une sonde PT100 avec un module MAX31865
* Composants, brochage et fiche complete : www.marocproduits.com
*/
#include "Adafruit_MAX31865.h"
#define BROCHE_CS 10
#define RREF 430.0 // 4300.0 avec une sonde PT1000
#define RNOMINAL 100.0 // 1000.0 avec une sonde PT1000
Adafruit_MAX31865 sonde = Adafruit_MAX31865(BROCHE_CS);
void setup() {
Serial.begin(9600);
// A accorder avec les cavaliers de la carte : 2, 3 ou 4 fils
sonde.begin(MAX31865_2WIRE);
}
void loop() {
uint16_t brut = sonde.readRTD();
Serial.print("RTD brut : ");
Serial.println(brut);
Serial.print("Temperature : ");
Serial.println(sonde.temperature(RNOMINAL, RREF));
if (sonde.readFault()) {
Serial.println("Defaut detecte, verifier sonde et cablage");
sonde.clearFault();
}
delay(1000);
}La bibliothèque Adafruit_MAX31865 se trouve dans le gestionnaire de bibliothèques de l’IDE Arduino. Le même programme fonctionne sur une carte ESP32 ou un Raspberry Pi, seules les broches SPI changent.
Points d’attention
- La résistance de référence décide de tout. La carte porte une résistance de référence (repère Rref) calibrée pour la famille de sonde prévue : 430 ohms pour une PT100, 4300 ohms pour une PT1000. Vérifier la valeur réellement soudée avant la première mesure : avec une référence inadaptée, l’affichage reste plausible mais la mesure est fausse. Seul le paramètre RREF du programme change, pas le câblage.
- Réveiller le montage avant de juger la stabilité. La première lecture qui suit la mise sous tension est souvent décalée ; alimenter la carte une minute avant de relever.
- Lire les défauts, pas seulement la température. Un fil pincé, une sonde desserrée dans le bornier ou un câble coupé se traduisent par une lecture aberrante. Le contrôle de défaut intégré les distingue d’une vraie mesure.
- Ne pas confondre VIN et la sortie régulatrice. Le régulateur de la carte fournit le 3,3 V sur la broche 3V3 ; VIN reçoit l’alimentation du montage, 3,3 V ou 5 V.
- Le bornier se soude. La sonde ne tient que si le bornier a été soudé sur la carte avant le raccordement ; à défaut, prévoir la soudure du connecteur fourni.
Questions fréquentes
Le module inclut-il la sonde ?
Non. Le module est vendu seul, à connecter à la sonde RTD que vous utilisez. Une sonde PT100 à trois fils convient pour un premier montage.
Quelle différence entre un MAX31865 et un MAX6675 ?
Le MAX6675 lit un thermocouple, le MAX31865 lit une résistance de platine. La sonde RTD est plus précise et plus stable dans le temps, la sonde thermocouple va plus haut en température et coûte moins cher. Le choix dépend de la mesure, pas de la carte.
Peut-on utiliser une sonde PT1000 sans rien modifier ?
Il faut adapter la résistance de référence à la famille de sonde et renseigner les bons paramètres dans le programme. Le brochage et la communication SPI restent identiques.
Combien de modules sur un même microcontrôleur ?
Autant que de broches de sélection disponibles : les lignes d’horloge et de données sont partagées, chaque module reçoit son propre CS. Cela permet de comparer plusieurs points de mesure sur une même carte.
À combiner avec
- Sonde PT100 : le capteur qui va avec le module, montage trois fils possible.
- Shield de prototypage Uno : pour câbler le module et le bornier de sonde sans nappe qui se débranche.
- Sonde DS18B20 : alternative numérique sur un seul fil, lorsque la mesure ne demande pas la précision d’une platine.
- Sonde NTC 10K étanche : solution analogique économique pour surveiller un liquide à distance courte.
